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-NIVEAU D'EXPLICATION DES ELEVES ET SON IMPORTANCE DANS
L'ACQUISITION SCOLAIRE D'UN CONCEPT SCIENTIFIQUE: LE SON
Maria Saiud NUNEZ
Professeur Associé au Départemento
de Investigaciones deI Centra de
Investigacion
yEstudios Avanzados
deI l.P.N. - MEXIQUE
Résumé Dans le cadre des recherches que nous menons actuellement à Mexico, nous essayons d'approfondir l'étude du processus d'acquisition de connaissances scientifiques chez des élèves suivant la scolarité primaire. En particulier~ nous essayons de déterminer le degré d'adéquation de divers contenus scien-tifiques~ des stratégies d'enseignement des sciences
expéri-mentales et de quelques problèmes de nature technologique avec les différents niveaux de développement cognitif des
61~v~s au niveau d~ la scolarité l)rimairp?
l'établisse'ment de·:=; prcr:rar:'}nes ~?C()~:::,:jre2et dES ~")itu'Jtic'ns jid,<:icr~iqlles? essayerDns :i'apporter '{lle~'·1ues é16rnents de réponse à ces qUEstic)t1S, eri prenant l'exemple de l'enseii7,ner1ent d'lJn concc~;t. en l 'OC UI'::""enCt'O, 1.::': :';cn.
seignement à travers la I"roductir.;D d,.=' vi brat ions. la transmisr:ii8D de celle-::,-ci
dans 'iif:'érents milieux (liQuidec.;, soljdes, gaz) (,.'t l'étude d'alltres rhénorrlènt:~,
tels 1ue: la r~flexionet l'absortion des sons. Cette leço~ est pr~ced~epar l'enseignement d'tIn autre concept: le mouverrent onduJ.atoire. ~OlJr le~uel, il est n&cessaire de proc€der ~ son identificaticII. au d€nombrement de quelques unes de ses caract~ristiq~es (r~flexion~absortion et entrecroisement) et ~ 11
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observation de diverses situations o~ des mouveTIents ondula1:oi tibles pour les §l~ves.
La métbodologie yro:,Josée PO'.1Y aborder ces ;)roblè~i;;se2-t la réalisation d'lL'1e
série d'activit~~ponctuelles, l'enregistrement des r~sultats otserv~s air:si
que trouver une réponse aux questions pr§cises formul§es par le TI!aitre. Voici un exemple des activi tés proposées: produire des sons ~'ar di vers moyens" ob-server 13 variation de transmission du son dans diffÉrents milietlX, construire un tél~phonetrès simple à l'aide d'un fil et de deux gobelets en plastique.
Après le dérouler.1ent de la lee>.!;J, DOllS avons interr()g~ les enfants par petits groupes. Nous avons pu constater la coexistance de ieux modes de représenta-tian du son: lm premier système de représentation, influencé par l'enseigne-ment donné, s'applicant à tous les 8,OD[, produits sur et avec d~s objets physi-ques; un deuxième système, propre à l'enfant et difÎi~ilEment par l'en-seignement, se référant à tous les sons produits par les être~:;vivants,
notarJl-ment le langage humain.
En ce qui concerne le premier système de représentation, les élèves ont pu
ac-cepter le caractère vibratojre du son après l'avoir constaté dans les situa-tians de proàuction de sons. Les élèves ont perçu le phénomène de la transmis-sion du son dans diff'érents milie':_lx surtout C'L:'TILme une variation rl'inteY1.sité à la réception. Le doute subsiste, même après l'i~terrogatoir~~quant aux liens q,ue les énfants ont pu établir entre les deu.x pbér:omènes. Par contre" la pro-duction des sons était clairell.ent comprise cOrnEe un effet de l'application
d'-l;.ne f'orç~ sur des obj ets.
Danf: le cadre du deuxième système de représentat ion, l'intérêt des élèves était surtou: centré SlU' la compréhension de la production et la réception de la pa-role. Etant donné qu'un des aspects principaux '\risés par l'enseignement était celui de la traIlsmission du son, nous avons questionnés les élêves sur ce pro-blème à propos de l'expérience réalisée avec le téléphone. Voici quelques exe~ pIes des explications données par les élèves sur la transmission de la parole:
- "Ur:.e lettre va par un fil (du téléphone) et l1..."'1e autre va par lh>'l autre fiIt!. "Cela n'est pas possible ... il y aurait des confusions, ce qui se passe est qu'UL mot va par un fil et l'autre par un autre" et ainsi de sui te.
- "Ce qui voyage ce sont les ondes sonores par le fil". Nais, il ne relie pas les ondes sonores aux mots.
Par ai~leurs, le téléphone est conçu comme un appareil important pour la commu-~licationà distance, mais il serait plutôt gênant dans la communication entre interlccuteurs proches::"'lm de l'autre. Ainsi donc la variation d'intensité de transmission des sons dans différents milieux n'a pas été intégrée losqu'il
s'-agit alune communication verbale.
'~ue se passerait-il avec la transmission d'ondes sonores entre deux interlocu-teurs face à face? Voici quelques explications des élèves:
- "Les ondes sonores s'arrêtent justeà la sortie de la bouche, le vent les prend alors et les amène jusqu'à nos oreilles".
Et les vibrations?
" Q,uand nous parlons ainsi, sans téléphone, nous ne produisons pas de
vibra-tions, nous produisons des mots". Mais, pour un autre enfant:
"Nous produisons des vibrations et des mots, les vibrations s'arrêtent à la sortie de la bouche .... ce que nous entendons ce sont les mots".
La production des mots n'est jamais envisagée d'un point de vue physique, peut-être par un manque d'explication des conditions nécessaires à la production et l'articulation des mots par l'appareil phonatoire. Il en va de même, en ce qui concerne la réception des mots et des sons, en général, par l'appareil auditif.
Or, tous ces enfants ont perçu les vibrations sur le fil du téléphone, ils ont aussi senti les vibrations des cordes vocales. Mais, ils semblent considérer que les vibrations se transmettent li...niquement dans un matériel solide et nulle-ment dans l'air. Cela, malgré qu'ils avaient tous réalisé l'expérience qui de-vait appuyer l'enseignement de cet aspect. Ceci n'est pas un hasard.
En effet, un des obstacles à surmonter dans l'enseignement serait les
représen-tations que les élèves se font à propos de l'air. Pour eux, l'air n'aurait pas
de materialité, en tout cas pas celle que la Physique entend, tant qu'il ne produit pas certains effets perceptibles (l'action du vent, l'air enfermé dans un ballon, etc.
l.
Par ailleurs, ils acceptent, par enseignement interposé, l'-existence de l'air partout en tant que nécessaire à la fonction respiratoire. Mais, il n'a pas d'autres propiétés physiques.Quels élements de réponse pourrions nous tirer de cet exemple en relation avec
nos questions?
Il est évident que pour l'avancement de la connaissance scientifique, il est nécessaire de faire un recoupement de la réalité
à
fin d'arriver à un plus grand approfondissement dans un certain domaire. En général, dans les discipli-nes scientifiques, les para~ètreset les conditions des recoupements sont clai-rement définis et justifiés. Reste encore à savoir, si dans le but de trans-mettre les connaissances scientifiques, ce même recoupement doit être maintenu ou bien, s'il ne faut pas aborder le problème dans une autre perspective. C'est encore un problème auquel se heurtent différentes approches de recherche dans le monde ent{er.Dans l'enseignement traditionnel des sciences, on a toujours effectué des re-coupements. Sur certains aspects, ils s'inspirent sur ceux des disciplines scientifiques, mais, pour d'autres, ils font appel à une série de paramètres socio-éducatifs qui ne sont pas toujours clairement définis. Ces recoupements ne correspondent pas, non plus, à ceux, encore méconnus, que les élèves font des phénomènes naturels. Ceci nous semble mis en évidence dans l'exemple que nous avons présenté.
En effet, nous constatons que le programme et la méthodologie proposée pour l'-enseignement du son, isole le phénomène et l'envisage uniquement du point de vue de la Physique, ce qui implique la division traditionnelle par disciplines. En outre, on propose l'étude de certains aspects, supposés les plus simples et accésibles
à
constater, donc à déduire, par les élèves: vîbratîons, transmis-sion différenci€~mouvement ondulatoire, réflexion et absortion. Or, les élè-ves font un autre type de recoupement: plus global et, en quelque sorte, inter-disciplinaire, dans la mesure où ils n'isolent pas les phénomènes mais les met-tent en rapport avec les éléments et les situations de leur vequ quotidien. Que font les élèves lorsqu'on veut leur enseigner certaines connaissances scienti fiq~les sans tenir compte de leur type de recoupement du monde p:bysi que ni de leur niveau d'explication?
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-IL:; 2.cceptent, en partie, les connaissances transmises tout en conservant leur p~oure mode de repr~sentation.Au plus, ils prennent quelques §l~ments apport~s rar Ir en::::,eig!1emcnt et les juxtaposent à leur système, sans que cela implique une m.:;di fication f'ondamentale de leurs explications du pbénofl.ène envisagé. Ain-si, deux modes de repr€sentation parall~lecOExistent dans la pens§e de l'en-f'3.r~t. rOUI' combien de temps?
Dans l'exemple des représentations des élèves, à propos de la production et de IG transmission du son, ainsi que dans celles qu'ils se font sur d'autres phé-ncmènes physiques et chimiques, ce qui semble commun et qui expliquerait en partie ce type de représentations est l'absence d'une conception atomistique de la Œatière. Au-delà des représentations particuJ.ières de certains pténomè-:lES, il nous semble donc qu'il y aurait un ni veau ct' explicat ion du monde
phy-siQ",J.e qui rendrait compte des différentes modalités des représentations.
Un èes buts de l'enseignement des sciences serait d'aider les élèves à dépas-ser leur niveau initial d'explication pour accéder progressivement aux niveaux j'ex~llicationscientifique. C'est un travail de longue haleine qui implique bien connaître~d'une part, les nivea'IT d'explication des élèves aux différents degrés de la scolarité primaire, et, d'autre part, les conditions et les étapes nécessaires qu'il leur faut franchir.
Jans le cadre de notre recherche, nous avons établi quelques situations d'en-sejgnement où nous essayons de nous approcher aux modes de représentation des êl~ves et au type de recoupement qu'ils font de la réalité. Une première
analy-se globale des rÉsultats obtenus par nos modifications semble montrer un meil-leur ancrage des connaissances scientifiques transmises.
Dans .le futur, nous essayerons aussi de tenir compte des étapes et des passages de niveaux d'explication dans l'Histoire des Sciences. Il nous semble que l'ap-proche épistémol~iquepeut, non seulement apporter des éléments importants pour comprendre les obstacles à surmonter par les élèves dans leur changement de niveau d'explication, mais il peut aussi contribuer à guider le choix des situations didactiques et la reestructuration des prog~ammesd'enseignement des sciences.
