ARTheque - STEF - ENS Cachan | De la recherche à la prise en compte des conceptions chez les élèves en technologie

DE LA RECHERCHE

À

LA PRISE EN COMPTE

DES CONCEPTIONS CHEZ LES ÉLÈVES EN TECHNOLOGIE

Jean-Jacques ROSSI

Collège et Lycée de la PrésentationàSt-Julien en Genevois, L.D.E.S., Université de Genève

MOTS-CLÉS: TECHNOLOGIE - REPRÉSENTATIONS - DIDACTIQUE - ÉLECTRICITÉ

RÉSUMÉ : Dans l'enseignement de la technologie au collège, force est de constater que les conceptions présentes chez l'apprenant vont jouer un grand rôle dans l'apprentissage. Travaillant dans la perspective ouverte au L.D.E.S.àGenève, l'auteur nous donne des exemples significatifs de représentations existantes en électricité et nous inviteà les prendre en compte dans les activités élèves afin de les dépasser.

SUMMARY : As far the teaching of technology in Comprenhensive School is concerned, we are forced to note that the conceptions the learner already has, are going to play an important part in the process of learning. Starting from the work that has beeb establishedat LDES in Geneve, the author will givre us somme relevant examples of existing representations in the field of elecnicity, and will suggest that we should take them into account in the activities given to pupils in order to go beyond.

1. CONTEXTE PROBLÈME

La prise en compte des représentations des élèves sur l'objet d'enseignement est une donnée fondamentale en didactique de

la

technologie TI nous est apparu intéressant d'effectuer auprès des classes de 6e, un questionnaire sur quelques conceptions de bases àpropos du courant électriqueet

de son mode d'expression, à travers la .. pilen (élément physique familier et utilisé par tous en cours de technologie)

2. OBJECTIF VISÉ

- Prendre en compte conceptions initiales des élèves dans les séquences d'apprentissage

- Détenniner les obstacles et les situations problèmes qui permettent de définir des stratégies d'apprentissage adaptées.

3. INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS 3.1 Remarques préalables

Les élèves de 6e étant issus de classes de primaire disparates, il nous est bien sûr difficile, voire impossible, de nous rendre compte par les faits, de l'enseignement d'électricité qu'ils auraient pu recevoir sous la forme d'une initiation. Mais volontairement, pour ne pas mettre en œuvre une donnée déstabilisante pour l'élève, nous n'avons pas interrogé les élèves sur la présence ou non de cene dite initiation. Par ailleurs, et dans le souci de ne pas alourdir inutilement ce compte-rendu, il apparaîtra ci-dessous que les réponses les plus significatives.

3.2 Résultats

1)Lecourant électrique, c'est quoi pour toi?

- .. C'est une chose dangereuse.n

- .. Le courant électrique sen à faire de l'énergie.n

- .. Quelque chose qui senàfaire marcher les choses électriques.n - .. Le courant c'est une chose qui sen beaucoup.n

-" C'est ce qui fait marcher le téléphone.n

-" C'est une énergie domestiquée par l'homme. L'énergie naturelle est la foudre. " - .. Elle permet de réaliser des projets.n

-" C'est peut-être de l'énergie. "

-" Pour moi, c'est une grosse décharge électrique.n - .. Pour moi... Je ne sais pas!n

- .. C'est une possibili té...n

Commentaire : l'image mentale qu'ils possèdent sur le courant nous paraît pas très éloignée dela

réalité ressentie à cet âge. Toutefois, quelques observations : deux concepts émergent dans des registres qui ne sont pas nécessairement associés dans l'esprit des élèves:

- l'aspectfonctionnel ou l'utilité du courant: .. ça sert à faire marcher des machines ". L'élève est ainsi positionné dans le registre de la fonctionnalité opérationnelle concrète.

Et par suite,

- l'aspecténergie, comme quelque chose" venu d'ailleurs", issue de DameNature, du ciel, de l'orage, et seulement domestiquée par l'homme. Peut-être, fait-on appel au côté magique et fantasmagorique de la foudre et de l'éclair.

Une discussion informelle en prolongement de cette enquête a renseigné sur quelques détails d'interprétation de la notion d'énergie. En effet, pour une grosse proportion, environ 80%, l'énergie serait ce qui se voit concrètement, comme du feu ou une flamme, le soleil ou une lampe halogène. Mais de là, à vouloir assimiler à de l'énergie, le" fluide" invisible parcourant les fils électriques, qui plus est, de faibles diamètres, il y a tout un monde d'obstacles où l'élève va se heurter.

Mais on le savait, le concept d'énergie est complexe et se révèle difficile à didactiser pour un jeune public. Cela pourrait faire écho à des recherches antérieures. Par ailleurs, un seul exemple d'appareil utilisant de l'électricité nous a été proposé, et ce n'est peut-êtrepascelui auquel on aurait pu s'attendre : le téléphone! Pas de télévision, de chaîne hi-fi ou d'ordinateur ou de jeu vidéo. Bizarre!

2) Le courant électrique a-t-il un sens? Comment peux-tu le repérer? (sous entendu : sens de circulation!)

a- ... Oui, en allumant une chose en électroménager ou un P.C. b- .. En le touchant. " ( 2%)

c- De nombreux, .. je ne sais pas! "(65%)

d- .. Oui, en le repérant grâce à la polarité+et - ".(10%)

e- .. Non, il n'y a pas de sens parce que les centrales électriques ont les fils qui partent de partout. " f- .. Non, on le repère car il fait des décharges électriques et de temps en temps des étincelles. " g- " Je le repère en voyant une prise électrique... "

h- .. TI a comme sens de faire fonctionner des appareils... "

i-" TI n'a pas de sens, parce l'électricité nous sert à chaque moment..." Commentaire :

De nombreuses réponses diverses et confuses, voire inquiétantes (toucher le courant !) pour certaines, commencentà émerger du lot de réponses. Elles reflètent les représentations à l'instant T, d'une réalité à laquelle il faut prendre considération afin de créer au mieux, nos structures d'apprentissages.Onpeut noter l'apparition d'une nouvelle dimension stratégique: le" toucher" et

la ..vision".

n

est à remarquer quelapersonne qui aura subit une décharge électrique (clôture de parc animalier, bougie de vélomoteur, etc..), sera fixée sur l'existence réelle du courant, mais en rien

renseignée sur le " sens" du courant. Ainsi

la

notion de sécurité

et

de danger du courant électrique

réponse (e) :

L'image donnée du sens du courant est originale etnon moins intéressante. En effet, la structure extérieure, architecturale et technique de la centrale et de son" désordre" de fils, a été assimilée à un désordre de SENS du courant; comment après cela s'y retrouver, a dû penser l'élève qui a proposer cette réponse! Onpourra imaginer que le jeune s'est réfugié dans un registre conceptuel figurai, occultant ainsi, la dimension physique et interne du déplacement du courant.

réponses " h et i" :

Ses réponses sont, semble-t-il à rattacher à un problème d'interprétation du terme " sens". Comment en effet, prendre conscience d'une direction quant on ignore ou que l'on imagine mal, le mouvement d'un élément, qui plus est, invisible. À cet effet, la manipulation avec des élèves, sur des appareils permettant de " visualiser" le déplacement du courant électrique, est tout à fait adéquat à cette situation. Despetites "diodes lumineuses" installées sur les circuits, etfaisant fonction de témoins lumineux de passage de courant dans un sens ou dans l'autre, sont de bons moyens de visualisation chez les jeunes élèves et les moins jeunes.

4) Le courant électrique qui sort de la prise est-il le même que celui qui sort de la pile?

- Non. 75%

-OUI 8,3%

- sans réponse 12,5%

- ne sait pas 4,2%

quelques réponses en vrac:

- Je pense que celui de la prise est plus puissant. - Oui, parce qu'il vient du même endroit. - Je ne sais pas.

- Non, dans la prise ilya plus de Volts.

- Oui bien sûr, car le courant de la pile est pris dans la prise du mur. " (...)

Commentaire : Après coup, il nous apparaît avec certitude que la question pouvait prêter à

confusion. Que signifiait U le même" à propos d'un courant? Son origine? Sa nature? Sa

puissance? Autant d'intelJlrétation diverse et opposée.

Une majorité (75%),pense avec raison qu'il est différent, sans pour cela indiquer quelques critères, sauf deux ou trois réponses:

U Il est plus fort (...) il Ya plus de volt (...) celui de la pile est moins dangereux. "

Lecritère FORCE et DANGER paraît le plus commun.

En revanche, certaines réponses mettent le doigt sur une certaine forme d'obscurantisme dans l'imaginaire liéàla représentation de l'électricité. Voici la réponse:U oui bien sûr, le courant de la

pile est pris dans la prise du mur. ".

Que faut-il comprendreàtravers cene réponse? L'élève parle t-il delapuissance du courant, dela

nature ou de son origine ? Autant d'interprétations à prendre en considération pour bâtir nos séquences.

5)Le courant électrique qui "sort de la prise" a t-il comme les piles un pôle plus ou un pôle moins? (ilfallait comprendre pôle comme .. borne"00)

-OUI: 25%

-NON: 33%

-NESAISPAS: 17%

- PEUT-ETRE 25%

Commentaire: Le non est majoritaire pour1/3de la population ciblée, cela s'explique sans doute assez facilement par la simple méconnaissance du courant électrique qui sort delaprise. En effet,le

courant du secteur, pour des raisons de sécurité évidente, n'est pas étudié en tant que tel lors des éventuelles initiations à la technologie dans les classes de primaire. En revanche, les .. oui " recueillent un taux aussi élevé que les" peut-être ", pour ceux-ci, ces conceptions déjà présentes vont sans doute faite obstacle le moment venu à l'étude du courant du secteur. Durant très longtemps, malgré les cours de technologie et de physique dans les classes supérieures, une partie importante d'élèves (voire d'adultes), est encore convaincue qu'il existe un pôle+et - dans le courant de la prise électrique.

On peut être amené à penser que l'utilisation croissante de pile, pour quelque appareil que ce soit, influence, voire détennine sous une forme de généralisation, une conception unique du courant électrique. Ne pourrait-on pas parler d'un phénomène de projection d'une conception établie dans un domaine donné vers un autre ?

4. DES CONCEPTIONS AU PROJET...

Lors de l'élaboration et de la conception du projet technique,lapédagogie de projet a sans doute un rôle important dans la réflexion et l'action sur les objets techniques à réaliser. Cette méthodologie particulière, assure une certaine cohérence logico-technique entre les conceptions de l'apprenantet

fabrication qu'il m'est en œuvre. Pour illustrer ces propos, nous pensons aux choix technologiques que doivent effectuer les élèves en câblage électrique, quant àlasection etla dimension des ms électriques, donnée directement liée àlapuissance de l'appareil, celle-ci étant obtenue par calcul. En somme, le groupe d'élève durant la réalisation du projet, sera amené à franchit différentes étapes: -la recherche d'informations,

-la détermination d'un programme d'action,

- la réalisation des contrôles répétés, avant, pendant et après,

-l'acquisition de connaissances nouvelles en oppositions aux conceptions préalables du sujet,

-structurer ses connaissances et synthétiser ses résultats,

s.

POUR CONCLURE

Nous avons pu remarqueràtravers toutes ces réponses diverses de notre recherche que le langage véhicule des conceptions sous-jacentes tenaces et bien ancrées, et que celles-ci sont très variées suivant la situation vécue. Ces conceptions qui appartiennent à chacun, peuvent évoluer, et correspondent sans doute, à une installation lente et progressive du savoir chez l'élève. En technologie, la confrontation théorie-pratique a souvent lieu et enrichit la fonnation du savoir par les effets même de cette interaction. Lorsqu'il faudra résoudre une situation problème, les élèves auront besoin de suivre leurs propres chemins, sinueux et complexes, utilisant au passage leur .. équipement conceptuel préalable ", afin de s'approprier d'un savoir opératoire, pour mener à tenne et dans les meilleures conditions le projet technique. Notre démarche pédagogique sera sans doute améliorer, si elle s'articule dans la mesure du possible, autour d'une considération certaine des conceptions de l'apprenant.