A. GIORDAN, J.-L. MARTINAND et D. RAICHVARG, Actes JIES XXV, 2003
ARGUMENTATION-PROBLEMATISATION SUR
L’ASTRONOMIE PAR UN GROUPE D’ELEVES EN SITUATION
DE RESOLUTION DE PROBLEME EN AUTONOMIE
Olivier VILLERET
IUFM des Pays de la Loire
MOTS-CLES : ARGUMENTATION – PROBLEMATISATION – ASTRONOMIE –
RESOLUTION DE PROBLEME
RESUME : Nous montrons qu’un débat scientifique en autonomie chez des élèves de 4e permet un réel travail de problématisation (exploration des possibles, découverte de contraintes et de données, construction d’un espace-problème). Les élèves travaillent sur leurs représentations à la recherche d’une cohérence. Des conflits socio-cognitifs surviennent, les élèves construisent des raisons. Cette phase en autonomie doit être suivie d’un travail en classe entière mené par l’enseignant afin d’établir un savoir scientifique institutionalisé.
ABSTRACT : Our purpose is to show that a scientific debate in autonomy among pupils (13 years
old) gives them a real problematisation work (exploration of possibilities, discovery of constraints and facts, construction of a problem-space). Pupils work on their representations looking for coherence. Socio-cognitives conflicts appear, pupils construct reasons. This phase in autonomy has to be followed by work for the whole class, led by the teacher to establish scientific knowledge.
1. INTRODUCTION
Bien que traitée à l’école primaire, si on pose à un élève de Quatrième de collège la question suivante : « Pourquoi y a-t-il une succession de jours et de nuits ? » on arrive à des réponses largement surprenantes. Les représentations (au sens didactique du terme) des élèves sont très éloignées de celles de l’enseignant dont l’objectif de cours est la compréhension par les élèves du mécanisme des jours et des nuits. Nous avons filmé une activité de résolution de problème sur ce thème réalisée par un groupe de quatre élèves en autonomie (sans présence du professeur) d’une classe de Quatrième du Collège de Seiches sur le Loir (Maine-et-Loire), collège « rurbain », mi rural mi urbain, ni établissement d’excellence ni établissement à problème. Les élèves avaient pu bénéficier d’un enseignement sur cette question en classe de CM2 ou obtenir des informations de la part de leurs parents, de la télévision ou des journaux.
2. DISPOSITIF
Prise de représentation par entretien individuel filmé (phase 1). 40 élèves de 4e en entretien individuel sont filmés. Question posée : « En ce moment c’est le jour, puis va venir la nuit, puis le jour, puis la nuit… Si un enfant de 10 ans te demandais de lui expliquer pourquoi il y a cette succession de jour et de nuits que lui répondrais-tu ? ».
Après réponse on lui demande « Dis moi aussi à quoi sert la Lune dans cette succession ».
Constitution de groupes de quatre débatteurs (phase 2). Elle a lieu la semaine suivante. Le choix
est effectué sur les relations d’amitié (il ne doit pas y avoir blocage d’un membre du groupe), de sexe (certains groupes sont mixtes d’autres constitués de filles ou de garçons) et d’opinion sur le sujet (des groupes sont formés ayant des opinions identiques ou contraires sur la question). L’analyse sera effectuée sur un groupe de filles ayant des idées proches pour cet article.
Débat (phase 3). Consigne : « En ce moment c’est le jour, puis va venir la nuit, puis le jour, puis la
nuit, puis le jour puis la nuit… comment expliquer cela ? Vous disposez de 20 minutes par groupes de 4 pour discuter entre vous. A la fin des 20 minutes chaque groupe passera au tableau pour présenter ses idées sur la question ».
On n’avait pas précisé que le groupe devait arriver à une version commune à la fin des 20 minutes (c’est ce qui s’est passé) ni que chacun pouvait conserver son avis propre.
L’élève A occupe environ 12,5 % du débat. L’élève B occupe environ 12,5 % du débat.
L’élève C occupe environ 50 % du débat. L’élève D occupe environ 25 % du débat
L’élève C, qui a un modèle incorrect, sera étudiée spécifiquement pour voir comment ses savoirs se sont réorganisés.
3. MODELES SCIENTIFIQUES SOUS-JACENTS EN CLASSE DE 4e
On peut établir une typologie des « modèles » rencontrés. Cinq « modèles » ont été rencontrés.
Modèle M1 « Géocentrique » (19 % des élèves)
La Terre est fixe dans l’espace. Le Soleil tourne autour de la Terre en une journée. Lorsque le Soleil éclaire la France il fait jour, lorsqu’il éclaire l’autre côté du globe il fait nuit en France.
Modèle M2 Héliocentrique « Révolution » de la Terre autour du Soleil (17 % des élèves)
Le Soleil est fixe dans l’espace. La Terre tourne autour du Soleil en une journée. La Terre effectue sa révolution autour du Soleil en translation circulaire si bien que c’est le jour en France sur une partie de sa trajectoire puis la nuit lorsqu’on est sur l’autre partie de la trajectoire.
Modèle M3 Héliocentrique « Rotation » de la Terre sur elle même (31 % des élèves)
Le Soleil est fixe dans l’espace. La Terre tourne sur son axe en une journée si bien que lorsque la France est du côté du Soleil c’est le jour et lorsqu’elle est de l’autre côté c’est la nuit. Ce modèle explique bien la succession des jours et des nuits en France
Modèle M4 Héliocentrique « Rotation et Révolution » (19 % des élèves)
Ce modèle combine les deux précédents. Le Soleil est fixe dans l’espace. La Terre tourne sur son axe en une journée et autour du Soleil en un an. Ce modèle explique bien la succession des jours et des nuits aux pôles.
Modèles M0 Modèles exotiques (14 % des élèves)
Ce sont des modèles non classiquement rencontrés, chaque modèle exotique est souvent (mais pas toujours) propre à un élève plutôt qu’à un ensemble d’élèves comme les modèles « classiques ». On y retrouve le finalisme et l’anthropomorphisme « Il y a une succession car sinon on ne pourrait jamais dormir », « S’il ne faisait que noir on ne pourrait pas vivre dans le noir », « Le Soleil se couche comme tout le monde », « La Lune sert pour la nuit », « La Lune se lève », « Le Soleil sert pour le jour et la Lune pour la nuit », « Le Monde il est fait comme ça ».
Rôle de la Lune
Deux modèles sont classiquement rencontrés. On appelle modèle L0 le modèle qui dit que la Lune est opposée au Soleil par rapport à la Terre (chez ces élèves le Soleil est l’astre du jour et la Lune l’astre de la nuit, pour ceux-ci on ne peut bien sûr pas voir la Lune en plein jour (puisqu’elle n’est pas du bon côté). On appelle L1 le modèle (correct) où la Lune tourne autour de la Terre.
26 % des élèves pensent que la Lune n’intervient pas dans le phénomène (exact). 29 % des élèves pensent que la Lune intervient dans le phénomène (inexact). 45 % des élèves n’ont pas d’idées sur la question.
4. INTERACTIONS ORALES (DISCUSSION SCIENTIFIQUE) DANS LE GROUPE
On peut considérer que le groupe mène un débat et échange des arguments. Dans ce débat, on peut discerner des phases (P). Ces phases présentent des natures différentes et on peut en repérer trois types. Des phases d’appropriation (de la question débattue, du matériel…) (PA). Des Phases de réflexion silencieuse (PR), le groupe est silencieux et réfléchit, souvent parce qu’il est un peu perdu, parfois le groupe écrit pour essayer de visualiser le problème… ou pour rédiger, structurer (PRed). Enfin des phases de débat actif (PDA). Chaque PDA est initiée par une rupture, une articulation, une transition (T). Chaque phase de PDA est articulée autour d’une question principale débattue (Q) (il peut y avoir d’autres questions subordonnées qui apparaissent). La question débattue peut-être la question initiale fondamentale (Q0) ou une question dérivée (Qi). Ces questions qui apparaissent permettent de problématiser la question de départ.
Par rapport à la question débattue des hypothèses/réponses, des arguments peuvent être proposés. Quatre types d’hypothèses réponses ont été trouvées : Hypothèses réponses d’opinion (HRO), Hypothèses réponses de monstration (HRM), Hypothèses réponses de démonstration (HRD) et Hypothèses réponses de falsification (HRF) qui restreignent le champ des possibles. Les modèles répertoriés au paragraphe 3 sont implicitement ou explicitement donnés comme réponse.
Les phases de débat actif (phases argumentatives) peuvent être étudiées sans aucun problème au sens de Toulmin. L’argumentation présente une thèse ou conclusion (C) dont on peut établir la valeur, et les faits invoqués à l’appui de cette thèse, appelés données (D).
Exemple :
Phase Nature Localisation Transition Question débattue
Données
Réponse apportée (conclusion)
P 03 PDA [021-027] [021] « Vas-y… tu fais… » Q0 Pourquoi y-a-t-il succession J et N ?
D1 [024] (D) T tourne autour du S D2 [026] (C) L tourne autour de T C M2L1
P 06 PDA [048-070] [048] « Alors la Lune ? » (B) Q1 Rôle de la Lune dans l’alternance jour/nuit ? Q2 En fait quel est le mouvement de la Lune ? D1 [051] (D) L elle tourne (L1)
[053] (B) L elle passe devant le S (L1)
D2 [057] (C) L opposée au S par rapport à T (L0) D3 [063] (C) T tourne autour du S
D4 [065] (A) Eclipse prouve (L1) réfute (L0) (A) La L doit tourner
C L1
5. EVOLUTION DES REPRESENTATIONS D’UN DEBATEUR (ELEVE C)
Phase Nature Localisation Transition Données, Réponse apportée (conclusion) P 03 PDA [021-027] [021] « Vas-y… tu fais… » (C) L tourne autour de T
(C) Donne représentation kinesthésique L1 Donne sa représentation L1
C L1
P 05 PDA [033-047] [033] « On tourne comme ça » (C) T tourne sur elle même (sens trigo) (C) Le S à un certain moment éclaire partie de T (C) Le S à un certain moment éclaire pas l’autre (C) T tourne autour de S (sens trigo)
C M 4
P 06 PDA [048-070] [048] « Alors la Lune ? » (B) (C) L opposée au S par rapport à T (L0) (C) Revient sur son modèle L0 mais ça ne lui convient pas car en 58 (C) Non je ne sais pas (donnée peu sûre) (A) Eclipse prouve L1 réfute L0 (A) La Lune doit tourner
Conflit cognitif pour (C) s’en sort à 68 par « oh là là » C L1 mais abandonne pas L0
P 08 PDA [073-082] [073] « L doit tourner » (A) (C) Montre possible L tourne sens trigo/T (C) Montre possible L tourne sens antitrigo/T (C) Montre possible L tourne dans plan différent C L1 (avec différentes possibilité de tourner) P 14 PDA [121-134] [121] « Et puis la Lune ? » (C) (C) La Lune est là (c’est l’astre des nuits) (L0)
(C) Revient sur son modèle L0
(D) Réfutation « Pas possible alors L à l’ombre » (C) L fait un peu de lumière quand même (Soleil envoie) C Lune placée au dessus de la Terre (C) (L0 amél) P 15 PDA [135-151] [134] « Pourquoi croissant » (B) (C) Le Soleil éclaire la Lune
(D) Faux argument (modèle induit choses fausses) C’est l’ombre de T sur qui fait le croissant C L’ombre de T sur L explique le croissant P 16 PDA [152-161] [152] « Ca veut dire quoi ? » C) (C) redonne ses arguments de P 05
C M 4
(C) En [158] se repose la question du rôle de la Lune sans trancher (dubitative) L0 et L1 présents chez elle.
P 17 PDA [162-174] [162] « Ca veut dire qu’elle tourne comme ça » (C)
(C) La T tourne autour du S (Mod 2)
(C) Combine les mouvements (antitrigo rotation et trigo pour révolution) Mod 4
C Mod 4 On ne sait plus… tout bouge… P 20 PDA [183-192] [183] « L qu’est ce qu’elle fait ? »
(C)
(C) Si L tourne autour de la T à un moment position NL et ne plus avoir de L. (Pas sûre de L1 pour poser la question). (C) Des fois il y a plus de L
C L1 valide pour la NL P 21 PDA [193-213] [193] « La PL c’est comment ? »
(C)
(C) Réalise situation de PL mais… pb ombre de la T. « Mais alors la Terre elle est où ? »
donc ne sait toujours pas comment ça marche. (C) S tourne pas
C Pas de conclusion
P 23 PDA [218-222] [218] « Et l’éclipse ? » (B) (C) C’est la Lune qui tourne (S bouge pas). Autorité Elle a définitivement abandonné L0 ?
6. CONCLUSION
Cette forme de travail (recherche par groupe de 4 sans guidage du maître pendant 20 minutes) paraît extrêmement intéressante du point de vue de la problématisation.
Du point de vue groupal, le groupe prend en charge la question, explore les possibles, découvre
des sous problèmes, des contraintes, des données… Le groupe aboutit à une conclusion qui, si elle n’est pas forcément correcte du point de vue scientifique, est une réponse provisoire qui correspond à l’avancée du groupe sur la question et présente plutôt qu’une réponse un espace-problème. L’espace problème ainsi créé est un espace problématisé et les travaux qui ont suivi (confrontation des résultats des groupes, validation par la classe des hypothèses, débat mené par l’enseignant…) ont été très fructueux (intérêt de la classe pour débattre sur un problème déjà étudié et problématisé).
Du point de vue individuel on a vu l’élève leader étudié (C) osciller entre ses deux conceptions
pour essayer de trouver une cohérence entre les deux ou bâtir des raisons pour en rejeter une. On perçoit très bien dans le dialogue son conflit cognitif, ses oscillations entre les deux hypothèses et l’instant ou l’une de ses représentations craque.
Cette phase de problématisation doit être suivie par une reprise par l’enseignant pour les mettre sur la voie du savoir scientifique qui sera institutionnalisé au bout de la séquence avec des activités appropriées (test des modèles, vérification d’arguments…).
BIBLIOGRAPHIE
FABRE M., ORANGE C. (1997). Construction des problèmes et franchissement d’obstacles. Aster, 24.
GRIZE J.-B. (1997). Logique et Langage. Ophrys.
