APPORTS ET CONTRIBUTIONS DU GDSTC-LIREST
À LA DIDACTIQUE DES DISCIPLINES
TECHNOLOGIQUES
Joël Lebeaume
1. PENSER LA DIDACTIQUE DES DISCIPLINES TECHNOLOGIQUES
L'installation du Groupe de Didactique des Sciences et des Techniques (GDSTC), composante majeure du Laboratoire Interuniversitaire de Recherche en Éducation Scientifique et Technologique (LIREST) en 1990, à l'ENS Cachan, est un repère de l’identification et de la reconnaissance de ce champ de recherche et de sa structuration scientifique. L'organisation du séminaire spécialisé « Didactique des disciplines technologiques » reconnu et financé par la Direction de la Recherche et des Études Doctorales, témoigne de l'identification des recherches universitaires en didactique des disciplines technologiques. Il ne s'agit pas d'une création ex nihilo mais d'un événement d'une histoire en cours, avec un double enracinement au sein des travaux de l'INRP et de ceux du LIRESPT liés à la commission Lagarrigue (Lebeaume, 1998 ; 1999). Ces relations assurent à la fois les fondements et les caractéristiques des recherches menées à Cachan. En ce sens, elles répondent à une double visée de production de connaissances et d'aide à la décision, comme les modules « électronique », « automatismes » et « techniques de fabrication mécaniques » avaient été à l'origine de propositions argumentées pour l'enseignement, de mise en évidence des
conditions d'appropriation, et aussi d'élaboration des concepts indispensables à la problématisation (pratique sociale de référence, Martinand, 1982)1. Simultanément, les recherches universitaires en
didactique des disciplines technologiques se distinguent des autres travaux et études sur l’enseignement technique ou technologique qui privilégient un point de vue psychopédagogique et sont préoccupés par les dispositifs pédagogiques permettant de répondre aux échecs à l'apprentissage par exemple du dessin industriel.
Dans cet esprit, Martinand (1991)2 propose les orientations de cette didactique des disciplines technologiques, qui prend en compte leur spécificité liée à la technicité, mais aussi l'évolution permanente des pratiques socio-techniques :
« Les disciplines technologiques sont un monde en soi pour la recherche en didactique. Évoluant rapidement, elles posent des problèmes théoriques et méthodologiques encore peu maîtrisés par les didacticiens ; certains s'inquiètent même de s'engager dans des recherches dont la nature impliquent une durée supérieure à celle que leur laisseraient les changements de l'objet d'étude ! La tâche est donc à la fois claire et malaisée : prendre en compte les spécificités de ces disciplines ; utiliser ce qui peut l'être des didactiques d'autres disciplines, des recherches en éducation, de la sociologie des professions, de la technologie, afin de formuler des problèmes de recherche pertinents et accessibles.
Or les recherches de type universitaire sur la formation technologique ont été surtout orientées d'un point de vue psychopédagogique. (…) Beaucoup plus rares sont les travaux, tant en France qu'à l'étranger, qui s'intéressent aux processus de transmission-appropriation d'un nouvel objet de connaissance, donc qui visent à rendre compte des rapports existant entre les processus d'enseignement-apprentissage de contenus spécifiques.
(…)
C'est pourtant [la technicité] un des nœuds du problème des disciplines technologiques et de leur didactique. Sans prise en compte profonde des « figures de la pensée technique », des spécificités des « engins » et « produits » caractéristiques des différents domaines
1
MARTINAND, J.-L. (1982). Contribution à la caractérisation des objectifs de l'initiation aux sciences et techniques. Thèse d’État, Université Paris XI, Orsay.
2
MARTINAND, J.-L. (1991). « Avant-propos ». In Actes du séminaire de didactique des disciplines technologiques 1990-1991 (pp. 3-5). Paris : Association Tour 123. MARTINAND, J.-L., & DAVY, P. (1991). Didactique des disciplines technologiques. Recherches pilotées par le DRED (6) (pp. 35-42). Doc. Ronéotypé.
d'activité, des spécialisations socio-professionnelles, le risque est grand de ne plus au fond s'occuper de technique. »
Avec cette orientation fondatrice, les recherches du GDSTC ont porté sur et pour l’éducation technologique et les enseignements technologiques. Les rapports du LIREST conservent la mémoire des problématiques et des avancées concernant les « sciences et technologie » à l’école, la « technologie » au collège, les « génies techniques » dans les formations technologiques et professionnelles au lycée et dans l’enseignement supérieur (cf. rapports LIREST). Mais ces recherches, au sein du GDSTC, ne peuvent toutefois être intégralement saisies, dissociées des problématiques plus fondamentales du laboratoire, savoir les problèmes de modélisation et les problèmes de construction curriculaire.
2. DIDACTIQUE DE LA TECHNOLOGIE
2.1. Problèmes de construction et d’organisation d’un enseignement
Comment construire et organiser un enseignement prenant référence sur les pratiques sociotechniques de l'industrie et des sciences et s'insérant dans l'enseignement général est un thème central des travaux du GDSTC. Dans la lignée des recherches prospectives antérieures contribuant à l’invention de la technologie pour l’école moyenne, Martinand (1994)3 s'est attaché tout particulièrement à l'élaboration de la structure possible de la matrice curriculaire de cette discipline en examinant les justifications et les principes de construction. Ces études ont soutenu la reconstruction du programme de technologie collège (1996-1998) ; elles en ont été en retour fortement stimulées (Lebeaume & Martinand, 1998)4
Centrée sur les problèmes de construction de l’éducation technologique, la rétrospective critique de l’organisation et de l’existence du travail manuel pour les garçons et les filles (1880-1990), des enseignements scientifiques et pratiques de l’école primaire (administration domestique, agriculture, 1880-1923), des connaissances usuelles et des travaux manuels à l’école maternelle (1880-1995) ainsi que de la technologie pour le collège (1960-1995), a contribué à l’identification des fondements et de l’organisation d’un enseignement général prenant référence sur les pratiques socio-techniques (Lebeaume, 1999)5. Le point de vue épistémologique porté sur
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MARTINAND, J.-L. (1994). La technologie dans l’enseignement général : les enjeux de la conception et de la mise en œuvre. Paris : Unesco. – IIPE, 38 p.
4
LEBEAUME, J. & MARTINAND, J.-L. (Coord.) (1998). Enseigner la technologie au collège. Paris : Hachette.
5
LEBEAUME, J. (1999). Perspectives curriculaires en éducation technologique. Mémoire d'habilitation à diriger les recherches, Université Paris-Sud, Orsay.
ces enseignements précise les formes scolaires stabilisées en « méthodes ». Ces « méthodes » sont définies selon des ensembles de situations d’enseignement-apprentissage structurés par la cohérence entre les tâches des élèves, leurs visées éducatives et leurs références. Les périodisations proposées révèlent l’alternance permanente des tentatives d’organisation des contenus selon des « méthodes globales » organisées autour d’activités techniques significatives et des « méthodes syllabiques » construites sur les gestes, les notions élémentaires, les éléments de la qualité…
L’examen historique et comparé de ces enseignements a mis en évidence trois questions fondamentales pour fixer la cohérence d’un enseignement élémentaire, général, authentique et scolaire :
• Comment rendre compte de l’unité parmi la diversité des pratiques techniques ?
• Comment structurer une discipline de raisonnement et d’action ?
• Comment maintenir les relations avec les pratiques pour offrir aux élèves des interprétations authentiques de la réalité qui leur est donnée à saisir dans le cadre scolaire d’enseignement ?
Ces travaux « sur » l’éducation technologique et l’histoire de ses formes scolaires ont été associés à des recherches « pour » l’éducation technologique. En effet, l’élaboration des programmes est une intervention essentielle sur une discipline puisqu’elle la construit et lui donne forme. Elle rencontre les problèmes fondamentaux précédents. Mais considérant l’enseignement comme une production sociale, les points essentiels de décisions sur la structure de la discipline correspondent aux décisions des enseignants lors de sa mise en œuvre : définition et organisation des tâches, choix des références et évaluation. Ces aspects de la professionnalité enseignante définissent alors les contenus de leur formation professionnelle dans sa dimension critique, projective et inventive permettant à la fois de contrôler la signification des activités techniques scolaires et la pertinence des contenus enseignés, de développer les innovations, en somme de délibérer avec la matière.
Objectiver l’éducation technologique pour penser les interventions est un des enjeux de ces propositions. Considérée à l’échelle de la scolarité d’un élève, c’est-à-dire sur la douzaine d’années qui sépare la petite section de la fin du collège, l’éducation technologique est un « curriculum disciplinaire ». Son élaboration pose trois problèmes majeurs : ceux de ses fondements, de sa construction et de son développement. Sa conception suppose des macro-décisions sur ses fondements, à la fois quant à ses visées
LEBAUME, J. (2000). L'Éducation Technologique - Histoires et Méthodes. Paris, ESF.
éducatives en fin de scolarité, à la parcelle du monde de la technique sélec-tionnée en tant que références ainsi qu’à la nature des « rencontres » proposées aux élèves fixant ainsi leur rapport au monde de la technique. À l’échelle de la scolarité, l’organisation du curriculum disciplinaire correspond à la construction du parcours éducatif finalisé, à sa segmentation en étapes et à la conception de sa figure d’ensemble. Cette élaboration qui sélectionne des expériences éducatives implique de définir les continuités et les discontinuités sur les visées, les tâches et les références à partir des multiples modalités permettant d’organiser un enseignement élémentaire et progressif. À cet égard, l’examen systématique des divers principes de cette « élémentarisation » a révélé de multiples solutions envisageables. Ainsi les visées offrent-elles des éducations technologiques organisées selon des compétences générales (résolution de problèmes, créativité…) ou des performances particulières (gestes, notions…). De même, le monde de la technique propose-t-il des éducations technologiques centrées sur l’unité parmi la diversité des domaines techniques, des secteurs d’activités, des pratiques contemporaines, anciennes… Les rencontres des élèves peuvent également être distinguées selon des approches de réalisation, d’usage, d’exploration, d’analyse, de présentation, de détournement… définissant ainsi des éducations technologiques expérimentales, réalisatrices, utilisatrices, inventrices… Les solutions disponibles dépendent de ces possibilités et de leur association ou combinaison. L’examen systématique des modalités pour rendre l’enseignement progressif suggère lui aussi différentes éducations technologiques plus ou moins spécialisées et plus ou moins ouvertes, selon leur organisation sur la répétition, l’extension, la complication, la différenciation… et selon les registres intégrant l’action pratique sur le monde, la lecture ou l’interprétation du monde et la projection des actions. L’enseignement élémentaire et progressif dépend donc des choix décisifs portant sur ces aspects et déterminant soit des « méthodes syllabiques » supposant approche déductive et extension synthétique, soit des « méthodes globales » impliquant décomposition analytique et recomposition synthétique. Les contraintes d’organisation pédagogique imposent également d’établir les durées de ces étapes, leurs visées intermédiaires, leurs relations, leurs détours et le cas échéant leurs différenciations et leurs cristallisations en disciplines.
2.2. Pratiques enseignantes en technologie au collège
2.2.1. Discipline scolaire et prise en charge de l’hétérogénéité
Cette recherche a été conduite à partir de plusieurs études et enquêtes visant à identifier les conceptions des formateurs et des enseignants de la technologie dans les académies de Lille, de Créteil et de Versailles ; les
modalités réelles et potentielles d’adaptation de l’enseignement à l’hétérogénéité des publics et à la diversité des contextes pour les enseignants-formateurs des académies de Lille, Paris, Versailles, Poitiers, Lyon, Nancy-Metz et Orléans-Tours ; les réponses des enseignants adressées lors de la consultation nationale sur les projets de programme de technologie pour les classes de 3e.
L’analyse de cet ensemble de données a révélé une appropriation partielle de la structure de la discipline et de ses principes fondateurs et constructifs c’est-à-dire de sa matrice. Par conséquent les modalités d’adaptation n’utilisent pas la flexibilité qu’offre l’architecture de la discipline et la large palette d’activités qui lui est associée, en « jouant » sur des tâches, des rôles, des exigences variées qui peuvent être ajustées à chaque élève dans des programmations individuelles ou collectives. L’hypothèse que la mise en œuvre de toutes les potentialités de la technologie permettait d’adapter la gestion des activités et des apprentissages aux disponibilités des contextes et aux disparités des élèves a ainsi été infirmée par les données des enquêtes. Les pratiques enseignantes qui s’avèrent inscrites dans un registre essentiellement pédagogique s’appuient par ailleurs sur une conception normative des programmes et une faible préoccupation pour l’hétérogénéité des élèves. Selon les conceptions de chacun des enseignants, les différentes organisations pédagogiques des activités en groupes restreints, sont les moyens essentiels mis en œuvre pour la prise en charge de l’hétérogénéité des publics. Quatre organisations peuvent être distinguées selon la posture des enseignants, variable selon leur centration plus ou moins forte sur le rapport programme/élèves et sur le rapport individus/classe. À chacune des organisations que sont les « ateliers tournants », les « groupes de travail », les « groupes d’aide » et les « équipes » sont associées des pratiques distinctes selon les modalités de constitution des groupes, les orientations pédagogiques, la régulation par l’enseignant, les obstacles, l’enjeu pour les élèves. Pour chacune de ces organisations, la prise en charge de l’hétérogénéité est alors nuancée. Elle est respectivement niée ou omise, constatée ou masquée, diagnostiquée et enfin valorisée. Ces modalités d’adaptation utilisent les potentialités pédagogiques de la discipline mais sans réellement prendre en compte les contenus enseignés. Leur choix apparaît aussi tributaire des conditions matérielles de l’enseignement mais aussi de la distinction des publics scolaires. En ce sens, l’organisation des travaux d’équipes pour laquelle l’hétérogénéité est considérée comme une richesse, s’avère réservée aux élèves qui répondent au mieux à l’anticipation qu’en fait le système scolaire.
La reconstruction de la cohérence des pratiques individuelles de chacun des professeurs-formateurs permet de les situer sur une « rose des pratiques ». À la variabilité de ces pratiques d’enseignement est associé un ensemble de
« méthodes » singulières. L’examen des orientations extrêmes de ces « méthodes » dans les adaptations à l’hétérogénéité des publics scolaires et à la diversité des contextes permet de repérer les cas limites de flexibilité de la technologie. Ceux-ci sont manifestes lorsque la cohérence entre les tâches, les visées et les références disparaît, impliquant la dénaturation de la discipline. Mais ces situations limites contribuent à localiser dans l’ensemble des pratiques enseignantes la zone de flexibilité de la discipline qui constitue un élément fondamental de sa matrice (Lebeaume, dir., 1999)6.
La technologie considérée comme modèle d’étude des pratiques enseignantes face à l’hétérogénéité au collège révèle sans doute des pratiques assez générales dans les autres disciplines et dans l’enseignement obligatoire. À cet égard, deux implications de ces résultats semblent essentielles. La première concerne la formation des formateurs et plus généralement la formation des maîtres sur l’épistémologie des curriculums disciplinaires et sur les relations entre discipline et programme. Le rapport des enseignants à la norme scolaire apparaît particulièrement complexe dans le processus de légitimation des décisions prises pour la mise en œuvre de l’enseignement. Les quelques suggestions proposées par les enseignants semblent en effet se heurter à l’obligation présumée « d’appliquer » les programmes ce qui ne permet pas une véritable délibération avec la discipline. La seconde concerne la construction des programmes et des textes prescriptifs ainsi que la lisibilité de la matrice du curriculum disciplinaire, en particulier des espaces de décision des professeurs et des contrôles nécessaires au maintien dans sa zone de flexibilité. Mais ces deux implications sont fondamentalement associées.
2.2.2. Décisions des enseignants concernant les productions-réalisations et les objets-produits
Pour l’enseignement de la technologie au collège, fondé sur des activités de production, le choix des objets-produits est laissé à l’initiative des enseignants par l’incomplétude des programmes. Ce choix est une action anticipatrice. Il détermine en effet les activités des élèves et les projets techniques. Cette décision constitue aussi une intervention sur la technologie elle-même et sur son développement. Si elle est contextualisée, elle est également contextualisatrice. Dans la dynamique du fonctionnement scolaire, l’intervention sur la discipline est une action sur le milieu scolaire
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LEBEAUME, J. (dir.) (1999). Prise en charge de l'hétérogénéité scolaire et discipline scolaire - Pratiques enseignantes en technologie (Rapport de recherche CNCRE). Cachan : GDSTC, 129 p. + annexes. (Équipe de recherche : A. Crindal ; O. Follain ; J. Lamoure ; J.-L. Laurent ; J. Lebeaume ; G. Manneux ; J.-L. Martinand ; I. Rak ; G. Sornin-Montet et O. Gruigier ; C. Lande ; C. Lasson).
dans lequel l’enseignant exerce. Cette intervention locale s’inscrit alors dans le jeu complexe des équilibres disciplinaires, des répartitions budgétaires, des attributions fonctionnelles, des rôles individuels et des images sociales.
Dans la diversité des discours des professeurs de technologie (entretiens avec 21 professeurs), le point commun est l’accord partagé sur les réalisations-productions. Les matrices de la technologie enseignée s’organisent autour des relations fortes entre les élèves, les réalisations-productions et leurs intentions. Les relations aux références des pratiques socio-techniques sont alors plus distanciées.
Cette recherche a pris appui sur plusieurs enquêtes locales sur les pratiques déclarées des professeurs de technologie à partir des choix des « supports pédagogiques » et des activités mises en œuvre. Dans le domaine des constructions électroniques, une enquête par questionnaire et l’analyse d’une base de données des projets menés dans l’académie de Poitiers (Follain et Lebeaume, 2001)7, révélaient la faible variabilité du choix des
objets-produits en classe et ne constataient que des différences mineures entre les académies étudiées (Poitiers, Paris-Créteil-Versailles, Rennes, Orléans-Tours). L’étude des productions dans ces académies a révélé l’existence de « produits vedettes » et la standardisation des projets par cycle. Bien que la complexité fonctionnelle et structurelle des objets soit progressive au cours de la scolarité du collège, les activités techniques des élèves demeurent assez constantes et centrées sur les opérations élémentaires de ces constructions électroniques : réalisation de la carte imprimée, assemblage des composants. Aux motifs de fiabilité des produits et de motivation des élèves, la réalisation individuelle de l’objet est privilégiée par les enseignants.
Les activités stéréotypées sont également mises en évidence dans l'enquête par questionnaire de Laurent (1996)8 qui révèle que dans les académies d'Orléans-Tours, de Versailles et de Paris, les projets identifiés par les professeurs dans le domaine des constructions mécaniques sont généralement des activités de mise en forme de PVC et la réalisation de petits accessoires de bureau.
Les cohérences des actions des professionnels de l’enseignement de la technologie s’inscrivent ainsi dans cette matrice de la technologie enseignée. Elle traduit les interventions qu’ils effectuent sur la discipline
7
FOLLAIN, O., & LEBEAUME, J. (2001a). Pratiques d’enseignement en technologie : quels objets et activités du domaine électronique au collège. Didaskalia, 19, 79-100.
8
LAURENT, J.-L. (1996). Étude des pratiques des enseignants dans des démarches d'investigation technologique et de réalisation de projet. Mémoire de DEA, École Normale Supérieure de Cachan, Cachan.
social. L’analyse des critères de choix des objets-produits par les professeurs pour l’enseignement au cycle central (questionnaires auprès de 160 enseignants de cinq académies), révèle les mobiles et les rationalités d’intégration, de stratégie et de subjectivation qui président aux décisions des enseignants. Elle permet de discuter les interactions entre discipline, pratiques et milieu scolaire et les conditions d’existence de cette discipline scolaire (Lebeaume, dir. 2001)9.
2.2.3. Unité et cohérence de la formation des professeurs de technologie au collège.
L’unité de la technologie au collège est confrontée à la diversité des cursus des futurs enseignants en formation à l’IUFM, la diversité du corps professoral et la diversité des domaines de pratiques socio-techniques qui la constituent (mécanique, électronique, économie-gestion). Les tensions induites par cet état de fait ne contribuent pas à forger l’unité de la discipline et une identité professionnelle claire et identifiable pour les enseignants. Or l’existence et la pérennité de la discipline dépendent de cette unité. En considérant que c’est au cœur de l’activité qu’est située la technicité de l’enseignant, que sa pratique s’appuie sur plusieurs références, la recherche menée propose de caractériser l’activité technique du professeur de technologie de manière à identifier ce qui peut lui permettre de gérer et conduire convenablement son enseignement et ainsi « posséder » et partager la culture technique indispensable à l’unité et l’identité professionnelle recherchées (Glomeron, 2001)10.
L’étude des situations d’aléa, de difficulté et de problème de nature technique, pouvant être rencontrées dans la pratique quotidienne, a été menée auprès d’enseignants débutants, de formation tertiaire. Par l’analyse d’entretiens menés auprès d’enseignants en formation, par l’étude conjointe de textes officiels définissant la discipline (programmes et guide d’équipement), de carnets de bords remplis par les enseignants et des observations directes en situation de préparation et de cours, ont été déterminées différentes classes de situations problématiques, différentes classes de difficultés techniques fréquemment rencontrées, différents registres de technicité, plus ou moins efficients, dans lesquels l’action du
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LEBEAUME, J. (dir.). (2001c). Réalisations-productions et Objets-Produits en Technologie au Collège (Rapport de recherche en réponse à l'appel à association de l'INRP). Orléans : IUFM Orléans-Tours, LIREST-GDSTC, INRP. 71 p + annexes. (équipe de recherche : O. Follain ; J. Lebeaume ; J.-L. Martinand ; J. Rahami-Bonnard ; J.-P. Tasia ; G. Tauriac et J. Lamoure ; E. Lebeaume ; I. Rak)
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GLOMERON, F. (2001). Unité et cohérence de la formation des professeurs de technologie au collège - Contribution à la définition des registres de technicité et des compétences professionnelles nécessaires. Thèse de École Normale Supérieure de Cachan (sous la direction de J.-L. Martinand), Cachan.
professeur de technologie s’exprime et un ensemble de « noyaux de technicités », mobilisables dans différentes situations, nécessaires à l’action technique de l’enseignant.
L’ensemble des analyses indique que les enseignants agissent majoritairement dans des registres de « compensation » et de « bricolage » qui permettent souvent de répondre à l’urgence de la situation mais sans prendre suffisamment en compte la référence aux pratiques industrielles et parfois les conditions de sécurité nécessaires. Un registre d’« adaptation » apparaît également. Il semble être le meilleur compromis entre l’objectif possible de formation et la possibilité qu’il offre à l’enseignant d’agir et de proposer un résultat satisfaisant d’un point de vue technique, pédagogique et didactique. Une perspective est également donnée à la formation par la possibilité de mise en œuvre d’une pratique réflexive rendue possible par une véritable analyse de l’activité.
2.3. Technologie et projet
2.3.1. Figures de la démarche de projet en technologie
L’enquête caractérise les figures de la démarche de projet dans l’enseignement de la technologie (Crindal, 2001)11. L’analyse des situations de projet décrites dans des pièces d’examen (140 dossiers de concours CAPET interne de technologie de 1988 à 1995 qui relatent la réalisation d’un projet technique et sa transposition dans une situation d’enseignement) rend compte de la diversité des démarches poursuivies, des contextes qui les encadrent et des points de vue considérés par les acteurs. L’élaboration du schéma d’analyse s’intéresse ainsi aux différents aspects des pratiques socio-techniques. Deux questions ont particulièrement orienté cette partie de l’enquête : Quels sont les contextes où ces différentes figures prennent du sens ? Quelle est la nature de la traduction des pratiques socio-techniques de référence dans cette mise en œuvre formelle d’un projet ? La succession des figures obtenues révèle des évolutions qui, à partir de 1990, présentent les mêmes tendances. En ce qui concerne ladite démarche, elle fait l’objet d’une amplification constante de son séquencement et elle masque toujours ses processus de décision. D’une manière globale, le contexte des projets techniques se déshumanise : l’équilibre entre les valeurs humaines et économiques du projet disparaît au profit de la prégnance économique ; le double sens accordé initialement au projet technique (désir identitaire et reconnaissance dans une culture technique) se réduit à l’inscription dans une technique qui se veut autonome. Sur la même
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CRINDAL, A. (2001). Les figures de la démarche de projet en technologie chez les enseignants, formateurs et les élèves. Thèse de doctorat, École Normale Supérieure de Cachan (sous la direction de J.-L. Martinand), Cachan.
période, les rôles et la représentativité des acteurs concernés sont l’objet d’une normalisation progressive. Ainsi le regard du citoyen, externe au projet, disparaît. Les appropriations diversifiées du projet technique (concepteur, gestionnaire, producteur, distributeur, voire usager) sont agrégées dans un point de vue unique de chef de projet. La transposition du rôle de cet acteur singulier en milieu scolaire confère à l’enseignant le statut d’un « Robinson moderne ». Mais cette utopie pédagogique dénature les références en privilégiant un modèle « scolarisé » de projet ; elle est loin de garantir un minimum d’authenticité.
2.3.2. Conception et modélisation de la démarche de projet industriel par les élèves de première et terminale de lycée d’enseignement général.
La technologie en tant que discipline d’enseignement général n’existe pas dans l’enseignement des lycées. L’étude prospective de conception d’un tel enseignement (Rak, 2001)12, est menée à partir du recueil et de l’analyse des points de vue d’élèves de première et terminale (666 questionnaires) et de professeurs de technologie enseignant en collège (118) ainsi que de l’examen des contenus de la seule expérimentation d’un tel enseignement optionnel menée de la seconde à la terminale de 1992 à 1994 dans l’académie de Versailles.
L’analyse des données indique que les professeurs et les élèves imaginent cet enseignement dans la continuité de la technologie au collège relativement aux domaines de pratiques techniques (mécanique, électronique, économie et gestion, traitement de l’information). Les élèves pensent que cette discipline est plutôt à proposer en option. Lorsqu’on soumet à la discussion l’évolution relative des activités de préparation par rapport aux tâches et au temps de réalisation, les deux publics se réfèrent aux pratiques socio-techniques contemporaines. Si une proposition de programme accordait ainsi une importance plus grande aux activités de préparation dans des réalisations sur projet, les conceptions des élèves et des professeurs ne seraient pas des obstacles à la construction de savoirs nouveaux.
Selon cette orientation, la construction de cet enseignement pour le lycée devrait s’ancrer fortement sur les pratiques des entreprises - avec des relations durant la scolarité - en y intégrant des productions de services. Dans le même temps, elle aurait à élargir ses objets d’études et à
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RAK, I. (2001). Les activités de préparation et de réalisation dans une éducation technologique - Conception er modélisation de la démarche de projet industriel par les élèves de 1ère de lycée. Proposition pour une matrice curriculaire au lycée. Thèse de doctorat non publiée, École Normale Supérieure de Cachan (sous la direction de J.-L. Martinand), Cachan.
développer des effets de contexte par des contenus ayant leurs sources dans l’organisation en réseaux des systèmes techniques existants.
3. DIDACTIQUE DES GÉNIES TECHNIQUES
3.1. Normes, graphismes, modélisation : nouveau regard sur les graphismes techniques industriels
Cette recherche empirique est une « analyse comparative des difficultés rencontrées par les élèves dans l'appropriation de différents types de graphismes techniques en classe de seconde option TSA » (Doulin, 1996)13.
Elle dresse un état des lieux de la connaissance des graphismes, dans la suite des recherches effectuées sur le dessin industriel, et en référence aux travaux de J. Bertin sur « la graphique », de J.F. et L. Vezin sur « la schématique » et d'Y. Deforge sur l'histoire des graphismes techniques. Des repères chronologiques et conceptuels permettent de mesurer comment, depuis une cinquantaine d'années, les évolutions technologiques, historiques et méthodologiques ont été déterminantes dans l'émergence et l'utilisation de nouveaux types de graphismes techniques, l'option TSA se situant ici au cœur de la mutation fondamentale d'un « enseignement des techniques » vers un « enseignement de la technologie ». Un classement des graphismes techniques par famille (organique, fonctionnelle, opératoire et gestionnelle) est proposé et sert de trame à leur analyse.
L'analyse de l'offre scolaire proposée aux élèves (et aux enseignants), montre qu'elle se décompose en une « offre imprimée » : manuels et ouvrages scolaires édités disponibles en librairie en 1995 ; et une « offre didactique » : documents pédagogiques créés par les enseignants et utilisés en classe dans la pratique de l'option TSA.
L'analyse de la réponse des élèves ainsi que de la pratique des enseignants dans leur classe face à cette offre, fait apparaître des « écarts » très significatifs :
• entre les représentations, que se font les élèves (mais aussi les enseignants) des graphismes ;
• entre les recommandations pédagogiques et les pratiques réelles en classe ;
• entre les objectifs que souhaitent atteindre les auteurs de manuels et l'utilisation (ou non-utilisation) de ceux-ci sur le terrain.
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DOULIN, J. (1996). Analyse comparative des difficultés rencontrées par les élèves dans l'appropriation de différents types de graphismes techniques en classe de seconde option « TSA » (technologie des Systèmes Automatisés). Thèse de doctorat non publiée, École Normale Supérieure de Cachan (sous la direction de J.-L. Martinand), Cachan.
Les difficultés des élèves dans le décodage et l'utilisation des graphismes techniques sont mises en évidence, entre autres les très nombreux « contresens » de lecture qui handicapent certains élèves.
Enfin, en s'appuyant sur les concepts de polymorphisme et de polyvalence des graphismes, ce travail suggère plusieurs pistes de recherche à explorer et fait une double série de propositions concrètes dans une approche totalement renouvelée des graphismes techniques industriels qui peut se résumer en deux thèmes complémentaires :
• l'ensemble des graphismes techniques doit faire l'objet d'un apprentissage rationnel, systématique et global ;
• les graphismes techniques doivent être vus comme un système symbolique relié fortement aux opérations de modélisation des systèmes qu'ils décrivent.
Des suggestions sont développées en vue de mettre au point une méthodologie de décodage globale des graphismes techniques industriels, ainsi que les premiers éléments d'une réflexion sur la liaison graphismes-modélisation. Ces deux approches indissociables constituent l'originalité du travail qui doit permettre, à terme, aux enseignants et aux élèves d'utiliser les graphismes techniques, non plus comme de simples outils de communication, mais véritablement comme un ensemble de moyens graphiques organisant et facilitant les opérations de modélisation nécessaires à la connaissance des systèmes techniques.
3.2. Conception et évaluation d'aides multimédia interactives (AMMI) pour les travaux pratiques en Génie mécanique.
Ce travail part du constat que l'enseignement par Travaux Pratiques (T.P.) est généralisée à toutes les formations de Sciences et Technologies Industrielles (STI) mais que cette organisation pédagogique ne permet pas au professeur de s'occuper des sept binômes ou plus, en même temps en début de séance. Cette recherche concerne la mesure de l'efficacité de trois protocoles d'enseignement différents, du point de vue des apprentissages opératoires : démonstration du professeur, polycopié, ou Assistance MultiMédia Interactive (AMMI). Soixante séances de T.P. de licence de deux heures, filmées in extenso ont été analysées grâce à leur transcription sous forme d’actigrammes repérant à la fois les types d’activités effectuées par les étudiants et l’enseignant, leur durée et leur chronologie (Cartonnet & Durey, 1996)14.
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CARTONNET, Y., & DUREY, A. (1996). Une assistance multimédia interactive pour les séances de travaux pratiques ? Évaluation. Sciences et Techniques Éducatives, Vol. 3(4), 425-441.
Cette technique d’analyse permet de décrire précisément les activités des étudiants et les interventions du professeur et de comparer des efficacités de protocoles d'enseignement pour les apprentissages opératoires, de discuter les apprentissages selon des critères quantifiés et d'aider à définir les spécifications des AMMI. L’analyse a permis de constater que les étudiants se partagent systématiquement le travail et prennent ainsi des rôles précis : le « manipulateur », le « secrétaire », l'« observateur ».
L'intervention du professeur faisant une démonstration immédiate est la plus efficace pour permettre la maîtrise du mode opératoire par les étudiants. L'AMMI est presque aussi efficace. Mais le polycopié explicatif l'est beaucoup moins. Les différences sont statistiquement significatives. Par ailleurs, en améliorant l'apprentissage des manipulations, les étudiants sont plus disponibles pour les questions expérimentales ou technologiques. Cette analyse a permis de définir les spécifications des AMMI, en termes de contenu, de hiérarchie d'affichage, de choix de représentations et de navigation. Deux prototypes ont été réalisés et mis en œuvre pour l'enseignement de Licence de Technologie Mécanique, à l'ENS. de Cachan. Ce travail a été prolongé par une recherche des causes des différences obtenues entre les protocoles AMMI et polycopié (Cartonnet, 1999)15. Une expérimentation a été réalisée en licence technologie mécanique avec un nouveau polycopié qui reprenait exactement la structure procédurale de l'AMMI (18 séances de trois heures ont été filmées et analysées grâce aux actigrammes). Dans ces conditions, on n'observe pas de différence significative d'acquisition du mode opératoire entre les deux supports d'aide aux TP, polycopié ou AMMI. Les différences significatives observées dans la première expérimentation semblent donc être dues à la façon de présenter l'information. Une analyse plus fine des séances permet de mettre en évidence trois facteurs importants de la réussite des élèves : le rôle libérateur que joue parfois l'enseignant en permettant aux élèves de surmonter la peur de mettre en fonctionnement un appareil, le fait que les meilleurs élèves se dégagent de la procédure proposée pour élaborer un savoir-faire personnel, le fait que les mauvais résultats de certains élèves sont souvent dus à un retour fréquent aux buts du TP, ces élèves ne semblant pas avoir construit une représentation du but. Un second prolongement a comparé l’efficacité de ces modalités selon les étudiants. Ceux-ci issus à parité de DEUG ou de CPGE, avaient accès aux modes d’emploi soit par un ordinateur et un logiciel multimédia, soit par un polycopié similaire, avec photos. L’évaluation, par observation vidéo
15
CARTONNET, Y. (1999). Apprentissage de schèmes d’usage et de schèmes d’actions instrumentées ; comparaison de populations d’étudiants et de types de médiation. Aster, 28, 149-166.
systématique et par post-test, avait pour but d’identifier les apports et les difficultés liés à cet accès médiatisé par l’ordinateur à l’information, concernant la maîtrise du fonctionnement d’un appareil de mesure. Quatre résultats sont observables : les acquis préalables des deux populations d’étudiants en micro-informatique sont similaires ; les performances par binôme ne sont pas influencées globalement par le type - ordinateur ou polycopié - d’accès aux modes d’emploi ; par contre les deux populations obtiennent des scores inverses selon l’utilisation de tel ou tel mode d’accès, le multimédia handicape les DEUG et favorise les CPGE ; enfin, l’accès instrumenté ou non modifie le poste de travail de travaux pratiques, influence les communications entre les étudiants et donc les apprentissages de chacun.
3.3 Impact de la Conception Assistée par Ordinateur sur les disciplines techniques.
L’informatisation des pratiques industrielles de conception des produits et des procédés bouleverse l’enseignement technologique car l’ordinateur s’impose comme outil de manipulation symbolique et d’assistance intellectuelle dans le travail des techniciens et des ingénieurs. L’enjeu des recherches menées vise la conception des formations techniques supérieures en conséquence (licence de technologie mécanique), afin d’intégrer ces médiations instrumentées.
La conception assistée par ordinateur et ses outils sont introduits dans les enseignements des disciplines techniques. En génie mécanique, les référentiels de lycée mentionnent depuis plusieurs années l'utilisation de logiciels de Dessin Assisté par Ordinateur ; en génie électrique, les référentiels mentionnent explicitement depuis la rentrée 1993 l'utilisation d'un logiciel professionnel de Conception Assistée par Ordinateur (Viewlogic) pour les classes de Techniciens supérieurs. On note deux façons opposées de procéder à cette introduction dans des programmes : une première qui procède par petits pas et ajouts successifs aux programmes existants et une seconde qui reconstruit le curriculum autour de ces nouveaux outils. Il s'agit dans ce travail de décrire plus précisément la situation de la CAO dans les lycées et d'analyser à la fois la réalité des classes et la philosophie des programmes récents. Pour cela, a été procédé à une analyse sur plusieurs plans ; les logiciels et les matériels utilisés (enquête nationale), les contenus d'enseignement utilisant les outils informatiques de CAO (enquête nationale), les pratiques innovantes (vingt
entretiens), les programmes (textes officiels et entretiens avec des Inspecteurs généraux) (Durey, 1997)16.
3.3.1 Les logiciels utilisés en 1994 et leur temps d'utilisation par les élèves.
Ce travail a été mené à partir d'une enquête nationale réalisée par le Centre National de Ressources en Conception et en Fabrication Intégrées Assistées par Ordinateur de l'ENS Cachan. Il ressort des 3000 fiches réponses les résultats suivants concernant le génie mécanique : tout d'abord une grande variété de logiciels utilisés (25 au total), mais avec trois logiciels dominants — DMT (20 %), MECAPLAN (17 %), AUTOCAD (14 %) — qui a eux seuls représentent plus de la moitié des utilisations toutes filières confondues. Dans l'ensemble, les logiciels sont utilisés peu de temps par les élèves (environ 6 à 10 heures pour 30 % des réponses). Seulement 5 % des réponses mentionnent un nombre d'heures d'utilisation supérieur à 20h. Ces résultats montrent dans les sections de génie mécanique une pénétration importante des logiciels sans que l'on puisse dire que les élèves aient véritablement un temps important de familiarisation.
3.3.2 Les contenus d'enseignement utilisant les outils informatiques.
Un deuxième plan a été étudié grâce à un questionnaire joint au premier (enquête CNR) distribué sur l'ensemble des lycées français. Ce questionnaire avait pour but de savoir ce que les enseignants faisaient exactement avec ces outils informatiques, dans leur classe avec les élèves, mais aussi en dehors de la classe pour préparer les séances. Nous avons eu 153 retours, essentiellement de professeurs enseignant en génie mécanique (75 %) le reste étant des enseignants de génie électrique. Bien que chaque question (4 au total) engageait à donner des exemples précis, les réponses des enseignants sont essentiellement des jugements, des avis, des opinions sur l'outil informatique, ce qui laisse penser que l'utilisation réelle est peu importante. En génie mécanique cependant on observe des réponses précises concernant des utilisations de Dessin Assisté par Ordinateur (DAO) mais très peu d'utilisations spécifiques en CAO. Tous insistent sur le temps supplémentaire que demande la préparation de cours intégrant ces outils.
3.3.3 Les pratiques innovantes d'enseignement : premiers résultats en génie électrique.
Les activités des élèves sont surtout liées à l'utilisation des logiciels de simulation. Les enseignants s'attachent d'abord à montrer ce que l'on peut
16
DUREY, A. (1997). Transforming Engineering Concepts for Technical and Vocational Teacher Education. International Journal of Technology and Design Education, 1-2, 181-201.
faire avec ces outils. Ils présentent les fonctions étudiés, les simulations réalisées avec les composants disponibles en bibliothèque. Puis ils justifient et situent le rôle de cet outil. Les fonctions des essais en laboratoire et des essais en simulation sont très nettement différenciées. Il ne s'agit pas de refaire au laboratoire ce qui a été fait sur modèle. La fonction de la simulation est de faciliter la mise en œuvre des relations fonctionnelles entre les différents composants par le calcul. Les enseignants insistent sur la rapidité et l'efficacité pédagogique de l'analyse et la synthèse de constatation. Les outils spécifiques pour la conception existent mais n'ont pas encore été introduits dans l'enseignement. Le problème de l'instrumentation de ces outils par les élèves n'est pas vraiment abordé dans les entretiens, sauf par la notion de prise en main du logiciel ou de connaissance des fonctionnalités.
3.3.4. La conception des formations et des diplômes professionnels : les référentiels de brevet de technicien supérieur
en génie électronique.
La question de la référence problématise du point de vue didactique les contraintes et les possibles en terme des contenus d'enseignement qui résultent de l'interaction entre le système de formation et les pratiques sociales extérieures à l'école. Le concept de référence ainsi défini dans une perspective didactique cherche à établir le lien entre des activités de formation ou scolaires qui mettent l'accent sur l'individu et le développement de ses compétences et des pratiques qui rendent compte de l'aspect social de ces compétences. Ce point de vue élargi celui qui consiste à ne regarder que le lien entre activités de formation et activités professionnelles et impose de prendre en compte de nombreux aspects de la formation qui ne sont pas seulement liés à l'analyse de l'activité professionnelle mais aussi au contexte organisationnel, social et culturel de ces activités (Durey, 1998)17.
Les contenus et démarches d'enseignement tels qu'ils apparaissent dans les textes officiels définissant les diplômes professionnels en génie électronique, discipline d'enseignement ont été étudiés. Les transformations subies sous l'impact de l'introduction des outils de CAO ont été analysées. Le cadre d'analyse des contenus et démarches de formation croise ainsi les questions des rapports entre la formation et ce qui lui sert de référence aussi bien du point de vue des pratiques que des disciplines.
Les résultats montrent les relations institutionnelles établies entre le système scolaire et le système de production dans le secteur de l'industrie électrique et électronique. Ce lien est à double sens. Tout d'abord, un lien
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qui correspond au projet éducatif et qui tente de répondre aux évolutions souhaitées à long terme en terme de compétences non encore existantes à injecter par le biais des formés dans le secteur industriel visé (méthode d'enseignement de l'électronique). Mais aussi un lien qui tente de répondre à plus court terme aux exigences du secteur industriel visé en terme de compétences non encore prises en compte dans la formation et qu'il serait souhaitable d'intégrer pour une meilleure adaptation à la situation professionnelle actuelle (utilisation des outils de CAO).
Le deuxième apport de cette étude concerne la nature et les voies de transposition qui sont opérées pour définir les nouveaux contenus d'enseignement.
La relation établie est directe entre les pratiques et les contenus scolaires par l'importation d'un outil professionnel, le logiciel Viewlogic. Cet outil importe avec lui des nouveaux objets et des nouveaux modes (par exemple les ASIC) de représentation de ces objets (les différentes vues disponibles). Il s'agit là de combler un écart entre les pratiques professionnelles et les activités scolaires et de mettre en avant de nouvelles compétences liées à ces outils (statut social) et à ces nouveaux objets. Il faut cependant noter que la finalité de ces nouveaux référentiels n'est pas de former professionnellement à l'utilisation d'un logiciel particulier, ni de former à la conception, mais d'utiliser ces nouveaux environnements pour former des techniciens pour d'autres compétences (mise en œuvre, dépannage) en visant aussi des transmissions de savoirs en électronique (statut scientifique) à travers les représentations disponibles dans ces outils.
La méthode d'enseignement de l'électronique qui reste dans les nouveaux référentiels le noyau central de la démarche d'enseignement peut être considérée comme un projet de transformation à plus long terme des compétences des agents de production du système industriel. Elle ne correspond pas en effet à une méthode existante dans les pratiques de techniciens en électronique, en tout cas au début de son introduction dans le système scolaire. Même si cette méthode a diffusé dans les milieux industriels, elle reste une élaboration universitaire et un objet d'enseignement universitaire et scolaire.
3.4. La base de données techniques comme médiation entre le milieu professionnel et le milieu de formation
L’analyse des manuels scolaires et universitaires révèle que les contenus d’enseignement dans les formations techniques supérieures sont souvent des modèles théoriques scientifiques. Les aspects de connaissances technologiques sont plus rares, et celles d’élaboration de compétences professionnelles sont laissées à la charge des stages en entreprises.
L’enjeu de la recherche est alors de définir un enseignement technologique qui assure une abstraction conceptuelle plutôt qu’une juxtaposition d’études de cas. Mais cet enseignement pour être technologique doit également prendre en compte l’adaptation à un niveau de fonctionnement très spécifique que réalise tout système technique.
À cette fin, un schéma de structuration des bases de données techniques est proposé (Cartonnet, 2000, 2002)18. Désigné par l’acronyme PYSTILE
(PYramide de Sciences et Technologie IndustrielLEs), il peut se représenter par une pyramide à base triangulaire. Les sommets définissent les catégories de connaissances techniques nécessaires pour analyser un système technique. Ce schéma permet donc de structurer les connaissances à transmettre en ce qui concerne les guidages en rotation par éléments roulants, les développements actuels et plus généralement l’existant technique.
En effet, que doit connaître un futur enseignant sur cette question et, selon le niveau d’enseignement quelles informations doit-on conserver, quels objectifs peut-on se donner ? Les contenus d’enseignement sont présentés par les quatre sommets. Ils s’intitulent : milieux, produits industriels, objets simulés et ordres de grandeur comportementaux.
3.5. Le schéma de diagnostic comme outil entre les enseignants et les nouveaux dispositifs de formation (Techniques d’Information et de Communication)
Pour les étudiants de Licence du département de génie mécanique, a été conçue une formation de bureau d’études utilisant les TIC (Techniques de l’Information et de la Communication) : CoDiMI. Il s’agit d’enseigner la Conception Distribuée de Machines Industrielles. Les TIC sont alors considérées comme des outils, liés à des concepts et des méthodes, devant être introduits dans les contenus d’enseignement.
L’objectif de la formation CoDiMI est double. D’une part, il s’agit de former les étudiants à la conception mécanique, c’est-à-dire de les rendre capables de proposer des solutions techniques par rapport à un cahier des charges donné ; d’évaluer les propositions énoncées ; de décider d’une solution à retenir comme optimum par rapport aux performances visées pour le produit conçu. D’autre part, pour intégrer dans les contenus d’enseignement l’usage professionnel des TIC et pour enseigner aux
18
CARTONNET, Y. (2000). L'actualisation de la technologie structurale pour la formation de la technicité d'un concepteur de produits industriels. Mémoire d’HDR, Université Paris XI, Orsay.
CARTONNET, Y. (2002). Proposition d’un schéma d’organisation – PYSTILE – des formations de concepteurs à l’analyse de systèmes techniques. Aster, 34, 157-180.
étudiants les « technologies de l’intelligence », sont mis à la disposition des étudiants un site documentaire de veille concurrentielle, sur réseau intranet, un logiciel de calcul pour l’ingénieur (Mathcad), un logiciel de dialogue par écrit (ICQ) et un espace de visioconférence avec banc-titre, par réseau ATM. La formation a débuté en mars 1999. La promotion est divisée en six groupes de quinze étudiants. Ces groupes sont jumelés deux à deux. Dans chaque groupe sont constituées des équipes de trois étudiants. Chacun de ces trinômes travaille en coopération et/ou collaboration avec trois autres étudiants du groupe jumelé. Les groupes sont dans deux bâtiments distants d’une centaine de mètres. Chaque trinôme des six groupes de quinze élèves travaille d’abord 4 heures à une recherche documentaire de l’existant dans un but de veille concurrentielle, hors coopération. Ensuite, pendant 16 heures (deux fois huit heures consécutives), les groupes travaillent selon un protocole de conception distribuée. Ils doivent produire l’étude d’avant-projet montrant la faisabilité de leurs propositions.
L’évaluation de la formation « CoDiMI » analyse les difficultés qu’éprouvent les étudiants à atteindre les objectifs et en particulier les apports et les difficultés liés au travail collectif et aux « technologies de l’intelligence » (Huchette, 2002)19. En effet, le dispositif formel change avec le projet CoDiMi et les enseignants doivent donc, au moins partiellement, reconstruire leur capacité de diagnoctic des difficultés des étudiants. Par exemple avec l’introduction du travail collectif, les connaissances hétérogènes des étudiants d’un même groupe constituent autant de données, donc de contenus d’enseignement mal maîtrisés par l’enseignant.
Le recueil de données s’effectue pendant la formation en filmant les deux sites de formation et les visioconférences, et en enregistrant, en vidéo, tous les échanges au sein des groupes de trois étudiants. Nous formons comme hypothèse que les sources des difficultés principales seront le fonctionnement des ordinateurs, le travail en groupe, les lacunes en technologie.
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HUCHETTE, M. (2002). Évaluation expérimentale de l'apport, pour une formation d'ingénieurs, d'un simulateur informatique en travaux pratiques de bureau d'études mécaniques. Thèse de doctorat, École Normale Supérieure de Cachan (sous la direction de Y. Cartonnet), Cachan.
4. ENSEIGNEMENT TECHNOLOGIQUE ET ENSEIGNEMENT PROFESSIONNEL
4.1. Conception de contenus relatifs à la modélisation dans les pratiques de construction
La mise en évidence des éléments déterminants dans la conception, l'organisation et la mise en œuvre de contenus d'enseignement favorisant la formation aux démarches de modélisation dans un champ disciplinaire technique de l'enseignement professionnel, celui de la mécanique appliquée à l'étude des constructions, est l’ambition de la recherche (Gahlouz, 1994)20. Une étude historique concernant l'utilisation de la résistance des matériaux dans la construction en béton armé, et un exemple d'étude de la modélisation de l'interaction des matériaux dans les structures hétérogènes, mettent en évidence les spécificités de la modélisation technique (modalités d'adoption, consensus, domaine de validité). La référence à un contexte technologique qui ne saurait se réduire à ses seuls aspects scientifico-techniques stricts, la rationalisation et la réglementation des pratiques, imposent une approche spécifique des questions de la modélisation dans l'enseignement.
La détermination, l'organisation et la mise en œuvre des contenus d'enseignement sont examinées à partir d’une analyse critique des curriculums (références, pédagogie sous-jacente, mise en service). Trois « entrées » dans le curriculum (compétences, objectifs, programmes) sont prises en compte.
La question de l'utilisation par des élèves de BEP « Construction – Topographie » des représentations schématiques et symboliques de la mécanique dans les tâches de dimensionnement d'éléments structuraux permet d’expliciter les fonctions de ces représentations et les conditions de leur utilisation effective dans le cas du dimensionnement d'une poutre soumise à la flexion simple. La conception et la mise à l'épreuve des séquences d'enseignement prenant en compte ces conditions, ainsi que l'analyse des interventions pédagogiques dans une classe et des conduites des élèves, permettent de dégager les propositions d'enseignement possibles, compte tenu de ce que suggèrent la modélisation et les possibilités des élèves.
20
GAHLOUZ, M. (1994). Éléments de conception de contenus relatifs à la modélisation dans les pratiques de la construction. Thèse de doctorat non publiée, Université Paris 7 (sous la direction de A. Durey), Paris.
4.2. Sciences physiques et technologie
La question centrale est la fonction de l’enseignement des sciences physiques en lycée professionnel, dans des filières où l’enseignement technologique constitue le cœur de la formation. L’hypothèse est que les sciences physiques ont essentiellement alors une fonction de « discipline de service » par rapport à la technologie (Jouin, 2000)21.
Une confrontation des deux disciplines dans un domaine professionnel particulier — la mécanique automobile — au travers des instructions officielles et de manuels scolaires, permet de clarifier les relations entre les disciplines, et de préciser la contribution que peut apporter l’enseignement des sciences physiques à la formation technologique des élèves. Cela est légitime et possible en ce qui concerne les finalités, puisque la technologie utilise certains savoirs enseignés en sciences physiques ; les objets (l’approche scientifique apparaissant comme une composante de l’approche technologique) ; les concepts (le concept d’action mécanique, utilisé en technologie, recouvrant en partie ceux de force et de moment d’une force ; les compétences (l’émission d’hypothèses suivie d’une validation expérimentale pouvant être mises en parallèle avec la démarche de diagnostic de panne, exigée en maintenance automobile).
Des propositions d’apprentissage de deux concepts de mécanique, force et pression, sont alors présentées, en cohérence avec la fonction de discipline de service. Elles ont été mises en œuvre et évaluées. Les choix consistent, au plan des savoirs, à rompre avec le découpage traditionnel des domaines de connaissance de la physique ; à choisir un référent empirique constitué principalement d’objets et de phénomènes issus du domaine professionnel ; à privilégier les propriétés des concepts et les cas particuliers utilisés en technologie ; à prendre en compte les différences entre les disciplines. Concernant les compétences, il s’agit de privilégier celles pouvant donner lieu à synergie.
Afin d’adapter ces propositions au public visé, des entretiens auprès d’élèves entrant dans la filière fournissent des données sur leurs conceptions à propos des deux concepts en question et sur les points d’appui possibles pour l’apprentissage envisagé, la connaissance des systèmes du véhicule automobile par exemple. Les stratégies pédagogiques développées tiennent compte également des difficultés spécifiques de ces élèves, en privilégiant notamment l’aspect expérimental de la formation.
21
JOUIN, B. (2000). Problèmes de l'enseignement des sciences physiques en lycée professionnel dans leur fonction de « discipline de service » par rapport à la technologie, dans le domaine de la mécanique automobile. Thèse de doctorat (sous la direction de J.-L. Martinand), École Normale Supérieure de Cachan, Cachan.
4.3. Technologique et professionnel
S'interrogeant de manière plurielle sur la dialectique complexe de la connaissance et de l'action, les travaux centrés sur la relation entre « apprendre et faire » (Pelpel, 1999, 2000)22 s'inscrivent simultanément
dans une perspective praxéologique et épistémologique. Il s'agit bien, en effet, de progresser dans la résolution de problèmes de formation et de professionnalisation, des enseignants, notamment. Mais il s'agit aussi, et peut-être surtout, de parvenir à penser ces objets au statut épistémologique incertain que sont les pratiques de stages (entre l'enseignement et le travail), en questionnant l'injonction d'avoir à se former ailleurs et autrement qu'à l'école ; l'intervention des praticiens dans la formation (entre professionnels et formateurs), en mettant en évidence leurs références identitaires et les ambivalences de leur professionnalisation ; le modèle Français d’enseignement technique, enfin (entre le premier et le second degré, mais aussi entre le monde scolaire et le monde de l'entreprise), en analysant les ruptures de son histoire et les référents pluriels de ses pratiques.
Si la diversité des objets étudiés renvoie pour l'essentiel aux multiples facettes d'une pratique professionnelle, l'unité de la problématique repose sur la critique du recours à l'expérience en matière de formation : comment apprendre à faire ? Suffit-il de faire pour apprendre ? Sont alors mis en question le rôle des praticiens, l'expérimentation de médiations (dans le cas de la formation des enseignants, les élèves, l'établissement) et, en ce qui concerne l'enseignement technique, la genèse des modèles didactiques et l'analyse des pratiques de formation des enseignants.
5. SCIENCES ET TECHNOLOGIE À L’ÉCOLE 5.1. Problèmes de formation des maîtres
Les recherches didactiques sur les problèmes de la formation des maîtres n'ont pas bénéficié en France des mêmes efforts et du même intérêt que les travaux sur les conduites des apprenants, la construction du savoir, ou même le développement de nouveaux enseignements. Mais la constitution des Instituts Universitaires de Formation des Maîtres a relancé vigoureusement la demande et les opportunités. Bien que le GDSTC-LIREST n’ait jamais négligé ce problème, il était abordé en relation avec la conception et l’essai de projets d’enseignement, ou l’investigation des processus d’enseignement-apprentissage. Des recherches et des travaux
22
PELPEL, P. (1999). Apprendre et faire. Mémoire de HDR, Université Lille 3, Lille. PELPEL, P. (2000), Pratiques et modèles pédagogiques de l’enseignement technique, Revue Française de Pédagogie, 131, 43-53.
individuels ou collectifs ont pris alors pour objet la formation des maîtres elle-même et ont proposé des orientations pour la repenser. Antheaume (1992)23 montre que la formation professionnelle du professeur d'école en
vue de prendre en charge la « découverte du vivant », nécessite un entraînement à gérer l'imprévisible, à se décentrer et à limiter ses ambitions par rapport à quatre « champs » : scientifique, didactique, pédagogique et personnel.
Des interventions, contributions et publications variées, abordent différents aspects de la formation des maîtres, notamment les conséquences de la notion de pratique de référence et de l'exigence de professionalité des métiers d'enseignants pour élaborer un cadre général pour la conception des formations des professeurs de lycée et collège en sciences et technologie, et des professeurs des écoles (Martinand, 1993). Un débat trouve progressivement une issue à travers ces contributions : le rôle des didacticiens en formation n'est pas tant de faire connaître les résultats des recherches didactiques ; il est de s'appuyer sur les concepts théoriques et les données empiriques nés de ces recherches, en particulier les recherches curriculaires, pour construire des cadres d'analyse et de conception des formations qui prennent dès l'origine en compte que l'enseignement est enseignement de disciplines, qu'il existe des normes et des contextes institutionnels et que la maîtrise routinière des pratiques est aussi nécessaire que la capacité d'innovation.
Dans cet esprit, la production de guides pour la pratique et la formation ont contribué à la formalisation des problématiques de formation (Antheaume & al., 199524 ; Martinand, coord. 199525). Enfin de nombreux membres du
laboratoire ont participé en 1994-1995 au pilotage de journées d'études nationales (INRP-LIREST) (Lebeaume, coord, 1996)26 sur la formation des professeurs des écoles en sciences et technologie27. Ces journées ont mis en
évidence plusieurs problèmes majeurs, notamment celui des disciplines scolaires dans leurs différences avec les disciplines académiques, dans leur
23
ANTHEAUME, P. (1992). Contribution à la définition des objectifs spécifiques et des activités spécifiques de formation professionnelle d’enseignants non spécialisés dans une discipline scientifique : la biologie. Thèse de doctorat non publiée, Université Paris 7, Paris.
24
ANTHEAUME, P., & al. (1995). Découverte du vivant et de la terre. Paris, Hachette.
25
MARTINAND, J.-L., COUÉ, A., & VIGNES, M. (1995). Découverte de la matière et de la technique. Paris : Hachette.
26
LEBEAUME, J. (coord) (1996c). Actes des journées d'étude, la formation initiale des professeurs des écoles en sciences et technologie. Paris : INRP, 78 p. (coll. Documents et travaux de recherche en éducation, 9).
27
Les membres du GDSTC-LIREST ont également participé à l’animation des journées d’étude sur la formation des professeurs de l’enseignement technologique et professionnel.
unité et structure propres, dans leur rapport aux autres disciplines enseignées au même niveau.
Il apparaît que les problèmes de la formation sont peut-être avant tout, alors que le recrutement est plus facile, des problèmes de formateurs. L'accent semble devoir être mis sur l'étude de leurs conceptions, de leurs pratiques et des conditions de leur ajustement aux besoins. Dans cette perspective, une étude sur les textes du concours de recrutement des professeurs d'école en physique et technologie, permet de mieux connaître les conceptions des auteurs des sujets, qui sont eux aussi les formateurs, à propos des disciplines et de leur didactique (Lebeaume et Martinand, 1995)28.
5.2. Rapport des élèves au curriculum
L'enseignement scientifique et technologique à l'école élémentaire peut se décrire comme un ensemble hétérogène de moments scolaires avec leurs caractères intrinsèques (spécifiquement associés au contenu enseigné) et extrinsèques (normes et rites organisateurs) proposés aux élèves en tâches prescrites, organisées et éventuellement étiquetées. Dans ces moments scolaires qui associent des intentions d'enseignement-apprentissage et des conditions d'organisation spécifiques, comment les élèves identifient-ils ces enseignements scientifiques et technologiques ? Comment les reconnaissent-ils ? Comment les caractérisent-ils ? Quelles sont le cas échéant les difficultés associées à ce repérage et les implications de l'organisation pédagogique sur la posture de l'élève susceptible d'hésiter sur la nature du contrat d'enseignement ?
L'exploration de ces élaborations a été effectuée auprès de 78 écoliers des cycles 2 et 3 au cours de l'année 1998-1999 (Lebeaume, dir. 2000)29. À la
suite d'une séance dont le thème est choisi par le maître, un entretien d'une quinzaine de minutes auprès de trois à cinq élèves de la classe demande d'abord de restituer le moment scolaire, puis interroge sur les autres moments éventuellement menés antérieurement qui « sont pareils ». Les élèves interrogés sont désignés par le maître en variant le sexe et le niveau scolaire déclaré. Le guide d'entretien permet de réagir aux désignations utilisées par ces élèves en sollicitant les raisons qui justifient l’étiquetage et les différences entre des moments scolaires déclarés distincts. L'analyse du
28
LEBEAUME, J., & MARTINAND, J.-L. (1995). Étude d'épreuves de physique-technologie au concours de recrutement du professorat des écoles en France - Que devraient savoir les candidats. Didaskalia. 7, 9-26.
29
LEBEAUME, J. (dir.) (2000). Découverte du monde, sciences et technologie, des matières scolaires à l'école élémentaire - Le point de vue des élèves (Rapport de recherche en réponse à l'appel à association de l'INRP). Orléans : IUFM Orléans-Tours, LIREST-GDSTC, INRP. 71 p + annexes (équipe de recherche : C. Diaz ; O. Follain ; J. Lebeaume)
