COMPARAISON DES CONCEPTIONS DES ÉLÈVES
TURCS ET FRANÇAIS À PROPOS DU CONCEPT
DE RESPIRATION EN CLASSE DE 5
eSami OZGUR *, Bernard DARLEY **
* LDSET, Université Joseph Fourier, Grenoble, ** IUFM de Grenoble
MOTS-CLÉS : CONCEPTIONS - OBSTACLES - RESPIRATION
RÉSUMÉ : L'objectif de ce travail était de tenter de mettre en évidence ce qui, en terme d'obstacle
à l'apprentissage, pouvait se relever des obstacles épistémologiques (persistants avant et après le cours), des obstacles didactiques et des obstacles culturels (récurrents dans l'une seulement des populations d'élèves) par la comparaison des productions d'élèves Français et Turcs avant et après enseignement.
ABSTRACT : The aim exercise was to prove what may pose as a obstacles to learning :
epistemologics obstacles, didactics obstacles and culturals obstacles in the comparison of the students work before and after the lesson.
Il est communément admis que les élèves construisent leurs conceptions à partir de connaissances collectées aussi bien à l'école que dans le milieu extra-scolaire. Il nous a semblé intéressant d'essayer d'identifier la part que pouvaient représenter deux grands types d'obstacles, l'obstacle épistémologique et l'obstacle didactique, dans l'apprentissage du concept de respiration chez des élèves de 11 à 12 ans.
Pour le concept d'obstacle, que nous définirons rapidement comme une connaissance inadéquate s'opposant à une évolution vers une connaissance plus adéquate, nous renvoyons à l'analyse faite par J.-P. Astolfi et B. Peterfalvi (1993) et pour celui d'obstacle épistémologique à G. Bachelard (1938).
1. MÉTHODOLOGIE
Nous avons utilisé une méthodologie de pré-test et post-test. Les élèves sont soumis à un questionnaire avant et après enseignement.
Pour pouvoir distinguer ce qui pouvait être imputable à l'un ou l'autre des deux obstacles que nous avons choisi d'étudier, nous avons fait l'hypothèse que, quel que soit le type d'enseignement les obstacles épistémologiques allaient réapparaître, quasiment inchangés, lors des post-tests alors que les obstacles didactiques seraient étroitement liés au contenu et à la forme de l'enseignement. Pour mener cette étude à bien il nous fallait donc deux populations d'élèves d'âge identique mais soumises à des enseignements très différents ; il fallait également que l'échantillon soit suffisant pour que les résultats aient une certaine pertinence. La possibilité de travailler sur des élèves turcs et français a été une première réponse. Le choix de la respiration a été dicté par la différence radicale d'approche de ce concept dans les programmes turcs et français destinés à des élèves d'une même tranche d'âge. Très centrée sur la description anatomique des organes impliqués dans le processus de ventilation en Turquie, cette partie du programme est, en France, marquée par une approche plus physiologique du concept.
1.1 L'identification des obstacles
Les tests ont porté, pour l'essentiel, sur la fonction respiratoire. La présence, dans les productions turques et françaises d'obstacles du même ordre présents dans prétest et persistants dans le post-test permettra d'inférer qu'il s'agit d'obstacles épistémologiques. Des productions évoluant vers une approche physiologique sans maîtrise de la relation structure fonction caractériseront les obstacles didactiques chez les élèves français ; à l'inverse, des productions associant mal fonction et structures caractériseront les obstacles didactiques chez les élèves trucs. L'occasion étant trop belle, nous avons également tenté de repérer des obstacles qui pourrait être liés à des origines culturelles ou sémantiques.
1.2 L'échantillon
Parce que les enseignements n'ont pas lieu au même moment de l'année en Turquie et en France, nous n'avons pu suivre la même cohorte d'élèves. Nous ferons donc le présupposé de l'homogénéité des échantillons turcs et français ; ne pouvant suivre l'évolution individuelle de chacun des élèves nous traiterons, dans notre analyse, de l'évolution générale de chacun des groupes.
Pour le pré-test l'échantillon turc était de 109 élèves répartis sur trois classes prises dans deux collèges d'une même ville ; l'échantillon français était de 96 élèves provenant de cinq classes de trois collèges d'une même ville. Le post-test a rassemblé 108 élèves turcs et 112 élèves français, dans les mêmes conditions que le pré-test (à la seule différence que l'échantillon français provenait de six classes au lieu de cinq).
1.3 Le questionnaire
Comme nous avons travaillé sur des échantillons différents en pré et post-test cela nous a permis d'utiliser le même questionnaire. Celui-ci se compose de trois questions :
1) Dessine le trajet de l'air dans ton corps quand tu respires. Tu peux, si tu le souhaites, donner aussi des explications, mettre des légendes, etc.
2) À ton avis l'air inspiré est-il différent ou identique à l'air expiré ?
3) Explique, à l'aide d'un schéma ou d'un texte, à quoi servent les poumons.
L'analyse se fera, pour l'essentiel, sur la base des catégories définies par J. Vuala (1991).
2. RÉSULTATS
2.1 Les obstacles épistémologiques
Comme nous l'avons postulé plus haut, les obstacles épistémologiques se caractériseront par leur présence chez les élèves turcs et français ainsi que par leur persistance après enseignement ; les différences entre les programmes des deux pays permettant de les distinguer des obstacles didactiques. Trois obstacles majeurs semblent se dégager des données recueillies.
2.1.1 L'air n'est pas un mélange de gaz. Même si, à une très large majorité des élèves des deux pays
(près de 90 % en pré-test et près de 100 % en post-test) indiquent que l'air entrant est différent de l'air sortant, l'air n'en reste pas moins une entité pour un nombre important d'élèves. 25 % des élèves français ne citent que l'air comme gaz impliqué dans la respiration, ce chiffre étant constant du pré-test au post-test. Pour les élèves turcs, si les chiffres évoluent (de 53 à 40 %), le nombre d'élèves ne citant que l'air en post-test reste néanmoins très important.
Cette conception de l'air-entité se retrouve dans nombre de qualificatifs utilisés par les élèves ("air pur / air impur", "bon air / mauvais air", "air"propre / air sale") pour caractériser l'air inspiré de l'air expiré.
2.1.2 La respiration considérée comme un tout. La respiration, fonction vitale considérée comme
niveau d'explication suffisant ("la respiration ça sert à vivre", "quand on ne respire plus on est mort"), est un obstacle :
- qui résiste bien chez les élèves français malgré un enseignement très centré sur l'étude des échanges de gaz à différents niveaux de l'organisme (air-poumons-sang, sang-organes) ; même s'ils étaient 42 % en pré-test, 25 % des élèves français limitent toujours, après enseignement, la fonction des poumons à la seule "respiration" ;
- qui semble renforcé par l'enseignement chez les élèves turcs. Le pourcentage d'élèves turcs qui limitent la fonction des poumons à la seule respiration passe en effet de 39 à 54 %. L'enseignement très centré sur l'anatomie, n'abordant que de manière superficielle l'appropriation des échanges gazeux, pourrait être une explication à cette évolution. Ce qui constituerait un exemple de renforcement didactique d'un obstacle épistémologique.
2.2 Les obstacles didactiques
Comme on peut aisément le penser, les différences d'orientation des programmes turcs et français ont des conséquences sur les connaissances acquises par les élèves. Même si ces connaissances sont conformes aux objectifs définis par l'institution, on peut néanmoins les analyser en terme d'obstacle dans la mesure ou ces connaissances, forcément incomplètes, feront plus tard obstacle à une approche plus fine des relations structure/fonction dans le concept de respiration.
2.2.1 Les structures anatomiques. Comme on pouvait s'y attendre les élèves turcs réalisent, après
enseignement, de bien meilleurs scores que les élèves français pour ce qui est de la connaissance des structures anatomiques composant l'appareil respiratoire. Sur neuf structures citées, les élèves turcs ont des scores toujours supérieurs, au pire égaux, à ceux des élèves français.
2.2.2 Les échanges gazeux. De la même manière, les scores des élèves français concernant les
échanges gazeux et les aspects énergétiques de la respiration sont supérieurs à ceux des élèves turcs. Cités par 2 % des élèves français avant le cours et par aucun élèves turcs, les échanges gazeux au niveau des poumons ont des scores qui passent respectivement à 30 et 11 %. Les échanges au niveau des organes passent de 0 à 11 % chez les élèves français et de 2 à 6 % chez les élèves turcs.
2.2.3 La transformation des gaz. Avant le cours 1 % des élèves turcs et 10 % des élèves français
voyait dans le rôle des poumons la fonction de transformer l'air en dioxyde de carbone. Après le cours aucun élève turc ne cite cette fonction alors que le nombre des élèves français monte à 21 %. Faut-il voir là une conséquence de la centration des programmes français sur les échanges gazeux et de la confusion qui existe chez les élèves sur la nature des gaz : gaz entité, sujet à transformation, ou gaz mélange changeant de composition ?
2.3 Les obstacles culturels
Nous avons placé dans cette catégorie les propositions récurrentes que l'on ne retrouvaient que dans l'un seulement des échantillons et qui ne nous semblaient pas relever exclusivement des orientations des programmes et entrer ainsi dans la catégorie des obstacles didactiques.
2.3.1 Fonction purificatrice des poumons chez les élèves turcs. Pour un nombre relativement
constant d'élèves turcs (22 % avant le cours, 24 % après le cours) les poumons ont pour fonction essentielle de "purifier" l'air inspiré.
La charge importante de l'air des villes turques concernées en poussières de toutes origines, les campagnes de sensibilisation à propos de la pollution atmosphérique sont autant d'explications possibles à la persistance de cette fonction de purification chez les élèves turcs.
De la même manière 27 % des élèves turcs avant le cours et 33 % après le cours attribuent aux poumons la fonction de purifier le sang.
2.3.1 Le circuit respiratoire passe par le foie. Chez 11 % des élèves turcs et chez 5 % après le cours
le circuit de l'air passe par le foie. Il y a probablement là un obstacle d'origine lexical. Les deux mots "poumons" et "foie" ont, en turc, la même racine "ciger". Le poumon se dit "akciger" (littéralement : poumon blanc) et le foie "karaciger" (poumon noir).
L'absence d'obstacles culturels chez les élèves français doit être pris avec prudence ; non que ces derniers n'existent pas mais, plus probablement, que notre questionnaire n'a pas su les mettre clairement en évidence.
3. CONCLUSION
L’ensemble de ces résultats est à prendre comme première étaped’un travail qui doit se prolonger dans le cadre d'une thèse. Il n'en demeure pas moins que la comparaison d'échantillons conséquents d'élèves d'âge voisin provenant de deux pays très différents par la culture et le mode d'enseignement nous semble extrêmement riche de potentialités pour l'approche de la compréhension des modalités d'apprentissage du concept de respiration.
BIBLIOGRAPHIE
ASTOLFI J.-P., PETERFALVI B., Obstacles et construction de situations didactiques en sciences expérimentales, Aster, 1993, 16, Paris : INRP.
ASTOLFI J.-P. & al., Pratiques de formation en didactique des science, 1997. BACHELARD G., La formation à l'esprit scientifique, Paris : Vrin, 1938
GIORDAN A. et DE VECCHI G., Les origines du savoir, Neuchâtel : Delachaux et Niestlé, 1987. VUALA J., 1991, Le rôle d'un dessin animé dans l'évolution des conceptions d'élèves sur la respiration, Aster, 1991, 13, Paris : INRP.