ARTheque - STEF - ENS Cachan | Analyse de l'influence d'activités de classe sur les représentations des élèves. Exemple : l'enseignement de la pression atmosphérique en 6E

ANALYSE DE L'INFLUENCE D'ACTIVITES DE CLASSE SUR LES REPRESENTATIONS DES ELEVES.

Exemple : L'ENSEIGNEMENT DE LA PRESSION ATMOSPHERIQUE EN 6ème Alain CHüMAT Marie-Geneviève SERE L.I.R.E.S.P.T. Université Paris Résumé

On met ici en lumière quelques difficultés rencontrées par les élèves quand on tente de leur apprendre ce qu'est la pression at mosphérique évaluer la pression dans un rÉcipient ouvert est la première éUJpe difficîle pour eux. On montre que le choix de certains objectifs pendant l'enseignement aide les élèves à surmonter ces difficultés.

~'n b'>1"'J..' • . _ . _

-jant C'c~ S ti~it~s. sur l'êvoll1tion des reprfse~ra(ionsdes ~l~ve:'

La mise en relation de l'êvalution des ~lêves et de leurs artivitfs en

3insi êt6 faite pour l'2nseigncnent des propri~l~s physiques des gaz en classe j p

6~ne. Apr~s avoir prêcis~ le~ méthodes ulilisêcs, nous donrlŒrons un exemple des

1:6-sultats ohteIlllS DG~r une Dorion : la pression at~osphêrique.

["es m~thodes de recueil et J\analyse ries donnêes.

La mêthodologie de cette rechercl12 n êtê mis~ 3Li prlint en ~j5quipe qui

a travaill~ sur 1es concepts de température ct de ~ha]~ur. [110 sone ~XpOS~2S dallS la communication de Madame 'rIBERGHIE~ ac cours Je ~es

l'Education Scientifique.

NOLIS nous servirons ici des données suivantes

,0) Les questionnaires avant ens2igcc~enlet apr~s ens.i~n.men'.

Ils posent l~s m~m~5 questia~s } 2 êchalltillons ;Sl~ves:

environ 260 êl~ves des classe~ ne~ professeurs de ll~a~ipe de

journ'.-·es sur

(nous appelons cet échantil~ollles classes suivies. ou CS ~ans ]_e~ tabie2L

[a5S~S nOII suivies cu C~S)

2°) tes productions de clas~~.

T.a progressi0n 'UIV]

obsprVf':, ce quii l :lr.ticip2, crJ1iJ. (~ünclut) Jes centrêl.:,s ;,'rit.s.

"Ei:U entations p~~d~ Les Ge 'IU2

notions de ...=t 5·}mèl l

::('ttè rt::f'hpè-(~

Ils c0rrespondent a des objectifs de m&thode et de savoir-faire autant que de

conru.issance.

Aparctr d'ull certain nU1'1hrede productions d'élèves de classes différentes, Uni:'

grille de d~pouillementa ét~ êtablie par l'fquipe de recilerctlc. Chaque rGponse

d'~l~ve est analysêe à partir de cette grille. Les réSIJltats sont regroup&s par classe puis pour l'ensemble des classes.

Les résultats concernant la pression atmosphêrique.

1°) L'enseignement concernant la pression atmosphêrique dans les classes suivies.

Le c110~x des objectifs et des activités a ét€ conditionnê par les options Slll-van.t~'.s Tout d'abord on a souhaitê donner au terme de pression son vêritable

sens de paramêtre dêfinissant l'ftat d'un gaz, sans jamais l'assimiler à une

force exercée par l'air par unité de surface.

En corls~quence on a choisi de définir d'abord la pression pour l'atmosphêre avant de montrer les moyens de faire varier la pression.

On d. e~s'Jite montré que l'air exerce des actions sur les objets. Après avoir l'expli-qu~!1 des objets de la vie courante (ventouse, ampoule de médicament e.tc ... ),

le professeur rêalise l'expérience classique du bidon(on y fait un vide partiel

et il est écrasé par la pression atmosphérique). Enfin on montre que l'air

exerC2 des actions dans toutes les directions en utilisant une meôbrane élastique

tendue sur un entonnoir prolong~par un tube souple. On souffle ou aspire dans

dans cet entonnoir et, en tournant lrentonnoir, on donne différe.nt2s dire.ctions à

la mc;ubrane.

EnfiIl une expêrience réalisée ultérieurement constitue un contr3le sur la

pres-sion atmosphérique. C'est la manipulation de la seringue, car l'action de l'air

extérieur est mis en évidence quand on tire le piston de la seringtJe.

Sur chacune de ces trois activit~s on peut faire les remarques suivantes

Lrexpêrience du lIbidon!1

La fiche-questionnaire qui accompagne cette expérience guide l'interprétation des élèves en leur faisant distinguer les différentes phases de l'expérience:

au début de l'expérience, pendant qu'on chauffe le bidon et qu'il est ouvert,

après avoir supprimé le chauffage et rebouché le bidon.

Pour chacune de ces phases on demande aux élèves de préci.ser le contenu du

bidon: eau, autre chose que de l'eau

On s'aperçoit ainsi que les élèves ne comprennent pas tous que les opérations faites par le professeur ont pour effet d'enlever de l'air du bidon. Globalement,

d'action

CQrIlJ'7le une manifestati~)n [:vid(;nt~::: Jt' la pressiun ;lti(;O:3Dli.ir~cuC' ."::.'~.~'l2. conV:J.ln--cantE' POUl- peu dT&l~ves.

I.'exn6ri2~(~2de L'entonnoir

chaque ?hase l'observation

Les var:'2tions de quantit~d'air sor.t :-ien reClFlll'.lCS ?d~ _2S él.\::::e.è: <ii '~lE'

les pourcentages de r~p0ns~~ utilisant l~ terme de press

c12n.:: :'out ;,-; j

l'al:Lic:l dt: l'air ,=--:rérieTJr. ~~;;rill d~ bcn11e~ rêpO!1525J.

:1JO,ltrC:l!: qlU:- lE',<:: obj '..il :-,,"1~:.t r,~::; d ; ' "

l'ordre de 90~, parfois:

expri~0ilt qu~ ITa~r cz~r~e 50:1 1et

l'CiJs::::iql.l;TI de pas at_teint.

La T1bc'nni:': rt~p,,:ln::;( .L':all Ql1':::'~t p~,L,'n n~'Ji\:::llt-il si \'1.[(: qU3wl os1 r r d1(_~L (Flt~ lui-;n~I:ll.'. 450

2°) l.eS r~sultats du questiollnaire final compar&s à ceux du questionnaire initial.

a) l"',i va ludtion d'une pression égale â la pression atmoph6ricue.

Les questiorls qui concernent la pression atmosptlérique sont les suivantes:

Si 0TI cnlêve le bouchon d'une bouteille, la pression est-elle plus grande,

plus petite, égale. à la pression â l'extériê".ur d'une part, à la pression

ava~t qu'on enlève le bouchon d'autre part.

L3 réponse au premier problème qui traite d'une co~municationentre

l'inté-rieur et l'extél'inté-rieur, peut être utilisêe pour répondre au 2~rne. Les rêsultats

dl:X qUEstions ci-dessus permettent de savoir si les êlèves l'utilisent

cffec-Li~~ment. Ils sont donn6s par le tableau suivant (questionnaires initial et final)

pressiu~/ext~rieur

c::s

Or voit donc que les classes suivies progressent plus que les classes non

sL:i\'it's et que la question II/extérieur'l est plus facile que l'.:lutre. Par

ailleurs le croisement des r§ponses en questionnaire initial et questicnnaire

final montre.nt que pour le problème

"1

mIeux en final si ils ont bien répondu en initial, ce qui n'est pas le cas

pour l'autre quescion. Pour cette question "/avant" les élèves ne répètent

T)2S en fi:lal ce qu'ils ont r2pondu en initial. L'ensei~ne.,entlee i!1f111~"ce,

mais il n'est sans doute Das tou~urssuffisant dans les classes non suivies

pour qu'il y ait progrès. On remarque que pour ce groupe il ya encore 20% de

Tlje ne sais pas" en fin d'enseignement (plus qu'au début).

Puisque les élèves traitent mieux le problème d'une communication aveC

l'exté-rieur, il semble peu probable qu'ils soient nombreux à se servir de cette

connaissance pour répondre au problème "/avant". Peut-être s'aident-ils d'une

évaluation correcte de la quantité, ou d'arguments différents qui peuvent

d'ailleurs être erronés (par exemple la confusion du volume et de la quantité

d'air conduit à une évaluation correcte de la pression).

b) La reconnaissance des actions de l'air atmosphérique.

Les phénomènes présentês aux élèves sont:

- un écrasement par l'air de l'atmosphère (la ventouse)

· Clest

au cuntraire ]Jossible d~l:~ lIn lipu ü~ il n'y a p3S d'air

On peut dire qU2 l~s êl~ves fOllt ri~ grands progr~s po~r la vç'nto:....;se. Ils

apprennent en tout cas } pel] Dr~s

fait irltervenir }rair (85~; dt:~s é12vès en C.LdSSèS suivies et non ~uJ.'Jies).

Les progr~s sont Iiett~m8ntmoins importants pour la r~sist~llceà enlever le piston de la seringue.

Cependant, le fait suivant est le si.gne d'un prosrès réé] dans les àeux

~chantillons:avant enseignement,

4%

de ces questions. Après enseignement~ce Dourcentage passe à l4% dans les

deux échantillons.

CONCLUSIO~

Nous constatons donc que les classes suivies progresseTlt nettement

plus pour évaluer une pression égale à la pression atrnosphé::j olle. LR.'a"s

rêsultats sont équivalents ~ ceux des autres classes pour 13 l"eCOnn3issance

des actions de 11air. On peut donc penser que le choix des objectifs dans

les classes suivies a eu un impact réel sur les acquisitions des êl~v2s.

Le fait important est que les professellrs ont toujours utilis~ le mot de

pression comme un paramètre caractéristique de llétat à/ur; gaz, et ont

cherch~} le distinguer des forces exerc§es par les gaz.

~l~ves sont peu no~breux} donner des i!1ternr€tations re~r~n3nt la

pres5ion q\li vient ri'être nt~oduit2. Il fRut ptusieurs

ex;'~-peu de temps se ;_H~st? pour q\h':, spont,l;1i?[~lent,dans de:-; Hlt,=:,r::n,:'::tJ.t:i ;;1

périences, ils prennent ei~ compte les actions de l'air ex~~ri2~r. Ace

l i la ~lo~ion ne pression est encore três peu Jtilisée.

lntes Jiffi~ult6s

1'/les

mieLX ~O% de hurlnes r~po~ses

pcrtant "ur la

non