EMPLOI DE L'EXERCICE PRATIQUE
DES STATIONS POUR L'ÉTUDE DE LA MATIÈRE
COMME UNE STRATÉGIE POUR ABORDER DES SUJETS
CONCERNANT LA MATIÈRE
Alina Isabel MARIA DE JESUS VIEIRA, Rosa Elena CAMERa, Maria Edith PEREZ
Universidad Pedagogica Experimental Libenador, Instituto Pedagogico de Caracas
MOTS-CLÉS: MATIÈRE - STRATÉGIE DIDACTIQUE - CONCEPTIONS-CHANGEMENTS CONCEPTUELS
RÉSUMÉ:Lacompréhension de la dynamique des changements qui arrivent dans la nature ne peut êtrecomplètement atteinte que si l'on connaît la structure intime de la matière. Cette hypothèse nous a permis de proposer aux étudiants l'exercice pratiquedes stations pour l'étude de la matière. Cette stratégie a été efficace et nous a permis de plonger dans l'étude de la matière d'une façon agréable et vivante.
SUMMARY : The understanding of dynamic changes in the environment only can be understood with the comprehension of the inner structure of the matter. In this way, we implemented the exercise The stations for the study of the matter. This strategy has been effective and it has permittedto study the matter in a very viventialy and nicely way.
1. INTRODUCTION
Des sujets comme l'origine et l'évolution de l'univers, la naissance de matériaux nouveaux, la structure des matériaux de notre environnement, les états physiques de la matière et les changements qu'elle peut éprouver, avec les considérations relatives à l'énergie que tout cela entraîne, font souvent l'objet de discussions de notre part.Laplupart du temps, nous considérons toute la dynamique des changements dans la nature. Nous ne pourrons arriveràune compréhension complète de ces sujets sans la connaissance de la structure intime de la matière. Àpartir de cette conviction, nous avons détecté certaines conceptions erronées de la constitution atomique de la matière chez des étudiants qui suivent une formation d'instituteur aussi bien pour l'éducation générale que pour l'enfance handicapée.
Nous avons essayé, àpartir des résultats obtenus avec cette recherche, de mettre en place des stratégies permettant en même temps de remédier au problème des conceptions erronées rencontrées, et d'aborder ces sujets d'une façon nouvelle dans le but d'une amélioration significative dans la qualité de l'apprentissage.
2. DESCRIPTION DE LA STRATÉGIE DIDACTIQUE
Dans le but d'obtenir une meilleure compréhension de la dynamique de changements qui arrivent dans la nature, dans son intégralité, nous avons mis en place un exercice pratique: Des stations pour l'étude de la matière. Cette stratégie s'appuie sur la prémisse selon laquelle l'étudiant doit, lui-même, être acteur dans son propre processus d'apprentissage.
Au cours de l'exercice, l'étudiant doit parcourir cinq stations où diverses activités lui sont proposées. Pendant le parcours peuvent se présenter plusieurs situations de conflit dont les solutions conduisent l'étudiantàdes nouvelles situations d'apprentissage. Nous restons attentifs tout au long de l'exercice, à l'importance des processus cognitifs de base permettant de mettre en œuvre des apprentissages significatifs: observation, description, classification, formulation de problèmes et d'hypothèses, analyse, synthèse.
Pour le déroulement de l'exercice, les étudiants se regroupent dans des petites équipes. Chaque équipe doit réaliser les activités différentes proposées dans chacune des stations. Chacune exige entre 20 et 30 minutes. Si cet intervalle n'est pas suffisant pour achever l'activité de la station ou si l'équipe (ou un de ses membres) veut vérifier quelque chose, elle pourra retourner à la station une fois la totalité du parcours accomplie. Il n'y a pas d'ordre strict pour réaliser le parcours, mais les étudiants doivent passer par toutes les stations. Les participants doivent répondre spontanément aux questions issues des activités de chaque station,àpartir de leurs connaissances préalables ou de ce qu'ils croient ou pensent, sans que le consensus de tous les membres de l'équipe soit une condition nécessaire.
Voilà la description des stations à parcourir pendant la réalisation de l'exercice :
oPremière station : propriétés spécifiques et non spécifiques de la matière :
Les étudiants disposent de divers matériels comme: liquides incolores, liquides colorés, liquides divers avec plusieurs degrés de viscosité, organismes vivants, crèmes pour le rasage, sable, figures géométriques diverses, savon, cacahuètes, clous, roches, ballons gonflés, ressorts, parfums, matras, flacons clos, élastique, règles, balance, cylindres gradés, pipettes.
Au cours de cette tâche, il est demandé aux étudiants de décrire les caractéristiques communesà tous les matériels. Cette activité est à la base d'une définition ultérieure dematière. Notons que lorsqu'on place une plante vivante parmi les matériels, les étudiants la considèrent comme un ornement et finissent par la mettre de côté.
oDeuxième station: propriétés caractéristiques de la matière:
Ici, les étudiants doivent déterminer la masse, le volume et la densité d'échantillons différents. Ils déterminent aussi le point d'ébullition et le point de fusion pour certaines substances. Ils essaieront ensuite, de mettre en évidence les propriétés servant à différentier les divers matériels.
Au cours de cette tâche, nous avons détecté des difficultés chez les étudiants par rapport au concept et à la propriété de densité: des difficultés pour expliquer et comprendre pourquoi différents volumes d'eau ont la même densité et pourquoi l'eau et l'huile ne se mélangent pas.
oTroisième station : états de la matière :
Le but de cette station est que les étudiants arriventàpréciser les caractéristiques qui participent dans la définition de chaque état de la matière quant à la forme et au volume. Ils doivent faire passer des liquides d'un récipient à l'autre, faire chauffer une bouteille qui a un ballon dans sa bouche, faire pression sur des seringues remplies de sable, d'eau ou d'air, etc. Les étudiants doivent considérer la forme et volume dans tous les cas.
oQuatrième station: représentations des états de la matière :
Dans cette station, les étudiants doivent concevoir un modèle de particules permettant d'expliquer la composition interne de chacun des états de la matière. Pour cela, ils disposent de matériaux pour dessiner, soit en deux dimensions (crayons et papier), soit en trois dimensions (sphères, pâte à modeler). Dans beaucoup des cas, les étudiants dessinent des exemples des états de la matière et ils ont du malàconsidérer à modéliser sa structure interne. Le travaille plus effectif a été celui réalisé
avec la pâte à modeler. Les étudiants représentent avec moins de difficulté chacun des états de la matière. Dans cet exercice, nous avons détecté des conceptions erronées comme celle selon laquelle les solides sont composés par un seul type d'atomes, alors que les liquides et les gaz sont formés par divers types (cette dernière conception a été représentée avec de la pâte à modeler de plusieurs couleurs).
oCinquième station: changements physiques et chimiques de la matière:
Cette station a été réalisée d'une manière structurée et d'une manière non-structurée. Dans la première façon, on demande aux étudiants de démontrer des changements physiques et chimiques avec les
matériels fournis. Dans la fonne non-structurée, ils reçoivent des consignes telles que: faire chauffer
des grains de maïs en déterminant la masse et le volume initiaux et la masse et le volume finaux;fonder des glaçons; brûler des papiers; ouvrir une noix; chiffonner des papiers; faire chauffer du sucre; sucer un bonbon; etc.Laconsigne est de classer les changements physiques et chimiques
observés, Nous avons observé que des fois, ils mettent en rapport le chauffage d'une substance avec
un changement chimique.
Après la réalisation des diverses activités des stations, nous animons une discussion tendantàélucider les doutes et les contradictions qui ont apparu. Lors de cette discussion dirigée, les étudiants exposent leurs différentes idées et éclaircissent les doutes eux-mêmes. C'est un travail de réflexion oùily a de la confrontation et de la réfutation d'hypothèses proposées à partir des expériences réalisées.
3. RÉSULTATS ET DISCUSSION
La détection des conceptions préalables et des conceptions postérieures à la mise en place de l'exercice Des stations pour l'étude de la matièrea été faite à partir d'un pré-test et d'un post-test fondés sur ceux appliqués par Mondelo et al. (1994).
L'application d'un pré-test pour détecter les conceptions préalables des étudiants (qui vont réaliser l'exercice) faisant allusion àU matière", a montré que 61 % d'entre eux ne reconnaissait pas le
caractère matériel de tous les corps. Il n'octroyait pas, par exemple, une matérialité aux corps en état gazeux. En même temps, une grande proportion des étudiants ne considère pas la structure atomique et moléculaire comme là structure la plus petite où l'on peut diviser les divers matériels. Dans le cas des êtres vivants, surtout les animaux, ils considèrent la cellule comme la structure la plus petite où l'on peut les diviser.
Lepost-test montre un changement positif des conceptions des étudiants. Ainsi,àdifférence de ce qui montre le pré-test, le post-test signale que 79% des étudiants qui ont réalisé l'exercice considère le caractère matériel de tous le corps et entre 60% et 72% considère la structure atomique et moléculaire des différents corps. La conception selon laquelle la cellule est la structure la plus petite où l'on peut diviser les êtres vivants persiste, quoiqu'en moindre proportion.
Les conceptions erronées des étudiants, selon Nieda (1993), peuvent avoir comme cause le fait de ne pas mettre en rapport les contenus de la biologie et les contenus de la chimie dans les premiers niveaux de l'enseignement. C'est le cas, par exemple, du manque de rapports entre l'enseignement de la théorie cellulaire et l'enseignement de la théorie atomique et moléculaire.Lanon-extrapolation et le non-transfert des contenus étudiés aux situations de la vie quotidienne, peuvent, en grande mesure, favoriser aussi l'agencement de conceptions erronées chez les étudiants parce qu'ils empêchent la compréhension d'aspects abstraits des contenus.
L'exerciceDes stations pour l'étude de la matièrea donné de bons résultats dans le processus de remédiation des conceptions erronées sur le caractère matériel des corps et de la constitution atomique de la matière inerte. Il faut aussi prendre en compte que la stratégie appliquée ne fait pas d'emphase sur la différence entre matière inerte et matière vivante, ne pose pas la question sur l'unité vivante fondamentale. Dans le cas de la considération de la composition de la matière vivante, la cellule comme l'unité vivante fondamentale et l'existence d'éléments communs àla matière vivante et àla
matière inerte, pourraient être incorporés dans des activités pennettant l'étudiant d'élucider par lui-même ces aspects. Ces activités pourraient être aussi incorporées dans l'exercice que nous proposons ou comme stations d'un autre.Letest appliqué doit aussi être modifié pour arriveràdiagnostiquer d'une façon plus concluante les divers aspects analysés à travers les stations, par exemple, les changements physiques et la densité, qui n'ont pas été considérés dans le test appliqué.
À partir de l'application decette stratégie, nous avons appris quelaconnaissance des conceptions préalables des étudiants pennet d'obtenir une amélioration dans l'enseignement de ce type de
contenus. En outre, un tel exercice d'observation met en jeu les sensetson rôle dans le processus cognitif, aide l'étudiant à prendre conscience de ses questions, ses ignorances, sa curiosité, améliorant l'acquisition des contenus.
4. CONCLUSION
La stratégie didactique adoptée nous a servi pour détecter certaines conceptions erronées chez les étudiants. Cette trouvaille nous a permis de focaliser etfaire l'emphase sur plusieurs contenus de physique pour remédier cenaines déficiences.
D'une façon amusante, les étudiants ont pu éprouver des changements conceptuels par rapport à la composition de la matière età sa structure atomique et moléculaire. Pounant, nous remarquonsla persistance, après l'exercice, de certaines conceptions erronées chez un petit nombre d'étudiants: il s'agit surtout des représentations qui tiennentàla composition matérielle des corps vivants. Cela nous pousseàcontinueràtravailler dans la conception de modifications pour une meilleure réalisation de cet exercice dans le but de surmonter les obstacles qui persistent.
BIBLIOGRAPHIE
KLEINHEIDER J. K., Assesment Matters,Science and Chi/dren, 1996,41,23-25.
MONDELO A. M., GARCIA B., MARTINEZ L. C., Materia inerte/materia vival, tienen ambas constituci6n at6mica?Ensenanza de las ciencias, 1994,12, 22-233.
NIEDA J., Concreci6n y secuenciaci6n de algunos contenidos de ciencias de la naturaleza en la educaci6n secundaria,Aula, 1993,11,67-71.
Traduction de l'espagnol au français: Jorge MARQUEZ VALDERRAMA, Doctorant GHOSO, Univresité Paris-sud.
