ARTheque - STEF - ENS Cachan | Quelques représentations d'élèves à propos de la chaleur

OUELQUFS REPRESENTATIONS D'ELEVES A PROPOS DE LA CHALEUR

liar ie-Louise ZII';MER~IANI'l Universit~de Gen~ve Laboratoire de Didactique et Episté~oloqiedes Sciences en collaboration avec l'Ecole J. Piaget

Résumé Ce texte extrait d'un mémoire l se rapporte à l'étude des représentations d'élèves de 19 ans sur la dilatatioD des

liquides, étude réalisée dans les conditions normales o'ensei-gnement et faite à des fins pédagogiques.

- IdS

-1 BUT

Cette représentation est extraite d'un mémoire de recherche qui avait pour principal objectif les représentations d'un groupe d'ado-lescents sur le concept de la chaleur et leurs modifications dans un contexte éducatif.

La question choisie (question II) reprend un thème traité dans tous les cours de physique: la dilatation des liquides.

Exemple: Traité élémentaire de physique A. Ganot (1862)

CHAPITRE III

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2 èlETllODOLOGIE 2-1 Population

L'étude a porté sur des élèves de l'Ecole Jean Piaget. La classe était constituée de 20 adolescents, d'âge moyen 19 ans. Ces élèves venaient d'horizons très divers (1).

2-2 Recueil et traitement de l'information

Un questionnaire comportant 12 questions relatives au cours disper-sé a été rédigé. Il a été soumis aux élèves avant toute action pédago-gique (pré-test), puis à nouveau environ 6 semaines après le cours

(post-test) .

La question que nous traitons est la suivante (2)

Quand on met le ballon dans le récipient (2) le niveau du liquide dans ce ballon va-t-il monter ou descendre?

Vous manque-t-il certaines données pour répondre à cette question Si oui lesquelles ?

( 1 ) Les élèves de Z'Eco le Jean Piage t (3ème année) p:r>ennen t la physique en option et se destinent en grande majorité aux professions de la santé.

(2) POUl' plus d'info!'mations il faut se référer au Mémoire de M-L. ZimmeT'mann "Etudes des rep:r>ésentations du concept de la Chaleur", 1981. LaboY'atoire de Didactique et Epistémologie des Sciences. Unive:r>sité de Genève.

Cette question est relative à la dilatation des liquides. Elle est traitée dans le oouy's, une expér:ence la oomplète : dans celle-ci le phénomène dE

la dilatation du verre est peu visible, alors que la dilatation du liquide est facilement observable.

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-Le traitement a consisté en un descriptage du pré-test et du post-test, les réponses aux questions ont été recopiées intégralement en respectant l'orthographe des élèves. Des analyses de chaque test ont été effectuées suivant la méthode classique d'analyse de contenu les réponses ont été groupées par idée commune, les réponses plus particulières ou plus étonnantes ont été signalées. Un commentaire après chaque analyse a été rédigé.

Une comparaison des réponses au pré-test et au post-test a été effec-tuée afin de mettre en relief les connaissances réellement acquises par les élèves et les difficultés rencontrées persistantes ou ajou-tées par l'action pédagogique (1)

3 COMMENTAIRES 3-1 Méthodologie

Ce travail a mis en évidence les difficultés d'ordre méthodologi-que et fait apparaître la nécessité de rédiger un nouveau méthodologi- question-naire, d'élaborer une grille d'analyse permettant d'analyser le plus sérieusement possible les pré-tests et post-tests.

La lecture des analyses a suscité des commentaires relatifs à la rédaction de cette question

- Les dessins étaient-ils compréhensibles pour tous les élèves? - Les notatlonsol,c_Z'

"E:7

₂Plus grand quec31" avaient-elles une

signification pour tous?

- Les élèves n'ont-ils pas été troublés par l'aspect statique du dessin et ainsi n'ont pas pensé aux 2 phases de l'expérience? Il a été constaté que les informations apportées par le question-naire sont limitées et qu'elles doivent être complétées par des inter-views.

(1) Les pédagogies utilisées ont tenu compte de certaines contraintes: program-me imposé, exaprogram-men commun, répartition horaire fixée de la fcçon suivante : eour3 en classe entière, travm<x pratiques en demi-groupe. Le cours était donné sous forr:-:e de cours magistY'Q

r.

Le thème de cha Leur est tY'aité penck:.r.: envil10n ₄ mois, ₃ expériences .sur ce su.J'et f"lA.rent r8aZi3éea par toua Zt2S élèves (peruierr:encd'une boui lloire, cha leur spéeifiq.',<2, é(.:~"1·Vo.lentméecn~:-. q,"e le la chaZe~r).

J\U prf--tcst : (, élèves perbaient que le ni\-eall va m, ;lfer, 5 que

celui-ci allait Jescendre, 2 qu'il ne bougeait pas et 4 ne rfpon-daient pas ~ IJ question.

Au post-test: 16 élèves pensent que le niveau va monter, 2 que celui-ci va descendre puis monter, 1 seul ne répond pas

a

la

ques-t.iCln.

les résultats ont paru étonnants au maître car après le cours seulement 2 élèves répondaient totalement juste. Cependant, pour les

3/4 des élèves au post-test, le liquide va monter ce qui n'était pas

le cas au pré-test. Peut-on dire que seul le phénomène visible au niveau expérimental a laissé une empreinte~

Les explications données évoluent beaucoup.

Au pré-test ; 2 élèves parlent de dilatation du liquide ou du réci-pient, 2 évoquent l'évaporation, 2 autres la pression, 8 ne répon-dent pas.

Au post-test: 14 élèves parlent de dilatation, 2 ne répondent pas. On peut constater que le phénomène de dilatation est cité 7 fois plus au post-test qu'au pré-test. Mais l'aspect double de cette dila-tation (diladila-tation du récipient et du liquide, la 1ère étant plus faible que la deuxième) n'a été relevé que par 2 élèves. Or le cours avait pour but de faire connaître ce point particulier, on peut dire que ce but ne fut pas atteint. On note aussi que l'idée de pression n'a pas quitté tous les esprits. (Est-ce un point de blocage ?)

La dernière partie de la question était très embarrassante pour les élèves, (10 au pré-test comme au post-test n'y répondent pas) il est vrai que très rarement on demande aux élèves s ' i l leur manque des données,aussi il n'est pas étonnant que cette question les déroute. La lecture de ces résultats a suscité de nombreuses questions :

- Quel était l'objectif de cet enseignement?

- Quelles connaissances le maître voulait-il faire passer?

- Etait-il nécessaire d'insister sur les 2 dilatations, ne pOUVJit-on négliger le phénomène le plus faible ?

- Ne suffit-il pas de mettre en évidence la différence de dilata-tion entre les solides, liquides, gaz?

- Pourquoi f2trouve-t-on cette expérience dans tous les livres de physique est-ce par tradition ou a-t-elle une autre valeur? Ce travail a également fait ressortir des problèmes de recherche CD di,.j:.ictique .. Ll~~tudc i~('S rcpré:;cntations a-t-elle une spécificitf p~d

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-gogique avec un champ propre?

Peut-on faire évoluer les représentations? Si oui comment ? Comment peut-on les inclure dans un processus pédagogique ?

Pour un enseignant n'est-il pas intéressant d'abord de les connaître puis par la suite d'en tenir compte?

C'est toute uœ étude de la pertinence de l'activité pédagogique qu'il faudra entreprendre.

3-3 Projets de recherche ultérieure

Ce travail a mis en évidence l'intérêt de continuer cette recher-che dans le cadre d'un projet de thèse s'inscrivant dans un projet de recherche (1) plus vaste. Cette étude sera faite dans les condi-tions normales d'enseignement avec des contraintes diverses liées à cette pratique; d'une part une analyse sérieuse sera effectuée car le développement d'innovations pédagogiques nécessite un examen dé-taillé des savoirs et des savoirs-faire réellement enseignés; d'au-tre part cette recherche devrait permetd'au-tre une meilleure connaissan-ce des représentations des adolesconnaissan-cents sur le conconnaissan-cept de la chaleur, des obstacles aux apprentissages et ainsi mettre en évidence les stratégies pédagogiques facilitant le dépassement de ces obstacles, ce qui rendrait les enseignants capables d'action plus adéquates. Le résultat de cette thèse devrait être un apport intéressant à une péda-gogie nouvelle dans laquelle l'élève serait amené à s'approprier lui-même son savoir. Cette étude pourrait être utilisée également dans la formation des enseignants tant dans le domaine des stratégies pédago-giques facilitant l'apprentissage que par celui de la connaissance des processus d'apprentissage des élèves.

(1) "Etudes sur les processus d'appropriation du savoir scientifique la construction des concepts" réalisé par une équipe de chercheurs et d'enseignants du labora-toire de didactique et épistémologie des sciences sous la direction du profes-seur A. Giordan (Université de Genève).