DE DIAGNOSTIC DE LA PENSEE DES ETUDIANTS
Mercè IZQUIERDO
Département de Didactique des Sciences (Université Autonome de Barcelone UAB)
Nuria SOLSONA
Programme Master "Didactique des Sciences",VAB Maria Teresa MORATO
Programme Master "Didactique des Sciences",VAB
MOTS-CLES : DIAGNOSTIC DES CONCEPTIONS - COMBUSTION - COMMUNICATION
RESUME:Oncompare l'information donnée par des élèves de 16-18 ans sur la combustion en utilisant le V de Gowin et la rédaction. On analyse les appons de chacun de ses deux instruments au diagnostic de la structure cognitive des élèves.
SUMMARY : The V de Gowin and a "written text" are used by 16 to 18 years old students to communicate their ideas about the combustion phenomenon. A discussion of those two instruments contributiontothe diagnosis of students cognitive structures is provided
1. INTRODUCTION: UN PROJET DE RECHERCHE SUR LA DIDACTIQUE DES SCIENCES ET DES MATHÉMATIQUES
La recherche sur la Didactique des Sciences, au cours de ces dernières années, a permis d'élaborer divers instruments qui permettent de connaître la pensée des étudiants en relation avec la chimie. La plupart de ces instruments se sont avérés très efficaces et ont pennis de mettre en évidence la complexité de l'enseignement des sciences. Il est ressorti de cette étude qu'il faut tenir compte de la réflexion spontanée des étudiants et utiliser des stratégies d'enseignement qui permettent de mettre en valeur toute la richesse de cette réflexion et par la suite, de la guider vers les schémas quantitatifs et théoriques des sciences.
Nous considérons que les résultats obtenus sur la didactique des sciences par les chercheurs sont encore insuffisamment connus par l'ensemble des professeurs et que, par conséquent, nous perdons de nombreuses occasions d'entreprendre une réforme en profondeur de l'enseignement des sciences. Il convient de faire connaître ces instruments de diagnostic de la pensée des étudiant et de les modifier afin qu'ils puissent être utilisés de manière courante dans les classes. Leur mise en application dans le milieu scolaire requiert une certaine adaptation, à laquelle participent les enseignants des écoles. Il convient également d'entreprendre des recherches dirigées vers la didactique, suite aux résultats obtenus au moyen de ces instruments, résultats qui découlent de leur application quotidienne aux classes scientifiques.
Le DDCM a élaboré un Projet de Recherche dans cette perspective. Le projet est intitulé "Élaboration des instruments de diagnostic des Connaissances des Sciences et des Mathématiques" et ila été subventionné par le CillE et le CIYCrr (organismes para-administratifs) et par 1'ICE (Institut de Ciènces de l'Educaci6) de l'UAR. Participent au Projet les professeurs du Département précité, les professeurs de sciences qui préparent une thèse sur la Didactique des Sciences et les professeurs des écoles où s'appliquent les instruments. Le Projet dans son ensemble répond à une volonté de collaboreràl'implantation dans le milieu scolaire des aspects les plus innovateurs de la Réforme éducative qui est en voie de réalisation en Espagne.
Les instruments élaborés permettent à la fois de diagnostiquer et de suivre la progression des étudiants tout au long de leur période d'apprentissage. La collaboration entre les professeurs universitaires qui élaborent les instruments et qui analysent les résultats, et les professeurs des écoles qui utilisent ces instruments permet de mettre en place des dynamiques de didactique rénovatrices, et même de changer le climat d'évaluation de la classe. La mise en valeur de la réflexion de l'étudiant et de son potentiel d'adaptation et de développement pousse l'ensemble des étudiants à s'investir davantage dans leur propre processus d'apprentissage et favorise la metacognition. A partir de là, professeurs et étudiants s'orientent vers un style d'évaluation formatrice.
Les instruments de diagnostic sont élaborés à la fois en fonction des thèmes et des procédés. Dans cette première étape du Projet, on a travaillé sur un nombre réduit de thèmes, qui sont les suivants: les principes de conservation dans la réaction chimique, la cellule, l'évolution, la gravitation, les fonctions, les angles. Parmi les procédés on a sélectionné les suivants :
communication (élaboration de comptes-rendus écrits, utilisation et compréhension des représentations symboliques et graphiques), utilisation d'instruments de mesure et d'appareils (estimations, utilisation d'unités, maîtrise des techniques qui requièrent les installations, suivi d'instructions), interprétation de données et d'informations (classifications, reconnaissance de similitudes et différences, élaboration d'explications), application de concepts scientifiques (compréhension des concepts spécifiques des différentes disciplines), planification d'expériences, réalisation d'expériences, et attitudes (vers les sciences et les professeurs de sciences, et comportements scientifiques) (APU, 1984).
Les instruments élaborés peuvent se situer àdifférents niveaux dans le tableau suivant. L'ensemble des travaux qui sont en voie de réalisation permettra d'acquérir une connaissance plus approfondie de la compétence des étudiants sur chacun des thèmes ainsi que sur chacun des procédés.
Prin. conserv. Gravitat. Cellule Evolution Fonctions Angles
communication ut. d'instrum. appl. concept. interprétation planification réalisation attitudes
Nous présentons dans ce qui va suivre quelques unes des premières conclusions de deux des travaux en cours, dans le cadre de ce Projet de Recherche "Elaboration des Instruments de Diagnostic des Connaissances des Sciences et des Mathématiques".
2. CARACTERISTIQUES DES TRAVAUX QUE NOUS PRESENTONS
Nous présentons ici les résultats que nous avons obtenus à partir de diverses expériences concernant le procédé "communication" en relation avec le thème "la conservation de la masse au cours de la combustion".
2.1.Les instruments
Les instruments qui ont été utilisés dans cet exemple prennent en compte deux orientations différentes.
a. Il s'agit de connaître le style écrit de l'étudiant face à l'exercice suivant: une rédaction, non limitée en longueur, de mémorisation (ex. :écrirece dont on se rappelle sur la combustion).
b. Il s'agit de connaître comment les étudiants utilisent les instruments qui devraient leur permettre de s'exprimerdemanièreplus conceptuelle (carte conceptuelle, V de Gowin).
Les étudiants ont reçu une formation spécifique par rapport à l'élaboration du V de Gowin et à sa signification (Novak: et Gowin, 1984). Le V de Gowin a été utilisé par les étudiants de manière ouverte.Onleur demandait de l'élaborer au regard de deux expériences, la combustion du phosphore et la combustion du fer, toutes deux en relation avec les aspects stœchiométriques. L'étudiant devait choisir la "question", celle-ci conditionnantparla suite tous les autres éléments du V. Les aspects que nous avons mis en valeur sont les suivants: la cohérence de l'ensemble (le fait que les concepts et la conclusion correspondent réellement à la question) et l'exactitude de la question qu'a fonnulée l'étudiant en relation avec l'enseignement du professeur par rapport aux expériences.
2.2. Utilisation des instruments
a. Dans un des travaux les instruments ont été utilisés systématiquement tout au longde l'année scolaire et ont eu une fonction que l'on peut qualifier de "heuristique" (dans la mesure où ils ont permis de suivre l'évolution du cours).
b. Dans l'autre travail l'instrument a été appliquéà une ample population d'étudiants, une seule fois.
2.3. Analyse des textes écrits des étudiants
Ona analysé les contenus de ces textes au moyen du "network" (Bliss, 1983). Nous faisons intervenir, par ailleurs, les éléments suivants: la typologie textuelle, le modede progression du texte, et la cohérence cognitive du texte. A partir des résultats on essaie de déterminer quelles sont les conditions pragmatiques qui donneraient une signification optimale au texte, afin de pouvoir déterminer les attentes des étudiants en relation avec les demandes du professeur de sciences et aux propres travaux qui lui ont été proposés.
3. RESULTATS ET CONCLUSIONS
3.1. Le "discours écrit" des étudiants
Nous considérons quela plupart des difficultés que connaissent les étudiants proviennent d'une méconnaissance des "éléments" du discours scientifique du professeur, du fait qu'ils les utilisent en dehors de leur contexte. Leurs écrits sont révélateurs de cette méconnaissance.
Le texte que l'étudiant écrit est souvent stéréotypé. Malgré une apparence explicative, cohérente, il apparaît en fait que l'effort que fournit l'étudiant pour se souvenir de ce qui a été fait en classe, enlève cohérence au texte. En plus, la cohérence du texte n'est pas en relation avec la correction dans l'usage des concepts. Dans les textes qui présentent une compréhension conceptuelle défectueuse on trouve également un fil directeur dans le discours profondément différent de celui du professeur.ilsemble évident que, dans certains cas, les étudiants n'aient pas saisi la différence qu'il y a entre la connaissance que l'on a des phénomènes dans la vie quotidienne et leur étude scientifique. La typologie textuelle qui a été communiquée avec plus de fréquence est celle appelée explicative et argumentative. Le texte pennet de progresser de trois manières différentes:
1) en fonction des expériences au laboratoire; 2) en fonction des concepts relatifsàla combustion;
3) en fonction des sensations vécues au cours de l'intervention didactique.
Le contenu du texte s'analyse àpartir du réseau sémantique (Bliss, 1983) et de la carte conceptuelle.
3.2. Classification des étudiants en fonction de leurs textes Nous avons regroupé les étudiants en trois catégories selon leur style écrit : 1. ceux qui font une analyse descriptiveàpartir des leurs sensations; 2. ceux qui font une analyse descriptive "nominaliste", à partir des faits ; 3. ceux qui font une analyse interprétative en termes de transformation chimique.
Les étudiants du second groupe sont ceux qui écrivent les textes les moins cohérents. En guise d'explications ils se contentent de donner des noms "savants" aux phénomènes, mais l'approximation fondamentalement descriptive des étudiants ne change pas.
3.3. Corrélations dégagées
Nous avons comparé le résultat obtenu avec l'analyse du style des textes avec la compétence acquise par l'étudiant en conséquence de l'enseignement reçu, révélé par l'analyse de l'ensemble de son travail. Nous avons vérifié, en accord avec divers auteurs, qu'il existe une relation entre les caractéristiques d'un texte et les modèles mentaux de son auteur (Duncan, 1981). La caractérisation du style écrit de l'étudiant nous semble être, par conséquent, une donnée intéressante, pouvant être appliquée à la connaissance de sa manière de mettre en évidence les problèmes.
Les étudiants du troisième groupe ont correctement interprété les expériences qui ont été réalisées sur la conservation de la masse au cours de la combustion comme le montre le V de Gowin qu'ils ont élaboré à la fin des expériences.
Les étudiants ont élaboré de manière cohérente le V de Gowin correspondantàla combustion du phosphore et à la combustion du fer. Malgré tout, les questions qu'ils ont rédigées mettent en évidence des différences significatives et démontrent qu'une bonne part des étudiants n'est pas intéressée par les résultats obtenus par la balance et qu'elle ne comprend pas ces deux expériences. Son attention se porte sur les changements de propriétés qu'elle interprète de différentes manières.
Malgré tout, la majeure partie des étudiants ne fait pas référence aux questions stœchiométriques dans la rédaction fmale.
BIBLIOGRAPHIE
APU, Assessment of Performance Unit, 1988. A review of APU Survey Findings 1980-1984. Department of Education and Science. London
BUSS,J.,1983. Qualitative data analysisfor educational research. Croom Helm: London DUNCAN, A., 1981. Styles of language and modes ofchemical thought. Ambix, 28, 83-103 NOVAK,J.o.,GOWI, D.B., 1984. Learning how to learn. Cambridge University Press.
