ARTheque - STEF - ENS Cachan | Analyse du savoir scientifique et formation des enseignants

ANAL YSE DU SA VOIR SCIENTIFIQUE

ET FORMATION DES ENSEIGNANTS

Patricia SCHNEEBERGER

I.U.F.M. de Bordeaux, LaDIST (Université Bordeaux 1)

MOTSCLÉS: STRUCTURE DU SAVOIR FORMATION DES ENSEIGNANTS -TRAMES CONCEPTUELLES - ITINÉRAIRES D'APPRENTISSAGE

RÉSUMÉ: Afin de dégager les concepts que les élèves doivent construire et de repérer les différents itinéraires d'apprentissage possibles, il est nécessaire d'appréhender la structure du contenu du savoir scientifique. L'analyse d'un concept pennet de répertorier les notions constitutives de ce concept et de définir les relations qui existent entre elles; cette exploration débouche sur des modélisations nommées trames conceptuelles. Ces trames constituent pour les enseignants des outils intéressants car elles facilitent le choix et la gestion des situations d'apprentissage.

SUMMARY : If we want to bring out the concepts pupils have ta construct and to identify the different paths to knowledge, we must apprehend the structure of the contents of scientific knowledge. The analysis of a concept allows us to make out ail its constituent notions and ta define ail the connections between them. Such exploration leads us to patterns called conceptual nets. These patterns are usefuI tools for teachers because they help them to choose and manage learning conditions.

1. INTRODUCTION

Àplusieurs reprises, dans ces mêmes lieux, Gérard FOU REZ s'est opposé à l'idée d'une hiérarchie entre les savoirs et il a dénoncé ce qu'il appelle le"mythe des prérequis"qui conduit à présenter les éléments avant le tout, considérant qu'une série de connaissances précises seraient indispensables pour comprendre un phénomène complexe. La logique qui préside à l'organisation de l'enseignement scientifique semble basée, selon lui, sur l'image de l'arbre bien organisé de la science, admise comme une évidence et qui sert implicitement de référence aux enseignants.

Une autre conception consisteàse représenter la matière à enseigner comme une structure organisée en réseaux complexes, chaque concept étant situé au coeur de multiples relations. Les équipes de recherche en didactique des sciences de l'l.N.R.P. ont utilisé le terme de trame conceptuelle pour désigner les modélisations graphiques utilisées pour figurer les réseaux conceptuels qu'ils ont établis dans différents domaines. De telles figures permettent d'appréhender la structure du savoir scientifique en faisant apparaîtreàla fois les notions constitutives d'un concept donné et les relations logiques existant entre ces différentes notions. Elles constituent ainsi, pour les enseignants, un cadre de référence qui les obligeàsortir du découpage proposé habituellement dans les programmes scolaires en leur montrant que l'enseignement ne peut être abordé de façon linéaire.

Les trames conceptuelles constituent, par ailleurs, un outil pédagogique dans la mesure où elles permettent à l'enseignant de repérer différents itinéraires d'apprentissage possibles. Le double intérêt des trames nous a conduit à envisager leur utilisation dans la formation des enseignants.

2. L'ANALYSE DE LA MATIÈRE

2.1 Pourquoi une réflexion sur les contenus?

Les étudiants des LU .F.M. qui se préparent à enseigner à l'École élémentaire n'ont pas appris à conduire une réflexion de nature épistémologique sur les contenus d'enseignement d'une discipline. Ceux qui disposent déjà d'un certain "bagage" dans le domaine scientifique du fait de leurs études antérieures (licence ou maîtrise de Biologie) considèrent parfois qu'ils sont suffisamment bien armés pour organiser l'enseignement de cette discipline (À l'opposé, les étudiants plus novices vont demander, avant tout, de pouvoir compléter leurs connaissances). Tous attendent des formateurs qu'ils leur apportent des techniques d'enseignement c'est-à-dire des modèles de situations qu'ils pourraient reconduire dans leurs classes. Considérant que toute pédagogie repose en particulier sur une certaine conception de l'organisation du savoir, il nous a paru important d'introduire dans la formation des enseignants une analyse des contenus d'enseignement.

En effet, les étudiants que nous recevons à l'l.U.F.M. doivent se préparer à enseigner différentes notions de Biologie et de Géologie, qui sont inscrites dans les programmes de l'école élémentaire. Ces notions, quel que soit le domaine conceptuel auxquelles elles appartiennent (reproduction, nutrition des animaux et des végétaux, évolution, écosystème, ... ) ont déjà été abordées, parfois plusieurs fois, lors de leurs études secondaires et même à l'Université pour certains. Cependant, nous

constatons que la plupart ne disposent pas de cadre de référence permettant une approche globale de ces différents champs conceptuels.

2.2 Place de l'analyse de la matière dans la formation

La formation que nous dispensons aux futurs professeurs des écoles ne dissocie pas les aspects disciplinaires des aspects didactiques; nous partons de l'analyse des difficultés rencontrées par les étudiants face à certaines tâches pour réfléchir sur les problèmes d'apprentissage. Lorsque nous abordons un domaine disciplinaire, nous commençons par demander aux étudiants de faire état de leurs connaissances sur le sujet et d'en donner une présentation synthétique. La forme qu'ils choisissent le plus souvent pour rédiger leur bilan est un plan, plus ou moins détaillé, organisé en différents chapitres et sous-chapitresàl'intérieur desquels ils placent des éléments de nature variée (descriptions, définitions, résultats d'expériences, ... ). Quand on les interroge sur le choix de cette présentation, ils affirment que c'est la forme qui leur paraît la plus claire et la plus précise pour un exposé. Il semble que cette construction linéaire et hiérarchisée représente pour eux l'unique organisation du savoir possible. Nous choisissons alors une question que les étudiants voudraient approfondir (par exemple"Comment se nourrissent les plantes ?"ou"Qu'est-ce qu'unfossUe ?",

selon le domaine étudié) et nous leur demandons de mener une recherche utilisant différents moyens d'investigation (documentation, observation, expérimentation) et d'en faire un bilan. Au cours de cette phase, les formés peuvent éventuellement corriger leurs erreurs concernant certaines notions ou donner une signification différente à leurs connaissances. Ces travaux, effectués au sein de petites équipes, sont ensuite communiquésàl'ensemble du groupe et comparés; des mises au point peuvent alors être envisagées.

Àl'issue de cette étude, le formateur analyse avec les formés la tâche réalisée; il montre en particulier que la situation proposée a permis de "décortiquer" un contenu d'enseignement et d'opérer une sélection parmi les connaissances àmettre en jeu. On propose alors aux étudiants de réaliser un document de synthèse matérialisant la structuration du savoir ainsi opérée et faisant apparaître, sous forme d'énoncés, les notions impliquées en les organisant selon les considérations d'ordre logique qui ont conduit à les mettre en relation. Ce document doit prendre la fonne d'une trame conceptuelle et, à partir des productions des étudiants, une réflexion est amorcée sur l'intérêt de cet outil.

2.3 Méthodes utilisées pour la construction de la trame

On commence par donner aux étudiants le principe de construction d'une trame en se basant sur un exemple pris dans un autre domaine d'étude puis on leur explique comment élaborer de telles modélisations graphiques. Il s'agit, dans un premier temps, de répertorier les notions constitutives

(ousous-concepts) d'un concept donné et de les définir par un court énoncé (et non par un simple mot ou expression) puis, dans un deuxième temps, d'établir entre ces notions des relations qu'on matérialise par des flèches reliant les énoncés.

Le travail de recherche conduit par les étudiants auparavant a permis de dégager les notions constitutives du concept qu'on leur propose d'analyser et de se mettre d'accord sur la définition de chacune de ces notions. Lorsque certains étudiants ont des difficultés pour définir certaines notions,

nous les aidons en leur proposant des énoncés, qu'ils peuvent éventuellement modifier. Une fois cet inventaire réalisé, les étudiants doivent élaborer une trame conceptuelle, ce qui les conduit bien souvent à effectuer des recherches complémentaires pour mieux appréhender le concept analysé. Cette tâche est accomplie en équipe, ce qui oblige les formés àexpliciter les choix effectués concernant l'articulation des énoncés. La confrontation des différentes trames permet de faire apparaître plusieurs organisations possibles selon les relations logiques privilégiées. Ce qui importe est moins le résultat obtenu que le cheminement lui-même qui a conduit à sa réalisation car ce travail d'analyse permet de mieux percevoir les caractéristiques du concept étudié.

2,3 De l'intérêt des trames conceptuelles

La réalisation des trames conceptuelles pendant la formation conduit à une réflexion sur l'organisation des savoirs scientifiques: la hiérarchisation des énoncés est basée sur des articulations logiques de nature variée (relation de cause à effet, degré de généralité, relation chronologique, ...).

Leur construction exige une réorganisation du savoir considéré et, en cela, elle représente un détour théorique indispensable pour effectuer ce que Meirieu appelle une"miseàdistance avec son propre itinéraire d'apprentissage".Elles permettent en effet aux étudiants de rompre avec leur conception d'une organisation linéaire des connaissances en leur montrant que les savoirs ne sont pas isolés ni simplement juxtaposés mais qu'ils forment un réseau complexe et cohérent. Elles mettent l'accent sur les relationsàétablir entre les éléments constitutifs d'un concept au lieu de les considérer comme une suite de notions ordonnées généralement des plus simples aux plus complexes.

Par ailleurs, les trames donnent une vue d'ensemble de l'organisation d'un concept et mettent en évidence la diversité des approches possibles pour un même concept. Elles autorisent en effet à envisager plusieurs itinéraires différents et font apparaître les éventuels prérequis à la construction d'un concept. Elles constituent donc, pour les enseignants, un cadre de référence important

à

Les étudiants à qui nous demandons de construire des trames sont, pour la plupart, favorablesàce type d'activité qui, selon eux, leur permet d'envisager le contenu d'une discipline avec un point de vue nouveau et plus efficace. Ils ont cependant quelques difficultésàse défaire de certaines habitudes qui les conduisent par exemple à valoriser certains aspects (descriptions, ordre chronologique, localisation) dans l'approche d'un contenu d'enseignement.

3. DE L'ANALYSE DU CONTENU

À

Dans une pédagogie de type transmissif, le savoir est présenté aux élèves comme un ensemble de données sans relation les unes avec les autres, le tout formant une discipline scolaire. Dans une perspective constructiviste, on considère au contraire que les concepts scientifiques se construisent progressivement par remodelages successifs; cela suppose que l'élève puisse rapprocher certains

acquis ponctuels et donc que l'enseignant organise des situations susceptibles de favoriser des mises en relation.

En effet, une notion ne se construit pasàpartir d'une seule situation pennettant d'élaborer une définition unique. Toute généralisation hâtive conduit à des énoncés qui ne sont pas opérationnels car les élèves ne font pas le lien entre les exemples étudiés et la fonnulation donnée. Pour que les élèves établissent une relation entre signifiant et signifié, il faut qu'ils disposent d'énoncés correspondantàla réalité des activités conduites. L'enseignant doit donc prévoir des formulations adaptées aux situations proposées et favoriser la structuration des énoncés successifs afin qu'une évolution soit possible.

3.2 Des outils pour prévoir

Au regard de ces exigences, nous avons été conduits à proposer aux enseignants en formation de construire des trames prévisionnelles. Ces trames diffèrent des trames conceptuelles en ce sens qu'elles correspondent non plus à la structure du savoir maisà des cheminements pédagogiques possibles. Les trames prévisionnelles permettent en effet de décrire les relations entre différentes composantes d'un enseignement: les situations envisagées (point de départ, problèmes scientifiqueà résoudre), les activités possibles et les énoncés que l'on peut construire.

Lorqu'un enseignant construit un projet pédagogique, il définit les notions qu'il veut faire construire et recherche des activités qui lui permettent d'atteindre ses objectifs. La relation entre les deux n'est pas immédiate et des moments de structuration seront nécessaires; l'élaboration d'une trame conceptuelle va aider l'enseignantàconstruire sa démarche pédagogique en respectant mieux ce qui conditionne l'apprentissage.

Cet outil offre, par ailleurs, une présentation synoptique d'un ensemble de cheminements pédagogiques possibles. Notons que pour construire une trame prévisionnelle, il est nécessaire de disposer d'éléments résultant de l'analyse de la matière: les trames conceptuelles servent de référence pour effectuer le repérage des itinéraires possibles, en tenant compte des prérequis et des obstaclesà sunnonter.

3.3 Des outils de régulation

Les trames prévisionnelles sont utiles pour jalonner les progressions pédagogiques: elles permettent d'orienter l'articulation des différentes séquences de classe sur la base de la prise en compte du vécu de la classe. Elles constituent d'ailleurs des outils évolutifs dans la mesure où l'enseignant peut les modifier en fonction des différentes contraintes apparues lors de la mise en oeuvre des activités prévues. La trame prévisionnelle sert ainsi d'outil de régulation; on pourra ainsi tenir compte des difficultés rencontrées par les élèves et différencier les activités ou les entrées possibles.

De plus, l'enseignant peut établir le bilan des notions abordéesàun niveau de classe en utilisant ces trames qui vont faciliter la communication au sein des équipes de maîtres dans une même école et rendre ainsi leur travail plus efficace.

4. CONCLUSION

Plusieurs auteurs (Fourez, Astolfi, Develay et d'autres) insistent sur la nécessité de conduire une réflexion épistémologique sur les contenus d'une discipline avant de les enseigner. L'élaboration et l'utilisation des trames n'est pas, loin s'en faut, une pratique courante chez les enseignants. Il nous semble que l'introduction de tels outils dans la formation des enseignants pennet d'expliciter la structure du savoir objet d'enseignement, condition indispensable pour construire des situations d'apprentissage de façon raisonnée.

L'analyse du savoir scientifique, qui constitue un des pôles de la didactique, nous apparaît donc comme une nécessité pour les enseignants et les trames conceptuelles représentent un moyen d'induire une telle réflexion. Nous les utilisons avec pour objectif non seulement de pennettre aux enseignants de s'interroger sur la stucture du savoir mais aussi de les aider à prévoir des itinéraires d'apprentissage.

Afin de favoriser la prise en compte de cette dimension dans les pratiques des enseignants, nous les aidons à préparer leurs interventions dans les classes en leur faisons construire des trames prévisionnelles pendant leur fonnation.

BIBLIOGRAPHIE

Équipe ASTER,Procédures d'apprentiswge en sciences expérimentales, Paris: I.N.R.P., 1985, Coll. Rapports de Recherche nO 3.

ASTOLFI l-P., DEVELA y M.,La didactique des sciences, Paris: Presses Universitaires de France, 1989, Que sais-je n02448.

DEVELA y M.,De l'apprentissageàl'enseignement, Paris: E.S.F., 1992.

FOUREZG., Alphabétisation scientifique et technique, Bruxelles: De Boeck Université, 1994. GIORDAN A. et al.,L'élève et/ou les connaissances scientifiques, Berne: Peter Lang, 1983. MEIRIEU P.,Apprendre... oui mais comment ?,Paris: E.S.F., 1988.

Travail fait en collaboration avec Colette Gouaneelle, professeur de Biologie et Géologie, LU.F.M. de Bordeaux.