LES ENSEIGNANTS FACE AUX CONCEPTS
Nicole RICHE
Laboratoir~ de l'O.P.E. Universitê Paris VII
[es quelques ts
éPl>i'er!i-:~des diffie)A t:(~;:;
R"l:tf-'id de l'O.P.E. (OY'(L les ré,,;,'7tats (lE 7',,'n'lu'? (2'01"-'î/?mp~
c:r:poBéR f"7 -r1Rdi'OUB n'ont pour but que dC3 mpttrr:: J.'?ontp!-;:,c:; pOP l.es ense':gnt1..ni:s dA phY$Ù7lA.P~
, U l ' l'uv EI;u.!, ",ds) de l'U"iversitp T',iTIIS VIT
r?ntpep~Pl p,:;ur' (__'3sayer de ndeux cpr'np.l' te
<:--11./2:'!! consacré uniquLnent 3 des tâchps d'.;:nseignement. Un certain nombre ~~_~ :ij~JJ:jE;; d"E,I\.O, (~~nsei'~;lement. f\');i,)t?~par Ordir~at~i'\:"~}ont. été r{~édisés
"OC ii\ 'UfrON I\il Cm:U.Y1S CHU L'[:NFMH ET l'/~DOLESCEtH
Etude dl' psychologie gènétiqlie sn' la physique élémentaire"
:hologue) les réponses d'êlêves à une des Questions posêe~ par Madan~
LEBDUTET, celle sur le poids de la fumée de cigarette,
1 - 1 CLASSIFICATION
Lucie lEBOUTET propose ce classement:
"Au ermt,(Ict de son milieu. physique et Inmnin, à la faveur d'''ne instruction
rr-irrru".rc5, te rréadolescent de nos C!1:1-'7:Zz:sat?>-:l1s industrl:-elZes acqu.1~ert un
certnill lIomln'e de notions empiriques que nous avon", appeZ,2es PRESCIENTIFTQU[;S .•. la âirdcl'Ice est grande entre les concepts âégagés en1fn:rl:quement au C'ontact ,''Iii monde physique (ex : poich, force ... ) et les CONCEPTS SCn~NTIPIQUPS, Afi n dl' lee; distinguer, nous avons désigné les pi'emicrs par' le tel'me de NOTIONS PHYSHiUES et rés'2r'vé celui de concepts au.Ô dOIVlf!es construitef' FI!' les
phY,~1:f!7·enSrr~
L'enseignant ne reconnait pas les 3 catègories et quand nous lui demandons d'aborder la rremiêre étape, celle des NOTIONS PRESCIENTIFIQUES. en tapant sur le clavier le titre de l'étape où va être analY5~e la rèponse des enf~nts de ';ixii'me et de cinquième, la machine enregic;trp les hésitations, Tcs elTeurs
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NOTI
ONS",ESC lE'TIF.1QI;;;=-
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1CONCEPTS SCIENTIFIQUES 77,4 %1 Ne sont pris en considération que les réponses de 1600 enseignants ayant travaill~ sur le dialogue.
( 1)
notable (en moyenne 2mn par réponse sur l'ensemble du dialogue).
l'interrogation orale de certains participants, l'étude des com-mentaires écrits sur la feuille de critique du dialogue, montrent qu'un grand nombre rejette la classification proposêe :
"je suis physicien, j'enseigne des concepts"
"les êlèves n'ont aucune connaissance réelle avant les CO'Jrs rle
physique oi) nous leur ense i gnons des concepts" Pe~~rquons que lorsque nous abordons la troisième étape: 80 %d'enseignants envoient la rêponse concepts scientifiques
Seuls 10 ,; arrivent, cl l'aide du COI1l11E!rltaire donné, du .'envoi au livret où
se trouve le texte précédent de Madan~ Leboutet. et la diapositive projet~e sur l'~cran,
a
se corriger.INTEREI les enseignants ne reçoivent aucune formation sur l'évolution des repr~sentati ons des é1êves et 1eurs cours. Il le ur es t diffici 1e de reconnaître le stade
Da
en est l'enfant ou l'adolescent.- 2 SYLLOGISME
Une autre question du dialogue met en êvidence une autre difficulté des enseignants au sujet des synogismes.
Avec 1~er.sei~nement de la physique, les réponses des élèves se
modifient, 11s répondent pH' e,~emple : OUi (la fumee est pesante) car "Tout corps quelqu'il soit a un poids"
"Tous les corps pesent quelque chose "~me si ce n'est que QUElques gra,JlII1esIl
Ma<:l''Hile LmOUTET remarque que les raisonnements des '2'!èl,l€s sont des s\inogis~'
mes du type :
Tout (,DI'PS est pesant - la fum~e eHt un ,;orp,S
dont le MOYEN fERME est absent.
Ce moyen tenr.e est demandé à l'enseignant,
l.a {lAmée est per;ante
-80 %des enseignants font appel
a
la documentation automatique disponible pour recevoir la définition de syllogisme.-12 X réclaiTlent le commentaire ·j'AIDE (qui foul'nit Je modèle du c,slèbre syllogisme sur Socrate: tous ies h:;~es Sûnt mortels)
-40 X des réponses sont fausses dont 10 %s~ront corrlgêes après r~ception d'un commentaire adapté.
Parmi les réponses fausses, notons que la moitié d'entre elles sont du typ:o LA FUMEE EST UN GAZ.
ce qui est assez étonnant chez les enseignants de physique qui dépensent beaucoup d'énergie à expliquer aux é1êves que les fumées sont formées de particules solides ... comme le montrent plus loin dans le dialogue les réponses d'élèves de seconde que le professeur devra analyser:
"la fumée est un solide"
"la fumée est à l'état solide, aussi elle est pesante"
INTERET l'enseignant ne reçoit aucune formation solide pour analyser les raisonnements des élêves, suivre leur cheminement, remonter à la source des erreurs, déceler les lacunes dans des chaînages in-camp 1ets.
1 - 3 SCHEMATISATION
Une transposition est demandée à l'enseignant dans une question où il doit compléter les 3 cases du tableau,
Pour un travail moyen de 4,14 minutes (temps de réponse le plus long à une question du dialogue), 35 % de réponses justes, plus 12 %d'enseignants Qui fourniront une deuxiêrne réponse correcte après commentaire, 37 % n'ont pas répondu. L'analyse des erreurs montre une très grande diversité: la réponse,
à premiêre vue, la plus facile: TEMPS recueille 47 %d'erreurs. Les termes proposés à la place sont GRAVITATION (14
%),
FORCE et POIDS (18%)
DYNAMIQUt (18 %) ...INTERET La difficulté que les enseignants ont à représenter les concepts connus sous une autre forme montre qu'ils ne disposent pas d'une grande variété de schématisation à livrer à l'élève.
Un grand nombre d'enseignants s'est montré fort intéressé par le schéma et certains se sont proposés de l'enseigner dans leur Terminale. Rem~rque : des non physiciens qui dans le dialogue sont dispensés de répondre
Deux points ont retenu l'attention:
Quelle dHinition donneraient les enseignants d'un même concept? L'INTENSITE DU COURANT qui intervient il tous les niveaux d' ensei·· gnement a été choisi.
2 Quels exemples choisiraient les enseignants pour faire acquérir un concepts 7
Les physiciens, les publications, l'information grand public parlant sans cesse de construction de modêles, de modêlisation, de notions modélisables ... le concept de MODELE a été proposé.
Un questionnaire sur feuille a êtê rêdigé et distribué il 150 enseignants de physique il peu prês également rêpartis entre les différents enseignements (court, long et supérieur). Les enseignants ont travaillé environ 15 mn et ont pris três au sêrieux le travail demandé.
2 - 1 CONCEPT D'INTENSITE DU COURANT La question êtait ainsi posée
"Que repr~sente pOUl' vous, Ze terme "intensité du aourant éZeatrique ?"
En premier lieu, remarquons la briêveté des réponses:
Nombre de mots
a
1à 4 5 il 9 10 il 14 15 à 19 20a/a
13,5 15 20 30 11 3i
L'utilisation d'une formule au lieu d'un texte explique un certain nombre de réponses ultra-courtes dont voici un @chantillon plutôt varié 1
r
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MI(.<-2..~_!'
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J
Pour les réponses verbales, l'analyse met en valeur un vocabulaire vadé :
électr~~-=-'~- qu:n~::ét:~:c:~~c~:~'~ ;-~~:s- -~o~~ucte:-28.3
-1
charge 21,6 unité de temps 27 section 18,9
débit 33,8 intervalle donné 31,6 n~nbre Il
transport 13,5 seconde 12 flux 9,5
voici quelques échantillons des ,~onses. _ _
"L1intensité du courant électrique est une gran·,eur qui se mesure en ampêres
et se désigne par la lettre 1 dans les fonnules" "débit d'électrons"
"le flux de charges êlémentaires par unite de temps d3ns une section de con-ducteur donné
En gros. sans se préoccuper du niveau d'exactitude des définitions donnees, nous pouvons classer les réponses en deux catégories :
échelle macroscopique échelle microscopique
INTERET Peu importe les représentations plus ou moins correctes des ensei-gnants. mais à .':;utrE bout de la chaine, les élèves recevront ces définitions.
PY'enons "débit d'électron" par exemple. L'élève connaH-i 1 rée llement le tenme débit? La notion du rapport lié au débit est-il clair pour lui? Y~,açe-t-il le temps? Certains enseignants s'en préoccupent puisqu'ils précisent "débit par seconde"·Oû se situent l'oubli, la redondance, le pléonasme? Comment les élèves se débrouillent-ils avec ces défïnitions incomplêtes ? Au fil des années, en changeant d'enseignant, comment intègrent-ils ces modifications? Que se passe-t-il dans la tête d'un élève qui a appris que 1 ~~, le jour oû il se voit présenter i
~ ~
(pourquoi q et non Q,i et non 1). De nouveaux aspects du concept lui sont présentés au fur et à mesure ... Mais
-'-o
Madame Leboutet ... le chaînage entre les anciennes, les nouvelles données s'effectue-t-il correctement? Passe-t-il facilement de la quantité d'électricité par unité de temps au débit d'électron ou au flux à travers une section DROITE? Le réseau conceptuel sera-t-il bien tissé! Conrnele dit un des enseignants dans sa réponse "Je connais la définition (Quantité d'électricité passée pendant l'unité de temps). Mais que représente le terme quantité d'électricité?2 - 2 LE CONCEPT DE MODELE
Pour faire aaquél"ir la notion de roodèle, quels exemples (limités à .3)
utiliseriez-vous ?
Nombre de modèles 0 1 2 3
% 19 9 23 48,3
UN enseignant sur CINQ n'a pu fournir aucune réponse et plus de la moitié des enseignants (51
%)
n'ont pu fournir 3 exemples de modèle.Les exemples de modèle proposés peuvent être regroupés dans les disciplines: CHIMIE PHYSIQUE r~ATHEMI\TIQUES GRAPHIQUES DIVERS
-% 34 31 16,6 12,6 6
La palme d'or revient à l'ATOME de BOHR qui occupe ~ 90 % la case préparée pour recevoir l'exemple numéro 1.
Sur la deux1ème marche du podium se place la ~~LECULE. L'absence de commen-taires sur cette réponse ne permet pas de savoir s1 l'association d'idêe a Jou(>e il pa rti r de l'Il tome.
non l'objet ou le sujet plac~ sur l'estrade).
le GAZ PARFAIT, la lUMIERE et le MODElE HYDRAULIQUE et l'ESPACE VECTOnlEl occupent 4
a
6 % des r~ponses.la plupart des autres modèles cit~s sont dispersés sur des concepts en tout genre: plan, longueur, groupe, conductibilit~, potentiel, oeil, pendule simple ...
INTERET le concept de ~DElE ne semble pas très bien défini même quand il est connu. l'aspect pr~visionnel d'un modèle n'est jamais explicité. Nous sommes loin des pédagogues de la Mod~lisation souvent cités.
(3
APPEL1
En guise de CONCLUSION
a
ces difficult~s mises en évidence, l'effort solitaire des maîtres ou un allongementdu temps de formation ne résoudra pas des problèmes qui ont toujours existés, mais qui restaient sous-jacents.l'enseignement des sciences
a
des enfants plus jeunes, l'augmentation du nombre d'adolescent accédant aux ~tudes a accru le nombre de grains de sable dans la machine. Il ne suffit pas d'ajouter de l'huile, mais le corps des physiciens doit se r~unir pour démonter les rouages, les ajuster, am~liorer les définitions, réfléchir aux représentations de concepts, discuter de leurs connotations ...Il sera alors possible au maître d'adopter une strat~gie plus opérationnelle pour l'~lève