UNE RECHERCHE SUR LES OBSTACLES COGNITIFS
EN GÉOLOGIE: QUELLES IMPLICATIONS
SUR LA FORMATION DES ENSEIGNANTS?
Benedetta MASSA, Gian Maria PEDEMONTE Università di Genova, Dipanimento di Scienze della Terra
MOTS-CLÉS: DIDACTIQUE DE LA GÉOLOGIE - ENSEIGNEMENT/APPRENTISSAGE-FORMATION DES ENSEIGNANTS
RÉSUMÉ: Àpartir de l'analyse de représentations d'élèves dans un système de savoirs sur le cycle de l'eau, on a recherché les obstacles cognitifs liés aux concepts transdisciplinaires de conservation, transformation et interaction. Le parcours didactique se déroulant du 'criblage' du savoir à l'individuation des obstacles nous semble essentiel pour un apprentissage réellement constructiviste. Une perspective curriculaire ayant pour but explicite la préparation à maîtriser un tel processus doit donc être considérée,ànotre avis, comme nodale dans la formation des enseignants.
SUMMARY : On the basis of a research on pupils' representations within a geological context -the water cycle- authors have investigated the cognitive obstacles connected with the transdisciplinary concepts of conservation, transformation and interaction. The conclusion is drawn that a teaching-learning process developing from the "sieving" of knowledge to the detection of obstacles is for an actually constructivistic approach. As a consequence, the need is stressed that withil1t,'xhr: training curricula the preparation is focussed on making teachers abletacope with such a l'nxc:,,,. A. GIORDAN, J.-L. MARTINAND et D. RAICIIVARG, Actes JIES XX, 1998
1. INTRODUCTION
La toile de fond de notre recherche est représentée par une perspective de constructivisme s'apparentantàun processus enseignement-apprentissage vu comme "generative science teaching" (Wittrock M.C., 1994), dans laquelle des interrelations étroites entre élève, enseignant et discipline doivent être développées et exploitées le mieux possible. En particulier, on veut ici poser l'accent sur le conditionnement exercé sur ces interrelations par les obstacles cognitifs, en tant que composante inévitable des interfaces élève-enseignant, élève-discipline, enseignant-discipline.
Dans ce travail on présente une reflexion sur cette questionà partir d'une expérience dans un contexte d'école primaire, ayant pour but une recherche sur les représentations en un sujet de Géologie -le cycle de l'eau- chez des élèves de 8/10 ans (Massa, 1994; Briano et al, 1996; Pedemonte& Massa, 1997).
2. UNE RECHERCHE SUR LES OBSTACLES EN GÉOLOGIE
Traiter un sujetàl'école élémentaire ne peut pas signifier diviser le système des connaissances académiquement organisé dans le schéma conventionnel du scientifique, mais plutôt aider la naissance de concepts de base qui activent des habilités de raisonnement et forgent des modes de penser. Dans cette perspective,à partir d'une expérience d'enseignement concernant le cycle de l'eau, nous avons relevé les idées des élèves avec un double objectif: i) explorer le réseau conceptuel des élèvesà travers quelques points nodaux disciplinaires connectés aux phénomènes considerés et ii) vérifier si (et dans quelle mesure) les concepts disciplinaires sont projétés sur les concepts transdisciplinaires, d'interaction, transformation et conservation, qui jouent un rôle très important dans toutes les disciplines scientifiques.
La matrice en Figure 1 veut représenter la relation entre les savoirs correspondants aux domaines phénoméniques investigués et les concepts trans-disciplinaires.
À travers des questionnaires et des entrevues, on a recherché directement les deux concepts transdisciplinaires de conservation et transformation (les mieux maîtrisables par les élèves de ce niveau scolaire) et les réponses brutes des élèves ont été catégorisées selon le système de référence représenté par la matrice.
Ces représentations des élèves, ainsi comme nous les avons catégorisées, nous ont fourni des outils permettant quelques inférences soit sur le degré de compréhension des phénomènes soit sur le réseau de concepts -disciplinaires et transdisciplinaires- sur lesquels les élèves ont organisé leurs connaissances. En accord avec la position de Demounem& Astolfi (1996), selon laquelle "le caractère fonctionnel des idées des élèves est lié au fait que celles-ci sont représentatives des modes de pensée sous-jacents, avec ce qu'ils comportent d'obstacles", l'analyse de représentationsà partir de celle catégorisation s'est montrée particulièrement riche de résultats et nous a conduità individualiser l'ensemble suivant d'obstacles:
INTERACTION
TRANSFORMATION
CONSERV
ATION
t
Figure
1-Matrice
savoirs
disciplinaires
-concepts
trans-disciplinaires.
• dispersion de l'échelle spatiale entte des exttêmes ttès éloignés • dispersion de l'échelle temporelle entte des exttêmes ttès éloignés
• extension spatiale et temporelle des phénomènes très souvent hors d'une possible perception directe • manque de relations entte causes et effects en termes d'espace et de temps
• synchronisme des procéssus qui se passent au niveau planétaire • interconnection systémique de phénomènes
Selon l'opinion courante, le cycle de l'eau ne paraît pas faire difficulté: les élèves le récitent facilement et les manuels le traitent avec bien peu d'entourage conceptuel. Au conttaire, nos données montrent que les modèles connectés à ces représentations ont peu à voir avec les concepts transversaux de conservation et de transformation, en témoignant ainsi que beaucoup des obstacles -intrinsèquement connectésàla Géologie- sont en réalité oubliés par les enseignants et par les auteurs des textes. Chercher, individualiser et surmonter ces obstacles signifie bâtir des parcours didactiques qui consentent de comprendre que l'eau qui passe à travers les différents réservoirs est toujours la même (conservation), que tandis qu'elle s'écouleà ttavers le sous-sol son flux est affecté par les "situations géologiques" renconttées (interaction), qu'il y a sans cesse des processus de changement d'état (ttansformation). C'est seulement ainsi qu'on peut arriverà se représenter soit des situations d'eau "pas visibles" (la vapeur, l'eau du sous-sol), soit des extensions d'espaces et de temps en dehors de la perception ordinaire.
3, LES OBSTACLES DANS L'ENSEIGNEMENT·APPRENTISSAGE
La position vers les obstacles cognitifs dans les processus d'enseignement-apprentissage peut être très différente en relation a comme l'on considère leur rapport avec la formation des concepts: si l'on veut voir les obstacles non en tant que des "accidents" dans un chemin conceptuel qu'on pourrait éviter ou des blocages intellectuels inopportuns qui gênent l'appropriation des concepts, mais comme "nécessité fonctionnelle de la pensée" (Peterfalvi, 1997), dès lors qu'ils peuvent être surmontés, ils deviennent l'occasion d'un progrès intellectuel. Nous aussi soutenons donc l'idée que "la maîtrise d'un concept consiste précisément en un franchissement d'obstacle" (Demounem & Astolfi, 1996). En effet, franchir les obstacles signifie poser les conditions nécessaires pour réaliser le "conceptual change", une idée -désormais consolidée dans la pensée constructiviste- qui sous-tend le rôle central de l'élève dans la construction de son savoir pour le contrôle qu'il doit exercer sur ses idées: c'est seulement en évaluant s'elles sont "intelligible, plausible, fruitful" (Posner, Strike, Hewson& Gertzog,1982, citation par Gunstone, 1994), qu'il peut décider quoi et comment substituer et reconstruire, mais aussi même comprendre les finalités de l'enseignement, les "emplois" des connaissances, les habilités, les stratégies, les structures qu'il doit apprendre(cfT.Gunstone, 1994).
Cela parce que le facteur d'impact sur l'apprentissage de l'élève n'est pas seul la discipline, (avec ses concepts et ses reseaux de relations) mais c'est aussi le context où l'étudiant assimile les idées qui se rapprochent avec ce qu'il apprende.
Cependant favoriser le "conceptual change" impose un modèle alternatif des rapports enseignant-élève-discipline qui trouvent dans les obstaclesà franchir une charnière inéliminable (Figure 2).
oasT:obstacles cognitifs
Figure 2 Interactions É.lève-Enseignant-Wscipline
4. CONCLUSIONS OBSTACLES ET FORMATION DES ENSEIGNANTS
Lorsque l'apprentissage devient un processus dont l'élève doit prendre conscience, aussi l'enseignant lui-même doit prendre conscience de la nécéssité de reconstruire continuellement ses connaissances ainsi que de sa responsabilité -pédagogique- de les rendre continuellement fonctionnelles à la situation d'apprentissage. Si le jugement de "fruitfulness" dépend de l'élève qui en assume responsabilité directe et à l'enseignant touche indirectement la responsabilité surle"conceptual change", c'està lui toutefois la plus importante demande: celle de maîtriser le contexte qui soit le plus favorableàla tâche de l'élève. Les problèmes que pose l'enseignement-apprentissage de la Géologie -ainsi que celui d'autres Sciences- et les difficultées implicites dans le "conceptual change" suggèrent donc une reflexion sur le rôle de l'enseignant et les habilités qu'il doit posséder.
Une attitude "positive" vers les obstacles "conduit à diagnostiquer ceux qui paraissent franchissables, à un moment donné du cursus, pourvu qu'on organise autour d'eux une stratégie didactique cohérente" (Demounem & Astolfi, 1996) ; un rôle primaire de l'enseignant devient alors le "monitoring" de l'apprentissage pour le rendre efficace en canalisant la pensée de l'étudiant vers les directions les plus productives.
rechutes sur la formation des enseignants. Pour ce qui concerne les modèles et les pratiques de formation des enseignants la recherche aujourd'hui n'a pas encore fourni un développement significatifà des références théoriques. Toutefois, selon nous, si l'on pense que l'apprentissage naît sur les interactions entre les connaissances disciplinaires et celui qui les apprend, la formation des enseignants ne peut pas manquer de réaliser deux principes fondamentaux: en général, elle devra suivre un approche constructiviste, et, en particulier, elle devra rendre l'enseignant conscient du fait que, pendant les processus qui se développent dans les interactions enseignant-élève-discipline on se trouve (enseignant même et élève) à tomber sur des obstacles, à devoir les reconnaître et à chercher de les surmonter.
Dans l'ensemble, le curriculum pour la formation des maîtres devrait être dessiné pour forger un professionnel qui rassemble les capacitées généralistes pertinentes au domaine socio-psycho-pédagogique et celles spécialisées du didacticien. Seulement si l'enseignant maîtrise de façon suffisamment approfondie des domaines disciplinaires (... et donc pas trop d'eux) il peut manager aussi les savoirs au point de vue cognitif et être capable, spécifiquement, de maîtriser la gestion des obstacles cognitifs comme éléments actifs et positifs de sa stratégie didactique pour valoriser les relations entre les idées des élèves et l'épistémologie des scientifiques.
BIBLIOGRAPHIE
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