FONCTIONS DE L'ÉCRITURE DANS LE TRAVAIL
D'OBSTACLES EN CLASSE DE SCIENCES
Anne VÉRIN, Brigitte PETERFALVI Institut National de Recherche Pédagogique, Paris
MOTS-CLÉS: ÉCRITURE - OBSTACLE - OBJECTIf-OBSTACLE - DIDACTIQUE
RÉSUMÉ : Dans le cadre de séquences de classe centrées sur le traitement d'obstacles épistémologiques, nous examinons comment la production d'écrits par les élèves peut constituer un point d'appui pour l'émergence de conflits socio-cognitifs, la déconstruction et la reconstruction conceptuelles et un outil privilégié pour une réflexion métacognitive et une prise de conscience des obstacles.
SUMMARY : Pupils' writings can be used as a help to creating socio-cognitive conflicts, deconstructing and reconstructing ideas and a suppon to metacognitive thinking leadingtoa better consciousness of obstacles. The waystodo so are examined in the context of science classes centered on the treatrnent of conceptual obstacles.
1. PRODUCTION D'ÉCRITS INSÉRÉE DANS LA FORMATION SCIENTIFIQUE
Il est intéressant d'examiner quelles sont les tâches d'écriture que l'on peut proposer aux élèves en classe de sciences et quelles fonctions ces tâches peuvent jouer dans la formation scientifique. Nous le ferons ici dans un contexte particulier, celui d'une recherche qui se propose d'élaborer des séquences de classe organisées autour du traitement d'obstacles épistémologiquesàla construction de notions scientifiques autour du concept de transformation de la matière (Astolfi, Peterfalvi, 1993). La centration sur des objectifs-obstacles est un mode d'activité didactique particulier parmi d'autres qui lui sont complémentaires. Elle se justifie lorsque des analyses préalables ont permis d'identifier un petit nombre d'obstacles qui sont à la fois résistantsàl'enseignement, gênants pour des objectifs de construction conceptuelle importants et jugés franchissables.
Nous reprenons dans ce cadre les résultats de travaux antérieurs (Astolfi, Peterfalvi, Vérin, 1991 ; Vérin 1993) qui distinguent des écrits instrumentaux et des écrits communicationnels et qui précisent les conditions pour une insertion fonctionnelle des apprentissages de compétences liéesà l'écriture dans la formation scientifique.
2. ÉVITER L'ÉVITEMENT DU CONFLIT
Si l'obstacle choisi représente effectivement un obstacle, et non une simple difficulté, il est par définition résistant et cela se traduit par un évitement du conflit cognitif que l'enseignant chercheà installer. Nous verrons sur un exempleà quelles conditions la production et le traitement d'écrits peuvent jouer comme un des éléments permettant d'éviter cet évitement et d'installer un réel conflit chez les élèves, selon les principes résumés dans le tableau ci-dessous.
1. Évitement du connit cognitif par négation de J'un des termes ou aménagement
a) dénégation: nier le fait surprenant
b) aménagement: nier son caractère surprenant en l'intégrant au système d'idées existant c) cloisonnement: répondre en cohérence avec l'observation, sans mettre en jeu ses idées d) autodévalorisation : renoncer à ses idées
2. Conditions pour J'installation d'un conflit cognitif a) rendre saillants les deux termes du conflit
b) impliquer personnellement les élèves c) donner un enjeu social
Dans une classe de cycle 3 (9-10 ans), l'enseignante choisit de se centrer pendant un temps sur l'obstacle que constitue l'absence de conscience de l'intervention de l'air dans un certain nombre de phénomènes et de commencerà faire construire aux élèves la notion de la nature matérielle de l'air. Après une série de manipulations variées, elle leur propose quelques phénomènes surprenants, dont le suivant. Un morceau de sucre est collé au fond d'un gobelet en plastique transparent. Celui-ci est renversé et plongé verticalement dans un récipient plein d'eau. Les élèves doivent prévoir ce qui va se passer, sous forme de dessins ou de petites phrases. L'écriture de prévisions à ce stade joue deux rôles: elle engage personnellement les élèves dans une activitédecOllstruction de savoir (2b), et elle donne plus de poidsà leurs idées (2a).
La majorité des élèves prévoit que l'eau montera jusqu'au sucre. L'expérience est réalisée. Beaucoup d'élèves disent ne pas bien voir et refusent le fait que l'eau ne monte pas, ce qui leur permet de maintenir l'idée que le verre est vide (la). Les prévisions écrites servent de point d'appui au débat dans la classe (2c) et permettent que les idéesdedépart ne soient pas oubliées(1a).
L'avis des élèves est pris au sérieux par l'enseignante qui propose de prévoir des expériences qui rendront perceptible sans ambiguïté le phénomène en question. Les groupes imaginent différents moyens, comme la coloration de l'eau et l'utilisation d'un bouchon comme flotteur. Les projets écrits ou schématisés sont confrontés et améliorés avant réalisation: cette fois les expériences sont bien celles des élèves (2b) etil n'est plus possible de nier le fait surprenant (la) lorsque les expériences sont réalisées.
La seule solution pour l'expliquer est d'admettre que le verre "vide" contenait de l'air et que cet air s'opposeà la montée de l'eau. Une explication écrite personnelle est demandée, avec pour fonction de stabiliser cette nouvelle idée.
Pour la faire fonctionner dans une nouvelle situation, l'enseignante demande aux élèves d'inventer des dispositifs pour faire entrer l'eau danslegobelet. La conception première réapparaît chez certains élèves qui prévoient de faire des trous sous le niveau de l'eau: même s'ils ont admis l'existence de l'air, ils ne lui attribuent pas assez d'existence pour résisteràl'eau qui rentrera. Les élèves sontà
nouveau invitésàprévoir par écrit des dispositifs. Ces écrits jouent un rôle d'activation des conflits cognitifs. Ils permettent d'expliciter et de prendre en compte dans la discussion des contradictions entre élèves qui seraient passées inaperçues sans cette phase de production d'écrits. Les différents points de vue soni argumentés.
La réalisation des expériences conforte l'idée de la nature matérielle de l'air et donne lieuànouveauà
une explication personnelle écrite.
1faudra encore plusieurs expériences avant que la classe ne soit en mesure de construire un tableau synthétique des propriétés communes trouvées entre l'air et les solides et liquides - considérés comme matière dès le départ - et de fonnaliser la nouvelle connaissance construite, qui porteàla fois sur la nature matérielle de l'air et sur un palier de structuration de la de la classe "matière".
Plusieurs conditions, qui relèvent de lacoutume didactiqueinstaurée dans cette classe, permettentàla production d'écrits de contribuer à installer des conflits cognitifs et lui donnent tout son sens: - ils'agit d'écrits courts ne mobilisant pas excessivement les élèves, dont la production ne constitue pas un but en soi mais est mise au service du débat scientifique et de la progression des idées dans la classe;
- ces écrits ne sont pas évalués puisque ce sont des écrits exploratoires; plus généralement, les tentatives d'explication rationnelle - écrites, orales, sous-jacentes aux dispositifs imaginés -, n'ont pas le statut d'erreur mais d'essais intelligents partiels;
- ils sont pris au sérieux par l'enseignante qui organise les activités en tenant compte des idées exprimées et les soumet à la discussion collective et à l'expérimentation.
3. ARTICULATION DE LA DÉCONSTRUCTION ET DE LA RECONSTRUCTION CONCEPTUELLES
Le changement conceptuel nécessite un double travail de renoncementà des idées existantes, qui fonctionnent confortablement (déconstruction) et d'élaboration d'idées nouvelles (reconstruction) qui doivent être installées de façon aussi confortables, par un fonctionnement satisfaisant dans de nouvelles situations, et, nous en faisons l'hypothèse, par le repérage a posteriori des obstacles dépassés et de leurs manifestations nouvelles. Les dispositifs construits mettent en jeu trois modalités de travail autour d'objectifs-obstacles, que nous avons appelées : fissuration, construction et identification d'obstacles.
Nous suivrons l'intervention de la productions d'écrits dans ces différentes modalités de travail intellectuel des obstacles sur un autre exemple pris dans une classe de lycée (élèves de 15-16 ans). Le réseau d'obstacles identifié recouvre plusieurs idées: les plantes vertes puisent les éléments nutritifs dont elles ont besoin dans la terre et uniquement dans la terre; le dioxyde de carbone est nocif;le dioxyde de carbone est un gaz, et comme tel il a un rôle respiratoire. Ces idées font obstacleà la construction du. rôle d'élément nutritif que joue le dioxyde de carbone dans les phénomènes de photosynthèse pour les plantes vertes.
La situation de classe joue sur la contradictionàces idées qu'apportent des expériences conduites par l'I.N.R.A. et qui mettent en évidence l'effet de facilitation de la croissance de tomates dû à
l'augmentation du taux de dioxyde de carbone, jusqu'à un certain seuil. Le document de l'l.N.R.A. est introduit en deux temps: d'abord le dispositif, dont on demande aux élèves de prévoir les effets, puis les résultats expérimentaux, qui sont confrontés aux prévisions. L'ensemble de cette phase correspond principalement à un travail de déconstrllction, une fissuration des idées-obstacles des élèves
Au cours de cette phase, les élèves produisent plusieurs écrits. Ils complètent un schéma de plant de tomate en indiquant par des flèches et des légendes comment la plante se nourrit (fonction de mobilisation de leurs idées).Ils prévoient les effets des différentes conditions expérimentales mises en place par l'LN.R.A., faisant varier le taux de C02. Leurs prévisions sont discutées collectivement puis ils rédigent une nouvelle prévision (mise enjeu de leurs conceptions, prise de conscience de l'existence d'autres conceptions). Enfin ils sont amenés à reformuler les résultats obtenus par l'I.N.R.A. (explicitation d'une information, en contradiction avec leur conception initiale).
Àce moment, nous considérons que l'idée nouvelle n'est pas encore construite, elle est acceptée par les élèves mais elle n'est pas réellement disponible et leurs idées-obstacles n'ont pas vraiment été mises en relation avec elle.
La seconde phase est centrée sur la construction. Les élèves,àqui la formule chimique du glucose est fournie, produisent individuellement un système explicatif permettant de rendre compte des résultats de l'LN.R.A. au niveau des mécanismes biochimiques (élaboration intellectuelle s'opposant àla résistance de l'obstacle).Des élèves volontaires viennent exposer et refaire au tableau leurs schémas, les autres sont invités à discuter etàmodifier matériellement les schémas proposés. Tous les élèves recopient sur leurs cahiers les schémas présentés et amendés (appropriation des idées des autres et support pour une construction conceptuelle collective).
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Ce moment semble avoir joué un rôle très important dans l'installation d'une véritable dévolution, même si celle-ci a été préparée par le travail antérieur. Des informations complémentaires sur des résultats expérimentaux permettent de faire des choix collectivement dans les différentes propositions. Enfin chaque élève reformule individuellement le système explicatif ainsi construit (mise enforme personnelledela construction).
Cette phase est complétée par des activités visant à rendre pensable la construction, par une manipulation d'un matériel concret (boules de cotillon) pour figurer la formation de molécules de
glucose à partir de C02 et de H20. On joue sur le caractère concret d'un modèle et ses aspects perceptifs facilement réévocables. Cette activité est accompagnée d'une reformulation écrite, o.ui joue un rôle de renforcement
Dans la dernière phase, les élèves complètent le même schéma que celui de départ. La comparaison individuelle des deux schémas sert de point d'appui à une discussion sur "ce qui empêchait la bonne réponse". On peut considérer que ce retour métacognitif permettant uneidentificationdes obstacles est une condition déterminante pour un réel changement de paradigme. Il est facilité par la comparaison de deux écrits qui rendent possible à la fois la remise en mémoire des idées provisoirement mises entre parenthèses et leur confrontation avec les idées nouvelles, et une prise de distance favorisant la généralisation.
4. CONCLUSION
La mise en oeuvre de la production d'écrits servant de point d'appuiàdes réélaborations cognitives contribue sans aucun doute à modifier l'image de soi comme scripteur: on voit des élèves en situation de refus de l'écriture danslecontexte scolaire habituel se mettre volontiersà traduire leurs idées par des schémas et par des textes. Ils se trouvent les sujets de leur discours, ils en perçoivent la fonctionnalité et peuvent mesurer l'efficacité pour la communication avec d'autres dans des relations de participationàune élaboration conceptuelle collective. TI fautredireici que la coutume didactique instaurée dans la classe est déterminante pour la signification que ce travail d'obstacle accompagné de production et de traitement d'écrits aura pour les élèves.
BIBLIOG RAPHIE
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