LES SCHÉMAS DIDACTIQUES SONT-ILS AUSSI
TRANSPARENTS POUR LES ÉLÈVES QU'ILS NE LE
PARAISSENT POUR LES EXPERTS?
Samira JEBBARI
D.F.R. de Didactique, Université Paris 7
MOTS-CLÉS : BIOLOGIE - SCHÉMAS - APPRENANT - DlFFlCULlÉs - DÉCODAGE
RÉSUMÉ : La biologie est une discipline qui fait largement appelà l'image et en particulier aux schémas. Dans l'enseignement, les documents ou schémas utilisés pour la transmission des connaissances sont puisés dans les manuels scolaires. L'étude portera sur deux exemples précis de schémas de manuels scolaires. Comment sont-ils appréhendés par les apprenants? Sont-ils aussi limpides qu'ils neleparaissent? Les élèves se basent-ils sur leurs représentations antérieures pour donner un sensàces schémas?
S UMMARy :Biology is a subject which requires the use of images and particularly diagrarns. For teaching, documents used to transmit knowledge are drawn from textbooks. This study is focused on two particular examples of diagrams taken from textbooks. How diagrams are apprehended by students ? Are they so clear as they seem to he ? Do students refer themselves to their past conceptions for giving a meaning to these diagrams?
1. INTRODUCTION
La biologie est une discipline fondée sur l'observation. Mais avec ses progrès et les progranunes actuels, eUe devient de plus en plus modélisante. À cet égard, eUe fait largement appel aux schémas. Ces schémas sont des moyens d'expression qui, par leur richesse didactique et leur apport d'informations, interviennent comme outil d'aideà l'acquisition du savoir ( F-M. Dwyer, 1967; D. Jacobi, 1985 ;J.-F. Vézin, 1972;L.Vézin, 1986).
Dans l'enseignement, les schémas proposés aux élèves sont généralement puisés dans les manuels scolaires. Les deux questions que nous nous sommes posées sont les suivantes:
- les schémas, tels qu'ils sont présentés dans les manuels, remplissent-ils bien cette fonction d'aide?
- les élèves se basent-ils sur leurs représentations antérieures pour donner un sens àces schémas?
2. MÉTHODOLOGIE
Niveau étudié: élèves de classe terminale.
Exemples choisis: la synapse, tirée de la physiologie nerveuse et le cycle ovarien pris de la physiologie de la reproduction, sont les deux exemples étudiés.
Le tableau 1 résume les principales caractéristiques de ces deux schémas (donnés en annexe).
Tableau 1
CARAcrERISTlQUES EXEMPLES
DES EXEMPLES SYNAPSE CYCLE OVARIEN
Type de schéma Fonctionnel Fonctionnel
Echelle de temps Rapide Lente
Echelle de l'organisation Infra-eellulaire Niveau organe
Tests proposés : deux séries ont été proposées. a- Questionnaire :
- Objectif: récolte des représentations antérieures des élèves.
- Passation :avant tout apprentissage. b- Entretiens:
- Objectif: détecter les erreurs révélatrices de difficultés de lecture des schémas élaborés par les concepteurs de manuels scolaires.
- Activité:nous avons proposé un texte et un schéma muet (voir annexe).Laconsigne était: «en vous aidant du texte, légender et expliquer le schéma.»
- Passation : pour l'exemple du cycle sexuel, le test s'est déroulé avant tout apprentissage de cette notion. Par contre, pour l'exemple de la synapse, le concept d'influx nerveux étant indispensable pour introduire celui de la synapse, le déroulement de l'entretien s'effectue donc juste après l'apprentissage de l'influx nerveux.
3. RÉSULTATS
Les résultats du questionnaire portant sur les représentations antérieures des élèves ne fait pas l'objet de ce texte. Seules les erreurs recueilliesà partir de la lecture des deux schémas sont présentées dans les tableaux suivants:
Tableau 2 : la synapse (voir annexe fig 1)
LEGENDE CORRECTE LEGENDE ERRONEE
- Membrane délimitant le bouton synaptique.
1: Onde de dépolarisation - Lemédiateur chimique de
l'influx nerveux.
- Sorte de canal.
2: Membrane présynaptique. - Fibre présynaptique - Libération du CaH 2' : Entrée du Ca++ ( CaH étantàl'intérieur ). 3: Libération du médiateur. - Synthèse du médiateur
5: Membrane postsynaptique. - Canaux fernnés - Protej'nes faites de codons.
7 : Onde de dépolarisation. - Membrane de l'axone.
8: Enzyme. - Vésicule synaptique.
Tableau 3 : le cycle ovarien (voir annexe fig II)
LEGENDE CORRECTE LEGENDE ERRONEE
a : Follicule et son ovocyte. - Une cellule el son noyau.
b : Axe des temps (mois ). oMéconnaissance pour la lecture.
c : Trait de séparation. - Empêche de voir la continuité.
d : Follicule tertiaire. - Changement d'échelle non perçu.
- Il ne s'agit pas de coupe. e: Corps jaune. - Fissure après libération de l'ovocyte
- Alignement de résidus.
f:Règles, début du cycle. - Cest le corps jaune qui permet les règles.
4. EXPLOITATION DES RÉSULTATS
- Quelles pourraient être les origines de ces erreurs? - Comment pourrait-on interpréter les résultats obtenus?
Par ces études, nous avons voulu savoir dans quelle mesure les élèves étaient capables de s'approprier les informations fournies par un schéma.Àtitre d'exemple, nous retiendrons les erreurs très courantes pour chacun des deux schémas.
1er exemple: synapse
- Représentation schématique de l'onde de dépolarisation ( cf légendes 1 et 7) :
*
elle a été prise pour la membrane délimitant le bOUlon synaptique puisque cette représentation ressembleàcelle de la légende 2 qui est la membrane.*
l'onde de dépolarisation se propage à l'intérieur de l'élément présynaptique (étape a) et de l'élèment postsynaptique (étape c) alors que c'est la membrane qui est affectée par cette onde de dépolarisation.*
la bande (cf légende 1) compone le médiateur qui est synthétisé et passe par la suite dans les vésicules synaptiques.l'enzyme est très voisin du cercle qui est la représentation de la vésicule synaptique. Ceci a provoqué une confusion, d'une part, entre ces entités, et d'autre part, de leurs actions respectives, i.e entre l'action de l'enzyme et le phénomène d'exocytose.
En guise de bilan, cet exemple met en évidence des difficultés liées à des représentations iconographiques ou symboliques (cas de la représentation de l'onde de dépolarisation, de l'enzyme...) qui nous paraissent non pertinentes. Une négligence de la part des auteurs ou des représentations trop simplistes peuvent de ce fait induire les élèves en erreur...
2ème exemple: cycle ovarien
Représentation schématique du corps jaune et des règles(cflégendef).L'intention de l'auteur, en représentant les règles sur l'axe des temps, était de marquer le début du prochain cycle.Or, les élèves ont interprété cela comme étant dûàl'éclatement du corps jaune: " le corps jaune permet les règles ". Il y a donc un décalage entre l'intention de l'auteur et l'interprétation de l'apprenant.
Ce 2ème exemple met en évidence le fait que certaines représentations schématiques peuvent renforcer les conceptions antérieures des élèves (corps jaune et règles) et permettre ainsi l'acquisition des idées fausses.
5. CONCLUSION ET PERSPECTIVES
Ces résultats nous ont permis de dégager certaines difficultés qui pourraient faire obstacleà la compréhension età l'utilisation de ces outils que sont les schémas. Ces résultats nous incitent donc à une réflexion sur une meilleure utilisation de ces moyens d'expression dans l'enseignement de la biologie.
Nous pouvons envisager trois directions de remédiation possibles qui nous paraissent étroitement liées:
- LE CONCEPTEUR: il faudrait revoir la transposition didactique du savoir. Celle du texte, du schéma et de leur complémentarité.Le texte devrait éviter les implicites afin de contourner les ambiguïtés et le glissement de sens lors du décodage du schéma.
- L'ENSEIGNANT: il faudrait procéderà un choix judicieux dans la gamme des schémas avant de les proposer ; revoir ou modifier le schéma choisi en se posant des questions sur son contenu et sa forme; il faudrait prévoir un apprentissage de cet outil didactique, comme par exemple systématiser les codages...
- L'ÉLÈVE: ne faudrait-il pas l'impliquer dans l'élaboration des schémas afin de le préparerà
BIBLIOGRAPHIE
ASTOLFI (J.-P.), PETERFALVI (B.), VERIN (A.), Compétences méthodologiques en sciences
expérimentales,Paris: INRP, 1991, l70p.
DWYER (F.-M.), Adapting visual for effective leaming, Harvard educational review, 1967, 37, p.250-265.
JACOBI (D.), Références iconiques et modèles analogiques dans le discours de vulgarisation scientifique, Information sur les sciences sociales, Londres, Beverley Hills et New Delhi: Sage, p.847-867.
VÉZ1N(J.-F.),L'apprentissage des schémas, leur rôle dans l'assimilation des connaissances,Année
psychologique, 1972, 9-10, p.49-59.
VÉZIN (J.-E), VÉZIN (L.), Compréhention de texte et integration cognitive, Bulletin de
psychologie,XXXV,356
VÉZIN(L.),Les illustrations et leur rôle dans l'apprentissage des textes, Enfance, 1986, l, p.109-126.
ANNEXE
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Figure 1: libération et mode d'action du médiateur. Succession schématisée des faits, Réf: collection DÉSIRÉ, 1983, (a) 2 à4mrn
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\d' 2 â4ml1l -l\\\\\\\\\\\\I\. o règlesFigure II : la croissance foIliculaire, Réf: collection TAVERNIER, 1989.
