RAYONNEMENT ET APPRENANTS :
DES PRODUCTIONS AUX CONCEPTIONS
Najoua ZAIANE*, Jean GRÉA**, Habib BOUCHRIHA***, Geneviève BISSUEL**
*I.S.E.F.C, Uni. Tunis I, **L.I.R.D.H.I.S.T., Uni. Lyon I, ***Uni. Tunis II
MOTS-CLÉS : CONCEPTIONS - RAYONNEMENT - ÉNERGIE - SYMBOLE
RÉSUMÉ : Notre recherche porte sur la nature, le fonctionnement et l’organisation des systèmes explicatifs naturels et spontanés des élèves et des étudiants tunisiens sur le rayonnement. Nous visons une approche énergétique et le statut du rayonnement est étudié en articulation avec celui de la lumière, de l’énergie et du symbole.
SUMMARY : Our research turns on the nature, the functioning and the organization of natural and spontaneous explanatory systems of pupils and students about radiation. We take aim at an energizing approach and radiation statute is articulated with those of light, energy and symbol.
1. INTRODUCTION
Ce travail de recherche est centré sur les conceptions des élèves et d’étudiants tunisiens à propos du rayonnement. Il incitera à une réflexion sur l’enseignement de ce phénomène et notre objectif à long terme et d’enseigner ce dernier dans le cadre de l’énergie. Nous nous sommes basés sur une étude historique de la construction du concept de rayonnement pour caractériser le raisonnement naturel et cohérent des apprenants. Les centres d’intérêt visés sont complémentaires, la signification du rayonnement, ses propriétés énergétiques et le rôle du symbole pour éclairer les difficultés -conceptuelles - correspondantes. Nous traitons aussi l’évolution des modèles de pensée relatifs au rayonnement en comparant les structures de cohérence des systèmes explicatifs des élèves à celles des étudiants. L’expérimentation suivie nous permet d’identifier les conceptions à travers l’analyse des productions recueillies.
2. ÉTUDE THÉORIQUE 2.1 Les conceptions
Nous définissons les conceptions dans un cadre - posé a priori - épistémologique et d’apprentissage. Il s’agit d’une construction théorique qui se réfère à un champ conceptuel, choisi par le chercheur, pour expliquer le fonctionnement cohérent du raisonnement spontané du sujet apprenant et pour analyser les conduites en termes de théories. Nous situons notre recherche par rapport aux travaux antérieurs portant sur les conceptions à propos de l’optique et de la thermodynamique afin de nous éclairer des points de vue.
2.2 La production graphique
Nous situons les productions graphiques par rapport à un cadre physique de référence. Il y a plusieurs modes de manifestations et nous nous limitons aux représentations suivantes : le dessin, le symbole et le schéma. D’un côté, ces productions sont toutes inhérentes au sens et elles traduisent des processus créateurs qui renseignent sur la pensée motrice liant des objets à des concepts. D’un autre côté, elles se différencient par les niveaux théoriques que nous leur attribuons et ces derniers évoluent du dessin vers le symbole pour aboutir au schéma.
- Le dessin traduit une relation immédiate de l’apprenant avec le monde matériel. Il relève de la photo, c’est-à-dire de la réalité de la vie quotidienne. Nous lui attribuons un sens qui renvoie en général aux intuitions empiriques et en particulier à la perception.
- Le symbole est « la relation complexe, dynamique que le sujet établit entre son monde théorique (relevant de son monde de pensée) et le monde matériel (relevant de son monde senti) » (Bissuel, 1998). En particulier, le symbole idéographique a un rôle dans une situation de communication de construction des connaissances chez les physiciens. Le symbole a plusieurs fonctions : citons les fonctions d’« explication », d’« explicitation », de« sensibilisation » et « heuristique » (Bissuel, 1998). L’activité symbolique de l’élève et de l’étudiant traduit la construction structurée, cohérente et unifiée d’une théorie physique et elle porte des indications sur le temps physique.
- Le schéma renvoie à un processus sensible et intelligible. Lorsque l’apprenant l’utilise, il met en relation complexe les sous-systèmes. Cette interaction reflète une transformation et par la suite, le schéma traduit une relation systématique par rapport au temps physique.
3. PROBLÉMATIQUE
Cette recherche suit trois directions d’étude interdépendantes.
- En physique, nous ciblons la théorie énergétique du rayonnement à travers les états et les transformations d’énergie. Les questions abordées sur le rayonnement (origine, nature, propriétés, mouvement, couleur, milieu) font référence souvent à des pratiques quotidiennes.
- Sur le plan didactique, notre réflexion est centrée sur les conceptions d’élèves et d’étudiants tunisiens sur le rayonnement après apprentissage de ce phénomène. Nous nous intéressons aussi au sens donné par les apprenants à la production symbolique et nous attribuons à cette dernière un rôle pour nous apporter des informations sur le système conceptuel construit reliant le monde théorique du sujet avec son monde sensible.
- De point de vue psychologique, nous nous plaçons par rapport à une théorie cognitive et nous considérons que les connaissances sont construites (Piaget, Vygotsky).
4. ÉTUDE EXPÉRIMENTALE 4.1 Méthodologie
Notre matériel utilisé consiste en les productions écrites recueillies des apprenants. Les réponses des élèves et celles des étudiants sont traitées séparément. La méthode d’analyse a posteriori de ce qui a été récolté se base sur des critères pertinents qui relèvent d’un cadre méthodologique de repère posé a priori. Nous avons construit des tableaux qui nous ont servi d’outil d’analyse des différentes questions.
4.2 Construction des situations d’explicitation
L’ensemble des questions posées renvoie à six situations explicites et ponctuelles. La première situation est centrée sur la définition, la nature et la représentation du rayonnement. La deuxième et la troisième s’intéressent aux différentes propriétés. Les effets de ce phénomène, la référence à la couleur et le rôle du milieu sont traités respectivement dans la quatrième, cinquième et sixième situations.
5. CONCLUSIONS GÉNÉRALES ET PERSPECTIVES
Si le degré de structuration des connaissances est plus évolué chez l’étudiant que chez l’élève, le « noyau dur » du raisonnement naturel résiste. Nous nous demandons comment on peut caractériser et contrôler les étapes d’évolution.
Le raisonnement spontané sur le rayonnement renvoie à un objet (source, rayon, ce qui est visible) et à une substance (identification avec la chaleur et la lumière). La relation rayonnement - énergie n’est pas spontanée. Les apprenants raisonnent en termes de matérialisation et de substantialisation. Il est donc nécessaire d’introduire le concept champ et la photométrie.
La production symbolique peut être un outil d’enseignement d’où l’intérêt de son utilisation pour l’apprentissage.
BIBLIOGRAPHIE
BISSUEL G., À propos de l’enseignement de l’énergie en 1eS : rôle du symbole dans l’apprentissage de la physique. Pour une problématique en termes de situation et de zone proximale, Thèse de Doctorat, Université Lyon 1, 1998.
GRÉA J., Modèle, niveau de formulation et explication, Séminaire national de didactique de la physique, Toulouse, 1993.
GRÉA J., BISSUEL G., Énergie et temps en Première S. Se laisser emporter par le flux du temps ou le regarder passer, in B.U.P., 1997, 794.
