ELABORATION D’UNE SEQUENCE D’E/A. DE L’ENERGIE POTENTIELLE MECANIQUE

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LES METHODES D’E/A DE L’ENERGIE POTENTIELLE :

Dans son cours, Feynman tient compte du fait que définir le concept d’énergie est difficile en exprimant : « qu’il est important de réaliser que dans la physique d’aujourd’hui, nous n’avons aucune connaissance de ce qu’est l’énergie […] C’est une idée très abstraite, car c’est un principe mathématique » (Hervé, Venturini et Albe, 2014). A priori, il n’est pas surprenant que les élèves répondent par des formules mathématiques à la question « qu’est-ce que l’énergie potentielle d’un système » au lieu d’illustrer l’explication par un exemple d’application dans la vie quotidienne.
Le concept est non seulement abstrait, mais le concept d’énergie est aussi multiforme comme l’affirme Roger Balian (2013) dans son œuvre intitulée « la longue élaboration du concept d’énergie ». Il existe plusieurs formes d’énergie, à savoir l’énergie cinétique (qui correspond au mouvement), l’énergie potentielle (position ou configuration des objets), l’énergie chimique (qui se manifeste au cours des réactions), l’énergie nucléaire (au cœur des atomes), … (infiressource, 2008)
Pour alléger cette abstraction et répondre aux exigences du programme scolaire, un enseignant doit définir sa méthode, procédés et activités pour réaliser son cours sur l’énergie potentielle.
Quatre méthodes sont susceptibles d’être utilisées par l’enseignant, à savoir : La méthode expositive ou magistrale, la méthode démonstrative, la méthode interrogative, la méthode active.
Les enseignants de sciences physiques sont libres de choisir leur méthode (selon le sujet à aborder, selon l’exigence ou l’objectif du programme, selon la situation dans laquelle il va réaliser le cours, …) pour réaliser un cours sur l’énergie potentielle. Avant de nous lancer sur l’observation d’un cours sur l’E/A de ce chapitre, nous allons voir les quatre méthodes.

Définition :

Etymologiquement, une méthode est un chemin, une voie, une route, un cheminement à suivre pour atteindre un but, un objectif, une destination (ressources didactiques, 2008).
Concernant un E/A, une méthode est définie comme « l’ensemble des principes, des moyens, des démarches, des règles de l’action éducative ou pédagogique, en vue d’atteindre les buts, les objectifs, les fins qu’elle se fixe », d’après Leif.
C’est aussi ce qui répond à la question sur la manière d’enseigner, efficacement ou dans les meilleures des conditions, un savoir aux apprenants. C’est la raison pour laquelle, Paul Rousselot (2008) parle de la méthode comme « le chemin le plus droit et le plus sûr pour arriver à découvrir la vérité ou à la communiquer lorsqu’elle est découverte ».
En effet, dans les ressources didactiques, Rousselot (2008) résume que « la méthode écarte les tâtonnements, simplifie l’enseignement en le dispensant de grands détours inutiles dans sa démarche vers l’objectif et le coordonne en ordonnant, agençant toutes les actions de façon à ce que tout (outil, geste, étapes, …) concoure au résultat visé ».

Les quatre méthodes les plus utilisées par l’enseignant des sciences physiques :

Le schéma ci-après montre les divers éléments dont il faut tenir compte en étudiant une méthode. Ces éléments caractérisent donc la méthode correspondante. La méthode expérientielle est l’une des méthodes souvent utilisées dans l’enseignement mais non dans les sciences physiques. Par la suite, cette méthode figurera dans la présentation, mais elle ne sera pas l’objet du travail. Elle est en effet spécifique pour des domaines qui ne peuvent s’apprendre qu’avec des personnes expérimentées telles que les « artistes » (Ministère de l’enseignement supérieur de la recherche et de l’innovation, 2018).

Méthode expositive, transmissive, passive ou magistrale :

Dans la méthode classique, l’enseignant expose les informations qu’il a en s’appuyant sur des notes écrites. Il procède par des affirmations qu’il justifie ou illustre par une démonstration ou par des exemples, en un mot un exposé. Il considère que les apprenants ne savent rien, qu’ils ont une tête vide et par conséquent, ils doivent écouter et écrire. Ils peuvent participer même activement, mais cela n’influencera pas la leçon qui se déroule suivant un programme qui ne fait place à aucun imprévu, à aucune initiative de l’élève (Ministère de l’enseignement supérieur de la recherche et de l’innovation, 2018).
L’enseignant maîtrise le contenu structuré et transmet ses connaissances sous forme d’exposé : C’est le cours magistral qui laisse peu de place à l’interactivité avec l’apprenant. Dans le triangle de Jean Houssaye, cela correspond à la relation privilégiée enseignant-savoir où l’enseignant est un expert du contenu, un détenteur de vérité qui transmet l’information de façon univoque. Il est souvent difficile que le discours magistral en tant que tel puisse permettre d’apprendre quoi que ce soit, sauf dans le cas où il est articulé à d’autres activités : TD, TP etc. qui permettra un véritable travail cognitif.

Méthode démonstrative :

Apprentissage par imitation. L’enseignant s’efforce de montrer en même temps qu’il explique.
Par conséquent, il détermine un chemin pédagogique : il montre, fait ensuite faire et fait formuler l’étudiant pour évaluer le degré de compréhension.
Cette méthode suit l’enchaînement suivant :
➢ Montrer (démonstration),
➢ Faire faire (expérimentation) et
➢ Faire dire (reformulation).
Cette méthode est souvent utilisée dans les TD où l’étudiant acquiert un savoir-faire par simple imitation (Ministère de l’enseignement supérieur de la recherche et de l’innovation, 2018).

Méthode interrogative :

C’est une méthode qui consiste à faire découvrir aux apprenants les savoirs (par exemple énergie potentielle) par l’enseignant. Elle est basée sur la maîtrise de la technique du questionnement. Au lieu d’une leçon développée, lue par l’enseignant ou d’une présentation explicative ce qui est le cas de la méthode expositive, l’enseignant conçoit et construit toute la leçon avec des questions qui vont susciter la contribution active des élèves. Il leur demande sur chaque point d’apporter une réponse en éclairant progressivement les différents aspects du sujet. L’apprenant fait la moitié du chemin sous la direction de l’enseignant. Ce processus sollicite l’effort de l’élève, excite sa curiosité, fait appel à son intelligence, le fait savourer la joie de la découverte par soi-même, découverte qui guide en même temps l’enseignant. Les questionnements ramènent les élèves vers une découverte, mais ne servent pas à évaluer leurs acquis. Dans cette méthode, l’élève est forcé d’apprendre de lui-même, use de sa raison et non de celle d’autrui comme le fait remarquer J.J. Rousseau.
Ici les connaissances ne sont plus versées dans les têtes comme dans un entonnoir, mais l’enseignant les fait surgir de l’esprit de ses élèves où elles sommeillaient (Ministère de l’enseignement supérieur de la recherche et de l’innovation, 2018).

Méthode active :

C’est une méthode d’éducation basée sur la confiance et la liberté. Ces deux facteurs incitent l’apprenant à s’exprimer spontanément, à formuler ses observations, à donner ses impressions, à poser librement des questions. C’est de cette façon que F. Léon affirme dans leur métier ouvrage de F. Macaire que « l’élève devient l’acteur principal de sa formation ; il agit au lieu d’écouter, de regarder et de subir. Il découvre la science de première main, il s’éduque lui-même. Quant au professeur, il s’abstient de trop frayer la voie ; il met les élèves aux prises avec les difficultés et leur laisse le plaisir de triompher des obstacles. Sa tâche est celle d’un guide : il stimule les énergies et encourage les efforts ; il suggère parfois une solution, mais ne la donne pas toute faite ; jamais il n’enlève la joie de la découverte personnelle » (Ministère de l’enseignement supérieur de la recherche et de l’innovation, 2018). Ceci dit, la méthode active est centrée sur les apprenants.

ANALYSE DES SEQUENCES D’E/A DE L’ENERGIE POTENTIELLE MECANIQUE

Les sciences sont faites d’observations, de questionnement, et de réponses qui évoluent et s’enrichissent au cours du temps. Nous avons ainsi choisi une observation comme moyen de recueil des informations qui pourront aider à comprendre :
➢ Comment l’E/A de l’énergie potentielle a été entrepris ?
➢ Y a-t-il une concrétisation du sujet dans son E/A ?
➢ A la fin de la séance, les élèves arrivent-ils à interpréter les faits ou phénomènes de la vie quotidienne.
À travers les caractéristiques des méthodes d’enseignement et l’objectif d’E/A du programme ainsi que ses exigences, nous pouvons édifier une grille d’observation. Ces données permettent d’étudier l’enseignement entrepris par l’enseignant et repérer ainsi les inconvénients pour améliorer l’enseignement et proposer une méthode avec d’autres procédés et d’activités.
Nous avons utilisé quatre grilles d’observation associées aux quatre méthodes d’enseignement souvent utilisées par les enseignants. À partir de chaque grille, nous pouvons comprendre et décrire l’enseignement de ce chapitre tel qu’il a été traité.
De cette manière, en analysant les séances observées, nous pouvons tirer les points forts de l’enseignement entrepris par l’enseignant. Nous pouvons aussi repérer les points faibles ou les défauts nécessitant d’être améliorés.

OBSERVATION D’UNE SEQUENCE D’E/A DE L’ENERGIE POTENTIELLE

Le type d’observation que nous avons entamé est une observation directe et engagée (non-participante). Ce type d’observation n’intervient pas dans la mise en œuvre et la réalisation du cours, ni réorientée en cas de faute ou d’erreur.
Une grille d’observation doit contenir des éléments auxquels se fixent les méthodes à observer. Dans un exemple de l’énergie potentielle, ces éléments se distinguent par les caractéristiques qui spécifient une méthode considérée.
Dans un premier temps, nous précisons ce que nous allons observer ? Nous verrons par la suite la description de la séance observée.
Le premier procédé permet d’élaborer les grilles pouvant décrire l’enseignement de l’énergie potentielle construit par l’enseignant. Le second permet de relever les points critiques afin de proposer un meilleur procédé d’enseignement pour atteindre l’objectif amélioré du programme scolaire.

Les éléments de la grille d’observation :

L’observation s’est déroulée au Lycée Jules Ferry à Faravohitra. Il s’agit de prélever les informations sur le processus d’E/A établi par l’enseignant ou la manière dont il aborde le cours.
L’intitulé du chapitre est l’énergie potentielle se trouvant dans la partie mécanique de la physique chimie. L’objectif spécifique du programme sur ce sujet est que les élèves sont capables de définir et donner les expressions mathématiques de l’énergie potentielle.

Méthode expositive, transmissive, passive ou magistrale

L’enseignant maîtrise un contenu structuré et transmet ses connaissances sous forme d’exposé : C’est le cours magistral qui laisse peu de place à l’interactivité avec l’apprenant. Dans le triangle de Jean Houssaye, cela correspond à la relation privilégiée enseignant-savoir où l’enseignant est un expert du contenu, un détenteur de vérité qui transmet l’information de façon univoque. Il est souvent difficile que le discours magistral en tant que tel puisse permettre d’apprendre quoi que ce soit, sauf dans le cas où il est articulé à d’autres activités : TD, TP etc. qui permettront un véritable travail cognitif.

Méthode démonstrative

L’enseignant détermine un chemin pédagogique : Il montre, fait faire ensuite et fait formuler l’étudiant pour évaluer le degré de compréhension. Cette méthode suit l’enchaînement suivant : montrer (démonstration), faire faire (expérimentation) et faire dire (reformulation). Cette méthode est souvent utilisée dans les TD où l’étudiant acquiert un savoir-faire par simple imitation.

Méthode interrogative ou maïeutique

L’étudiant est reconnu comme possédant des éléments de connaissance ou des représentations du contenu à acquérir. À l’aide d’un questionnement approprié, l’enseignant permet à l’étudiant de construire ses connaissances par lui-même ou de faire des liens et de donner du sens à ces éléments constitutifs. L’étudiant ou un groupe d’étudiants est incité à formuler ce qu’il sait, ce qu’il pense, ce qu’il se représente…

Méthode active ou de découverte

L’enseignant crée un scénario pédagogique avec du matériel qui permet d’utiliser les essais, les erreurs et le tâtonnement pour apprendre. Il mobilise l’expérience personnelle de l’étudiant ou celle d’un groupe d’étudiants pour apprécier la situation et résoudre le problème avec ses moyens. Le travail intracognitif et le travail co-élaboratif entre pairs sont favorisés. Cette méthode suit l’enchaînement suivant : Faire faire à l’étudiant, faire dire à l’étudiant puis l’enseignant reformule.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE : REFERENCES THEORIQUES (Analyse de l’E/A de l’énergie potentielle)
CHAPITRE I : CONTRAINTE EDUCATIVE
I. Analyse du programme scolaire sur E/A de l’énergie potentielle
1. La place des sciences physiques dans le programme scolaire
2. Finalités générales sur l’enseignement des sciences physiques
3. Quelles sont les attentes du programme sur l’enseignement de l’énergie dans la partie mécanique ?
4. Profil de sortie du Lycée (ministère de l’éducation nationale, 1996)
5. Objectifs généraux de l’enseignement
6. Comment lire le programme scolaire ?
7. Les attentes du programme scolaire sur l’enseignement de l’énergie dans la partie mécanique de la classe de première
II. Les méthodes d’E/A de l’énergie potentielle
1. Définition
2. Les quatre méthodes les plus utilisées par l’enseignant des sciences physiques :
CHAPITRE II : ANALYSE DES SEQUENCES D’E/A DE L’ENERGIE POTENTIELLE MECANIQUE
I. Observation d’une séquence d’e/a de l’énergie potentielle
1. Les éléments de la grille d’observation
2. Méthode expositive, transmissive, passive ou magistrale
3. Méthode démonstrative
4. Méthode interrogative ou maïeutique
5. Méthode active ou de découverte
II. Présentation de la grille d’observation
1. Grille d’observation concernant la méthode expositive, transmissive, passive ou
magistrale appliquée par l’enseignant
2. Grille d’observation concernant la méthode démonstrative appliquée par l’enseignant
3. Grille d’observation concernant la méthode interrogative ou maïeutique appliquée par l’enseignant
4. Grille d’observation concernant la méthode active ou de découverte appliquée par l’enseignant
III. Analyse des résultats des observations
1. Les prérequis
2. La situation créée par l’enseignant pour introduire le sujet
3. Le déroulement de la séance
4. Les remarques soulevées par l’enseignant
5. Remarques sur la séance observée
IV. Les points critiques de la séance observée
1. Points forts
2. Points faibles
CONCLUSION DE LA PREMIERE PARTIE
DEUXIEME PARTIE : élaboration et évaluation de la séquence d’enseignement/apprentissage de l’énergie potentielle
CHAPITRE I : ELABORATION D’UNE SEQUENCE D’E/A. DE L’ENERGIE POTENTIELLE MECANIQUE
I. Elaboration d’une fiche pédagogique
1. Présentation de la fiche de préparation
II. Description de la séance
CHAPITRE II : EVALUATION DE L’ENSEIGNEMENT/APPRENTISSAGE DE L’ENERGIE POTENTIELLE MECANIQUE
I. Objectifs de l’enseignement/apprentissage
1. Les objectifs du programme et l’objectif à définir
2. Opérationnalisation de l’objectif
II. Elaboration d’un sujet d’évaluation
1. La première partie du sujet d’évaluation
2. La deuxième partie
III. Attribution de note du sujet
1. Dans la première partie du sujet d’évaluation
2. Dans la deuxième partie du sujet d’évaluation
CHAPITRE III : DISCUSSIONS DES RESULTATS
I. Analyse comparative des résultats
1. 1. Les notes des élèves et les nombres des élèves qui ont trouvé la bonne réponse sur chaque question
2. Première partie
3. Deuxième partie
II. Interprétations des résultats
1. Avantages de la méthode choisie
2. Inconvénient et remarques
CONCLUSION DE LA DEUXIEME PARTIE
CONCLUSION GENERALE
Références bibliographiques et webographiques
Annexes
Annexe 1 : Grille d’observation de la méthode « active »
Annexe 2 : Grille d’observation de la méthode « interrogative »
Annexe 3 : Grille d’observation de la méthode « démonstrative »
Annexe 4 : Grille d’observation de la méthode « expositive »
Annexe 5 : Sujet d’évaluation

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