Le morcellement des connaissances en physiologie

Le paradigme de la complexité 

Tant que la multiplicité des composants d’un système et leurs interrelations sont exhaustivement dénombrables, on peut considérer qu’on est en présence d’un système compliqué, mais non en présence de complexité (en terme mathématico- informatiques on dit qu’on est en présence d’un « problème-polynomial »). La complexité pourrait être définie comme étant « l’imprévisibilité potentielle (non calculable a priori) des comportements d’un système, liée en particulier à la récursivité qui affecte le fonctionnement de ses composants qui se transforment en fonctionnant, suscitant des phénomènes d’émergence certes intelligibles, mais non toujours prévisibles ». (http://www.mcxap.org). Les comportements des systèmes physiologiques en biologie, leurs inter-rétro-relations et leurs émergences (souvent en physiopathologie) fournissent des exemples de cette complexité du vivant. La complexité implique nécessairement l’établissement de liens et de relations entre les éléments d’un système. La construction de liens entre les différents concepts abordés dans plusieurs disciplines d’une part, et entre les différents concepts abordés dans le cadre d’une discipline d’autre part nécessite le passage fondamental du paradigme de la simplification au paradigme de la complexité. Le paradigme de la simplification serait basé sur le principe réduisant la connaissance des ensembles à la connaissance des parties, sur les principes d’ordre et de causalité et sur le principe de disjonction entre l’objet et le sujet. Le paradigme de la complexité prendrait appui sur le principe d’intelligibilité qui devient complémentaire du local et du singulier, sur le principe de liens entre la connaissance des parties et les ensembles qu’elle constitue, sur le principe de causalité complexe hologrammatique (Favre, 1985) comportant une causalité mutuelle interrelationnée avec l’introduction de la théorie de l’auto-production et de l’auto-organisation (Morin, 1986). L’approche analytique et linéaire induit donc une simplification réductrice alors que l’approche systémique tend à modéliser la complexité du réel. Mais ces deux paradigmes sont en même temps contradictoires et complémentaires dans le sens où il ne s’agit pas de renoncer à l’approche linéaire, explicite, détaillée et microscopique aux dépens de l’approche systémique, synthétique, globalisante et macroscopique. Il s’agit plutôt de créer des inter-rétroactions entre les deux approches et de considérer les émergences résultant de l’interaction des deux. Le principe dialogique, comme les autres principes de la complexité, s’applique au couple « paradigme de la simplification / paradigme de la complexité » : ces deux paradigmes ne peuvent traduire le réel que dans la mesure où ils s’auto-organisent et s’inter-retro-régulent d’une manière aussi bien réflexive qu’ouverte aux autres systèmes. C’est dans ce cadre théorique que nous évoquons l’association complexe entre des concepts et des approches antagonistes. Cinq points permettent de mieux cerner le paradigme de la complexité:

• De l’approche analytique à l’approche systémique.
• Du paradigme de la simplification au paradigme de la complexité.
• Du morcellement des connaissances aux remembrements « poly », « intra », «inter» et « trans » disciplinaires.
• De la transversalité inter et intradisciplinaire à la transférabilité.
• Le réductionnisme de l’approche linéaire de la transposition didactique.

De l’approche analytique à l’approche systémique

Il est intéressant, avant de faire le parallélisme entre « approche analytique » et « approche systémique », de savoir comment, historiquement, la pensée humaine s’est préparée à la naissance de la pensée systémique. Les concepts de « système», « d’émergences », « d’inter-rétroactions » etc., qui sont à la base de la cybernétique et de la pensée actuelle, sont les fruits d’un très grand nombre de courants philosophiques et didactiques.

En 1883, Dilthey publie Les sciences de l’esprit. Le philosophe allemand y oppose deux méthodes scientifiques (Anonyme, 2001) :
• L’explication (Erklärung) propre aux sciences de la nature. Cette méthode cherche à établir les liaisons causales entre les phénomènes. Elle vise à dégager des lois et à expliquer le « pourquoi » des choses.
• La compréhension (Verständnis) est une méthode propre aux sciences de l’esprit. L’homme étant à la fois sujet et objet de la recherche, la démarche des sciences de l’esprit consiste à reconstituer les motifs conscients et le vécu des sujets. Alors que l’explication procède par analyse (décomposition des causes en facteurs), la démarche compréhensive se veut synthétique. À la fin du XIXe siècle, le « conflit des méthodes » enflamme toute l’Université Allemande.

Plus tard, en 1936, le logicien Turing jette les bases mathématiques et conceptuelles de ce qui deviendra, au cours de la décennie suivante, l’ordinateur électronique programmable. Son but est de répondre à une question: « existe-t-il une procédure systématique permettant, à la vue d’un énoncé mathématique parfaitement spécifié, de déterminer s’il est ou non prouvable ? »

En 1968, le biologiste Ludwig Von Bertalanffy formalise la théorie générale des systèmes « Autour de nous, partout des systèmes », conception appelée par Gervet et Theraulaz (1988) « conception pansystémique ». Cette théorie part du fait que la plupart des objets de la physique, de l’astronomie, de la biologie, de la sociologie : atomes, molécules, cellules, organismes, sociétés, astres, galaxies, formaient des systèmes, c’est-à-dire des ensembles de parties diverses constituant un tout organisé, retrouvant ainsi l’idée de Pascal : la connaissance du tout a besoin de celle des parties qui ont besoin de celle du tout. L’organisation en système produit des qualités ou propriétés inconnues des parties conçues isolément : les émergences. Déjà en 1948, Wiener, dans son livre La cybernétique ou la commande et la communication dans la machine et chez l’animal, établit les premiers principes de cybernétique concernant l’organisation des machines. Dans ce cas, la connaissance des programmes informationnels et des dispositifs de régulation des machines ne pouvait se réduire à celle de leurs parties constitutives. S’appliquant plus à la biologie, pour Weiss (1974), « un système est une unité complexe, dans l’espace et dans le temps, dont la constitution est telle que ses sous-unités constituantes, grâce à une collaboration d’ensemble, conservent l’intégrité de sa structure et de son comportement, et tendent à la restaurer après des perturbations non destructrices ».

Table des matières

1 INTRODUCTION ET PROBLEMATIQUE GENERALE
2 CADRE THEORIQUE
2.1 Aperçu historiquede la genèse de la pensée complexe
2.2 Le paradigme de la complexité
2.2.1 De l’approche analytique à l’approche systémique
2.2.2 Du paradigme de la simplification au paradigme de la complexité
2.2.3 Du morcellement des connaissances aux remembrements « poly », « inter », «intra » et « trans » disciplinaires
2.2.3.1 Morcellements et liens
2.2.3.2 Poly- inter et trans-disciplinarité
2.2.4 Du remembrement inter-transdisciplinaire au remembrement intradisciplinaire
2.2.5 De la transversalité inter et intradisciplinaire à la transférabilité
2.2.6 Le réductionnisme de l’approche linéaire de la transposition didactique
2.3 Le constructivisme
2.3.1 Apprentissage par résolution de problème (ARP) ou Problem based learning (PBL)
2.3.1.1 Définitions et enjeux de l’apprentissage par résolution de problèmes ou PBL
2.3.1.2 Les caractéristiques du PBL
2.3.1.3 Le PBL et la pédagogie du projet
2.3.1.4 Avantages de l’apprentissage par résolution de problème (PBL)
2.3.1.5 L’apprentissage par résolution de problèmes, en classe
2.3.2 Apprentissage par construction de cartes conceptuelles
2.4 La formation des enseignants
2.4.1 Professionnalisation du métier d’enseignant
2.4.2 De la formation initiale à la formation continue
2.4.3 Peut-on former les enseignants à la complexité ?
2.5 La dimension affective en éducation
2.5.1 Les changements conceptuels « chauds » et « froids »
2.5.2 Les liens interhumains dans l’opération éducative
2.5.3 De l’affectivité en éducation à la construction de « sens »
2.5.4 De l’affectivité en éducation à l’éducation de l’affectivité
2.6 L’épistémologie de l’erreur
2.6.1 La prise en compte de la dimension affective au niveau du rôle de l’erreur dans l’évaluation formative
2.6.2 Statut de l’erreur dans une pédagogie constructiviste
2.7 Conclusion
3 METHODOLOGIE
3.1 Objectif opérationnel N° 1 (2001-2002) : Analyser les conceptions des élèves concernant leur capacité à relier les connaissances en physiologie
3.1.1 Population
3.1.2 Instruments de mesure
3.1.2.1 La construction des situations-problèmes du questionnaire N°1
3.1.2.2 Le mode d’analyse des réponses obtenues aux situations-problèmes
3.1.2.3 La construction des questions fermées du questionnaire N°2
3.1.3 Validation des réponses attendues aux questionnaires par un expert en physiologie
3.1.4 Le traitement quantitatif et statistique des données recueillies
3.1.4.1 Traitement quantitatif des résultats
3.1.4.2 Traitement statistique des résultats
3.2 Objectif opérationnel N° 2 ( 2002-2003) : Analyser les conceptions des enseignants concernant la construction de liens entre les connaissances en physiologie.
3.2.1 Population
3.2.2 Instrument de mesure
3.2.3 Traitement quantitatif
3.3 Objectif opérationnel N° 3 (2002-2003) : La formation des enseignants
3.3.1 Population
3.3.2 Objectifs, organisation et contenu de la session de formation des enseignants
3.3.2.1 Objectifs de la session de formation des enseignants
3.3.2.2 Contenu de la session de formation des enseignants
3.3.3 Outils de formation et production
3.3.4 L’application des outils de formation dans les classes expérimentales
3.4 Objectif opérationnel N° 4 (2002-2003) : Mesurer l’effet de la formation des enseignants sur les productions de leurs élèves
3.4.1 Population
3.4.2 Instruments de mesure
3.4.2.1 Les questionnaires du pré-test
3.4.2.2 Les questionnaires du post-test
3.4.3 Traitement quantitatif et statistique
3.5 Objectif opérationnel N° 5 (2003-2004) : Valider l’évolution des conceptions des enseignants ayant participé à la session de formation
3.6 Schéma synoptique résumant la méthodologie de cette recherche
4 RESULTATS
4.1 L’état des lieux concernant la capacité des élèves à relier les connaissances entre elles en physiologie
4.1.1 Partie I : Traitement des réponses obtenues aux situations – problèmes
4.1.1.1 Interrelations entre les systèmes digestif, circulatoire et excréteur
4.1.1.2 Interrelations entre le système respiratoire et le système circulatoire
4.1.1.3 Interrelations entre le système nerveux et les systèmes : circulatoire, respiratoire & digestif
4.1.2 Partie II: Traitement des réponses obtenues aux questions fermées
4.1.2.1 Analyse des résultats en fonction des différents systèmes physiologiques.
4.1.2.2 Etude de l’impact de l’inversion de la question sur les reponses obtenues
4.1.2.3 Etude de l’impact des conceptions d’origine sociale sur les conceptions d’origine scolaire concernant les liens mobilises avec le système nerveux
4.1.3 Conclusion partielle pour : état des lieux concernant la capacité des élèves a relier les connaissances entre elles.
4.2 Conceptions des enseignants
4.2.1 Partie I : Etat des lieux des enseignants
4.2.1.1 Section A : Formation et attentes des enseignants
4.2.1.2 Section B : Les représentations des enseignants
4.2.1.3 Section C : Le rapport des enseignants au concept de l’erreur.
4.2.2 Partie II : La compétence des enseignants à résoudre des situations-problèmes, avant le stage de formation
4.2.3 Conclusion partielle concernant les conceptions des enseignants
4.3 Evaluation des effets de la formation des enseignants sur les productions des élèves
4.3.1 Partie I : Comparaison des réponses des élèves des groupes témoins « t » et expérimentaux « e » au pré-test
4.3.1.1 Comparaison des productions des eleves par situation du pre-test, pour les groupes « t » et « e ».
4.3.2 Partie II : Comparaison entre les résultats du pré-test et du post-test pour chacun des deux groupes « t » et « e » afin d’évaluer les effets de la formation des enseignants
4.3.2.1 Analyse de l’effet de la formation des enseignants sur l’évolution des conceptions des élèves concernant les situations-problemes:
4.3.3 Partie III : Comparaison entre les résultats obtenus à la nouvelle situation-problème proposée au post-test pour chacun des deux groupes « T» et « E ».
4.3.4 Partie III : Évolution des conceptions des enseignants ayant participé à la session de formation
4.4 Conclusion partielle : Evaluation de l’effet de la formation des enseignants sur les changements conceptuels
4.4.1 Avant l’intervention de la formation. Au niveau du pré-test
4.4.2 Effet de la formation. Comparaison pré-test / post-test
4.4.2.1 Au niveau des situations-problèmes
4.4.2.2 Au niveau des questions fermées
4.4.2.3 Au niveau de la nouvelle situation du post-test
4.4.2.4 Au niveau des enseignants qui ont participé à la session de formation
5 DISCUSSION GENERALE ET CONCLUSIONS

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