Les conceptions doivent aider le professeur dans la réalisation de sa séquence

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L’utilité des conceptions

Dans le domaine scientifique, les conceptions initiales des enfants ne sont pas à négliger. D’après De Vecchi et Giordan, les conceptions ont un réel intérêt que ce soit pour le professeur ou pour les élèves.
Les élèves n’ont pas conscience de leurs conceptions. Les réponses sont souvent l’émergence de leurs idées, et lors d’un débat où les conceptions sont confrontées, l’élève se doit de prendre conscience que celles-ci peuvent être différentes de ses camarades de classe (De Vecchi et Giordan, 2002).
Deux types de confrontations sont envisageables, les confrontations entre élèves principalement lors d’un débat en classe, et les confrontations à la réalité notamment grâce à l’observation et à l’expérimentation.
Pour le maître, analyser les conceptions des élèves, permettra d’avoir une meilleure connaissance du niveau de sa classe. Elles peuvent également faire « prendre conscience de la lenteur des processus d’apprentissage, donc de la complexité du chemin à parcourir quand il s’agit de s’approprier les savoirs. » (De Vecchi et Giordan, 2002, p73).
Pour cela divers moyens sont mis en œuvre afin de pouvoir recueillir les conceptions.

Le recueil des conceptions

Pour pouvoir recueillir au mieux les conceptions des élèves, le maître doit tout d’abord éveiller leur curiosité afin qu’ils proposent des réponses. Diverses techniques et divers outils peuvent être utilisés pour ce recueil.
Tout d’abord on peut trouver les questionnaires écrits. Ceux-ci peuvent être directifs ou semi-directifs. Les questions contenues à l’intérieur peuvent être des questions ouvertes et fermées, mais également des questions à choix multiples (De Vecchi et Giordan, 2002).
Ces questions peuvent être placées à n’importe quel moment de la séquence.
Ces questionnaires peuvent être effectués par l’ensemble de la classe, ou bien par petits groupes d’enfants, mais également de manière individuelle (De Vecchi et Giordan, 2002). Pour ce qui est de la pertinence des questions, il faut essayer de partir de situations familières et il faut que celles-ci soient construites avec des mots simples. De plus, l’ordre des questions doit être réfléchi pour amener une approche logique du savoir, plus précisément une approche logique dans la construction des conceptions (De Vecchi et Giordan, 2002).
Selon De Vecchi et Giordan, les conceptions peuvent également être recueillies grâce à des schémas, mais aussi grâce à des expériences menées par le professeur ou les élèves eux-mêmes.
On peut également demander aux enfants de réaliser des dessins, car pour certains dessiner peut s’avérer plus facile. Lorsque les élèves doivent expliquer leurs dessins, le maître peut leur demander de les compléter en leur disant de rajouter des éléments et des légendes.
Cela peut amener au langage oral qui tient une place importante au sein d’une activité scientifique. Cependant, l’enseignant n’est pas obligé de prendre en compte les conceptions des apprenants. Le maître est libre de choisir plusieurs attitudes face aux conceptions des élèves (De Vecchi et Giordan, 2002).

L’attitude du maître face aux conceptions

L’enseignant peut adopter plusieurs attitudes faces aux conceptions des élèves. Il existe quatre grandes méthodes faces à ces conceptions. La partie qui suit est inspirée des idées de De Vecchi et Giordan, in l’enseignement scientifique : Comment faire pour que ca « marche ? » (2002).
Tout d’abord, l’enseignant peut « faire sans » en ignorant totalement les conceptions des apprenants. Il ne les prend pas en compte, il agit comme si elles n’existaient pas. Il expose tout simplement le savoir, plus précisément son savoir aux élèves.
Souvent, ceci est dû à un manque de temps de la part de l’enseignant lié aux contraintes du programme. Cependant, les didacticiens et les chercheurs sont d’accord sur le fait qu’il est indispensable de prendre en compte ces conceptions, pour pouvoir acquérir un véritable savoir.
Le maître peut « faire avec » en laissant les représentations s’exprimer. Il laisse les élèves faire émerger leurs conceptions mais celui-ci ne les prend pas en compte par la suite. Il n’en tient pas compte dans l’établissement de ses prochaines leçons.
Il peut également « faire contre ». Les enfants expriment leurs conceptions et le maître persuade les enfants que leurs conceptions sont fausses en les remettants en cause. Par la suite, il leur transmet le véritable savoir jusqu’à ce que l’apprenant en oublie ses conceptions de départ. Cependant, cette méthode n’est guère efficace, car les savoirs et en particulier les conceptions sont tenaces, et celles-ci risquent de perdurer malgré les apports convaincants de l’enseignant.
Le maître peut aussi « faire avec pour aller contre ». C’est de loin cette méthode qui est la plus efficace. En effet, le maître part des conceptions des élèves et il les laisse évoluer tant qu’il y a une progression. L’apprenant doit se rendre compte par lui-même que sa conception est fausse et à partir de ce moment là, le professeur doit amener les élèves à formuler d’autres conceptions plus réalistes. Cette méthode permet à l’enseignant de vraiment voir où résident les principales difficultés des élèves, et ainsi pouvoir proposer des remédiations d’apprentissage.

Que faire avec des conceptions ?

Lors d’un recueil de conceptions, le maître sélectionne les plus pertinentes et les plus intéressantes parmi toutes celles proposées par les élèves.
Si recueillir des conceptions est facile, la difficulté consiste à analyser et à interpréter les données.
Il n’est pas toujours évident de comprendre la véritable pensée des enfants. Souvent, « lorsque les élèves tentent d’expliquer un phénomène, ils n’utilisent que les mots qui sont à leur portée. » (De Vecchi et Giordan, 2002, p. 70).
Le maître se doit d’être attentif à ne pas donner aux mots employés par les enfants, le véritable sens. De plus, l’enseignant fonde ses attentes sur des concepts scientifiques (De Vecchi et Giordan, 2002). Le recueil des conceptions permet de mieux connaître les élèves, et donc d’apprécier le niveau de la classe.
Une fois que le maître a relevé les conceptions et qu’il a choisi les plus pertinentes, il se doit de les faire évoluer. Cependant, certains obstacles empêchent cette évolution.
Il ne faut pas croire qu’une bonne explication fournie par le maître soit suffisante pour la transformer (De Vecchi et Giordan, 2002). Une bonne explication permettra à la rigueur d’obtenir quelques résultats, « lorsqu’il s’agit de connaissances factuelles tout à fait simples ou quand une idée n’est pas en contradiction avec les représentations préalables, » (De Vecchi et Giordan, 2002, p. 90).
Les obstacles qui empêchent l’évolution des conceptions proviennent surtout de l’élève qui apprend.
Voici quelques obstacles à l’évolution des conceptions selon De Vecchi et Giordan, (2002).

Obstacles à l’évolution des conceptions

Divers obstacles peuvent empêcher les conceptions des élèves d’évoluer. En voici quelques exemples :
– L’apprenant n’a pas envie de changer sa vision des choses. Il pense avoir une explication à un problème que le maître a posé à l’ensemble de la classe et juge que son explication lui suffit amplement.
– Le sujet n’intéresse pas l’élève ou il estime qu’il n’a pas assez de connaissances et cela le démotive.
– Un autre obstacle à l’évolution des conceptions peut être, tout simplement, l’impossibilité de l’élève à construire de nouvelles connaissances, car une nouvelle information vient perturber
sa conception initiale. Celle-ci étant en désaccord avec ce qu’il pensait, l’élève l’ignorera.
– Ceci peut résider aussi dans la difficulté à construire un savoir par manque de méthodes.

Les conceptions doivent aider le professeur dans la réalisation de sa séquence

Lors de la réalisation d’une séance, il faut quand même chercher à faire émerger le plus possible les représentations des élèves, pour que leurs conceptions soient confrontées entre elles et qu’elles puissent être cataloguées pour aboutir à l’émergence d’un problème. Cependant, la connaissance des conceptions des élèves n’est pas suffisante pour préparer un sujet d’étude. Celles-ci vont néanmoins aider le maître à réaliser une analyse de la matière (De Vecchi et Giordan, 2002).

Faire émerger les conceptions des élèves afin de les confronter par la suite

Généralement, lorsque les élèves sont à l’école, ils cherchent à donner le plus souvent la bonne réponse, afin de faire plaisir au maître et de s’affirmer devant leurs camarades (De Vecchi et Giordan, 2002). C’est une sorte de situation superficielle car les élèves donnent des réponses sans vraiment se poser de questions.
Il est plus intéressant pour le maître, de partir des conceptions des enfants pour mener à bien sa séance plutôt que de partir d’une question que lui-même aura décidé de leur poser.
Le fait de partir des conceptions des élèves permet de créer une interaction verbale au sein de la classe. « L’activité langagière en sciences est ainsi au point de rencontre de différents enjeux d’apprentissage ; » (Bisault, 2005, p. 19).
Nous verrons par la suite que l’expérimentation et le discours oral en sciences sont les principaux facteurs d’une démarche d’investigation (Bisault, 2005).
Pour revenir à l’interaction verbale en classe, celle-ci permet aux élèves de confronter leurs idées et donc de développer certains savoir-faire tel que l’argumentation par exemple. La verbalisation et plus précisément la confrontation des conceptions entre élèves, permet à certains apprenants de prendre conscience de leurs représentations, et peut amener certains enfants à changer leurs conceptions notamment grâce au discours tenu par leurs camarades. Ceci est appelé « conflits cognitifs. » (De Vecchi et Giordan, 2002).
C’est à partir d’une conception préalable, que le réel savoir des élèves va pouvoir se construire.

Différents modes de construction de savoirs

Selon De Vecchi et Giordan (2002), il existe quatre grands modes de constructions de savoirs.
 Premier mode de construction de savoirs : type non associé
La connaissance apportée n’a aucun rapport avec le savoir préexistant. On a une accumulation de savoir et la plupart du temps, ce savoir sera oublié. Il pourra servir de point d’ancrage pour plus tard. (De Vecchi et Giordan, 2002, p. 180)
 Deuxième mode de construction de savoirs : Type informatif
L’apport d’une nouvelle connaissance vient s’ancrer sur le savoir déjà existant. Les connaissances se complètent. (De Vecchi et Giordan, 2002, p. 181)
 Troisième mode de construction de savoirs : Type relationnel
Dans cette méthode, on met en relation deux connaissances, qui en s’associant permettront de résoudre certaines situations problèmes. (De Vecchi et Giordan, 2002, p. 181)
 Quatrième mode de construction de savoirs : Type allostérique
C’est la meilleure forme d’apprentissage. Le principe de ce mode de construction de savoir permet à l’apprenant une modification de sa pensée. Cette méthode permet d’améliorer le raisonnement des élèves, mais également leur manière de comprendre certains phénomènes. (De Vecchi et Giordan, 2002, p. 182)
Ce modèle allostérique encouragé par Giordan, est centré sur l’élève qui apprend. En effet, cette méthode permet à l’apprenant de construire ses apprentissages en partant de ce qu’il connait. Le maître, devra impliquer l’enfant dans diverses activités afin de susciter la curiosité et la motivation de celui-ci. Cela permettra de remettre en cause les conceptions initiales de l’enfant. L’enseignant devra également tenir compte des différentes variables qui empêchent l’élève d’acquérir une nouvelle connaissance et il devra donner un statut positif à l’erreur. Ce modèle tient compte des conceptions initiales des élèves.
Partir des conceptions des élèves ne doit pas faire oublier le principal objectif des cours de sciences selon les instructions officielles des sciences expérimentales et technologiques pour le cycle 3. D’après le bulletin officiel de 2008, il est écrit que : « les connaissances et les compétences sont acquises dans le cadre d’une démarche d’investigation qui développe la curiosité, la créativité, l’esprit critique et l’intérêt pour le progrès scientifique et technique. » (Bulletin officiel, 2008, p.24).

La démarche scientifique

Il faut savoir que la démarche scientifique est considérée comme une sorte de démarche d’investigation.

Qu’est-ce-que la démarche d’investigation ?

Le principe de la démarche d’investigation est de mettre l’élève en position de chercheur.
La démarche d’investigation selon le PRESTE (Plan de Rénovation de l’Enseignement des Sciences et de la Technologie à l’Ecole) doit permettre aux élèves de s’interroger et d’être maître des activités scientifiques, en leur permettant de communiquer entre eux (Coquide, Fortin, Rumehard, 2009).
À travers la démarche d’investigation, on peut remarquer cinq étapes essentielles qui sont :
« – le choix de la situation de départ (par le professeur) ;
– la formulation du questionnement des élèves ;
– l’élaboration des hypothèses et la conception de l’investigation pour valider/invalider ;
– l’investigation conduite par les élèves (expérimentation, recherche documentaire, etc.) ;
– l’acquisition et la structuration des connaissances (sous la conduite du professeur). » (Coquide, Fortin, Rumehard, 2009, p. 53 – 54).
Il faut savoir qu’à l’école primaire, la phase expérimentale ne peut être possible que dans quelques domaines. En biologie, on peut la mettre en place pour observer le développement et le comportement des animaux, pour étudier certains milieux (aquariums ou terrariums), pour étudier la physiologie du corps humain, mais également et principalement pour étudier certains phénomènes en biologie végétale, telle que la germination par exemple (Coquide, Fortin, Rumehard, 2009).

Les caractéristiques de la démarche d’investigation

Selon les instructions officielles, le maître doit guider l’investigation en choisissant une situation de départ, afin de motiver ses élèves et en sélectionnant minutieusement leurs conceptions. Cela dans le but de répondre aux connaissances et compétences visées par le programme officiel (Coquide, Fortin, Rumehard, 2009).

La formulation du problème

Pour entrer dans une démarche d’investigation, les élèves de par leurs conceptions et leurs questions doivent formuler un ou plusieurs problèmes. L’interaction verbale va permettre « une construction sociale des connaissances » (Bisault, 2008, p.19).
À partir du moment où les élèves ne sont pas d’accord entre eux, des hypothèses se créent et celles-ci sont souvent à l’origine d’une démarche de recherche (De Vecchi et Giordan, 2002).

Les hypothèses

Une hypothèse est une sorte de prévision, d’explication qui permettrait, suite à un problème posé ou suite à une expérimentation, de trouver une ou des réponses possibles à un phénomène observé. Ces réponses alors proposées deviennent des suppositions. Ces hypothèses se doivent d’être cohérentes et sont généralement mises en relation avec le savoir des apprenants (De Vecchi et Giordan, 2002).
Lorsque l’on a énoncé une hypothèse, il faut savoir qu’il ne sera pas possible de la valider entièrement même si toutes les expériences ou autres manipulations menées sont valides. Cependant, une seule expérience qui contredit cette hypothèse peut être suffisante pour la remettre en cause (De Vecchi et Giordan, 2002).
Pour valider une hypothèse, à part effectuer des expériences, on peut également se servir de l’observation.

L’observation

« L’observation a toujours une finalité : elle est un moyen pour découvrir des choses et pas un but en soi.» (Guichard, 2009, p. 2).
Il faut savoir que les enfants sont curieux de nature et l’observation doit pouvoir assouvir leur curiosité. C’est le rôle du professeur de donner envie aux enfants d’observer.
L’observation doit se servir de connaissances déjà acquises afin de pouvoir établir une nouvelle connaissance (Guichard, 2009).
L’observation peut être réalisée à partir de documents, d’images, ou bien elle peut être effectuée directement sur « le terrain » avec différents objets tels que des loupes, des microscopes. L’observation peut aboutir également à une forme de maîtrise du langage. Elle permet une relation de communication entre élèves, lorsqu’ils comparent leurs résultats observés ou obtenus par exemple (Guichard, 2009).
Un autre moyen qui tient une place importante dans une démarche d’investigation, c’est l’expérimentation.

L’expérimentation

Il faut savoir que l’expérimentation tient une place essentielle et que celle-ci est indispensable dans la démarche scientifique. L’expérimentation n’apporte aucune information, « elle n’acquiert de sens qu’en interaction avec d’autres expériences et surtout en relation avec l’hypothèse qui lui procure son cadre de questionnement et d’interprétation. » (De Vecchi et Giordan, 2002, p. 251).
Les pratiques expérimentales permettent l’apprentissage de techniques rendant ainsi le savoir opérationnel (Coquidé, 1998). Si la démarche expérimentale est trop complexe à mettre en place, celle-ci peut être complétée par des modélisations mais également par des simulations (De Vecchi et Giordan, 2002).
Cependant, l’expérimentation a ses limites. On l’utilise principalement dans des études de conditions de vies et de développement pour les plantes, ainsi que pour celles des animaux. Une chose importante en biologie, est le respect de la vie animale (Guichard, 2009).
Pour aller de pair avec l’expérimentation, les élèves peuvent s’aider de différents supports tels que des documentaires, des images, des photos. Bien sûr, le maître doit être attentif aux documents que les élèves utilisent, les sélectionner et en avoir pris connaissances avant.
Une fois l’expérimentation effectuée, les enfants doivent analyser les résultats obtenus afin de pouvoir acquérir un savoir.
La démarche d’investigation doit permettre une meilleure intégration des connaissances.

L’intégration des connaissances par la réitération

Les connaissances apprises grâce à la démarche scientifique doivent être réitérées dans d’autres situations afin qu’elles soient approfondies et consolidées (Gill-Pérez, 1993).
Pour les entraîner au maximum, il ne faut pas hésiter à effectuer des activités de synthèse ainsi que de les mettre devant des conceptions de nouveaux problèmes (Gill-Pérez, 1993).
En conclusion, on peut résumer la démarche scientifique par le fait que l’enfant doit être mis en position de chercheur.
Celui-ci se trouve au centre d’un problème qu’il se doit de résoudre grâce à ses conceptions de départ, mais également grâce à diverses méthodes telles que l’expérimentation, l’observation. Ces recherches amèneront l’enfant à trouver une solution aux problèmes qu’il s’est posé.

Hypothèses et partie problématique

Cette recherche théorique sur les conceptions des enfants à travers mes différentes lectures, mais également à travers mes stages en école, m’a fait prendre conscience que celles-ci pouvaient être riches et variées.
En effet, parmi toutes les conceptions que peuvent proposer les enfants, comment sélectionner et choisir les « bonnes », celles qui serviront de point d’ancrage à la mise en place d’une démarche scientifique. Cela s’avère être un choix des plus difficile car beaucoup de conceptions mériteraient d’être prises en compte. Cependant le temps d’enseignement des sciences étant relativement court, je me suis demandé comment pouvoir aller à l’essentiel et ainsi choisir les conceptions les plus pertinentes ?
Pour répondre à ce premier questionnement, je me servirai du bulletin officiel afin que la séance reste dans le contexte de leurs apprentissages.
Les hypothèses que j’ai émises sont les suivantes :
Hypothèse 1 : en mettant les enfants en position de chercheur lors d’une observation, les élèves iront se documenter par eux-mêmes.
Hypothèse 2 : la sélection des conceptions des élèves permettra une meilleure acquisition des savoirs. Tous les élèves seront capables de restituer les connaissances apprises lors d’une évaluation.
Hypothèse 3 : l’interaction verbale entre les enfants fera changer les conceptions de certains élèves.
Hypothèse 4 : lorsque les enfants sont acteurs de leurs apprentissages, il est plus facile pour eux de réactiver les notions acquises dans leurs mémoires et ce à n’importe quel moment de l’année. Toutes ces hypothèses m’amènent donc à cette problématique : « Quel est le rôle des conceptions des élèves dans l’acquisition des savoirs grâce à la démarche scientifique ? »
Lors d’un stage en cycle 3, j’ai pu mettre en place des séances afin d’analyser les conceptions des élèves en biologie végétale.
J’ai choisi d’aborder le thème de la germination. En partant de leurs connaissances, et de leurs conceptions, le but final était de les amener à comprendre et à réfléchir sur ce phénomène.

Table des matières

Préambule
Introduction
I) Les conceptions
I.1) Qu’est-ce-qu’une conception ?
I.2) L’utilité des conceptions
I.3) Le recueil des conceptions
I.4) L’attitude du maître face aux conceptions
I.5) Que faire avec des conceptions ?
I.6) Obstacles à l’évolution des conceptions
I.7) Les conceptions doivent aider le professeur dans la réalisation de sa séquence
I.8) Faire émerger les conceptions des élèves afin de les confronter par la suite
I.9) Différents modes de construction de savoirs
II) La démarche scientifique
II.1) Qu’est-ce-que la démarche d’investigation ?
II.2) Les caractéristiques de la démarche d’investigation
II.2.a) La formulation du problème
II.2.b) Les hypothèses
II.2.c) L’observation
II.2.d) L’expérimentation
II.3) L’intégration des connaissances par la réitération
III) Hypothèses et partie problématique
IV) Méthodologie pour recueillir les conceptions des enfants afin de mettre en place une démarche scientifique
V) Recueil et analyse des conceptions d’élèves menés au cours des différentes séances
V.1) Séance 1
1) Questionnaire
2) Suite de la séance 1
3) Discussion
V.2) Séance 2
1) L’observation de l’intérieur d’une graine.
V.3) Séance 3
1) Discussion
2) Suite de la séance3
3) Discussion
V.4) Séance 4 : Séance bilan
VI) Analyse des questionnaires finaux
VI.1) Discussion
VI.2) Déroulement
VII) Discussion synthétique
VII) Conclusion générale
Bibliographie

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