L’utilisation pédagogique des conceptions

Évolution

Un concept qui tend à perdurer

Tous les auteurs s’accordent à dire que les conceptions sont bien ancrées et résistent aux apprentissages. Dans l’article de (Reverdy, 2018) Closset (2002) dit que « les représentations mentales sont l’obstacle principal à l’enseignement des matières scientifiques ». Ces conceptions vont mettre en difficulté les élèves en s’interposant aux connaissances. De ce fait, ces modèles peuvent alors être qualifiés « d’obstacles épistémologiques ». Ces derniers sont rencontrés par les élèves de la même façon que les scientifiques rencontrent des difficultés face à l’étude d’un nouveau phénomène. Ces obstacles sont d’après Bachelard « une facilité de l’esprit qui se précipite vers une explication toute prête » (Reverdy, C. 2018). De plus, les concepts scientifiques que l’on souhaite faire acquérir aux élèves sont généralement construits sur une longue période historique. En effet, les scientifiques mettent plusieurs années voire plusieurs centaines d’années pour valider un concept.
On ne peut donc pas attendre d’un élève qu’il construise un concept correct sans apports scientifiques et sur un temps court tel qu’une séance. La construction du concept nécessite un effort que la conception ne nécessite pas.
C’est notamment cet effort qui va constituer l’obstacle et qui explique que les conceptions tendent à perdurer. En effet, d’après Allain, J.-C. 1995),c’est le fait que les conceptions soient un système d’explication fonctionnel pour l’élève, qui explique qu’elles persistent tout au long de la scolarité et résistent à l’enseignement.

Évolution des conceptions selon différentes stratégies

Les conceptions initiales sont des concepts qui évoluent à différentes échelles. Tout d’abord, au niveau de la séquence, en effet, entre le début et la fin de la séquence, c’est à dire avant et après l’apport théorique, les conceptions des élèves évoluent. Cette évolution n’est pas systématique comme nous l’avons vu précédemment, certains apprenants peuvent avoir besoin d’un temps plus important pour que leurs représentations changent. Les conceptions évoluent donc à l’échelle de la vie.
Pour envisager une évolution des conceptions initiales, il faut, d’après Giordan et Girault, envisager simultanément une déconstruction des conceptions et une construction du nouveau concept. (Reverdy, C. 2018) Astolfi, J.-P. et Peterfaivi, B. (1993) partagent cet avis et pensent qu’une déstabilisation, une fissuration des conceptions doit être suivie d’une déconstruction. Pour eux, les conceptions constituent un écart au savoir savant car elles viennent interférer la construction des concepts scientifiques. La fissuration est une faille dans la conception de l’élève dont il prend conscience grâce au conflit socio-cognitif. En effet, dans la déconstruction du concept, les conflits sociaux cognitifs jouent un grand rôle. La déstabilisation des représentations que ces conflits soulèvent doit amener l’élève à comprendre que tout le monde n’a pas le même raisonnement que lui. Cependant, tous les auteurs ne partagent pas le même avis. C’est le cas de Allain, J.-C. (1995)qui pense, contrairement à Astolfi, J.-P. et Peterfaivi, B. (1993), qu’il n’est pas nécessaire de déconstruire totalement les conceptions, que seule une déstabilisation suivie d’une transformation est nécessaire car elles sont des concepts modelables susceptibles d’être enrichis. Il propose alors différentes stratégies d’évolution des conceptions. Soit l’élève ne va pas tenir compte du nouvel apport, dans ce cas là les conceptions perdurent ; soit il accole les anciennes conceptions aux nouvelles en intégrant des nouvelles données à leurs conceptions initiales. Il peut encore remplacer sa conception. Ou encore il peut abandonner radicalement ses anciennes conceptions en adhérant à la nouvelle conception. Afin d’amener les élèves à déstabiliser, voire fissurer ses conceptions, il peut être intéressant de travailler sur des images. Ce travail sur images peut faire émerger de nouvelles conceptions permettant une première évolution de leurs conceptions sans pour autant les éradiquer brusquement.
Enfin pour qu’il y ait abandon de l’ancien concept et qu’un nouveau soit adopté, il faut nécessairement qu’un nouveau modèle explicatif soit mis à disposition par l’enseignant. Cette phase est appelée reconstruction du concept. Sans apport d’un nouveau concept, l’élève ne pourra abandonner sans regret le système précédent. La reconstruction consiste alors à élaborer une conception nouvelle et à l’installer de façon au moins aussi confortable que la précédente. (Astolfi, J.-P. et Peterfaivi, B. 1993) Généralement, l’élève changera de modèle explicatif s’il n’est pas satisfait de ce dernier ou bien si le nouveau concept lui permet de répondre à plusieurs questionnements.
Afin de faciliter l’intégration du nouveau concept, Paba, J., Ginestié, J., et Agostini, M. (2013)préconisent de rendre l’élève actif lors de la construction du savoir. Ainsi “l’élève sait ce qu’il fait et pourquoi il le fait”.

Précision sur la stratégie d’accolement

Il faut également noter qu’un même élève peut avoir des conceptions différentes selon la situation. En effet, Clément, P. (1991)démontre dans son étude que l’émergence des conceptions initiales dans une situation de la vie quotidienne ne va pas entraîner une mobilisation des connaissances scientifiques pourtant parfois possédées, alors que ce même élève interrogé dans une situation de classe, par exemple dans une évaluation, va mobiliser ses connaissances scientifiques. Donc, ce que l’élève apprend à l’école reste stocké dans des sortes de tiroirs qui ne s’ouvrent que dans les situations de classe. Par conséquent, plusieurs conceptions peuvent se juxtaposer chez un même élève et se contredire sans pour autant que l’une n’élimine l’autre. Il constate alors que deux conceptions contradictoires peuvent être présentes sur un même schéma sans que cela soit aberrant pour l’élève. Cette juxtaposition de représentations contraires pourrait en partie venir de l’école où les matières, les chapitres et les programmes sont relativement cloisonnés et ne permettent parfois pas aux élèves de faire des liens entre les différentes matières.
Clément, P. (1991)donne pour exemple le fait que le chapitre sur la digestion est vu séparément de celui sur la circulation alors qu’un lien étroit existe entre les deux.
Nous venons donc de voir que les conceptions initiales sont des compréhensions de concepts qui ont tendance à perdurer. Plusieurs stratégies d’évolution des conceptions sont possibles. Cependant pour que ces représentations évoluent, un apport théorique pouvant s’apparenter à un enseignement est indispensable. Ce nouveau concept doit être plus satisfaisant que le précédent afin que l’élève l’intègre.
Après avoir pris connaissances de toutes ces données, il nous paraît important et même primordial pour un enseignant de tenir compte des conceptions initiales de ses élèves afin d’élaborer des stratégies pédagogiques et de faire acquérir le savoir à ses élèves. L’émergence des conceptions initiales semble donc avoir son importance pour pouvoir aider les élèves dans leur changement conceptuel.

L’utilisation pédagogique des conceptions

Intérêt de relever les conceptions

Pour construire les apprentissages

Le relevé des conceptions présente de multiples intérêts. Tout d’abord, les représentations peuvent être bénéfiques pour l’enseignant car elles constituent une évaluation diagnostique. En effet, l’enseignant sait alors quelles sont les connaissances que possèdent ses élèves sur le concept scientifique qu’il souhaite leur faire acquérir. Il saura également l’intérêt que ses élèves portent pour le sujet et s’ils ont eu des apports extérieurs à celui du cadre scolaire qui pourraient montrer une grande curiosité pour le thème. En ayant connaissance des conceptions de ses élèves, l’enseignant pourra construire son enseignement de manière adaptée. De plus, les conceptions constituent généralement des obstacles à l’apprentissage ; le fait de les connaître va donc permettre à l’enseignant de mettre en place des activités adéquates à la déstabilisation de ces conceptions dans le but de les faire évoluer vers le savoir à acquérir.
Elles sont donc également utilisées pour identifier des obstacles à la compréhension de nature et d’importance différentes. Par exemple, Clément, P. (1991) dans son article Sur la persistance d’une conception : la tuyauterie continue digestion -excrétion, évoque un obstacle fréquent, celui du tuyau dont la paroi ne peut être pensée comme perméable. Or sans le dépassement de cet obstacle, le concept ne peut être compris.

Dans l’intérêt de l’élève

L’intérêt pour l’élève est que si le relevé est fait collectivement ou mis en commun et qu’un désaccord est présent, il devra confronter sa vision avec celles de ses camarades. Il peut alors être nécessaire d’expliquer sa pensée et d’argumenter afin de développer son raisonnement. Il devra alors développer son idée selon un raisonnement structuré. Ces conversations entre pairs pouvant s’apparenter au conflit socio-cognitif, permettent d’éliminer certaines conceptions en prenant conscience de leur invalidité.
S’intéresser aux conceptions de ses élèves va donc permettre à l’enseignant de rendre plus efficace son enseignement. Effectivement, en déconstruisant leurs représentations, les nouvelles connaissances vont pouvoir imprégner les élèves et donc faciliter l’apprentissage et favoriser leur réussite.

Faire émerger et relever les conceptions initiales

Diverses techniques peuvent être utilisées pour recueillir des représentations d’élèves telles que le dessin ou le schéma, le questionnaire, le texte descriptif ou explicatif ainsi que l’échange oral individuel ou collectif. Ces différentes techniques qui relèvent de l’écrit sont employées en fonction de l’âge des apprenants ainsi que du choix de l’enseignant.

À l’écrit

Faire émerger les conceptions à l’écrit présente des avantages. En effet, relever les représentations grâce à un écrit va permettre d’en garder une trace à long terme car cela pourra permettre aux élèves de revenir sur leurs conceptions initiales et d’en mesurer l’évolution. En revanche, il est important de préciser que l’écrit peut être un obstacle pour certains élèves en difficulté.
En effet, certains élèves peuvent ne pas parvenir à exprimer leurs représentations du fait de leurs difficultés à l’écrit. De plus, le geste d’écriture demande une concentration et une application importante qui peut impacter l’expression de la représentation initiale en la simplifiant ou en la déformant. Par exemple, certains élèves vont employer des mots dont ils connaissent l’orthographe, au dépend de mots plus complexes mais dont ils ne connaissent pas l’orthographe. Or ces mots permettraient de préciser leur conception.
Le questionnaire à choix multiples est une autre forme de relevé écrit permettant de guider davantage l’expression des élèves. Il peut avoir différentes formes de réponses. Leur contenu peut être écrit ou dessiné mais les questions ne doivent pas induire les réponses pour ne pas fausser le relevé des conceptions.
Le dessin et le schéma relèvent de l’écrit mais sont plus abordables que le texte car ils évitent l’écueil relevant de la maîtrise de la langue. Le dessin est privilégié chez les plus jeunes car contrairement au schéma, il ne demande pas de faire une représentation simplifiée et fonctionnelle du phénomène. En effet, le schéma demande des capacités cognitives difficiles pour des jeunes enfants.
En revanche, il est important de demander aux élèves d’expliquer leur schéma afin d’éviter les contresens. Grâce à l’article de Clément, P. (1991), nous avons pu voir que le schéma semble un bon moyen de relever les conceptions initiales dans le cas d’un phénomène scientifique car il permet de constater les connaissances sur les éléments intervenants dans le phénomène. Cependant cela ne permet pas de voir si les apprenants comprennent les liens qui s’établissent entre les différents éléments du schéma. On peut penser que l’ajout de quelques phrases écrites ou orales pour expliquer le phénomène pourrait s’avérer utile afin de révéler ce que le schéma ne peut pas dire. En effet dans l’article de (Allain, J.-C. (1995), où il relève les conceptions initiales d’élèves en cours moyen sur les volcans et les causes des tremblements de terre, il propose aux élèves de réaliser un schéma et de l’accompagner de quelques phrases explicatives. On peut alors s’apercevoir que l’ajout de phrases, précise le dessin de certains élèves. Pour d’autres, alors qu’on aurait pu penser dans un premier temps, qu’avec le schéma seul, l’élève avait compris le phénomène, on s’aperçoit dans un second temps, que l’ajout d’une phrase montre que ses conceptions initiales étaient erronées. On peut alors en déduire que la combinaison de plusieurs techniques écrites pour relever les conceptions initiales doit être réalisée afin de gagner en pertinence lors de leur analyse et de leur interprétation.

Cadre empirique

Contexte de l’étude

Afin de répondre à nos questions mais aussi dans le but de confirmer ou infirmer nos hypothèses nous avons mis en place notre étude dans deux écoles primaires. Dans un premier temps, nous nous sommes rendues dans l’école Paul Ramadier, à Rodez, et plus précisément dans la classe de CM2 de Krystel Teil, classe comprenant 12 élèves de CM2. L’école est située dans un quartier de la ville où la mixité culturelle est importante. Les élèves sont d’un milieu social plutôt défavorisé. Dans un second temps, nous nous sommes rendues à l’école Cambon, à Rodez, dans la classe de Benoît Rouzies. Cette classe est constituée de 23 élèves de CM1. D’après l’enseignant, les élèves possèdent un niveau assez hétérogène. L’école est située dans le centre ville, le milieu social est plus favorisé que celui de l’école Paul Ramadier.

Protocole

Nous souhaitons recueillir les conceptions initiales d’élèves avant apport théorique mais aussi après apport théorique afin d’analyser leur évolution. Nous voulons également voir si cette évolution des conceptions initiales est impactée par la technique de relevé. Pour cela, nous avons relevé les conceptions initiales des élèves de la classe de Ramadier mais aussi dans la classe de l’école Cambon. Avant tout relevé de conceptions initiales, nous avons au préalable questionné les élèves. Nous leur avons tout d’abord demandé individuellement s’ils avaient déjà entendu parler des volcans. Quand la réponse était affirmative, nous leur avons demandé où ils en avaient déjà entendu parler. Était-ce à la télévision, sur internet, dans un livre, à l’école ou ailleurs ? Ces questions ont été posées à l’oral ou à l’écrit selon le moyen de relevé de leurs conceptions initiales.
Pour chacune des deux classes, la technique employée pour effectuer le relevé des conceptions initiales n’a pas été la même pour tous les élèves de la classe. Pour un tiers des élèves de la classe, nous avons relevé leurs conceptions initiales à l’oral, c’est à dire que nous avons enregistré leur discours grâce à un dictaphone. La consigne qui leur a été donnée était : « Peux-tu m’expliquer ce qu’est un volcan en faisant des phrases. Je vais enregistrer ce que tu me dis. » « Dans un second temps donne-moi des mots qui te font penser aux volcans. » Nous avons par la suite retranscrit les enregistrements vocaux.
Pour un autre tiers des élèves de la classe, ils ont énoncé leur représentation initiale sur les volcans par écrit. Nous leur avons demandé de produire des phrases répondant aux mêmes questions que les élèves ayant répondu à l’oral.
Le restant des élèves devait faire un schéma accompagné de quelques phrases pour le préciser.
Tous les élèves de la classe ont eu le temps qu’ils souhaitaient pour essayer de répondre à ces questions avec leurs connaissances préalables sur le sujet.
Par la suite, l’enseignant de la classe a mené une séquence sur les volcans. Celle-ci diffère entre les deux classes mais les connaissances travaillées sont similaires. Une fois cette séquence faite, l’enseignant a procédé à une vérification des connaissances grâce à un second relevé. Dans ce dernier, nous leur avons posé les mêmes questions que lors du premier relevé. Ainsi nous avons pu prendre connaissance des conceptions des élèves et les analyser afin de voir comment elles avaient évolué chez chacun d’entre eux.

Analyse des résultats et interprétation

Le recueil de données de notre mémoire a donc été réalisé au sein de deux écoles. Afin d’être le plus précis possible nous avons organisé les données de chaque école séparément puis nous les avons mises en lien.
Concernant le relevé des conceptions de chaque élève nous avons donné un numéro pour chacun d’entre eux. Ce numéro est précédé d’une lettre qui signifie le type de relevé effectué : « E » pour un relevé écrit, « S » pour une production sous forme d’un schéma et « O » pour un relevé oral (Par exemple le premier élève ayant effectué un relevé écrit sera nommé E1). De plus, précisons que toutes les productions que nous prenons en exemple sont présentes dans les annexes.
Pour analyser ces résultats, nous nous sommes d’abord appuyées sur une analyse quantitative puis afin de préciser nos analyses quantitatives, nous avons effectué dans un second temps, une analyse qualitative des données.
Ceci nous a alors permis d’apporter des éléments de réponses à nos problématiques ainsi qu’à nos hypothèses.

Pour les relevés effectués à l’oral

Afin d’observer l’évolution des conceptions des élèves dont le relevé a été fait à l’oral nous avons, comme pour les relevés fait à l’aide d’un schéma et ceux fait grâce à un écrit scientifique, comparé les productions orales des élèves en fonction du vocabulaire qu’ils employaient. Pour cette analyse, nous avons fait dans un premier temps, une série de données d’un point de vue quantitatif où nous avons comparé le nombre de mots scientifiques utilisés avant et après apport. Puis dans un second temps, afin d’avoir des résultats plus significatifs, nous avons analysé les données d’un point de vue qualitatif, c’est à dire que nous avons comparé les mots employés par les élèves toujours avant et après apport théorique. Ceci nous a permis de savoir comment leurs conceptions avaient évolué. Précisons que pour l’école Cambon, l’élève 01 était absent lors du second relevé, nous ne tiendrons donc pas compte de cet élève dans nos analyses.

Précision des productions selon les différents relevés

Afin de répondre aux hypothèses 4 et 5 qui sont « Les élèves qui expriment leurs conceptions à l’écrit précisent et détaillent plus que ceux l’ayant fait à l’oral. » et « Les conceptions initiales relevées à l’écrit et accompagnées d’un schéma sont plus précises que celles énoncées par un texte standard. », nous avons effectué une analyse des productions des élèves en s’attardant sur leur manière de préciser leur production. Nous avons donc recensé les mots ou les expressions permettant de préciser ou de détailler leur propos. Ensuite, pour chaque type de relevé, nous avons fait une moyenne du nombre de mots employés dans un but de précision et ainsi nous avons obtenu les graphiques suivants.
Si on s’intéresse uniquement aux conceptions initiales, c’est à dire aux représentations avant apport, on peut s’apercevoir que l’écrit est le moyen de relevé où les élèves précisent le plus. En effet, nous pouvons constater que pour l’école Cambon, l’écrit est le moyen permettant aux élèves de plus préciser leurs propos avec une moyenne de 9 mots ou expressions permettant de préciser le propos. Ces résultats se retrouvent à l’école Paul Ramadier où les élèves utilisent à l’écrit, en moyenne 6,75 mots ou expressions permettant de détailler.
En revanche, le schéma et l’oral n’arrivent pas à la même position pour les deux écoles. Pour l’école Cambon, le schéma arrive en second avec une moyenne de 6,13 mots ou expressions. L’oral arrive lui en dernier avec 5,86 mots ou expressions. Pour l’école Paul Ramadier c’est l’oral qui arrive en second avec 4,25 mots ou expressions aidant au détail du propos. Il est suivi par le schéma avec 3,5 mots ou expressions. Cette différence entre les deuxécoles, peut s’expliquer par le fait que ces 2 classes n’ont sûrement pas les mêmes méthodes d’apprentissage. La classe de l’école Cambon a peut être davantage travaillé le schéma que la classe de Paul Ramadier. Ceci permettant aux élèves de l’école Cambon de produire des schémas plus détaillés.
Nous pouvons donc conclure que pour les deux écoles l’écrit arrive en tête, l’hypothèse 4 qui est « Les élèves qui expriment leurs conceptions initiales à l’écrit, précisent et détaillent plus que ceux l’ayant fait à l’oral. » se vérifie donc pour les deux classes où nous avons mené l’étude. En revanche, l’hypothèse 5 qui est « Les conceptions initiales relevées à l’écrit et accompagnées d’un schéma sont plus précises que celles énoncées par un texte standard. » ne se vérifie pas. En effet,dans les deux écoles, le schéma n’arrive pas avant l’écrit et arrive même après l’oral pour l’école Paul Ramadier.
Ceci peut en partie s’expliquer par le fait que les élèves ayant fait le relevé des conceptions initiales à l’aide d’un schéma ont utilisé la phrase explicative pour effectuer une description de ce qu’ils avaient schématisé plutôt que de détailler en expliquant leur schéma.

L’aspect catastrophique dans les différents relevés

Lors de nos hypothèses nous avions formulé l’idée que la plupart des élèves qui effectueraient un relevé à l’oral aborderaient plus une description sur l’aspect catastrophique que les élèves qui relèveraient leurs conceptions initiales à l’aide d’un autre type de relevé. Afin de vérifier cette hypothèse, nous avons effectué une analyse sur les productions des élèves en relevant les mots ou expressions relevant de l’aspect catastrophique avec deux critères : les mots s’apparentant aux risques et les mots qui s’apparentent au spectaculaire.

Table des matières
Remerciements
Introduction
Partie théorique
I – Les conceptions initiales
1. Définition
2. Evolution
a. Un concept qui tend à perdurer
b. Evolution des conceptions selon différentes stratégies
c. Précision sur la stratégie d’accolement
II. L’utilisation pédagogique des conceptions
1. Intérêt de relever les conceptions
a. Pour construire les apprentissages
b. Dans l’intérêt de l’élève
2. Faire émerger et relever les conceptions initiales
b. A l’oral
c. Une conception différente selon la forme du relevé
d. Importance des consignes lors du relevé
3. Analyser les conceptions
III. Problématique
IV. Hypothèses
V. Cadre empirique
1) Contexte de l’étude
2) Protocole
3) Analyse des résultats et interprétation
a) Mise en contexte
b) Importance des différents types de relevés
c) Précision des productions selon les différents relevés
d) L’aspect catastrophique dans les différents relevés
IV. Discussion
VII. Conclusion
Bibliographie
Annexes
1. Grille d’observables
2. Productions d’élèves ayant réalisé le relevé des conceptions initiales avec un schéma
3. Productions d’élèves ayant réalisé le relevé des conceptions initiales à l’écrit
4. Productions d’élèves ayant réalisé le relevé des conceptions initiales à l’oral

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