Piaget : la représentation du monde chez l’enfant

…aux définitions plus actuelles

D’après le dictionnaire Larousse , est vivant ce « qui a les caractéristiques de la vie, par opposition à ce qui est inanimé, inerte », c’est un corps «où se manifestent les fonctions de la vie, par opposition à mort » (e.g. la respiration). La vie est un « caractère propre aux êtres possédant des structures complexes (macromolécules, cellules, organes, tissus), capables de résister aux diverses causes de changement, aptes à renouveler, par assimilation, leurs éléments constitutifs (atomes, petites molécules), à croître et à se reproduire », un « état d’activité caractéristique de tous les organismes animaux et végétaux, unicellulaires ou pluricellulaires, de leur naissance à leur mort », une « suite de phénomènes qui font évoluer l’œuf fécondé (zygote) vers l’âge adulte, la reproduction et la mort. »
La définition d’un être vivant suggérée par Guichard et al. dans l’ouvrage collectif Comprendre le vivant, la biologie à l’écolerejoint les définitions proposées précédemment : un être vivant est « un système matériel organisé qui échange avec le milieu extérieur de la matière, de l’énergie et de l’information […]. Le vivant est caractérisé par une structure qui a la capacité de se reproduire (ou de faire reproduire) son organisation. Le vivant est capable de faire ses propres synthèses. Le vivant provient du vivant. Tout être vivant est situé dans le temps : il est caractérisé par son âge et par sa place sur la flèche du temps ».
Le vivant se définit également par sa diversité de formes biologiques : « la biodiversité, contraction de biologique et de diversité, représente la diversité des êtres vivants et des écosystèmes : la faune, la flore, les bactéries, les milieux mais aussi les races, les gènes et les variétés domestiques. Nous autres, humains appartenons à une espèce –Homo sapiens –qui constitue l’un des maillons de cettediversité biologique. »
Soulignons aussi le fait que « la biodiversité va au-delà de la variété du vivant [étant donné que cette notion] intègre les interactions qui existent entre les différents organismes précités, tout comme les interactions entre ces organismes et leurs milieux de vie. »

Aspects physiologiques du vivant

Tout être vivant est formé de matière organique à la différence du non vivant qui est constitué de matière minérale. Tout être vivant, qu’il soit animal, végétal, champignon ou bactérien, est constitué d’une ou plusieurs unités structurales : les cellules. Les cellules peuvent avoir des formes très différentes mais toutes sont délimitées par une membrane plasmique qui sépare le milieu intracellulaire du milieu extracellulaire. Chaque cellule est une entité vivante qui, dans le cas d’organismes multicellulaires, fonctionne de manière autonome, mais coordonnée avec les autres. Les cellules eucaryotes ont une structure commune quel que soit l’être vivant (noyau, membrane plasmique, mitochondries, etc.).
Ensuite, un être vivant est caractérisé par les échanges avec son milieu de vie. Il utilise les matériaux dont il a besoin dans le milieu extérieur pour produire sa matière vivante. Il effectue des échanges de matière et d’énergie (nutrition, respiration, excrétion, échange de chaleur) et des échanges d’informations (au niveau de l’organisme et entre individus grâce aux organes des sens). Un autre aspect fondamental de la définition d’un être vivant est la possibilité de se reproduire. Tout être vivant provient d’autres vivants de la même espèce, soit par la multiplication asexuée (le nouvel individu provient d’un seul parent et il lui est identique), soit par la procréation ou reproduction sexuée qui se caractérise par la fécondation (elle nécessite deux individus différents, un mâle et une femelle). Enfin, la notion de vie est indissociable de la notion de temps. Un nouvel être naît, il se développe et grandit, puis il vieillit et meurt. Il suit donc un parcours unique et irréversible.
Pour résumé, l’ensemble de ces définitions convergent vers l’idée que le vivant, caractérisé par la notion de biodiversité, se définit par une structure particulière (matière organique et cellules) et par un ensemble de fonctions communes : croissance, nutrition, relation, et reproduction. Elles font apparaître la notion d’échange avec le milieu environnant (ox ygène, CO2, matière), de diversité, d’unité et de cycle de vie.

Vivant et non vivant, des concepts à définir à l’école

Ce que l’on appelle le «non vivant », par opposition au vivant, comprend tout ce qui n’est pas organique mais minéral. En d’autres termes, R. Tavernier définit le non vivant comme étant l’ensemble des substances minérales: les roches, l’eau, l’air ainsi que tous les matériaux fabriqués par l’homme (La Découverte du monde vivant, de la Maternelle au CM2, Bordas, 2002).
Les définitions du vivant et du non vivant sont en elle-même complexes et ne peuvent être abordées en l’état avec de jeunes enfants. Pour autant, l’enseignant se doit de les maîtriser afin de les adapter au mieux à ses élèves.

Les instructions officielles

La notion de vivant est en effet complexe et se construit dans la durée. A l’école maternelle, l’enfant « commence à comprendre ce qui distingue le vivant du non vivant (matière, objets) ». L’observation des manifestations du vivant par les élevages et les plantations permet de construire le concept de vivant, elle est recommandée par les instructions officielles (B.O. n°3 du 19 juin 2008, cf. Annexe I). Au cycle des apprentissages fondamentaux, « les élèves repèrent des caractéristiques du vivant » et dépassent leurs conceptions initiales par l’observation et la manipulation (B.O. n°3 du 19 juin 2008). Les investigations menées par les élèves autour d’un élevage d’escargots en classe, animal appartenant au milieu proche et connu des élèves, doivent, d’une part, permettre aux élèves de repérer des caractéristiques du vivant (naissance, croissance et reproduction ; nutrition et régimes alimentaires des animaux) (B.O. n°3 du 19 juin 2008) et, d’autre part, «les amener à décrire leurs observations par la maîtrise d’un vocabulaire de plus en plus précis » (B.O. n°1 du 5 janvier 2012). Les programmes de 2008 préconisent d’enseigner les sciences par une démarche d’investigation car elle permet à l’enfant de raisonner. De plus, en écoutant les autres, en s’exprimant, en argumentant, les élèves font aussi l’expérience de la vie sociale et citoyenne.

L’apport pour les élèves d’un élevage en classe aux cycles 1 et 2

Comme cela est précisé dans les programmes de 2008, les activités d’élevage permettent de développer chez les élèves certaines compétences, aussi bien transversales que disciplinaires, tout en répondant à une demande affective. De façon spontanée, les enfants sont attirés par les animaux. Un élevage en classe permet un contact plus personnel avec la nature et la création de liens affectifs nouveaux dont ils ont encore besoin (Tavernier R., 2002). Les élevages facilitent l’adaptation de chaque enfant au sein du groupe-classe. C’est une façon de rendre l’enfant responsable et de l’habituer à un travail d’équipe. En effet, un élevage implique des soins à donner régulièrement, des négligences ont une incidence directe sur le bien-être des animaux. Un élevage c’est aussi une motivation idéale pour, d’une part, l’expression et la communication orale, et d’autre part, la communication écrite : la réalisation d’un affichage collectif où les élèves placent des dessins, des photographies, des textes, des schémas d’observations et d’expériences relatifs à l’élevage. Enfin, comme le souligne les instructions officielles, un élevage permet de construire le concept du vivant (cycle de vie des animaux, comportements, fragilité de la vie) amenant l’enfant à un niveau plus objectif du respect de la vie et à établir un parallèle entre la vie de l’animal et la sienne.
Dans le cadre de notre projet de mémoire, mettre en place un élevage dans une classe est l’occasion de mettre en œuvre une démarche d’investigation (cf. partie II.2.b). Les élèves sont amenés à se poser un certain nombre de questions du type, que faut-il donner à manger à ces animaux, quels sont leurs besoins, quelles sont les conditions qui garantissent la survie des animaux, etc. En confrontant l’enfant à la réalité, l’élevage peut également l’amener à douter de ses affirmations, de ses premières conceptions.

La démarche d’investigation

Préconisée par les instructions officielles et promue par La main à la pâte, la démarche d’investigation vise l’appropriation par les élèves d’une démarche scientifique pour acquérir des connaissances (La main à la pâte, 1995). En tenant compte de ce qu’il sait ou croit savoir, cette démarche amène l’élève à interroger la nature en commençant par se que stionner et se construire des réponses par l’observation, l’expérimentation et le raisonnement (Saltiel, 2008). Une démarche d’investigation commence par une problématisation. Cette étape consiste à faire émerger les conceptions initiales des élèves sur un thème scientifique, confronter leurs éventuelles divergences pour favoriser l’appropriation par la classe du problème soulevé (Document d’accompagnement des programmes de 2002). En effet, la question posée doit permettre la construction de savoirs scientifiques tout en présentant de l’intérêt pour l’élève,elle est préméditée par l’enseignant même si elle a été formulée à partir des conceptions et des questions des élèves. Aux cycles 1 et 2, pour que la question soit comprise des élèves, elle doit être contextualisée. La démarche d’investigation se poursuit par la résolution du problème. Parmi les hypothèses des élèves, l’enseignant ne retient que celles qui permettent de répondre à la question, ce sont des hypothèses prédictives, des défis ou des hypothèses explicatives. La dernière étape de la démarche d’investigation est une phase de synthèse ou d’institutionnalisation. Une trace écrite est élaborée à partir de ce qui s’est dit oralement lors de la mise en commun ou des productions écrites faites en petits groupes. Les traces des synthèses évoluent au cours du cycle 2, de l’affiche collective en dictée à l’adulte et traces individuelles à partir de photos (GS), en passant par l’affiche collective écrite par l’enseignant à partir de la synthèse formulée oralement par les élèves, à enfin, le texte de synthèse écrit par l’enseignant (texte complet ou à trou), copié par les élèves à partir de la trace au tableau (Circonscription d’Arcachon Nord, 2006). L’enseignant peut mettre en regard les traces du travail des élèves et les écrits de synthèse dans un cahier d’expériences (Equipe La main à la pâte, 2001). Chacune des phases identifiées est essentielle pour garantir l’investigation réfléchie des élèves (Document d’accompagnement des programmes de 2002).

Anthropomorphisme chez les élèves

Une vision anthropomorphique du vivant ?

Dans un premier temps, permettre à l’enfant de dépasser ses conceptions initiales nécessite de les faire émerger. Avant même cette étape, il nous a semblé crucial de définir quelles conceptions un enfant de 5 –6 ans peut avoir du vivant.
Nos premières observations faites lors du stage SOPA, en rapport avec l’élevage d’escargots, nous ont dirigées vers l’analyse des conceptions du vivant faite par le collectif dirigé par J. Guichard et J. Deunff. Cette étude a été menée sur les trois cycles à l’aide d’un questionnaire et d’entretiens. Ces auteurs constatent que pour des enfants de maternelle, sur une liste de 27 items allant du rocher au chien, seule la maîtresse est vivante. Les critères retenus par un enfant de cet âge sont le mouvement, les échanges nutritifs et les manifestations sensorielles et non la reproduction et l’irréversibilité de la mort, deux concepts qui seront définis plus tard. Comme nous avons pu l’observer, Guichard et al . ont constaté que les réponses des élèves étaient empreintes d’une vision anthropomorphique et que le concept de vivant évoluait de façon importante en fonction de l’âge.Par vision anthropomorphique, nous entendons le fait d’attribuer« des caractéristiques comportementales ou morphologiques humaines à d’autres entités comme à des animaux et des objets. b. Piaget : la représentation du monde chez l’enfant J. Piaget est un psychologue qui a étudié la question du développement de l’enfant et leur représentation du monde . Pour Piaget, les jeunes enfants construisent leurs représentations du monde à partir de ce qu’ils connaissent le mieux, c’est -à-dire eux-mêmes ; ils ne font donc pas la distinction entre le monde extérieur et eux-mêmes. Ilparle d’égocentrisme enfantin: l’enfant « confond le signe et le signifié, l’interne et l’externe ainsi que le psychique et le physique. » Une des conséquences de l’égocentrisme enfantin, ajoute Piaget, est l’animisme, c’est-à-dire la « conscience prêtée aux choses ». Piaget montre ainsi que la construction du concept de vie suit l’évolution de celle de la conscience. Il distingue quatre stades dans la construction de ce concept, en fonction de la classe d’âge de l’enfant.

Le rôle de l’enseignant

Les enfants ayant une perception subjective du monde, l’enseignant devra s’attacher à développer chez ses élèves l’objectivité et la décentration.Il faut également adapter son enseignement afin d’aider l’enfant à prendre conscience de la différence entre le vivant et le non vivant. L’enseignant doit aussi prendre en compte le stade de développement psychologique de l’enfant, tout en gardant à l’esprit que les seuils observés par Piaget sont des moyennes et que l’hétérogénéité est inhérente au groupe classe. Ces obstacles sont dits psychogénétiques. Notons que des psychologues tels que L. Vigotsky et J.-S. Bruner insistent tout particulièrement sur le rôle de l’adulte qui peut, par son étayage, accélérer les apprentissages.

Le modèle biologique du phasme

Le choix du modèle biologique

Les élevages de phasmes se font régulièrement à l’école primaire, ils ne demandent pas trop d’entretien et permettent aux élèves de se responsabiliser. En outre, la classe des insectes appartenant à l’embranchement des Arthropodes est suffisamment éloignée de celle des mammifères (embranchement des Chordés) et permet de limiter ainsi l’émergence d’obstacles à l’apprentissage.
L’analyse des conceptions initiales recueillies lors du premier stage SOPA nous avait confirmé que, malgré le fait que l’escargot soit un animal assez familier des élèves, leur vision anthropomorphique avait tendance à persister, même après un temps d’observation (cf. Annexe II). Pour autant, l’escargot étant un animal suffisamment éloigné de l’homme dans la classification du vivant, bousculer leurs représentations initiales semblait être un objectif réalisable en quinze jours de stage. Le même raisonnement a été appliqué aux phasmes, d’autant plus que ce n’est pas un animal familier des élèves. Enfin, comme les escargots, les phasmes n’exigent pas de soins trop minutieux ni d’installation complexe : un terrarium suffit et les élèves peuvent s’occuper eux-mêmes de l’élevage et donc être autonomes. Par ailleurs, si nous avions eu plus de temps en stage en responsabilité, cet animal nous aurait permis de faire étudier aux élèves un cycle de vie complet.

Méthodologie

La mise en place de l’élevage en classe

Afin de ne pas perdre de temps, nous avons introduit dans la classe les phasmes dès le premier jour. Nous avons amené un nombre de phasmes suffisant pour que les élèves puissent les observer dans les meilleures conditions (N = 15). Le mois de janvier n’est pas la période idéale pour commencer un élevage de phasmes à l’école. Les phasmes étaient juste nés pour la majeure partie d’entre eux, et donc de taille petite (1,5 cm en moyenne) et encore fragiles. Seuls deux phasmes sur quinze avaient fait une première mue.
Un coin « nature » a été aménagé en fonction des possibilités. Nous avons accueilli les phasmes dans un terrarium aménagé et préparé à l’avance. Nous avons pu maintenir une humidité ambiante à l’aide d’un vaporisateur. Cet espace était accessible aux élèves.
Les soins journaliers ont été assurés par de petits groupes d’élèves sous la surveillance d’un adulte. En effet, étant donnée la source de nourrit ure donnée aux phasmes, c’est-à dire des ronces, et la fragilité des animaux, nous préférions guider fortement les soins en insistant sur ces deux points de sécurité. Des règles d’hygiène ont aussi été mises en place dans la classe (minimiser les contacts avec les animaux, se laver les mains avant et après chaque manipulation en raison d’une possible transmission de germes pathogènes).

Les choix didactique et pédagogique

Les données analysées dans ce mémoire ont été recueillies au cours du stage en responsabilité, du 14/01/2013 au 25/01/2013. La classe sous notre responsabilité était un double niveau GS/CP, avec un effectif de vingt-huit élèves (quatorze élèves de CP et quatorze de GS).
La séquence proposée aux élèves avait comme objectif de permettre aux élèves de dépasser leur vision anthropomorphique des phasmes. Cette séquence s’inscrivait dans les programmes de l’école primaire (BO n°3 du 19 juin 2008) relevant du domaine « Découvrir le monde » et, plus précisément, du domaine « Découvrir le vivant » par un élevage de phasme.
Deux créneaux horaires ont été inscrits dans l’emploi du temps pour la découverte du monde de cette classe. Ils ont été situés le mardi et le vendredi après-midi pour une durée de quarante-cinq minutes en classe entière. Les élèves de grande-section ont eu des créneaux supplémentaires lors d’ateliers dirigés.
D’après nos lectures d’André Giordan, il était impératif de connaître les préconceptions des élèves sur les phasmes. Cette séance devait donc être positionnée dès le lundi matin, le plus tôt possible afin que l’élevage de phasme nepuisse parasiter le recueil des conceptions initiales des élèves. De plus, ce temps devait être commun à tous les élèves (GS et CP).
Pour préparer cette séquence, nous avons émis des hypothèses quant aux conceptions erronées qui seraient présentes sur les dessins des élèves. Ce qui nous a permis de formuler des objectifs et de construire nos séances. Cependant cette séquence a été modifiée au cours du stage pour répondre au mieux à la dynamique de la classe.
Nos hypothèses nous ont amenés à placer au cœur de cet apprentissage la reconnaissance de deux critères caractéristiques des insectes : ils ont six pattes et deux antennes, à l’aide dans un premier temps d’une clé de détermination. Cet objectif a été travaillé sur plusieurs séances. Pour travailler sous un autre angle les différences physiologiques entre le phasme et l’homme, une séance sur « la croissance » a été envisagée durant la deuxième semaine. Ce point est présent également dans les programmes de 2008 (cf. annexe I).

Séquence d’enseignement

Cette séquence comporte cinq séances presque toutes communes aux deux niveaux (cf. annexe VI).

Séance 1 : Recueil des conceptions initiales

Le recueil des conceptions initiales, par le dessin, débutera ces séances d’apprentissages et servira également d’évaluation diagnostique pour adapter nos objectifs aux connaissances des élèves. Il a eu lieu le lundi 14 janvier 2013, un temps collectif a été aménagé. Les élèves, par groupe de 2 à 4, ont reçu une « boîte-loupe ». La consigne devait être le plus neutre possible : « Ecrivez votre prénom, puis dessinez ce que vous voyez dans la boîte au crayon à papier. ». Cette séance a duré quinze minutes. Le laboratoire de SVT de l’IUFM de Montpellier nous a prêté pour ce stage douze « boîtes-loupe ». Un phasme a étéplacé dans chaque boîte et celles-ci ont été placées sur les tables. Une fois les conceptions ramassées, nous avons expliqué que durant deux semaines un élevage de phasme serait dans la classe et que nous allions les étudier pour connaître un peu plus cet animal.
Les feuilles ont été ramassées et analysées le soir même pour adapter la séance du lendemain aux connaissances des élèves.

Séance 2 : Travail sur le mimétisme avec les élèves de grande-section

En atelier le lundi matin, une activité sur le mimétisme a été proposée aux élèves de grande section. Cette caractéristique des phasmes particulièrement remarquable a rapidement été soulevée par les élèves. C’est pourquoi nous avions jugé intéressant de pointercet aspect qui n’est pas une capacité de l’homme, bien qu’elle soit très présente dans les histoires « fantastiques ». Cette séance a été découpée en deux activités sur le mimétisme.

Première activité : Mimétisme chez les animaux

L’objectif de la première activité était de localiser l’animal caché sur chaque image et d’effectuer un classement selon des critères imposés: la ressemblance avec une pierre, une branche, une fleur, une feuille. Les élèves disposaient de sept images (cf. figure 4). Ils devaient les découper et les coller sur une feuille où chaque case correspondait à un des critères mentionnés ci-dessus et présentés sous forme de dessins. La consigne est : « Observe les animaux sur les images. Pour mieux se cacher dans leur milieu de vie, ils imitent la nature. Classe ces animaux en fonction de ces ressemblances. Découpe-les et colle-les au bon endroit».

Table des matières
I. Introduction 
II. Des conceptions du vivant des élèves 
1. Le concept du vivant : éclairage théorique
a. De la conception aristotélicienne du vivant
b. … aux définitions plus actuelles
c. Aspects physiologiques du vivant
d. Vivant et non vivant, des concepts à définir à l’école
2. Les instructions officielles
a. L’apport pour les élèves d’un élevage en classe aux cycles 1 et 2
b. La démarche d’investigation
3. Les conceptions initiales
a. Définition d’un concept
b. Du concept de vivant aux conceptions des élèves
4. Anthropomorphisme chez les élèves
a. Une vision anthropomorphique du vivant ?
b. Piaget : la représentation du monde chez l’enfant
c. Le rôle de l’enseignant
5. Le modèle biologique du phasme
a. Le choix du modèle biologique
b. Le phasme, biologie et biotope
III. Méthodologie 
1. La mise en place de l’élevage en classe
2. Les choix didactique et pédagogique
3. Séquence d’enseignement
a. Séance 1 : Recueil des conceptions initiales
b. Séance 2 : Travail sur le mimétisme avec les élèves de grande-section
c. Séance 3 : La clé de détermination
d. Séance 4 : Le tri des animaux selon un critère imposé : insecte ou non
e. Séance 5 : La comparaison de la croissance de quatre animaux
4. Protocole de recueil des conceptions (choix pédagogiques)
5. Les critères sélectionnés et méthodologie d’analyse (Excel)
a. Répertoire des critères présents sur les dessins dans Excel
b. Notation de présence d’un critère sur un dessin
c. Les caractéristiques bien observées
d. Les conceptions erronées
e. Précision sur les notations choisies
IV. Evolution des conceptions durant la séquence 
1. Impact de la séquence sur l’acquisition des critères définissant le phasme comme un insecte
a. Les pattes
b. Les antennes
c. Discussion
2. Impact des TICE
a. Mandibules
b. Corps en trois parties
c. Discussion
3. Comparaison GS vs CP de l’évolution des conceptions sur les trois critères travaillés en classe
V. Analyse des autres critères 
1. Présence de critères non abordés lors de la séquence
a. Le corps en trois parties
b. Les pattes en trois segments
2. Des écarts de conceptions entre « dessin » et « oral »
a. Forme de la tête
b. Sourire
c. Discussion
VI. Apprendre à observer 
1. Etat des lieux
2. Les dessins d’enfant
a. Les dessins d’enfant
b. Une pédagogie du dessin
3. Qu’observent les enfants?
a. Observer pour comprendre
b. Utilisation de schémas dans l’apprentissage de la biologie à l’école
VII. Conclusion 
VIII. Bibliographie
IX. Sitographie
X. Table des Annexes

Lire le rapport complet