Enseignement expérimental

Atelier 2
Enseignement expérimental : apports et
limites de quelques innovations
280
L’expérience en Sciences de la Vie et de la Terre en matière de formation des professeurs en expérimentation
assistée à l’ordinateur, les actions de formation en SVT des professeurs au Burkina.
Adama KAOLA
Inspecteur de l’enseignement secondaire.
Burkina Faso
I Brève présentation de l'enseignement secondaire au BURKINA FASO
1°) Etat des lieux
L'enseignement secondaire général se caractérise par la faiblesse de ses infrastructures et la massification de ses
effectifs surtout dans les grands centres urbains.
Quelques indicateurs
Le nombre d'établissements lycées et collèges pour l'année scolaire 1998-1999 était d'environ 329 (189
établissements publics et 140 établissements privés)
- le taux d'accès oscille entre 10% et 12%.
- le taux brut de scolarisation au secondaire était de 11.14 % en 1998-1999.
- Les effectifs d'élèves par classe sont de :
*80 en moyenne pour le premier cycle
*60 en moyenne pour le second cycle.
- Le rendement interne et les succès aux examens demeurent faibles 23.20% au premier cycle et 28.5% pour le
second cycle.
- Les causes se situent à deux niveaux :
• insuffisance des infrastructures et des équipements
• insuffisance du nombre d'enseignants surtout dans les disciplines scientifiques mathématiques, sciences
physiques et chimie et sciences de la vie et de la terre
2°) La stratégie de développement de l'enseignement secondaire
Pour faire face à cette situation l'état burkinabé développe des efforts dans deux directions :
au plan quantitatif : des efforts sont faits dans la mise en place d'une politique de développement quantitatif de
l'enseignement secondaire avec l'appui des collectivités locales et des partenaires extérieurs (construction de
nombreux établissements dans les provinces et dans les départements ; incitation du privé à investir dans la
construction d'établissement secondaire, recrutement de nombreux enseignants) ;
au plan qualitatif : la mise en place de structures de formation et d'encadrement du personnel enseignant et de
direction (Ecole normale supérieure de KOUDOUGOU, Direction des Inspections et de la Formation des
Personnels de l'Education…)
3°) Situation de l'enseignement de SVT
L'enseignement de SVT est à l'image du tableau dressé plus haut. A cause de la surcharge des classes et du
dénuement en outils didactiques, on note une forte tendance au niveau des enseignants à dispenser des cours
uniquement théoriques. Quand il y a des manipulations, elles servent de démonstration ou d'illustration d'un
phénomène scientifique. Elles sont la plupart du temps conduites uniquement par le professeur. Cette situation n'est
pas une fatalité ; en développant certaines initiatives, l'on peut faire autrement et les instructions officielles invitent
à cela. Elles préconisent la mise en œuvre de méthodes actives sous tendues par une dynamique de travaux
pratiques réalisables avec les moyens de l'environnement immédiat. Cette approche ne doit pas occulter les
obstacles à surmonter pour promouvoir et consolider l'enseignement scientifique expérimental dans nos lycées et
collèges. Ces obstacles se rencontrent à différents niveaux.
-
le volet salles spécialisées, équipements et fonctionnalité.
De nombreux établissements ne sont pas dotés de salles spécialisées. Les rares laboratoires existants dans les
principaux établissements du pays ne sont pas toujours fonctionnels pour des raisons multiples(non-renouvellement
des équipements et des produits, absence d'entretien par manque de laborantin, exiguïté des salles, faible
fréquentation de ces labos par les enseignants..)
-
le volet formation pédagogique :
De nombreux enseignants manquent de formation adéquate à la pratique expérimentale dans le cadre de leur
enseignement.
-
le volet massification des effectifs dans les classes
281
Les grands groupes constituent une source de difficultés. Nous sommes confrontés à ces difficultés car il se trouve
que les rares laboratoires sont dans les principaux établissements, et c'est là aussi que l'on rencontre les grands
groupes.
Le séminaire inter africain de SVT tenu à Yamoussokro en république de COTE D'IVOIRE en novembre 1998 avait
fait à peu près le même constat en ce qui concerne la plupart des pays francophones d'Afrique et de l'Océan indien.
Il invitait de ce fait à une réhabilitation de l'enseignement scientifique expérimental dans ces différents pays.
Faisant sienne cette recommandation qui va dans le sens des efforts que fait le BURKINA pour l'amélioration de la
qualité de l'enseignement secondaire général et technique, l'inspection de SVT a conçu et mis en route un
programme de formation et de recyclage des professeurs de sciences à la pratique expérimentale.
Il s'agit de séminaire-ateliers sur les manipulations en sciences et de séminaires de formation à l'expérimentation
assistée par ordinateur(EXAO)
II Quelques actions de formation
1°) Au niveau de la formation initiale.
Dans le cadre de la formation des élèves professeurs, l'inspection de SVT fait deux types d'intervention.
La première intervention porte sur les manipulations en SVT au lycée et au collège. A ce niveau, la conception, la
forme et la manière de conduire les travaux pratiques dans l'enseignement secondaire sont abordée. Une distinction
est faite entre des TP entrant dans le cadre d'une démarche pédagogique de découverte, de redécouverte et des TP de
démonstration ou d'illustration etc.
La deuxième forme d'intervention consiste à dispenser aux élèves professeurs une formation pratique sur les
manipulations. Cette formation est donnée dans un laboratoire de lycée. Elle est conçue par l'inspection et dispensée
par un encadreur, un conseiller pédagogique notamment..
2°) Au niveau de la formation continue :
2-1 les séminaires-ateliers
a) Les objectifs
- recycler sur le plan technique les enseignants aux travaux pratiques
-amener les enseignants de SVT à intégrer les manipulations dans leur tâche quotidienne
-amener les enseignants à mieux fréquenter les laboratoires de sciences
-familiariser les enseignants avec le matériel expérimental
- développer leurs aptitudes à concevoir et à réaliser des TP contextualisés
- leur apprendre à confectionner du matériel didactique simple à partir de matériaux locaux et/ou de récupération
- amener les enseignants à appliquer les mesures de sécurité au laboratoire
En direction des responsables d'établissement
- les sensibiliser sur l'importance didactique des manipulations en sciences expérimentales
Ces séminaires sont préparés et exécutés avec l'appui financier du Projet Enseignement Post primaire (PEPP). Cet
appui nous a permis de nous doter de certains produits et réactifs ( acides, bases, alcools, sels, colorants, milieu de
culture, matériel de chromatographie, acétone éther de pétrole, benzène, liqueur de Fehling etc.). Cette dotation
servira aux équipes d'encadrement lors des tournées de formation.
Une vingtaine d’ateliers est prévue pour l’ensemble des professeurs soit environ 700 participants. Ces ateliers
doivent s’étaler sur une période de deux ans (2000-2001). Chaque atelier regroupe au maximum une trentaine de
participants et est animé par une équipe de 4 formateurs soit un inspecteur et trois conseillers pédagogiques
b) La méthodologie
b.1 La préparation
Choix des manipulations
- une liste de manipulations susceptibles d'être réalisées en classe soit par le professeur soit par les élèves a été
dressée par l'inspection sur la base des programmes officiels de SVT de la 6ème à la terminale.
Titre des manipulations
1- étude expérimentale des conditions de la germination d'une graine.
2- étude expérimentale des conditions de la croissance d'une plante.
3- étude de la multiplication végétative chez les végétaux.
4- nutrition des plantes vertes (besoins nutritifs, échanges gazeux, séparation des pigments chlorophylliens).
5- études d'une roche (caractères physiques et chimiques).
6- dissection d'un mammifère.
282
7- étude de la composition chimique d'un os.
8- étude de la composition du lait et du pain.
9- digestion de l'amidon par l'amylase salivaire.
10-étude des mouvements réflexes chez la grenouille.
11 -mise en évidence des constituants du sang.
12- études des tissus animaux et végétaux.
13- dosage du calcaire d'un sol.
14- étude de la cellule.
15- étude des échanges cellulaires.
16- étude des propriétés du tissu nerveux.
17- étude de la respiration tissulaire.
18- mesure de l'intensité respiratoire.
19- étude de la fermentation.
20- physiologie du muscle et du cœur.
Validation.
Les manipulations ont été validées par les conseillers pédagogiques. Cela a consisté à tester leur faisabilité et à les
adapter au contexte local caractérisé par l'absence et/ou l'insuffisance de certains produits et appareils …) Cette
opération s'est fait dans un laboratoire d'un lycée de la capitale. Pour la réaliser, il a fallu aussi, solliciter le concours
de certains établissements secondaires et le concours de l'Université de OUAGA pour rassembler les produits et les
matériels nécessaires au montage des manipulations.
b.2 la réalisation pratique
Chaque atelier se tient dans un lycée possédant un laboratoire. Un professeur de l'établissement d'accueil de la
formation est choisi comme facilitateur par l'inspection. Ce dernier fait un premier travail exploratoire sur
l'équipement du laboratoire qui servira de site pour la formation. Il se fait aider si possible par un garçon de
laboratoire. Une fois sur place l'équipe de formation (l'inspecteur et les 3 CP) appuyée par le professeur facilitateur
et le garçon de labo. préparent les salles de TP et installent le nécessaire pour les différentes manipulations selon le
programme établi.
L'atelier dure cinq jours. Après l'accueil des participants, les travaux débutent par la communication des objectifs de
la formation par l'équipe d'encadrement et par un exposé débats sur la sécurité au laboratoire. Les différentes
manipulations seront réalisées par les participants organisés en petits groupes ; chaque formateur encadre un ou deux
groupes au maximum. Un système de rotation est mis en place pour permettre à tous les groupes de faire toutes les
manipulations au bout des cinq jours. Chaque jour une évaluation de l'exécution des différents types de
manipulations programmées est faite pour mesurer les succès et les échecs ; ce qui permet d'apporter des correctifs
pour les prochaines séances.
En marge des travaux, l'équipe d'encadrement saisit l'occasion pour donner des conseils sur la tenue du laboratoire
(rangement, nettoyage, montage de certains appareils…) au professeur facilitateur et à son aide.
A l'occasion de ces ateliers les responsables de l'établissement d'accueil sont sensibilisés sur la nécessité d'une bonne
gestion des laboratoires et sur l'appui qu'ils doivent apporter aux professeurs.
-
Nous sommes en retard sur notre chronogramme car à ce jour, nous avons tenu seulement 4 séminaires-ateliers
dans quatre provinces (GOURMA, KOURITENGA PASSORE, NAHOURI). Les autres sessions sont
programmées et certaines seront réalisées dans le courant de l'année en cours.
c) le suivi évaluation
Il se fait au cours des visites de classe et sera systématisé à la fin de la formation.
2-2) Les séminaires de formation en EXAO
Depuis février 1993, quinze établissements publics d’enseignement secondaire de notre pays ont reçu du matériel
d’expérimentation assistée par ordinateur (EXAO) pour l’enseignement de SVT. Ce matériel est composé de
logiciels, de systèmes multifonctions (interface), de capteurs, etc.
L’expérimentation assistée par ordinateur est une application de l’informatique à l’enseignement des sciences
expérimentales et des sciences de la vie et de la terre en particulier. Elle offre à l’enseignement des sciences une aide
précieuse dans la réalisation des travaux pratiques et dans la recherche d’un enseignement expérimental, lequel
devrait se manifester par les avantages suivants :
-
une plus grande possibilité de motivation des élèves
un meilleur apprentissage des notions et concepts scientifiques et partant une meilleure atteinte des
objectifs de l’enseignement des sciences ;
une meilleure gestion des grands effectifs sur le plan de l’apprentissage expérimental ;
une exploration plus accessible du réel
une plus grande sécurité et précision dans les manipulations
une redécouverte du concept de la mesure
283
-
une automatisation de la prise de mesure
une économie de temps ;
-
une plus grande opportunité d’utilisation, et d'appropriation des nouvelles technologies
etc.
Des visites effectuées dans les laboratoires des établissements dotés de ce matériel EXAO, et les entretiens
menés avec les professeurs de SVT des dits établissements ont permis de faire le constat suivant :
- dans la plupart des établissements équipés en matériel EXAO, les enseignants de sciences en général, de
SVT en particulier ignoraient la présence de ce matériel dans leur laboratoire.
- la grande majorité des enseignants de SVT ne sait pas utiliser ce matériel EXAO, car n’ayant jamais été
formée à cela.
Pour lever les différents obstacles à l’utilisation efficiente de ce matériel, l’inspection lors de son séminaire de
formation en informatique (septembre 1999 à BOBO Dioulasso) des inspecteurs et conseillers de SVT y a
inclus un volet formation en EXAO. Ce qui lui a permis par la suite de concevoir et de mettre en route un plan
de formation des professeurs des établissements bénéficiaires du matériel en question.
Ce plan qui s’étale sur deux ans comprend :
- pour la première année la formation de 54 professeurs par une série de trois séminaires soit dix huit (18)
professeurs par séminaire ;
- pour la deuxième année également, la formation de 54 professeurs par une série de trois séminaires
Dans la conception de ces séminaires c'est à dire au plan méthodologique, chacun d’eux est précédé de trois
jours de préparation et de montage du matériel et du test des expériences. Ces préparations doivent être répétées
à chaque séminaire pour permettre d’intégrer les leçons tirées de la session précédente et faire les rectificatifs
nécessaires.
a) les objectifs
- connaître des notions de base en informatique
- connaître l’EXAO et sa place dans l’enseignement des sciences ;
- intégrer l’EXAO dans sa pratique enseignante
b) le contenu des formations
- notions de base en informatique
- le matériel EXAO
l’interface SMF 100
les logiciels/ exabio, ECG, nerf, myo-cardio
les capteurs
- les travaux pratiques
respiration
électrocardiographie
photosynthèse
électrophysiologie du nerf
myographie
Pour cette année scolaire 2000-2001 nous avons pu réaliser à BOBO Dioulasso deux sessions au profit des
enseignants des établissements de Ouagadougou, Banfora, Gaoua et Koudougou..
Les professeurs ont accueilli favorablement cette formation. Un bilan global sera fait et un programme de suivi de
l'application dans les classes sera aussi établi. Mais d'ores et déjà nous avons noté que les logiciels, les capteurs etc.
sont légèrement dépassés au regard des nouveaux produits qui sont sur le marché.
III Bilan partiel
Le bilan à mi-parcours montre que les enseignants ayant accueilli favorablement ces ateliers se sont engagés à tout
mettre en œuvre pour changer leur façon d'enseigner.
284
Une innovation pédagogique pour l’enseignement de la chimie : la microchimie utilisant les Kit(1). Points de
vue de deux catégories d’enseignants.
SALIOU KANE
IBRAHIMA CISSE
Formateurs au Département de Sciences physiques.
Ecole Normale supérieure de Dakar - Université Cheikh Anta Diop –
Sénégal.
²
Résumé .
Le présent article rend compte de résultats d’enquêtes menées sur la microchimie utilisant les Kit* auprès d’un
public constitué de deux catégories d’enseignants : des élèves-professeurs en situation de formation initiale et des
professeurs titulaires en exercice dans les lycées.
Tous les deux groupes ont été formés à l’utilisation du matériel de microchimie; les uns pendant la formation initiale
et les autres pendant des sessions de formation continue.
Au terme de la formation qu’ils ont reçue nous les avons interrogé sur les qualités pédagogiques de l’outil didactique
ainsi que sur les avantages, les inconvénients de la microchimie et sur l’opportunité d’introduire ce type de matériel
dans le système éducatif sénégalais.
Le mode didactique de familiarisation au référent se prete mieux au Kit qu’au matériel standard du fait de ses
caractéristiques physiques.
Mots – Clés : microchimie, Kit, élève – professeur, professeur, avantage, inconvénient.
I.INTRODUCTION.
L’enseignement de la chimie, discipline expérimentale par excellence, est largement affecté par les
conditions précaires qui prévalent dans les établissements scolaires de beaucoup de pays, en particulier dans les
établissements des pays en développement. L’absence et/ou le manque de salles spécialisées, de personnels qualifiés
(professeurs et laborantins), les effectifs pléthoriques des classes qui caractérisent la plupart de ces pays sont autant
de facteurs défavorables à un enseignement expérimental de la chimie. On assiste alors dans ces pays à une dérive
de plus en plus accentuée vers un enseignement théorique de la discipline avec comme corollaire la démotivation
des élèves qui se trouvent ainsi privées de l’acquisition des techniques expérimentales les plus simples.
A l’échelle internationale ce constat justifie de nombreuses rencontres qui sont organisées pour rechercher les voies
et moyens d’améliorer la qualité de l’enseignement des sciences physiques par la prise en compte effective de la
dimension expérimentale de ces disciplines dans les conditions précaires qui sévissent dans la plupart des pays [12].
Des démarches innovantes sont en expérimentation pour faire manipuler le plus grands nombres d’élèves avec des
équipements à moindre cout [3]. Ainsi depuis un certain temps il y a eu une tendance à réduire les dimensions et le
cout de l’équipement et du matériel utilisé dans les travaux pratiques de chimie. Plusieurs pays ont déjà entrepris des
programmes dans cette direction, par exemple les USA, le Japon , la France, l’Inde et la Grande Bretagne. La
« Microchimie » est devenue une des alternatives adoptées par quelques pays occidentaux et africains [4].
Dans le cadre de cette « nouvelle » chimie le CENTRE RADMASTE (Centre for Research and Developpement in
Mathematics, Sciences and Technonology Eduction) qui est un centre de recherche-développement basé à
Johannesburg, spécialisé dans l’éducation en mathématiques, sciences et technologie, a depuis quelques années, mis
au point des Kit de microchimie.
Les Kit ont d’abord été expérimentés en Afrique du Sud et à tous les niveaux d’enseignement et l’expérimentation
mène, semble – t – il, à des résultats satisfaisants. Ils ont été aussi expérimentés au Cameroun dans le cycle
secondaire, en Côte d’Ivoire, au Niger, pour ne citer que ces pays [5-6].
Au Sénégal, au département de sciences physiques de l’Ecole Normale Supérieure de Dakar, une initiation aux
techniques de microchimie a été introduite dans le programme de formation des élèves professeurs. Plusieurs
expériences initialement réalisées avec le matériel classique standard seront reprises avec les Kits de microchimie à
titre de comparaison. Parmi ces expériences il faut citer la préparation du dihydrogène, la préparation du dioxygène,
la réalisation de la pile Daniel, l’électrolyse de l’eau, la réduction de l’oxyde de cuivre (II) et la réaction
d’estérification.
En vu d’une extension de l’expérimentation à d’autres écoles du pays, les professeurs principaux de sciences
physiques, généralement animateurs des cellules pédagogiques dans leur établissement, les conseillers pédagogiques
en service dans les pôles régionaux de formation ont été également formés à l’utilisation du matériel de microchimie
à l’occasion de sessions de formation continue [7].
1
- Kit : il s’agit d’un matériel en miniature utilisant de faibles quantités de substance. La chimie utilisant de telles quantités
est communément appelée « microchimie ». Pour le lecteur nous avons joint en annexe les schémas et précisé quelques
unes des caractéristiques de ce type de matériel (matière première, forme géométrique, dimensions et schémas).
285
Au terme de la formation reçue par les élèves-professeurs et les professeurs, dans un but évaluatif afin de tirer des
recommandations à soumettre aux autorités éducatives du Sénégal, nous les avons tous interrogé sur les qualités de
l’outil didactique, le Kit, et sur les avantages et inconvénients de la microchimie utilisant cet outil. En fin nous avons
demandé leur avis sur l’opportunité d’introduire ce type de matériel pour l’enseignement de la chimie au Sénégal
3.1 Qualités du support didactique.
Les professeurs, de par leur expérience professionnelle, ont su répondre à cette partie. Les élèves-professeurs se sont
surtout prononcé sur les avantages et inconvénients de la microchimie.
Caractéristiques physiques du support
Les caractéristiques suivantes ont été citées par les professeurs :
- les dimensions du Kit sont réduites comparées à celles des appareils conventionnels,
- le Kit est à la fois transparent, léger, robuste et simple.
Implications d’ordre psychologique.
Les élèves connaissent bien la matière première du Kit (le polystyrène),
Il y a une démythification du dispositif expérimental comparé au dispositif conventionnel souvent trop sophistiqué et
volumineux ;
la manipulation de l’outil est aisée ;
les élèves éprouvent un plaisir à manipuler l’outil ;
la motivation de l’élève d’apprendre la chimie est accrue du fait de la possibilité de manipuler.
Implications d’ordre pédagogique.
Le Kit permet à la fois le travail en groupe restreint et le travail individuel,
Le laboratoire devient individuel et transportable,
La possibilité est offerte à l’élève de reprendre les manipulations en dehors de la classe pour consolider les acquis ou
pour refaire les expériences non réussies en classe,
Il y a la possibilité pour l’élève de réaliser d’autres expériences que celles imposées par le professeur,
Le matériel développe l’esprit de recherche et d’initiative de l’élève,
Le matériel développe l’autonomie de l’élève,
L’outil développe mieux l’habileté gestuelle que le matériel conventionnel,
Il développe mieux le savoir faire expérimental que le matériel conventionnel,
Le Kit est un véritable outil de construction du savoir à la portée de l’apprenant,
3.2. Avantages et inconvénients de l’utilisation des Kits.
Pour chaque avantage et chaque inconvénient identifiés nous avons calculé la fréquence (pourcentage des
répondants ayant cité ce type d’avantage ou d’inconvénient) .
Les résultats sont consignés dans le tableau ci-après :
Inconvénients et avantages de la microchimie utilisant les Kits selon les stagiaires et les professeurs en exercice
Avantages
Item
Inconvénients
Fréquence
Item
S
P
M
Matériel non encombrant
Facile à transporter
56
50
60
61
58
55
Facile à conserver
55
55
55
Résiste au choc
Economie des produits
37
75
50
83
44
79
Moins de danger
Possibilité de faire
manipuler tous les élèves
Evite la pollution
12
75
50
77
31
76
-------
58
-----
Protection de l’environnement.
50
Fréquence
S
P
M
Ne résiste pas à la chaleur
Manipulation difficile
du fait de la miniaturisation
Expériences qualitatives
souvent non quantitatives
Observations des faits difficiles
Impossibilité pour le prof de
suivre individuellement les élèves.
Dangers du fait de l’accès facile
Utilisation impossible
²de certains produits.
Matériel difficile à nettoyer
12
56
35
60
24
58
6
10
8
25
12
31
20
28
16
12
---
15
10
14
----
40
----
Matériel onéreux
-------
10
----
20
----
20
----
Matériel non utilisable en TP cours
Matériel non utilisable en expérience de
démonstration (professeur)
NB : S = stagiaire ; P = professeur ; M = moyenne arithmétique des réponses en pourcentage
286
Ces résultats appellent les commentaires suivants :
1. Sur beaucoup de points nous avons constaté une correspondance parfaite sur les inconvénients et avantages cités
et leurs fréquences dans les réponses fournies par les deux catégories de répondants :
- Pour plus de la moitié des interrogés, soit 56% des stagiaires et 60% des professeurs, la manipulation du Kit n’est
pas aisée du fait de sa miniaturisation. Les fréquences enregistrées pour les autres inconvénients sont en général
inférieures à 30.
- Si les répondants trouvent que le matériel est difficile à manipuler il n’en demeure pas moins qu’ils le trouvent en
moyenne non encombrant (58%) et donc facile à transporter (55%).
- Ils pensent surtout à grande majorité que ce matériel permet d’économiser les produits (79%) et de faire manipuler
tous les élèves (76%)
- A une exception près la fréquence est inférieure à 30% pour tous les inconvénients cités.
2. Mais nous constatons que certains aspects soulignés par les professeurs ne l’ont pas été par les stagiaires.
C’est le cas pour les avantages liés à la préservation de l’environnement, et les inconvénients liés au fait
que la microchimie n’est pas utilisable pour certains types d’expériences tels que les expériences de cours.
3.3. Introduction des Kit dans l’enseignement de la chimie au Sénégal.
Les résultats enregistrés à ce sujet sont mitigés. En effet on a noté que :
38% des répondants sont favorables à l’introduction de la microchimie dans l’enseignement au Sénégal,
38% sont défavorables à cela,
15% sont indifférents,
9% ne se sont pas exprimés sur la question.
Par ailleurs 75% de ceux qui sont favorables pour l’introduction de ce type de matériel dans le système
d’enseignement sénégalais proposent des solutions d’adaptation :
- « déminiaturisation » du matériel,
- conception du matériel avec des matériaux mieux adaptés que le plexiglas,
- utilisation alternée des Kit et du matériel standard afin de solutionner certaines limites constatées pour
l’emploi des Kit .
4.CONCLUSION.
Au terme de cette étude nous constatons que les enseignants ont une bonne perception de la microchimie utilisant les
Kit du fait des qualités du support et des avantages multiples liés à ce type matériel. Un peu plus du tiers des élèvesprofesseurs sont d’accord pour l’introduction de ce type de matériel dans l’enseignement de la chimie au Sénégal.
Des solutions d’adaptation sont cependant proposées.
Bibliographie :
1.Actes du séminaire international sur l’amélioration de la qualité de l’enseignement des sciences ( BASE, Dakar,
1992).
2. Djouka., A., (1996)., Des rencontres de Grand Bassam au séminaire deYaoundé., Actes du séminaire
d’Harmonisation des Programmes de Sciences Physiques et de Technologie dans les pays francophones d’Afrique et
de l’Océan Océan Indien tenu à Yaoundé du 13 au 19 mars 1996., 13.
3. EASTES., E., (1999). Conférence sur la microchimie., Actes du séminaire d’Harmonisation des Programmes de
Sciences Physiques et de Technologie dans les pays francophones d’Afrique et de l’Océan Océan Indien tenu à
Ouagadougou du 21 au 27 avril 1999., 77.
4. BRADLEY., J., (1997). Le programme de microchimie développé en Afrique du Sud. Actes du séminaire
d’Harmonisation des Programmes de Sciences Physiques et de Technologie dans les pays francophones d’Afrique et
de l’Océan Océan Indien. tenu à Dakar du 9 au 15 avril 1997, 56-57.
5. BRADLEY., J., (1997). Worksheets for students « basic » - Radmaste michrochem Educational Product &
systems – SOMMERSET. Republic of South Africa.
6. BRADLEY., J., (1997).Manuel for lectrers & teachers « advanced » - Radmaste michrochem Educational Product
& systems – SOMMERSET. Republic of South Africa.
7. NDIAYE, A., et all,. (1999), Actes du séminaire de formation continue des professeurs de sciences physiques des
régions de Kolda et Saint Louis du Sénégal., 21.
287
Les effets d’une pédagogie interactive et d’intégration sur la motivation et la compréhension dans
l’enseignement des sciences expérimentales. Recherche empirique dans le cours de physique au lycée.
RATZUI Iona
ENS/UCAD
INTRODUCTION
Nous présentons dans cette communication les résultats d'un travail de recherche qui a eu lieu à Dakar, au Sénégal
auprès de 766 élèves (24 classes) du cycle secondaire en physique, entre novembre 1998 et mars 19991. La
présentation sera structurée en quatre parties : (1) Dans la première, après quelques réflexions sur l'enseignement des
sciences, nous présentons notre conception d'une pédagogie situationnelle interactive et d'intégration, la questionproblème, la définition des variables et les hypothèses formulées termineront cette partie. (2) Dans la deuxième
partie nous allons présenter le dispositif expérimental de la recherche. (3) La troisième partie concernera la
présentation et la discussion des résultats obtenus à travers deux types d'analyses : une analyse psychométrique
(normative) et une analyse édumétrique (critérielle). (4) Enfin la dernière partie présentera les conclusions générales
permettant de dégager les implications théoriques, méthodologiques et pratiques de cette recherche.
1.
QUELQUES REFLEXIONS SUR L’ENSEIGNEMENT DES SCIENCES ; NOTRE CONCEPTION
D’UNE PEDAGOGIE SITUATIONNELLE, RENFORCEE, INTERACTIVE ET D’INTEGRATION
1.1. Le sens (ou plutôt le manque de sens) dans les apprentissages
Nombreux sont encore ceux qui croient que les problèmes de l'enseignement des sciences tiennent essentiellement à
des difficultés de la matière ou encore au manque d'aptitude des élèves pour l'apprentissage des sciences. Les
médiocres résultats enregistrés au Sénégal… (mais aussi en Belgique, France ou dans d'autres pays) par les élèves en
sciences expérimentales traduisent avant tout un manque de motivation à apprendre les sciences et/ou de
disponibilité des connaissances scientifiques pertinentes. Le manque de disponibilité des connaissances pertinentes
(déclaratives et procédurales) seraient largement dues à leurs caractères abstrait et parcellaire sans lien avec les
situations pratiques familières. Dans la plupart des cas on observe l'application simpliste et abusive des symboles
mathématiques ou des procédures (algorithmes à appliquer) sans référence aux enjeux pratiques quotidiens. Par
conséquent, les difficultés de traitement cognitif des concepts, lois, phénomènes ou situations présentées en cours
relèvent, principalement, de l'incapacité de l'élève à donner du sens, à conceptualiser les grandeurs physiques et les
lois dont se sert la physique pour décrire les phénomènes du monde qui nous entoure. Et implicitement, à les
transférer vers des situations autres que celles traitées en classe.
1.2. Sens discursif et signification argumentative du monde
Parmi les nombreuses définitions du sens nous avons fait nôtre, celle proposée par Galatanu (2000) selon laquelle le
sens désigne “ l'association de deux ou plusieurs représentations proposées par un sujet parlant dans un acte
discursif, dans une situation discursive ” (p. 29). Cette perspective du sens discursif et de son caractère
essentiellement argumentatif s'articule avec une conception de l'apprentissage à la compréhension, permet
l'acquisition des compétences indispensables aux fonctions scientifiques essentielles, à savoir décrire, expliquer,
prédire et contrôler le monde autour de nous.
Peut-on dès lors proposer aux élèves au cours de physique des situations d'apprentissage à l'intérieur des dispositifs
d'enseignement/apprentissage susceptibles de les motiver afin de leur permettre d'acquérir des connaissances (et des
stratégies cognitives) significatives (c'est-à-dire applicables et transférables) ?
Ceci nous amène à formuler la question-problème de notre étude : Est-ce qu'une pédagogie situationnelle renforcée,
faisant appel à un dispositif (contenus et stratégies) construit selon le modèle d'apprentissage interactif ILM
améliore la motivation à apprendre les sciences, ainsi que la compréhension scientifique des concepts et des
phénomènes physiques impliqués dans le cours de physique ? Autant de concepts et de variables que nous nous
employons à préciser et à opérationnaliser.
1.3. Type de pédagogie pratiquée (Variables indépendantes)
Dans le cadre de l'expérimentation, les élèves répartis en trois groupes devraient suivre le même cours mais à travers
trois types d'approches pédagogiques :
- G3 - Groupe contrôle - selon une pédagogie classique,
- G2 - Groupe expérimental n°2 - selon une pédagogie situationnelle commune,
G1 - Groupe expérimental n°1 - selon une pédagogie situationnelle renforcée, interactive et d'intégration.
1
L'étude a fait l'objet d'une thèse en didactique des sciences, présentée en septembre 2000 à l'Université Catholique de Louvain.
288
La pédagogie classique est, dans la présente recherche, une manière de concevoir les activités
d'enseignement/apprentissage à partir d'une situation-problème introductive insuffisamment exploitée. Les élèves
sont invités à répondre à des questions portant sur certains concepts, lois ou phénomènes concernés ainsi qu'à
résoudre des applications (exercices d'examen donnés les années précédentes). Il s'agit principalement d'illustrer
l'applicabilité de la théorie enseignée, et de préparer aux épreuves d'évaluation à l'occasion d'interrogations ou
d'examens.
Une pédagogie situationnelle commune fait référence en début de cours à une situation-problème qui constitue
l'objet d'un débat entre un ou deux élèves et le professeur. Celui-ci, apporte les corrections nécessaires pour dégager
la solution. A chaque moment important de la séquence, les élèves sont invités à donner leur avis sur les
questionnements que le professeur formule à cet égard. A la fin du cours, des questions d'application qualitative et
des applications semblables à celles de l'examen sont proposées.
Avant de préciser le sens des trois attributs du type de pédagogie proposée dans le groupe G1 attardons-nous sur le
modèle d'apprentissage ILM.
1.4. Le modèle d'apprentissage interactif “Interactive Learning Model” (ILM)
Plutôt que de concevoir l'apprentissage comme un procédé linéaire où se succèdent les recours à la mémoire
sensorielle, celle de travail et la mémoire à long terme, Tennyson & Nielsen (1998) proposent2 un modèle flexible et
adaptatif (figure 1). Au lieu d'une approche réductioniste étudiant les composantes indépendamment, le modèle ILM
insiste sur le traitement cognitif actif et non-linéaire des différentes composantes en interaction avec l'environnement
externe.
Figure 1 : Modèle d'apprentissage interactif “ Interactive Learning Model ” (ILM) d'après Tennyson & Nielsen
1998, p.9
ENVIRONNEMENT EXTERNE
et
CONDUITE EXTERNE
(Action)
RECEPTEURS
SENSORIELS
(Mémoires)
CONTRÔLE EXECUTIF
(Méta/Automatique)
* Perceptions
* Attention
* Ressources (effort)
STRATEGIES
COGNITIVES
* Construction
(développement d'un
nouveau savoir et
des stratégies)
* Différentiation
(sélection du savoir)
* Intégration
(restructuration
et élaboration
de savoir)
2
AFFECT
* Motivation
* Sentiments
* Attitudes
* Emotions
* Anxiété
* Valeurs
BASE DU
SAVOIR
* Savoir déclaratif
(savoir que)
* Savoir procédural
(savoir comment)
* Savoir contextuel
(savoir
pourquoi
quand
et
où)
Nous signalons que, juste avant le démarrage de l'expérimentation-recherche, nous avons eu connaissance d'un article de Tennyson & Nielsen. Dans
une section spéciale consacrée aux domaines affectif et cognitif de l'apprentissage, ils proposaient un modèle d'apprentissage Interactive Learning
Model for Instructional Design (que nous traduisons par modèle d'apprentissage ILM), très complexe, destiné à fournir une explication éducative à
l'apprentissage en général (figure 1).
289
Notons les principales directions suivies : les éléments affectifs représentent une composante intégrale du système
cognitif, les éléments linéaires et non-linéaires de la cognition sont abordées simultanément, il y a une interaction
entre le contenu disciplinaire et les stratégies cognitives pour élaborer des stratégies cognitives d'ordre supérieur.
Nous avons, par conséquent, retenu et adapté un dispositif d'enseignement en accord avec les postulats socioconstructivistes issus des derniers travaux théoriques et de recherches, susceptible de favoriser par son approche de
l'apprentissage la construction des connaissances transférables. Si le transfert de l'apprentissage renvoie (dans la
foulée des travaux de Palincsar & Brown 1984, Barth 1993 et Frenay 1994) à la capacité d'un apprenant à résoudre
des nouvelles situations, nous avons conclu que les cinq conditions suivantes seraient incontournables : (1) La
nécessité qu'une structure d'accueil pertinente existe pour l'assimilation des nouvelles informations (données) ; (2)
La nécessité que cette structure soit effectivement mobilisable dans les situations de transfert ; (3) La nécessité que
les informations fournies à l'apprenant doivent être assimilées par lui-même - compte tenu de sa structure d'accueil
et de sa capacité de l'activer en ce moment -; (4) La nécessité de créer des environnements d'apprentissage et de
mises en scène didactiques capables de motiver et intéresser davantage les élèves ; (5) La nécessite que les
situations-problèmes proposées soient socio-contextualisées et personnalisées de telle manière qu'elles puissent
susciter réellement chez les élèves une dynamique motivationnelle et de réflexion dans le travail qu'en tant
qu’expérimentateurs on proposait aux enseignants (et indirectement aux élèves). Le grand nombre de paramètres à
prendre en compte a suscité, dans un premier temps, notre inquiétude. Le modèle d'apprentissage interactif ILM
nous a aidé et conforté sur cet aspect. Il fournit une explication pertinente pour les variables complexes et diverses
qui interviennent dans l'apprentissage et que nous avons prises en considération, car nous les considérons
nécessaires, pour mettre régulièrement les élèves en situation de mobiliser leurs connaissances antérieures et les
confronter à des situations-problèmes nouvelles3
Comme la quasi totalité des variables, impliquées dans le modèle d'apprentissage ILM de Tennyson & Nielsen
(figure 1), faisaient l'objet de manipulations et de mesures dans notre dispositif de recherche, nous en avons conclu
qu'on pourrait l'utiliser et le mettre à l'épreuve en tant que modèle théorique de base.
1.5. Pédagogie situationnelle renforcée, interactive et d'intégration
Précisons le sens que nous donnons à chacun des trois attributs cités :
Pédagogie situationnelle renforcée, dans la mesure où elle fait appel à des situations-problèmes en début, pendant et
à la fin du cours, à des situations d'apprentissage contextualisées, dans lesquelles les données à traiter sont
complexes et variées, selon une approche présentée dans le schéma de la figure 2.
3
Des situations-problèmes issues d'un contexte riche en signification, de vrais problèmes du monde qui doivent avoir les caractéristiques suivantes :
a) contexte du monde réel ; b) comportant des énoncés qui n'identifient pas explicitement ce qu'on a besoin de trouver ; c) comportant des
informations qui peuvent ne pas être nécessaires pour résoudre le problème ; d) un certain manque d'application qui demande aux élèves de faire des
hypothèses raisonnables pour résoudre le problème (Heller & al. 1992).
290
Figure 2 : Schéma de la méthodologie d'approche
par situation-problème (S-P)
SITUATION
PROBLEMATIQUE
ETONNANTE
1ère tentative pour
trouver
une
solution
NOUVELLE PHASE,
CONCEPT ou LOI (1)
Des consignes, questions,
suggestions, nouvelle S-P,
interactions individualisées ou
avec les groupes guideront les
élèves
NOUVELLE PHASE,
CONCEPT ou LOI (2)
Une nouvelle S-P, à
travers des consignes
appropriées doit faire
rebondir le débat
NOUVELLE PHASE,
CONCEPT ou LOI (3)
A partir de l'exploitation
des travaux effectués, la
S-P initiale va être reprise
et discutée
MISE EN COMMUN
du travail individuel et de groupe
SOLUTION
de la S-P présentée au
début de la séquence
- Synthèse du cours,
- Relations entre STS
- Décrire et expliquer
d'autres situations du
monde autour de nous
- Problème-exercice
Pédagogie interactive, au sens donné par Tennyson & Nielsen (1998), où cinq sous-systèmes différents (de
récepteurs sensoriels, du contrôle exécutif, des affects, des stratégies cognitives et de la base du savoir) interviennent
dans l'apprentissage et réagissent les uns par rapport aux autres.
Pédagogie d'intégration, dans un double sens : faire appel à des situations complexes (situations-problèmes)
nécessitant et permettant non pas la juxtaposition des compétences (spécifiques, démultiplicatrices, stratégiques et
dynamiques) mais leur intégration réciproque et au sens d'intégrer dans les situations d'apprentissage contextualisées
et fonctionnelles des moments d'apprentissage systématiques organisés selon des progressions rigoureuses.
1.6. Variables dépendantes
291
Nous rappelons que l'objectif principal de notre recherche consiste à vérifier l'efficacité d'un modèle pédagogique
faisant appel à un dispositif d'enseignement basé sur le modèle d'apprentissage ILM à partir d'un contenu
disciplinaire
spécifique. Nous avons retenu, pour ce faire, les trois variables dépendantes suivantes : motivation à apprendre les
sciences, la compréhension scientifique et la socio-contextualisation et la personnalisation des contenus
disciplinaires. Nous décrivons brièvement ci-après les deux premières variables.
1.6.1. La motivation à apprendre la physique
A la suite des auteurs comme Brophy (1987), Viau (1994), Lee & Brophy (1996), Louis & al. (1998), nous
définissons la motivation à apprendre les sciences comme étant un phénomène dynamique qui a ses origines dans les
perceptions qu'un élève a de lui-même et de son environnement et qui l'incitent à choisir des tâches scientifiques, à
s'y engager et à persévérer dans leur accomplissement, dans le but d'acquérir une meilleure compréhension du
monde autour de lui.
Nous allons retenir et opérationnaliser quatre composantes4 de la motivation qui nous semblent les plus importantes
:
1°
La perception qu'un élève a de la valeur de l'activité d'apprentissage qu'on lui propose ;
2°
La perception qu'il a de la compétence à accomplir l'activité qui lui est proposée ;
3°
La perception qu'il a du degré de contrôle qu'il peut exercer sur le déroulement et sur les conséquences de
l'activité proposée ;
4°
L'engagement cognitif et la persévérance de l'élève face à l'activité qui lui est proposée.
Du modèle de Viau (dont nous nous sommes inspiré), nous avons éliminé la composante performance, en estimant
que si dans une vision systémique elle peut être considérée comme un facteur en interaction avec la motivation,
intrinsèquement, elle ne représente pas une composante de la motivation mais une composante d'une autre nature
que nous allons mesurer séparément.
1.6.2. La compréhension scientifique des concepts, lois, principes ou des phénomènes physiques
Suite aux travaux de Toulmin 1972, Palincsar & Brown 1984, Barth 1993, et notamment Anderson C. W & Roth
1989, nous définissons la compréhension scientifique des élèves comme un processus comportant deux composantes
fondamentales : (1) Une composante fonctionnelle, selon laquelle les élèves doivent acquérir les connaissances qui
leur sont utiles pour les fonctions essentielles consistant à décrire, expliquer, prédire et contrôler le monde autour
d'eux ; (2) Une composante structurelle, selon laquelle les élèves doivent construire les connaissances qui sont
conceptuellement cohérentes et intégrées avec leurs connaissances personnelles du monde.
Cette deuxième composante fait référence au rôle joué par les connaissances antérieures dans l'apprentissage. En
effet, quand la connaissance antérieure des élèves entre en conflit avec les connaissances scientifiques nouvelles, et
cela se vérifie en particulier quand les données déjà assimilées sont incorrectes ou erronées, il est nécessaire qu'ils
intègrent les nouvelles connaissances scientifiques avec leurs connaissances antérieures, à travers le procédé
(complexe) de changement conceptuel.
La recherche réalisée par Huffman (1997) nous a servi de référence tant en ce qui concerne les critères choisis que
les grilles de marquage et de score de réponses aux questions de compréhension.
Voici les quatre critères retenus et opérationnalisés :
1°
Qualité du diagramme (schéma) physique modélisant le concept, la loi, le principe, la situation ou le
phénomène physique concerné ;
2°
Qualité des descriptions et des explications du point de vue physique, accompagnant la solution ;
3°
Qualité de la cohérence du traitement physique entre le diagramme (donné ou réalisé par l'élève) et
l'explication-description apportée ;
4°
Qualité de l'argumentation mathématique concernant la capacité de prévoir et contrôler les solutions
avancées.
Avant d'analyser chacun de ces quatre critères retenus, quelques précisions s'imposent. Les questions concernant le
domaine cognitif ont été combinées à l'intérieur de chaque test de façon à comporter chaque fois, les trois types de
questions suivantes : (1) les questions déclaratives, nécessitant des réponses de type restitution des définitions, des
concepts, des principes et des formules mathématiques ; (2) les questions fonctionnelles, nécessitant des réponses de
type argumentation-justification des phénomènes à analyser ; (3) les questions de transfert, nécessitant des réponses
de type application-contrôle-prévision des concepts et des principes concernés.
4
Nous rappelons que le modèle de la dynamique motivationnelle de Viau se compose de trois déterminants (la perception qu'un élève a de la valeur
d'activité d'apprentissage qu'on lui propose, de sa compétence à accomplir l'activité et le degré de contrôle sur le déroulement et les conséquences de
cette activité) et de trois composantes de l'apprentissage que la motivation influence (l'engagement cognitif face à une activité, sa persévérance et sa
performance).
292
Si pour la partie concernant le domaine motivationnel, les quatre questionnaires étaient quasi identiques, ce n'était
plus le cas pour la dimension cognitive.
Néanmoins, en dépit des différences liées à la complexité des connaissances, dans les deux niveaux de classes (1ère
et 4ème)5, les types des questions se ressemblent beaucoup (déclaratives, fonctionnelles et de transfert). Nous
soulignons, à cet effet, que le niveau des classes de 4ème - nouvellement confrontée à l'étude de la physique - ne
permettait de mesurer
que le second critère, relatif à la description et à l'explication. Notons que ce dernier critère constitue l'objectif
principal, quel que soit le niveau d'étude (Palincsar & Brown 1984 ; Barth 1993).
1.7. Hypothèses
Par rapport à la question-problème formulée nous postulons que : les résultats du groupe expérimental 1 seront
meilleurs que ceux du groupe expérimental 2, eux-mêmes meilleurs que ceux du groupe contrôle, et cela tant pour
les questions de motivation (dynamique motivationnelle) à apprendre les sciences (hypothèse 1), que pour les
épreuves de compréhension scientifique (hypothèse 2) et que pour les facteurs portant sur la socio-contextualisation
et la personnalisation des contenus disciplinaires en physique (hypothèse 3).
Dans cette communication, nous allons nous centrer sur la vérification de l’hypothèse 2.
Nous rappelons que nous avons conçu (pour les classes appartenant aux groupes G2 et G1) des scénarios de
séquences didactiques couvrant trois chapitres (du programme de 1ère et de 4ème )6, basés sur des situations-problèmes
et sur un jeu de questions-réponses inspirés par la grille épistémique socio-constructiviste.
2. LE DISPOSITIF DE RECHERCHE
Notre échantillon se compose de vingt-quatre (24) classes de l'enseignement secondaire : dix huit (18) de 1ère (16-17
ans) de Lycée, section scientifique et six (6) de 4ème de BST7 (13-14 ans) - répartis dans les trois groupes : deux
groupes expérimentaux (G1 et G2) et un groupe de contrôle (G3) (tableau 1).
Tableau 1 : Echantillonnage
GR. EXP. 1
NOMBRE de
CLASSES
LYC
BS
EE
T
1ère
4ème
6
2
NOMBRE d’ELEVES
LYCEE - 1ère total
traité8
BST - 4ème total
traité
220
111
48
34
GR.EXP. 2
6
2
237
119
50
39
GR.CONTR
OLE
TOTAUX
6
2
161
100
50
34
18
6
618
330
148
107
Le déroulement sur le terrain a été concrétisé par cinq séances d'observation des cours (de deux heures/séance) pour
chacune des classes, suivies de quatre séances de passation des questionnaires et des tests concernant les trois
variables dépendantes.
Les objectifs poursuivis, à l'occasion de chaque observation, ainsi que des aspects méthodologiques concernant le
dispositif de la recherche, sont décrits ci-après.
Pré-observation - Le but principal était d'obtenir une première série de données concernant les composantes
retenues pour apprécier la dynamique motivationnelle de chaque élève participant à l'expérience et pour s'assurer
qu'au départ il n'y avait pas de différences significatives entre les groupes. A l'occasion de cette pré-observation un
premier questionnaire sur la motivation (M1) a été administré auprès de tous les élèves participant à la recherche.
Observation 1 - Trois semaines plus tard, une observation concernant le premier chapitre du programme d'étude
faisant objet de la recherche, a eu lieu. Nous avons voulu obtenir un premier feed-back de la manière dont les
professeurs-collaborateurs appliquent les scénarios des séquences didactiques et de leur façon d'adapter les stratégies
5
Il s’agit respectivement de la 11° année de scolarité (1ère) et de la 8° année de scolarité (4ème).
En classe de 1ère: Etude expérimentale du mouvement de chute libre ; Travail et Puissance ; Energie, Energie cinétique, Energie potentielle, Energie
mécanique totale ; Autres formes d'énergie, Conservation de l'énergie totale. En classe de 4ème: Masse, Masse volumique, Densité ; Les forces ; Poids,
Relation entre poids et masse ; Ne confondons plus poids et masse !
7
Blocs Scientifiques et Techniques, correspondant au cycle secondaire inférieur.
8
Après avoir éliminé, par tirage au sort juste avant le début de la correction, une partie des copies des élèves dans chaque classe
6
293
pédagogiques respectives, aux conditions imposées par la recherche. Les discussions, avant et après le cours9 nous
ont permis de régulariser certains aspects méthodologiques et disciplinaires litigieux.
Observation 2 - Six semaines après le début de l'expérience organisée selon les trois types d'approches pédagogiques
mentionnées, les élèves ont reçu des questionnaires portant sur la motivation (M2), sur la compréhension
scientifique (C2), sur la socio-contextualisation (c2) et sur la personnalisation (p2).
Il est important de souligner que nous préparions à l'avance avec les professeurs du groupe expérimental 1, chaque
séquence concernée par les scénarios proposés. Nous voulions ainsi nous assurer de la meilleure application du
modèle d'enseignement/apprentissage interactif et intégré.
Observation 3 - Après neuf semaines de cours, des questionnaires portant sur la motivation (M3) et sur la
compréhension scientifique (C3), à propos des nouveaux chapitres étudiés, et sur la socio-contextualisation (c3), leur
ont été distribués.
Post-observation - Les élèves ont reçu un autre questionnaire, cinq semaines après l'interruption des observations en
classe ; il concernait la motivation (M4), la compréhension (C4) et la socio-contextualisation (c4). A cette étape, ils
portaient sur la matière entière parcourue durant toute la période d'expérimentation.
3. PRESENTATION ET DISCUSSION DES RESULTATS
Dans cet article nous allons présenter l'impact du dispositif sur la compréhension scientifique ainsi que l'articulation
des trois hypothèses. L'impact du dispositif sur la compréhension sera réalisé selon une analyse en trois points :
examen des moyennes, examen des tests statistiques et analyses édumétriques. Signalons que nous avons vérifié
l’équivalence au départ des groupes qui se sont prêtés à l’expérience.
3.1. Examen des moyennes des résultats aux tests des groupes
L'examen des deux graphiques (figures 3a et 3b) nous permet de constater que l'effet du dispositif est bien présent
tant au niveau d'étude Lycée que BST. En effet, le score du groupe G1 est nettement supérieur à celui du groupe G2,
supérieur à son tour à celui du G3.
10
8
6
4
Scores
2
0
-2
-4
G1
G2
G3
CompréhensionTOT
Figure 3a : Score total en compréhension en fonction du dispositif (groupes) (Lycée)
30
25
20
Scores 15
10
5
0
G1
G2
G3
Compréhension
Figure 3b : Score total en compréhension en fonction du dispositif (groupes) (BST)
Nous constatons aussi (figure 4) que, quelle que soit la composante de la variable compréhension scientifique
examinée, l'effet du dispositif pédagogique est favorable au groupe expérimental G1. Le groupe témoin (G3 ) a
9
Il s'agit des cours d'une durée de 2 heures sans interruption.
294
toujours les moins bons résultats tandis que le groupe expérimental 2 (G2) se situe entre les deux (sauf pour la
composante AMATH (argumentation mathématique), où le G2 obtient un résultat inférieur au groupe G3.
4,5
3,5
2,5
G1
1,5
G2
0,5
G3
-0,5
-1,5
DIAGR DESEX COHE AMATH
Figure 4 : Scores de quatre composantes de la compréhension (T2+T3+T4) en fonction du dispositif (LYCEE)
(DIAGR. – diagramme ; DESEX. – description-explication ; COHE. – cohérence ; AMATH. – argumentation
mathématique)
3.2. Examens des tests statistiques
Le modèle d'analyse de variance hiérarchisée nous a permis de constater et mesurer deux types d'effets : un effet du
dispositif expérimental et un effet de la classe à l'intérieur du dispositif. Globalement, nous observons que les deux
effets sont très significatifs (p = 0,000) pour toutes les composantes de la compréhension.
3.2.1. Effet du dispositif expérimental
Dans le tableau 2 concernant l'effet du dispositif sur la compréhension totale on remarque la supériorité du niveau
Lycée sur celui de BST (η2 = 0,324 expliquant 32,4% de la variance enregistrée, contre η2 = 0,236 et 23,6%).
Tableau 2 : Tests statistiques - Synthèse des résultats pour la compréhension scientifique
MANOVA et ANOVA sur le total compréhension et les 4 composantes (totaux)
MANOV
A
sur les 4
comp.CO
MPREHE
NSION
(Lycée+
BST)
ANOVAs
sur le
TOTAL
COMPREH
ENS.
p
0,000***
0.00
0**
*
η2
0,219
0,32
4
p
0,000***
0,00
0**
*
η2
0,183
0,39
4
Disposi
tif
Classe/
Disposi
tif
*** p < 0,001
** p < 0,01
* p < 0,05
! p < 0,10
Lyc
ée
B
S
T
0.
0
0
0
*
*
*
0,
2
3
6
0,
0
0
0
*
*
*
0,
1
8
9
ANO
VA
sur
DIAG
R.
ANO
VA
sur
COH
E.
(Lycé
e)
(Lycé
e)
0,000
***
0,000
***
0,000***
0,302
0,291
0,286
0,101
0,000
***
0,000
***
0,000
***
0,000***
0,298
0,371
0,320
0,293
ANO
VA
sur
DESE
X.
(Lycé
e)
0,000
***
ANOVA
sur
AMATH.
(Lycée)
295
Cette différence résulte d'abord de la composante qualité des descriptions et des explications (30,2% de variance),
puis qualité du diagramme (29,1%), qualité de la cohérence (28,6%). Le résultat de la qualité d'argumentation
mathématique est nettement plus faible, expliquant 10,1% de variance.
Les résultats à nos épreuves de compréhension ne s'accordent pas avec ceux issus des travaux de Huffman (1997).
Celui-ci prétend que la stratégie explicite de résolution des problèmes “ real world problems ”, dont les situationsproblèmes font partie (principalement en ce qui concerne l'insistance sur les aspects qualitatifs de résolution des
problèmes), n'améliore pas, davantage que la stratégie traditionnelle du manuel (mettant l'accent sur le traitement
quantitatif), la compréhension conceptuelle en physique chez les élèves. Signalons cependant une différence : sa
recherche portait uniquement, dans un premier temps, sur l'enseignement explicite de la résolution des problèmes,
alors que nous avons utilisé l'enseignement explicite de la résolution des problèmes comme un élément corroboré
concomitant, dans le cours habituel, à l'enseignement des concepts et des principes.
Par contre, d'autres recherches antérieures (Heller & al. 1992 ; Mestre & al. 1993), indiquent que l'enseignement
explicite de la résolution des problèmes peut aider à améliorer quelques-uns des aspects de la performance en
résolution des problèmes (par exemple, l'amélioration qualitative d'ensemble de leurs représentations de la
physique). Les auteurs notent qu'en proposant aux groupes expérimentaux de reformuler les questions, de
s'interroger sur l'approche à suivre, de planifier la recherche des solutions, de dessiner le diagramme, d'interpréter les
variables, etc., l'image qu'ils se font de la physique semble s'améliorer davantage que dans l'application de la
méthodologie traditionnelle (du manuel).
Nos résultats confirment ce dernier constat. Ces mêmes résultats traduisent l'importance des effets du dispositif
pédagogique mis en place sur le binôme : capacités à pouvoir décrire-expliquer et à schématiser (ou représenter par
un diagramme) des situations concernant certains phénomènes ou concepts physiques. Les résultats montrent en
même temps le caractère indissociable de ces deux capacités.
3.2.2.
Effet de la classe dans le dispositif
Comme la littérature scientifique le laisse entendre, il y a un effet de la classe (dans lequel se trouve cachés10 à la
fois un effet professeur et un effet établissement) très important.
Il nous apparaît cependant à l'examen du tableau 2, que deux éléments valent d'être soulignés : Premièrement, l’effet
de la classe à l’intérieur du dispositif (ce qui se traduit par une hétérogénéité des classes) est plus fort au niveau des
lycée (η2 = 0,394 expliquant 39,4% de variance) par rapport à celui au niveau des BST (η2 = 0,189 et 18,9%).
Deuxièmement, cet effet et cette hétérogénéité sont plus marquées pour la composante qualité du diagramme
(expliquant 37,1% de variance) suivi par celui et celle de la qualité de la cohérence (32,0%), puis par la composante
qualité des descriptions et des explications (29,8) et enfin par celle de l'argumentation mathématique (29,3%).
Globalement, nos résultats relatifs à l'effet de classe à l'intérieur du dispositif, s'accordent avec la perspective
avancée par certains auteurs (Candela 1997). Selon elle, les professeurs, par leurs transformations didactiques,
transforment souvent les exercices de résolution de problèmes (situations-problèmes) en démonstrations
expérimentales notamment, dans d'autres cas changent les démonstrations (comportant des activités expérimentales)
en exercices de résolution de problèmes. D'après sa recherche, réalisée en 1997, Candela estime que la transposition
didactique, comprise comme une partie de la construction du savoir en classe, semble être une pratique sociale
courante parmi les professeurs.
Nos résultats en compréhension scientifique confirment, plus encore que ceux qui concernent la motivation, la
grande influence exercée par la qualité professionnelle et l'investissement personnel des enseignants sur les activités
qui se déroulent en classe.
3.3. Analyse édumétrique
Avant de commencer l'analyse édumétrique quelques considérations relatives à ce type d'analyses s'imposent. A
l'évidence, l'analyse de variances suffit à démontrer la valeur statistique des différences quelles que soient les bornes
(inférieures et supérieures) de l'échelle de mesure. C'est une approche psychométrique. Les rapports de corrélation
η2 issues des analyses des variances permettent déjà une première évaluation statistique de l'ampleur de l'effet
expérimental. Il est utile de poursuivre l'exploitation par une analyse secondaire - édumétrique - capable de donner
une vue synthétique, une méta-analyse de nos résultats. Cette démarche se justifie car elle nous permet de répondre
aux deux questions suivantes : (1) Quelle est l'ampleur et la signification pratique des effets observés ? (et d'affirmer
que, par exemple, pour le niveau d'étude a l'effet du dispositif sur la variable x est n fois plus fort que la variable y) ;
(2) A quelle distance nos résultats se trouvent-ils du maximum dans les trois groupes G1, G2 et G3 ?.
Nous allons affiner l'analyse des différences entre les résultats des groupes (classes) - au travers de l'analyse
édumétrique - par le biais des deux indices : (1) indice critériel (ou score critériel) : (2) l'indice de l'ampleur de
l'effet.
10
Sans pouvoir distinguer la contribution de l'établissement ou du professeur.
296
L'approche critérielle (typique de l'édumétrie) se distingue de l'approche normative (typique de la psychométrie) par
le fait qu'elle compare les performances de l'apprenant non pas à celles des autres membres du groupe mais à la
performance maximale attendue.
(1) On obtient ainsi, pour une question (ou une épreuve), l'indice critériel (I.C.) ou le score critériel (S.C.), exprimé
en pourcentage, faisant le rapport entre le résultat R (concrètement obtenu) et le résultat RM (potentiellement
réalisable) :
S .C. =
R
RM
100
Il permet de comparer le taux de réussite à un test, par exemple, (x %) à la performance attendue (100%).
Tableau 3 : Les Scores Critériels (S.C.) des taux de réussite (scores exprimés en %) pour la variable compréhension scientifique
totale- moyennes/classe et dispositif (LYCEE)
n°
classe
N
effectifélèves
1
2
3
4
5
6
22
44
24
24
56
58
Moyenne G1
9
38
10
36
11
40
12
48
13
42
14
49
Moyenne G2
17
38
18
21
19
13
20
40
21
36
22
16
Moyenne G3
SCORE TOTAL
BRUT11
Moyenne/classe(M
)
56,84
20,25
37,72
36,15
31,25
26,6
34,80
28,45
24,65
17,85
23,55
13,9
15,5
20,65
16,25
21,55
27,27
14,4
14,05
26,63
20,03
SCORE
CRITERIEL
S.C.
66,09%
23,55%
43,86%
42,03%
36,34%
30,93%
40,46%
33,08%
28,66%
20,76%
27,38%
16,16%
18,02%
24,01%
18,89%
25,05%
31,70%
16,74%
16,34
30,96%
23,29%
Tableau 4 : Les Scores Critériels (S.C.) des taux de réussite (scores exprimés en %) pour la variable compréhension scientifique
totale - moyennes/classe et dispositif (BST)
n°
classe
N
effectif
-élèves
7
21
8
22
Moyenne G1
15
24
16
25
Moyenne G2
23
25
24
25
Moyenne G3
SCORE
TOTAL BRUT
Moyenne/class
e
30,93
19,05
24,99
13,84
21,9
17,87
15,31
13,53
14,42
SCORE
CRITERIEL
S.C.
46,86%
28,86%
37,86%
20,96%
33,18%
27,08%
23,20%
20,5%
21,84%
Nous sommes donc en mesure de comparer (tableau 3 et 4) les scores critériels des taux de réussite pour la
compréhension scientifique par rapport à la performance attendue de 100%. C'est ainsi que pour la compréhension
totale (Lycée et BST) nous
remarquons qu'en dépit de différences remarquables des moyennes de scores totaux, en faveur des groupes
expérimentaux MG1 > MG2 > MG3, les S.C. des deux groupes G1 sont inférieurs à 50%. Notons que toutes les
questions proposées étaient des questions (des problèmes) à réponses construites, ouvertes à réponses longues : elles
exigent la mise en œuvre des processus cognitifs supérieurs12. Parmi les 24 classes du dispositif de recherche, une
11
12
Scores des épreuves de compréhension, qui n'ont pas été ajustés en fonction du degré de difficulté des épreuves utilisées.
Par rapport à certains QCM simples, où on peut obtenir des points tout simplement en "tapant au hasard".
297
seule classe obtient un S.C. supérieur à 50%. Ce constat confirme par ailleurs, hélas, les conclusions issues d'autres
recherches (Huffman 1998 ; Deltour & Demeuse 1991).
La comparaison des S.C. des deux types de classes (Lycées et BST) nous permet de remarquer que n'existe pas de
différences révélatrices entre les moyennes des classes et des groupes.
Néanmoins nous pouvons remarquer que par rapport aux résultats enregistrés lors de la phase de préexpérimentation (seulement 15% des bonnes réponses en compréhension conceptuelle) les pourcentages de réussite
se sont nettement améliorées (du simple au double pour le G2 et du simple au triple pour le G1).
(2) Concernant l'Ampleur de l'Effet, chaque fois que l'on compare les résultats d'un groupe expérimental (e) à ceux
d'un groupe témoin (t), la différence entre les deux moyennes (Me - Mt) est rapportée à l'écart-type des scores du
groupe témoin (σt) dans la formule de Glass (1976) ou des deux groupes rassemblés dans la formule de Hedges13 :
A.E. =
Me − Mt
σt
L'Ampleur de l'Effet est donc exprimée en “ unités d'écart-type ” (Leclercq 1999).
Glass et ses collaborateurs ont proposé de discuter en termes d'unités exprimées en grade (dans le sens d'année
scolaire). Selon l'auteur, l'élève moyen “ gagne ” 10 mois de compétence durant une année scolaire. Par ailleurs on a
constaté que dans la plupart des tests de rendement à l'école, un élève moyen d'une classe (par exemple la 4ème) a un
score supérieur d'un écart-type par rapport à l'élève moyen de la classe inférieure (la 3ème). Par conséquent l'Ampleur
de l'Effet (A.E.) d'une année d'enseignement est approximativement de +1, et celle d'un mois est donc en moyenne
de + 0,1 (Leclercq 1999).
C'est ainsi que à l'étude des tableaux 5 et 6, il apparaît que le groupe expérimental G1 (Lycée) pratiquant la “
pédagogie renforcée, interactive et d'intégration ” obtient une valeur extrêmement élevée de l'A.E. (+ 1,32) pour la
compréhension totale (ce qui traduit un gain approximatif de 1an et 3 mois de travail scolaire concernant cette
compétence par rapport à l'évolution du groupe G3). Quoique moindre (+1,24), l’effet reste également très fort pour
les BST, ce qui traduit un gain de 1 an et 2 mois par rapport à l’évolution du groupe G3.
Tableau 5 : Les indices de l'Ampleur de l'Effet (A.E.) pour la compréhension scientifique totale calculés pour les
deux groupes expérimentaux G1 et G2 (LYCEE)
MOYEN
NES
des
groupes
Ecarttype G3
Ampleur
de l'effet
(A.E.)
COMPR.
TOT.
G1 = 7,81
G2 = 1,83
G3 = 3,28
σt = 8,42
DESEX.
DIAGR.
COHE.
AMATH.
G1 = 3,90
G2 = 0,30
G3 = 0,19
σt = 3,103
G1 = 1,88
G2 = 0,47
G3 = 1,08
σt = 1,84
G1 = 1,56
G2 = 0,70
G3 = 1,28
σt = 2,07
G1 = 0,47
G2 = 0,96
G3 = 0,72
σt = 2,55
A.E.1
+1,32
A.E.2
+0,17
A.E.1 =
+1,32
A.E. 2 =
+0,16
A.E.1 =
+1,61
A.E. 2 =
+0,33
A.E.1 =
+1,37
A.E. 2 =
+0,28
A.E.1 =
+0,47
A.E. 2 = 0,09
=
=
COMPR.TOT.- compréhension totale
DESEX.- description-explication
DIAGR.- diagramme
COHE. – cohérence
AMATH. – argumentation mathématique
A.E.1 = MG1-MG3/ Ecart-typeG3 ; A.E.2 = MG2-MG3/ Ecart-typeG3
Tableau 6 : Les indices de l'Ampleur de l'Effet (A.E.), pour la compréhension scientifique totale (descriptionexplication), calculés pour les deux groupes expérimentaux G1 et G2 (BST)
DESEX.
MOYENNES
des groupes
Ecart-type G3
Ampleur de l'effet
(A.E.)
G1 = 25,00
G2 = 17,48
G3 = 14,44
σt = 8,50
A.E.1 = +1,24
A.E. 2 = +0,36
13
Il s'agit d'une variante selon laquelle on rapporte la différence des moyennes à l'écart-type des deux distributions fusionnées (celle du groupe témoin
et celle du groupe expérimental), (Hedges & Olkin 1985, in Leclercq 1999).
298
Parmi les quatre composantes prises individuellement la valeur A.E. la plus élevée concerne la qualité du
diagramme (+ 1,61) pour G1 et (+ 0,33) pour le groupe G2. La valeur de A.E. du groupe G1, traduit, pour cette
composante, un gain approximatif de 1 an et 6 mois, par rapport à l'évolution du groupe témoin.
Il est intéressant de rappeler quelques valeurs d'ampleurs observées dans d'autres recherches. Dans une méta-analyse
regroupant 160 études, Wise & Okey (1983) ont recensé douze comportements d'enseignants ayant un effet sur la
performances des élèves en sciences. En moyenne, l'Ampleur de l'Effet varie de +0,90 à +0,18. Les effets dont
l'ampleur est parmi la plus élevée sont enregistrés pour : le temps de réflexion laissé aux élèves (+0,90), les indices
structurants et les manipulations (+0,57), questionnement (+0,48), l’enquête scientifique (+0,32). Par contre, l'on
observe un effet faible des méthodes audiovisuelles (+0,18) sur les performances des élèves en sciences.
Avec Leclercq (1999) nous pouvons noter aussi que “ Bangert et al. (1983, 1985) relèvent pour l'enseignement
individualisé, comparé au traditionnel collectif, un A.E. de +0,10 (49)14 pour le rendement. A propos du rendement
des Utilisations Pédagogiques de l'Ordinateur dans le primaire et secondaire, Bangert et al. (1985) observent
également : +0,40 (9) pour l'Enseignement Géré par Ordinateur, +0,36 (17) pour l'Enseignement Assisté par
Ordinateur et +0,07 (16) pour l'Enseignement Enrichi par Ordinateur ”.
Divers autres auteurs (voir Leclercq, 1999) rapportent les A.E. de mathématiques de +0,14 ; + 0,30 ; +0,38 et +0,47
mais aussi de +0,07 en langues.
3.4. Articulation des trois hypothèses
Nous poursuivons notre analyse par l'articulation des trois hypothèses en trois temps: (1) comparaison des variances
expliquées des résultats selon le niveau d'étude ; (2) comparaison des valeurs d'ampleur d'effet du dispositif
expérimental et (3) comparaison des variances expliquées des résultats entre les deux effets.
(1) La lecture du tableau 7 laisse apparaître pour chacun des niveaux d'étude, les différences suivantes :
Tableau 7 : Variances des résultats - effet du dispositif - pour les trois variables dépendantes selon le niveau
d'études
Lycé
e
BST
SCONTEXT.PERS.
η2
0,015 (1,5%)
0,149
(14,9%)
MOTIV
ATION
η2
COMPREHE
NSION
η2
0,084
(8,4%)
0,209
(20,9%)
0,324
(32,4%)
0,236
(23,6%)
Au niveau Lycée même une assez faible amélioration de la perception de la contextualisation des contenus
(expliquant à peine 1,5% de la variation des résultats) semble être liée à une augmentation plus importante (8,4%) de
la motivation à apprendre dont la part d'explication de la variance augmente visiblement. Cela semble intervenir à
son tour sur la compréhension scientifique dont le pourcentage impliqué dans la variance des résultats enregistre une
très nette augmentation (32,4%). Au niveau BST, une perception plus élevée de la socio-contextualisation des
contenus, expliquant 14,9% de la variance des résultats, semble intervenir sur la motivation à apprendre (20,9%) ce
qui semble agir à son tour sur la compréhension scientifique (23,6%).
Nos résultats sont cohérents avec les corrélations positives suivantes : proposer aux élèves des activités basées sur
des situations-problèmes étonnantes inspirées de leur univers quotidien et faisant appel à un raisonnement
contextualisé, est associé à des attitudes positives envers l'étude des sciences expérimentales (corrélation entre la
socio-contextualisation et la motivation : r = 0,141**), à l'intérêt et la motivation des élèves pour ce type d'étude ce
qui permet ainsi aux élèves d'améliorer leur compréhension (corrélation entre la motivation et la compréhension r =
0,205**). Les résultats obtenus permettent d’inférer qu'une pédagogie de type situationnelle renforcée, faisant appel
à un dispositif (contenus + stratégies) construit selon le modèle d'apprentissage ILM, améliore la perception de la
socio- contextualisation et la personnalisation des contenus disciplinaires, la motivation à apprendre les sciences et
la compréhension scientifique des concepts et des phénomènes physiques impliqués.
(2) Concernant la comparaison des valeurs d'A.E. les résultats (tableaux 8a et 8b) indiquent qu'au niveau Lycée la
valeur de A.E. du dispositif expérimental G1 la plus élevée concerne la variable compréhension scientifique (A.E.1 =
+ 1,32).
14
Entre parenthèses sont indiquées le nombre d'études.
299
Tableau 8a : Ampleur d'Effet sur les trois variables dépendantes selon le niveau d'études, pour le groupe
expérimental G1 (Lycée et BST)
Lycée
BST
MOTIVATIO
N
A.E.
A.E.1 = +0,62
A.E.1 = +1,01
COMPREHE
NSION
A.E.
A.E.1 = +1,32
A.E.1 = +0,88
S-CONTEXT.PERS.
A.E.
A.E.1 = +0,28
A.E.1 = +0,84
L'effet du dispositif sur la compréhension est 2,13 fois plus fort que sur la motivation (A.E.1 = + 0,62) et 4,71 fois
plus fort que sur la socio-contextualisation (A.E.1 = + 0,28). Au niveau BST la valeur de A.E. la plus élevée est celle
pour la motivation (A.E.1 = + 1,01). L'effet sur la motivation est 1,15 fois plus fort que sur la compréhension (A.E.1
= + 0,88) et 1,2 fois plus fort que sur la socio-contextualisation (A.E.1 = + 0,84).
Tableau 8b : Ampleur d'Effet sur les trois variables dépendantes selon le niveau d'études, pour le groupe
expérimental G2 (Lycée et BST)
Lycée
BST
MOTIVATIO
N
A.E.
A.E.2 = +0,36
A.E.2 = +0,48
COMPREHE
NSION
A.E.
A.E.2 = +0,17
A.E.2 = +0,36
S-CONTEXT.PERS.
A.E.
A.E.2 = +0,05
A.E.2 = +0,54
Pour les groupes expérimentaux 2 (pratiquant une pédagogie situationnelle commune avec jeu de questionsréponses) au niveau Lycée la valeur A.E. la plus élevée concerne la motivation à apprendre (A.E.2 = + 0,36), l'effet
du dispositif étant 2,12 fois plus fort que sur la compréhension (+ 0,17) et 7,2 fois plus fort que sur la sociocontextualisation (A.E.2 = + 0,05). Pour le niveau BST les valeurs d'A.E. sont très voisines mais plus petites que
pour le groupe G1.
Les mesures effectuées indiquent qu'une pédagogie situationnelle renforcée interactive et d'intégration, au niveau
Lycée, produit un effet majeur sur la compréhension scientifique (effet 2 fois plus fort comparativement à la
motivation et plus 4 fois plus fort comparativement à la socio-contextualisation). Pour les classes BST elle semble
induire des effets comparables (mais très élevés) sur les trois variables retenues.
(3) Quant à la comparaison des variances des résultats entre les deux effets, l'examen du tableau 9 nous permet de
constater que pour la variable motivation l'effet dominant est celui de la classe (expliquant 28% de la variance).
L'effet du dispositif est moins important pour les classes de lycée (8,4%) et très important pour les classes de BST
(20, 9%). Pour la variable compréhension scientifique, on remarque deux situations différentes selon le niveau
d'étude : pour les classes de lycée l'effet de la classe est dominant et explique 39,4% de la variance, mais l'effet du
dispositif reste lui aussi très élevé (32,4%). Par contre, pour les BST, l'effet dominant est celui du dispositif (23,6%)
alors que celui de la classe reste néanmoins assez important (18,9%).
Tableau 9 : Variances des résultats effets du dispositif et de la classe, pour lycée et BST, selon les trois variables
dépendantes
Effet
du
dispositif
péd.
η2
Effet de
la classe
η2
Lycée
BST
Lycée
BST
0,280a (28%)
MOTIVATIO
0,084
0,209
N
(8,4%)
(20,9%)
COMPREHE
0,324
0,236
0,394
0,189
NSION
(32,4%)
(23,6%)
(39,4%)
(18,9%)
0,071c
S0,015
0,149
0,126b
(12,6%)
(7,1%)
CONTEXT.(1,5%)
(14,9%)
PERS.
a - concerne l'ensemble des classes (Lycée + BST)
b - concerne uniquement la contextualisation
c - concerne uniquement la contextualisation
En ce qui concerne la variable socio-contextualisation et personnalisation nous constatons aussi deux situations :
pour les classes de lycée l'effet dominant est celui de la classe (12,6%) tandis que l'effet du dispositif est très faible
300
(1,5%). Au contraire, pour les classes de BST, l'effet principal est celui du dispositif (14,9%) qui dépasse l'effet de la
classe (7,1%). Nous pouvons remarquer ainsi qu'au sein du groupe expérimental G1, les classes de BST (13-14 ans)
- pour ce qui concerne les variables motivation et socio-contextualisation - sont plus avantagées que les classes du
niveau Lycée (16-17 ans).
Si on tient compte simultanément des trois variables effets (et malgré les résultats en compréhension plus élevés
dans les classes de lycée que dans les classes de BST), nous pouvons formuler l'hypothèse que cette pédagogie dans
son ensemble convient plus aux classes de BST qu'à celles de lycée.
Au-delà de l'effet remarquable du dispositif pédagogique, les résultats mettent en évidence l'effet extrêmement fort
de la classe (effet professeur + effet établissement) à l'intérieur du dispositif. Cette constatation repose le problème
du rôle des enseignants. Elle nous interroge sur l'adéquation entre leur formation et les conditions à réunir pour un
apprentissage efficace des sciences. Il est dès lors compréhensible que les meilleures performances, observées
durant la recherche, soient obtenues par les élèves dont l'enseignant s'est illustré par un degré élevé d'investissement
personnel et professionnel.
4. CONCLUSIONS GENERALES
4.1. Implications théoriques
Les conclusions générales mettent en évidence deux implications théoriques majeures : (1) la nécessaire prise en
compte concomitante des caractéristiques de l'apprenant, de la situation d'apprentissage et du dispositif ; (2) la
nécessité de mettre en place un dispositif d'enseignement/apprentissage non-linéaire de type situationnel renforcé intégrant les composantes du modèle ILM -, dont les caractéristiques principales sont :
- l'implication affective et cognitive de l'élève,
- le va-et-vient permanent entre la théorie et la pratique, principalement, au travers des situations-problèmes,
- la mise en place d'un dispositif d'encadrement faisant appel à des interactions diverses.
4.2. Implications méthodologiques
Les implications méthodologiques suivantes peuvent être soulignées : (1) Il y a un intérêt manifeste à favoriser les
exigences d'une recherche collaborative avec les enseignants dont la plupart étaient maîtres de stages, familiarisés
avec la présence de formateurs et de stagiaires. (2) Le traitement concomitant des trois variables (motivation,
compréhension et socio-contextualisation) semble s'être avéré pertinent pour assurer la cohérence entre le cadre
théorique et l'analyse des résultats. (3) Une conception de la recherche, accordant des approches théoriques et
empiriques mais aussi recourant à une double analyse psychomètrique et édumétrique, pour mettre en évidence et
articuler les effets comparatifs des différents types de dispositifs.
4.3. Implications sur le plan pratique
A partir des résultats dégagés tant au niveau théorique qu'empirique plusieurs pistes s'ouvrent pour mettre en place
en classes de sciences, des dispositifs didactiques susceptibles de favoriser l’acquisition des connaissances
applicables et transférables (des compétences) :
des apprentissages qui ont du sens… pour les apprenants,
des situations-problèmes contextualisées… à la vie de tous les jours,
des stratégies d'enseignement/apprentissage variées,
le recours à des phases de schématisation-structuration.
4.4. Limites méthodologiques et humaines
Il nous paraît important de rappeler que les instruments, tels qu'ils ont été conçus, présentent des limites. En dépit de
notre souci de rigueur scientifique, notre démarche manifeste des limites méthodologiques et humaines.
L'investigation des trois variables - si importantes - auraient imposé un plus grand nombre de questions
et davantage de précisions, au risque de rendre les épreuves et les questionnaires trop longs et de soustraire du
programme de cours normal trop d'heures.
Le volet concernant les limites humaines a pu être étudié grâce aux éléments de réponses fournies par les
professeurs participants (au terme de la recherche), portant sur : les réactions des élèves face aux activités proposées,
le désir des enseignants de modifier leur pédagogie et l'environnement d'apprentissage des élèves, la qualité des
connaissances des élèves en physique, la réutilisation d'activités de ce type en classe pour des cours ultérieurs. Ils y
étaient également invités à formuler leurs commentaires sur les activités didactiques proposées.
A l'étude critique de ces informations, deux thèmes ressortent principalement :
le thème de la rupture, de la découverte d'une pratique qui remet en question la manière habituelle de
travailler,
301
le thème des conditions structurelles (cités de manière répétitive comme par exemple le manque de temps
pour accomplir le programme) ce qui laisse entendre que… ce n'est donc pas de leur faute si à l'avenir ils
reviendront à leur habituelle méthode pédagogique.
Loin d'être offensé par ces réponses, les chercheurs en déduisent que les enseignants avec lesquels ils ont collaboré
sont consciencieux, mais hélas soumis à des décisions administratives souvent rétives aux innovations. Ils peuvent
aussi, sans douter de la bonne volonté des professeurs, prendre conscience que leur méthode se heurte à leurs
propres limites et peur : peur de la nouveauté du travail et de l'inévitable investissement qu'elle exige. Nous
concluons ainsi qu'une méthode si probante soit-elle doit tenir compte de la dimension humaine et sociale de
l'entreprise.
Remerciements
Nous ne voudrions pas passer sous silence la participation dévouée des directeurs et des vingt-quatre professeurscollaborateurs et également de celle de leurs élèves qui se sont montrés particulièrement coopérants. Ils nous ont
accueilli à maintes reprises dans leurs établissements et leurs classes pour nous permettre de recueillir les données
qui constituent la base de notre travail.
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