Personal tools
You are here: Home | Recherche | Archivés | COPEX | Recherche
Document Actions

Contexte

by Daniel Devallois last modified 2009-12-08 09:33

1 L'apprentissage de la démarche expérimentale


        De nombreux travaux (cf. Coquidé 2003, Séré 1998) ont fait le constat que l’investigation scientifique était peu ou mal enseignée à l’école. Pour Coquidé (2003) « Il semble bien que les travaux pratiques habituels aident peu les élèves à établir des relations entre concepts, percepts et objets matériels ». De telles situations conduisent à développer des compétences qui relèvent de savoir faire techniques, que l’on peut également appeler connaissances gestuelles, mais ne permettent pas de développer d'autres compétences caractéristiques du travail scientifique et ayant trait à la créativité, au raisonnement, aux méthodes, etc. Ces aspects du travail expérimental, intéressants et motivants pour les élèves, participent à la formation à la démarche scientifique, indispensable pour les élèves qui se destinent aux carrières scientifiques. La prise en compte de ces dimensions nous paraît pertinente dans un contexte de désaffection croissant pour les filières scientifiques tant au niveau du lycée que dans l’enseignement supérieur. Enfin, l'acquisition du raisonnement scientifique est essentielle à tout citoyen qui doit pouvoir être en mesure de comprendre les méthodes d’obtention des connaissances scientifiques sur lesquelles se fondent un grand nombre de choix de société (cf. Programmes de Sciences du lycée).

        Cependant, « Une attention particulière est accordée à la formation méthodologique des élèves autour de la démarche d'investigation au centre du plan de rénovation des sciences et de la technologie à l'école. » (Plan national de diffusion de la culture scientifique et technique, 2004). Les programmes du secondaire mettent l’accent sur l’apprentissage de la démarche scientifique et expérimentale dans une perspective constructiviste. Par exemple, les programmes de Sciences Physiques de la classe de Seconde (1999) et de Première S (2000) justifient ainsi le travail expérimental : « Il offre la possibilité de répondre à une situation-problème, par la mise au point d'un protocole, la réalisation pratique de ce protocole, la possibilité d'aller-retour entre théorie et expérience, l'exploitation des résultats. Il permet à l'élève de confronter ses représentations avec la réalité. [...] Il développe l'esprit d'initiative, la ténacité, le sens critique. [...] Il aide l'élève à s'approprier des lois, des techniques, des démarches et des modes de pensée. » Dans le contexte universitaire, on retrouve l'expression de volontés similaires (c.f. par exemple le contrat quadriennal1 actuel de l'Université J. Fourier UJF - Grenoble I).

        Les résultats de recherche évoqués plus haut (Coquidé 2002, Séré 1998), semblent donc indiquer qu'il existe des difficultés dans l’application de ces recommandations dans le secondaire : un tel enseignement semble difficile à mettre en œuvre pour les enseignants, d’une part en raison d’un manque de formation épistémologique, et d’autre part en raison des difficultés de la transposition de cette démarche dans la classe, tant au niveau du secondaire que du supérieur. Si les élèves sont confrontés de façon fréquente et régulière à des activités pratiques, les protocoles de travaux pratiques sont le plus souvent élaborés par les enseignants (Orlandi, 1991), l’activité des élèves étant limitée à leur mise en œuvre. Cet état de fait se retrouve généralement dans les logiciels éducatifs couramment utilisés dans les travaux pratiques (TP). Or, une formalisation et une structuration précise de la tâche de construction de protocole devrait aider l’apprenant à construire son propre protocole et donc à s’approprier l’ensemble de la démarche expérimentale. Un logiciel semble être un moyen approprié de structurer ce travail.


2. Usages de logiciels dans les activités expérimentales

    La littérature décrit un grand nombre d’environnements informatiques pour l’apprentissage des sciences expérimentales, concernant les cours et les exercices, alors que l’implémentation des TP reste un défi non surmonté.

        Les environnements informatiques utilisés en travaux pratiques comprennent des animations, des simulations, des données expérimentales préenregistrées ainsi que des laboratoires accessibles à distance. Trgalová (2003) propose une catégorisation sur la base de deux critères, la nature des données expérimentales et le degré de contrôle des variables par l’utilisateur. Il est à noter que seuls les logiciels qui permettent un contrôle des variables peuvent être utilisés pour faire construire des protocoles aux apprenants (cf de Jong et van Joolingen, 1998). Mais à notre connaissance, aucun logiciel ne permet de gérer l’activité de construction de protocole par l’apprenant, telle qu’elle est présentée dans le paragraphe précédent.



notice légale