Interactions verbales, investigation expérimentale et conceptualisation en sciences à l'école primaire
- Par Joël Bisault
Pages 17 à 31
Citer cet article
- BISAULT, Joël,
- Bisault, Joël.
- Bisault, J.
https://doi.org/10.3917/cdle.025.0017
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- Bisault, J.
- Bisault, Joël.
- BISAULT, Joël,
https://doi.org/10.3917/cdle.025.0017
Notes
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[1]
Cette analyse a été conduite par une équipe pluridisciplinaire et pluri catégorielle du groupe de recherche et d’innovation pour l’enseignement des sciences (GRIEST) de l’institut universitaire de formation des maîtres (IUFM) de l’académie d’Amiens : Joël Bisault, maître de conférences en physique ; Danielle Badia, professeur des écoles – maître formateur ; Catherine Rebiffé, professeur de lettres ; Vincent Fontaine, professeur de sciences physiques.
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[2]
Recherche « communication, investigation et apprentissages en sciences » (2003-2006) financée par l’Institut national de recherche pédagogique (INRP) en collaboration avec l’unité mixte de recherche « Sciences techniques, éducation et formation » (UMR STEF) de l’École normale supérieure de Cachan.
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[3]
Recherche associative IUFM-INRP, (2000-2003) « Argumentation et démonstration dans les débats et discussions en classe » coordonnée par J. Colomb et J. Douaire.
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[4]
Deux numéros successifs (37 et 38) de la revue de didactique des sciences ASTER ont été consacrés à ce thème en 2003 et 2004.
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[5]
Les programmes de l’école élémentaire sont présentés dans le BO hors-série du 14 février 2002 (Horaires et programmes d’enseignement de l’école primaire).
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[6]
Les pratiques de recherche scientifique ne sont pas les seules références possibles pour concevoir ou analyser les pratiques scolaires en sciences. D’autres pratiques peuvent également servir de référence : ingénierie, artisanat, pratiques domestiques…
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[7]
On peut penser en particulier, que des pratiques scolaires faisant appel au débat dans d’autres disciplines (mathématiques, histoire, éducation civique…) peuvent interférer avec les pratiques de débat menées en sciences.
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[8]
L’objectif conceptuel visé par l’enseignant était d’identifier la nature physique du brouillard et son mécanisme de formation : le brouillard est constitué de fines gouttelettes d’eau résultant de la condensation de la vapeur d’eau dans l’air.
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[9]
Cet ancrage constitue un des éléments de la « coutume scolaire » dans le premier degré en sciences.
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[10]
On doit distinguer trois échelles : l’échelle macroscopique (celle de l’observation courante), l’échelle mésoscopique (celle des gouttelettes d’eau trop petites pour être visibles à l’œil nu) et enfin l’échelle microscopique (celle des atomes et des molécules).
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[11]
Manuel de sciences À monde ouvert cycle 3 niveau 1, Hachette, 1995.
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[12]
Une analyse des occurrences lexicales publiée par ailleurs (Bisault & Rebiffé 2007) montre bien les difficultés de lecture posées par ce genre de document.
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[13]
Théo joue ici le rôle discursif du « tiers », rôle essentiel dans le modèle du trilogue argumentatif de Plantin (Plantin, 1996).
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[14]
Deux éléments contribuent au référent empirique : l’expérience quotidienne des élèves sur les phénomènes identifiés au brouillard et les expériences de reproduction du brouillard faites en classe.
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[15]
Collaboration avec Roselyne Le Bourgeois – maître de conférences en histoire – GRIEST, laboratoire d’histoire, université de Picardie Jules-Verne (UPJV).
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[16]
Collaboration avec Christine Berzin, maître de conférences en sciences de l’éducation (UPJV).
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[17]
Recherche « analyse didactique des moments scolaires de découverte du monde », financée par l’INRP (2007-2010).
1Nous présentons dans cet article une analyse de discours d’élèves en sciences à l’école primaire. Cette analyse a été réalisée dans le cadre d’une recherche portant sur les rapports entre les dimensions langagière et expérimentale de l’activité scientifique scolaire . Cette recherche se situe dans le prolongement d’une recherche pluridisciplinaire sur l’argumentation dans la classe qui a étudié les fonctions de l’argumentation et le rôle des interactions verbales dans les différentes disciplines de l’école primaire et du collège. Pour la recherche que nous présentons ici, nous nous sommes limités au domaine des sions langagière et expérimentale de l’activité scientifique scolaire [2]. Cette recherche se situe dans le prolongement d’une recherche pluridisciplinaire sur l’argumentation dans la classe [3] qui a étudié les fonctions de l’argumentation et le rôle des interactions verbales dans les différentes disciplines de l’école primaire et du collège. Pour la recherche sciences à l’école primaire et nous avons examiné le rôle des activités langagières dans la construction collective des connaissances et dans les apprentissages individuels. Nous avons voulu comprendre les relations entre interactions verbales, investigation expérimentale et élaboration conceptuelle. Nous avons observé en particulier les discussions entre élèves durant des moments de conception ou de réalisation d’expériences, et des moments de lecture ou d’écriture. Nous avons considéré le langage à la fois comme « outil » et « indicateur » d’apprentissage en sciences. Sur le premier aspect, nous nous plaçons dans une vision constructiviste des apprentissages scientifiques ; dans cette vision, le langage peut jouer un rôle fonctionnel dans la démarche d’investigation des élèves pour organiser l’action, confronter les résultats et structurer progressivement les connaissances (Vérin, 1988 ; Astolfiet al., 1991). Dans cette perspective, les pratiques des chercheurs en sciences peuvent servir de référence pour analyser les activités scolaires (Bisault & Fontaine, 2004). Sur le deuxième aspect, l’interprétation des discours en termes d’élaboration cognitive doit être faite avec beaucoup de prudence car on ne peut pas penser les rapports entre opérations mentales et indicateurs linguistiques sur le mode de la simple correspondance (Nonnon, 2001). Nous présentons ici l’analyse d’une séquence d’apprentissage consacrée au thème du brouillard au cycle 3 de l’école primaire Française (élèves de 9-10 ans). La première partie de cette analyse est consacrée à la phase d’élaboration de protocoles expérimentaux ; la seconde porte sur une phase de lecture documentaire. D’autres analyses du même corpus ont été présentées par ailleurs (Fontaine, Vérin, & Bisault, 2005 ; Bisault & Rebiffé, 2007 ; Berzin & Bisault, 2007).
Langage et apprentissage scientifique à l’école primaire
2De nombreux travaux de recherche ont été consacrés, depuis plus de vingt ans, en France, au langage en sciences à l’école primaire, notamment sous l’impulsion de l’INRP (Vérin, 1988). Ces travaux ont le plus souvent associé des chercheurs issus de la didactique des sciences et de la didactique du français. Jusqu’en 2000 environ, les recherches ont principalement porté sur l’écrit et ont montré comment les activités scientifiques scolaires pouvaient s’articuler avec des activités d’écriture variées, dans une conception constructiviste des apprentissages (Astolfi, 1991 ; Ducancel, 1995 ; Garcia-Debanc, 1995 ; Vérin, 1995). Plus récemment, les objets et questions de recherche ont sensiblement évolué avec une centration sur l’oral et les interactions langagières [4] suivant en cela une tendance générale observable pour d’autres études sur le langage (Nonnon, 1999 ; Grandaty 2001 ; Bouchard, 2004). Les travaux que nous menons depuis plusieurs années s’inscrivent dans cette évolution avec des visées disciplinaires et des visées transversales (Bisault & Le Bourgeois, 2006).
Importance du langage dans les programmes
3Le programme de sciences expérimentales et technologie pour le cycle 3 de l’école primaire [5] met en avant une « démarche constructive d’investigation débouchant sur la construction des savoirs-faire, des connaissances et des repères culturels ». Dans cette démarche d’investigation, l’expérimentation directe, conçue et réalisée par les élèves, joue un rôle privilégié. L’importance du langage est pointée en premier lieu sur le plan épistémologique, en dehors de toute considération didactique : « la science est d’abord un discours sur le monde ». Le langage est aussi associé à la démarche proposée pour les élèves avec des formes écrites (« le carnet d’expériences et d’observations ») ou orales (« le débat réglé ») et l’ensemble des activités langagières s’inscrit dans une perspective de construction sociale des connaissances : « les écrits validés prennent le statut de savoirs ». L’enseignement des sciences contribue, au même titre que les autres enseignements disciplinaires aux deux domaines transversaux de l’école primaire : la maîtrise du langage et de la langue française et l’éducation civique. On peut penser en particulier que le débat et l’argumentation renvoient à ces deux domaines transversaux avec toutefois des systèmes de validation propres à chaque discipline (débat scientifique, débat historique, débat démocratique…). L’importance du langage apparaît donc nettement dans ces programmes mais de façon assez complexe avec des références, des postulats et des enjeux de différentes natures. On peut distinguer des enjeux « transversaux » et des enjeux spécifiques aux sciences. Parmi les enjeux transversaux, nous avons évoqué les enjeux d’apprentissage liés aux deux domaines prioritaires de l’école. Nous pensons également que les démarches proposées – avec la mise en avant des interactions sociales – reposent implicitement sur des méthodes et/ou théories d’apprentissage de type socio constructiviste qui font actuellement l’objet d’un certain consensus dans la communauté éducative (Douaire, 2004). Dans les enjeux spécifiques aux sciences, nous distinguerons les enjeux didactiques concernant l’enseignement des sciences – notamment au travers des démarches préconisées et des savoirs visés – et les enjeux « épistémologiques » qui concernent la science elle-même. Ce dernier enjeu nous paraît fondamental, même s’il apparaît le plus souvent en « filigrane » dans les textes officiels. En effet, la référence explicite à la science hors de l’école est presque inexistante mais de nombreux aspects de la démarche proposée aux élèves (questionnement, investigation, écriture, débat, validation…) nous semblent « traduire » des aspects essentiels de l’activité des scientifiques. L’activité langagière en sciences est ainsi au point de rencontre de différents enjeux d’apprentissage ; cette convergence peut faciliter la mise en place de ces activités par des enseignants polyvalents mais elle peut aussi conduire à des confusions en terme de visée éducative (Bisault, 2005b).
Des pratiques des chercheurs aux pratiques scientifiques scolaires
4Nous avons choisi d’analyser les activités scolaires en sciences en référence aux pratiques de recherche scientifique. Nous nous appuyons sur le concept didactique de pratique sociale de référence (Martinand, 1986) pour identifier dans les activités scolaires en sciences ce qui peut être considéré comme une reconstruction à des fins scolaires de certains aspects de la recherche scientifique. Pour Jean-Louis Martinand, la référence à prendre en compte ne se limite pas aux savoirs établis par la communauté scientifique, il propose de parler de « pratique sociale » pour englober un ensemble défini d’acteurs, de rôles, de règles, d’outils, de valeurs, de questions et de savoirs établis ou en construction (Martinand, 2001). Bien entendu, certaines activités scolaires ne peuvent pas être analysées en ces termes ; nous pensons en particulier à celles qui se limiteraient à une présentation magistrale du texte du savoir par l’enseignant. En revanche, une bonne partie de ce qui est préconisé dans les programmes actuels nous semble compatible avec ce cadre d’analyse. Nous pensons qu’il est possible de parler dans ce cas d’une « pratique scientifique scolaire » ; en utilisant le qualificatif « scolaire » nous voulons insister sur le fait que la référence à la pratique scientifique ne saurait suffire pour caractériser cette pratique. En effet, cette pratique fait partie du cadre de l’école avec ses propres « contraintes » et ne peut pas être définie indépendamment des autres pratiques scolaires. Il est clair par exemple qu’on ne saurait attendre qu’une communauté d’élèves – fussent-ils considérés comme de « jeunes chercheurs » – produise des savoirs scientifiques nouveaux. Cette pratique scientifique scolaire doit donc être pensée comme résultant d’un croisement entre une référence externe [6] à l’école et d’un ensemble d’enjeux et de contraintes spécifiques à l’école [7] comme nous le résumons dans le schéma ci-dessous. Cela revient à postuler qu’il est possible de concilier des exigences scolaires ainsi que des exigences scientifiques et donc d’apprendre les sciences en faisant des sciences. Dans cette perspective, nous considérons que l’activité langagière est un élément constitutif de la pratique scientifique scolaire au même titre que l’activité expérimentale (Bisault, 2005a).
Un exemple de séquence d’apprentissage articulant investigation expérimentale et interactions verbales
5L’analyse que nous présentons nous semble assez représentative des recherches menées par notre groupe : en premier lieu, elle est le résultat d’une collaboration entre enseignants de terrain, formateurs et chercheurs à tous les niveaux de la recherche (conception des dispositifs, recueil et analyse des corpus, rédaction des articles, participation à des colloques et séminaires) ; en second lieu, le corpus recueilli a été analysé selon différents points de vue : un point de vue de didactique des sciences et un point de vue linguistique. Il a aussi fait l’objet de comparaisons avec des corpus obtenus dans d’autres disciplines (Le Bourgeois, Bisault & Rebiffé, 2006).
Une séquence d’apprentissage sur le brouillard au CM1
6La séquence d’apprentissage sur le brouillard [8] qui a été analysée dans cette recherche est résumée ci-dessous. Les phases de cette séquence qui sont discutées dans cet article sont indiquées en caractères gras (phases 4 et 5 de la première séance et phase 4 de la dernière séance).
Séance 1 (1 heure)
Expression des conceptions préalables
Phase 1 : réponse écrite à la question Q1 : Qu’est-ce que le brouillard ?
Phases 2 : lecture des réponses
Phase 3 : discussion collective
Phases 4 et 5 : débat en groupes sur la question Q2 : Comment se forme-t-il ? – conception d’une « expérience » pour fabriquer du brouillard – élaboration d’une affiche.
Séance 2 (1 heure)
Investigation expérimentale et première formulation des résultats
Phase 1 : lecture des affiches (collectif)
Phase 2 : réalisation des expériences (en groupes)
Phase 3 : écriture du compte rendu d’expérience
Séance 3 (1 heure)
Discussion des résultats, lecture documentaire et structuration des connaissances
Phase 1 : présentation collective des résultats expérimentaux
Phase 2 : écriture individuelle (réponse à la question Q1)
Phase 3 : lecture individuelle d’un texte documentaire
Phase 4 : discussion collective sur le texte
Phase 5 : réponse écrite individuelle à Q1 et à Q2
8Cette séquence présente des caractéristiques « classiques » pour les sciences à l’école :
- un ancrage sur des objets/phénomènes faisant partie de « l’environnement familier » des élèves [9] ;
- une alternance de modes de regroupement (individuel/groupe/collectif) associés à des modes d’activités (écriture, lecture, discussion, réalisation d’expériences…) ;
- un recueil de conceptions initiales ;
- un recours à l’investigation expérimentale et à l’investigation documentaire ;
- un usage important du langage.
Les outils d’analyse utilisés
9Du point de vue de la didactique des sciences, nous avons voulu repérer les constructions scientifiques ; en particulier nous avons observé le passage entre registre empirique et registre des modèles (Martinand, 2000). Le registre du référent empirique est celui des objets, des phénomènes et de leur connaissance phénoménologique. Le registre des modèles est celui des élaborations théoriques et des représentations symboliques. L’étude du brouillard en classe présente des difficultés sur chacun de ces deux registres. Sur le plan empirique, le phénomène physique évoqué est difficilement reproductible en classe ; de plus une observation non instrumentée ne permet pas d’accéder à l’échelle des gouttelettes d’eau en suspension dans l’air. Sur le plan du modèle, l’explication de la formation du brouillard fait intervenir des concepts difficilement accessibles à l’école primaire et pose des questions de changement d’échelle [10] peu compréhensibles sans approche quantitative. C’est essentiellement à partir des productions langagières des élèves (écrites ou orales) que nous avons pu accéder (au moins partiellement) au processus de conceptualisation à l’œuvre chez les élèves tout au long de cette séquence d’apprentissage. L’analyse didactique est donc ici largement tributaire de l’analyse linguistique.
10Du point de vue linguistique, nous avons analysé l’activité langagière sous différents aspects : construction d’objet, reformulations, mouvements, prise en charge énonciative, (Grize, 1996 ; Jaubert & Rebière, 2000, Nonnon, 2001). Il est nécessaire de croiser différents indicateurs avant de pouvoir proposer une interprétation en termes de processus cognitifs. Nous nous sommes intéressés à la construction des objets de discours en liaison avec l’élaboration des concepts. De ce point de vue, tout « mouvement » dans la formulation peut être indice de mouvement conceptuel ; par exemple, le surgissement d’un nouveau terme peut révéler un pas important dans l’apprentissage ; de la même façon, les reformulations successives peuvent être indicatrices d’éclairages nouveaux sur l’objet scientifique en construction. Nous n’avons pas retenu les approches basées sur les typologies de textes ou de discours – typologies utilisées notamment pour distinguer l’explication et l’argumentation. Ces approches « formelles » ont été très critiquées en linguistique et didactique du français (problèmes de délimitation des unités d’analyse, problèmes de critères…). Un problème supplémentaire se pose en sciences (recherche ou enseignement tel qu’on le conçoit ici) si on considère que tout objet de discours dans une recherche scientifique est a priori contestable et problématique donc que tout discours relève à la fois de l’explication et de l’argumentation (Bisault & Fontaine, 2004).
Des conceptions initiales à l’élaboration des protocoles expérimentaux
11Le premier extrait de corpus que nous analysons dans cet article concerne l’élaboration de protocoles expérimentaux (phases 4 et 5 – séance 1) à partir des conceptions initiales discutées dans la première partie de la séance. Nous présentons ci-dessous des retranscriptions d’échanges oraux en groupes autour de la question « Comment se forme le brouillard ? » (corpus b) puis des affiches réalisées en groupes reprenant les réponses à cette question et proposant un protocole expérimental, pour fabriquer du brouillard (corpus c). Nous donnons deux exemples de chaque type de corpus pour deux groupes différents : groupe 1 : Mégane / Théo / Camille / Estelle et groupe 2 : Magomed / Léa / Philippine / Zineb.
Corpus b1 : échanges oraux – groupe 1
- Théo : Estelle tout à l’heure elle disait que c’était où il faisait très froid mais au pôle Nord ou en Suède il n’y a pas de brouillard
- Estelle : T’y es pas au pôle Nord ou en Suède tu peux pas savoir s’il y a du brouillard ou pas
- M. : Alors vous vous pensez que c’est en fonction de la température c’est-à-dire quand la température est basse.
- Estelle : Ben on va voir
Corpus C1 : contenu de l’affiche produite par le groupe 1
Petites gouttes qui forment des nuages.
On ne voit pas la à travers le brouillard.
Quand il fait froid.
Aujourd’hui il fait frais et il y a pas de brouillard.
Mais Aujourd’hui, il y a du soleil et il n’y a pas de brouillard.
Pot eau froide, vent, eau par-dessus, éponges sèches cheveux.
14L’échange oral fait apparaître une contestation par Estelle de l’énoncé de Théo (absence de preuve empirique directe puisqu’on n’est pas au pôle Nord ou en Suède !). L’enseignante reprend cependant la proposition de Théo relative au « froid » avec un travail de reformulation (« en fonction de la température », « quand la température est basse ») permettant de mettre en avant le facteur température, ce qui est essentiel pour la compréhension du mécanisme de formation du brouillard.
15La première partie de l’affiche explicitant le mécanisme de formation du brouillard évoque des « petites gouttes » et l’influence du « froid » (évoqué par Théo à l’oral). En revanche, le protocole expérimental ne fait pas intervenir la température mais plutôt l’idée d’une dispersion des gouttes par le vent. On peut noter aussi des formes textuelles très différentes (phrases mettant en avant des relations causales dans le premier cas, simple liste d’objets dans le deuxième cas). On peut penser que le premier texte renvoie à une vision plutôt « théorique » du brouillard qui prolonge la phase d’expression des conceptions initiales alors que le deuxième correspond à une vision très « technique » qui anticipe sur la phase de réalisation matérielle de l’expérience. Il est donc assez remarquable de voir comment les élèves changent complètement de « monde » au sein d’un même écrit. Ce décalage entre les deux parties de cet écrit nous semble assez caractéristique de la difficulté pour les élèves à articuler les deux dimensions (théorique et matérielle) de l’activité expérimentale.
Corpus b2 : échanges oraux – groupe 2
1. Magomed : Moi j’ai dit de l’eau qui se transforme en nuage parce que par exemple on met de l’eau / on prend de l’eau / avec la chaleur ça fait de la vapeur et ça reste toujours pareil / ça s’en va dans l’air après
2. Philippine : Comme une sorte de nuage / les nuages c’est de la vapeur
3. Magomed : Ben on est tous les deux d’accord
[…]
17. Magomed : C’est presque pareil mais c’est pas exactement pareil
18. Zineb : Ben alors on efface nuage
19 / Philippine : Ben avec la chaleur ça s’évapore et ça se transforme en vapeur // moi je laisserais vapeur
20. Magomed : Moi je laisserais nuage et toi ?
21. Zineb : On n’est pas d’accord / moi je laisserais vapeur.
17Dans ce deuxième exemple d’échange oral, on assiste à un débat autour des mots « nuage » et « vapeur » qui sont à rapprocher du « brouillard ». On peut remarquer une prise de distance au niveau énonciatif chez Philippine et Magomed (« comme une sorte de… », « c’est presque pareil mais c’est pas exactement pareil ») qui montre bien que les élèves ont compris qu’ils étaient au cœur du problème (nature de l’objet brouillard). Ce jeu d’équivalence entre les mots se retrouve dans le début du texte collectif en forme de liste qui revient à mettre sur le même plan des formes physiques jugées très proches.
Corpus c2. Contenu de l’affiche produite par le groupe 2
De la brume
De la vapeur
De la fumée
Vapeur d’eau ? Dans l’air
De l’eau qui se transforme en (nuage) (vapeur)
De l’eau et de la chaleur qui se transforme en vapeur.
On met de l’eau dans une casserole on met une flamme sous la casserole.
La vapeur elle monte à la surface ensuite on met un miroir au-dessous, la vapeur ça va se coller sur le miroir.
19La suite de l’affiche évoque un peu la forme d’une recette de cuisine. Ici encore on observe une rupture très forte entre un début d’écrit très théorique et une fin très « pratique » ce qui indique une interprétation de la tâche analogue à celle du groupe précédent. Le protocole correspond probablement à une transposition d’une observation domestique connue de nombreux enfants (de l’expérience commune à l’expérience de classe). On peut noter que « vapeur » est pris dans le sens commun (équivalent de nuage) et pas dans son sens scientifique (eau à l’état de gaz donc invisible) ; c’est une des difficultés de cette séquence d’apprentissage.
20Ces extraits de corpus montrent bien que la discussion et l’écriture imposent un passage délicat entre un travail d’ordre conceptuel et un travail d’ordre matériel. Bien entendu, la réalisation matérielle de l’expérience n’a d’intérêt que parce qu’elle permet de revenir ultérieurement sur le plan théorique pour discuter des différentes hypothèses. Il est probable que les élèves n’ont pas intégré toute de suite cette nécessaire mise en relation et se sont certainement fait un peu piéger par le passage au plan matériel. Ainsi, bien que les essais de « fabrication du brouillard » aient été plutôt infructueux, une majorité d’élèves a déclaré avoir réussi à faire du brouillard. Il semble que pendant un temps au moins, les élèves ont abandonné l’idée d’essayer de comprendre comment se formait le brouillard pour se focaliser uniquement sur la façon pratique d’en obtenir en classe. Il s’agit alors moins d’une expérience scientifique que d’un essai technique d’une « machine à fabriquer du brouillard ».
Lecture documentaire et structuration des connaissances
21Le document utilisé pendant cette partie de la séquence (séance 3 de la séquence) a été obtenu par collage de deux pages du même manuel [11]. Il regroupe des informations scientifiques générales sur la vapeur d’eau, le changement d’état liquidegaz, la condensation et sur diverses formes de l’eau : buée, nuages, traînées blanches des avions à réaction, humidité de l’air. Cet ensemble d’élèves permet a priori de répondre aux deux questions sur le brouillard (« Qu’est-ce que le brouillard ? » et « Comment se forme-t-il ? ») mais il ne comporte ni définition ni explication du brouillard. Il est donc nécessaire de faire un rapprochement entre des informations se situant à différents niveaux du document (textes, titres, images). Par exemple, l’observation des deux images en liaison avec les connaissances empiriques sur le brouillard doit conduire à un rapprochement entre trois phénomènes physiques voisins (« nuage », « traînée d’avion » et « brouillard »). Il est également nécessaire de distinguer l’usage quotidien et l’usage scientifique de certains termes : « eau » (eau liquide ou substance), « gaz » (substance combustible ou état de la matière), « vapeur d’eau » (résultat observable de la condensation ou eau à l’état de gaz invisible) pour adopter le sens scientifique (eau à l’état de gaz invisible). Cette activité de lecture demande donc un travail complexe de mise en relation des informations contenues dans le document [12] qui exige une véritable reconstruction conceptuelle.
22Le corpus que nous allons analyser ici est constitué par les discours d’élèves recueillis dans la phase de discussion qui a suivi la lecture de l’extrait de manuel par chaque élève (Séance 3, phase 4). Nous présentons ici deux moments de la discussion orale qui nous paraissent être des « tournants » dans le travail d’élaboration conceptuelle en cours. Dans un premier moment, le maître demande aux élèves « ce qu’ils ont retenu » de la lecture du document ; mais il s’agit pour eux de présenter leur « dernière conception » du brouillard, ce qu’ils croyaient ou savaient déjà ayant été modifié par cette lecture. La complexité du document rend impossible ou inefficace toute reprise littérale du texte. Pour pouvoir se forger une nouvelle « idée » de l’objet brouillard, il faut déployer l’implicite du texte Dans le premier extrait de dialogue, les interlocuteurs cherchent à élucider la relation entre deux faits, « il y a du brouillard » et « l’air est humide », relation pointée par le texte, mais non vraiment explicitée. Après plusieurs tentatives infructueuses de certains élèves, Magomed prend la parole.
25. Magomed : C’est vrai qu’on ne peut pas bien comprendre parce qu’avant ils disent quand il y a très peu de vapeur on dit que l’air est sec ou encore que le degré d’humidité de l’air est bas mais après ils expliquent / si j’ai bien compris / ils disent que quand il y a du brouillard ben l’air est humide / quand y a / quand y a / pas quelque chose comme du brouillard et tout ça et tout ça et ben l’air est sec
26. M. : Qu’est-ce que ça veut dire que l’air est humide ou que l’air est sec ? oui Théo
27. Théo : Quand l’air elle contient pas beaucoup de vapeur d’eau / ah non //
24En reformulant les propos du document, Magomed s’engage dans une activité intellectuelle exigeante (métacognition). Il prend une distance critique avec le texte du document (« ils disent que… ») pour proposer une opposition binaire (« humide » ou « sec »). Il semble que Magomed, en déployant l’implicite des rapports entre les deux propositions, « il y a du brouillard » et « l’air est humide », oublie un peu le texte et s’enferme dans une sorte de système de raisonnement formel de type « si a, alors b – si non a, alors non b » où le « ben » remplacerait le « alors ». Au-delà de sa forme logique approximative, ce raisonnement ne semble pas convenir au domaine où l’on travaille parce que reposant sur une opposition binaire air sec/air humide. Il n’est pas possible de savoir si la tentation du jeu des oppositions linguistiques (antonymes) a un rôle dans les choix de Magomed. D’autre part, le statut de l’objet brouillard nous paraît un peu altéré : le phénomène « brouillard » devient, dans cette réplique, une sorte d’indicateur d’humidité. Bien qu’ambiguë, c’est la proposition de Théo qui sauve le dialogue de l’impasse des oppositions radicales [13] ; il substitue l’élément « vapeur d’eau » à « air » et en même temps il enfonce un coin dans le bloc « sec-humide » en montrant une possibilité de quantification (« pas beaucoup »). L’intervention de Théo reste très timide, courte et peu construite, mais elle offre des perspectives conceptuelles nouvelles en ouvrant des voies de cheminement qui seront exploitées dans la suite de la discussion.
25Même quand le texte est explicite, il est souvent difficile pour les élèves de « recevoir » certaines informations qui ne coïncident pas avec leur perception du monde, ou qui sont codées dans un usage spécialisé de la langue. Après avoir établi que c’est la vapeur d’eau dans l’air qu’il faut prendre en compte dans la formation du brouillard, et qu’on peut en mesurer la quantité, il reste encore quelques obstacles à la compréhension. Quand le maître demande « s’il y a de la vapeur d’eau dans la classe », les élèves répondent « non », puis « oui »… Magomed, encore lui, retrouve le passage du texte qui contient la réponse et le lit. Cet extrait montre l’importance du maître dans la reprise et la reformulation des propos des élèves : la formulation « l’air contient de la vapeur d’eau » prend un statut d’information essentielle à la suite de l’intervention du maître en 57. Alors que l’intervention de Magomed en 58 reste dans un jeu d’oppositions logiques, la réplique de Kévin en 59 montre la difficulté que pose cette information pour les élèves. Pour certains élèves, il pourrait bien être très difficile de concevoir l’existence de « vapeur d’eau » dans l’air, sans marques d’humidité tangibles, telles qu’on peut les observer au quotidien, parmi lesquelles figure le brouillard. Le texte a été lu, et l’information vue mais non reçue avec toutes ses conséquences « conceptuelles ». L’intervention de Kévin donne au maître l’occasion de dissocier nettement les deux objets « vapeur d’eau » et « brouillard » et donc d’apporter un élément décisif pour la compréhension.
56. Magomed : L’air contient toujours de la vapeur d’eau.
57. M. : Ah ceux qui disaient / Anastasie toi qui disait non ici il n’y en a pas / l’air contient toujours de la vapeur d’eau / soulignez le ça
58. Magomed : Sinon y aurait pas d’air ici
59. Kévin : On peut pas avoir de brouillard ici
60. M. : Attention on ne parle pas de brouillard ici mais de vapeur d’eau
Conclusion
27Les phases de travail que nous avons observées ici correspondent à des régimes didactiques très différents. Dans le premier cas, le langage est à la fois outil d’expression des conceptions initiales et outil de préparation d’une activité à forte dimension matérielle (réalisation d’expériences). Dans le deuxième cas, le langage est plutôt un outil de structuration des connaissances – structuration qui doit s’appuyer à la fois sur les expériences réalisées au préalable et sur la lecture du document proposé. Pour autant, la comparaison de ces deux cas fait apparaître des problèmes similaires liés à la nature des apprentissages conceptuels visés. Pour chacune des deux phases observées, notre analyse montre en effet chez une majorité d’élèves de grandes difficultés pour construire et articuler un registre empirique et un registre des modèles explicatifs.
28Dans la phase de conception d’expériences, on observe un glissement vers l’aspect matériel de l’activité. On peut observer un net décalage entre l’activité perçue par les élèves sur un plan essentiellement pratique (réussir à obtenir un effet) et l’activité conçue par l’enseignant sur un plan principalement conceptuel (comprendre les facteurs intervenant dans la formation du brouillard). Les élèves oublient donc parfois l’enjeu cognitif de l’activité expérimentale. De ce point de vue, le caractère familier de l’objet étudié se révèle un piège avec la confusion possible entre l’expérience scientifique réalisée en classe et « l’expérience commune » de ces mêmes objets.
29Dans la phase de lecture documentaire, les élèves ont beaucoup de mal à identifier les nombreuses relations suggérées dans le document pour parvenir à une réelle reconstruction langagière et conceptuelle. Cette reconstruction exige un bon repérage des enchainements des différentes unités textuelles ce qui est souvent difficile à cause de la complexité de son organisation et de la multiplicité des procédés utilisés dans les textes du document pour assurer la connexion et la cohésion textuelles : marqueurs logico-argumentatifs, anaphores, subordonnées, simple contiguïté d’énoncés… L’interprétation des marqueurs énonciatifs est également difficile pour de nombreux élèves ; une interprétation correcte de ces marqueurs est pourtant essentielle pour une bonne compréhension du document.
30Dans les deux cas, la distinction entre les deux registres est compliquée par une « superposition lexicale » entre discours quotidien et discours scientifique. Ainsi, certains termes comme « vapeur d’eau » désignent à la fois un objet très familier du registre empirique (une sorte de nuage ou de brouillard) – donc justement l’objet qu’on étudie – et un « objet » très précis du registre des modèles scientifiques (eau à l’état de gaz invisible et inodore, invisible donc sans manifestation directe) – objet généralement inconnu des enfants.
31La comparaison de deux phases de la même séquence permet de revenir sur les rôles respectifs des activités expérimentales et de la lecture documentaire. L’expérience ne sert ici ni à valider des hypothèses ni à montrer les phénomènes, elle permet en revanche de mieux comprendre l’influence de certains facteurs (température par exemple) ; elle contribue donc à la fois à la construction d’un référent empirique [14] et à l’élaboration d’un premier modèle explicatif de la formation du brouillard. Dans ces conditions la lecture du manuel doit renforcer la construction scientifique dans ces deux registres empirique et explicatif. La lecture demande donc aux élèves un double travail : une lecture proprement dite avec de nombreux pièges syntaxiques et lexicaux mais aussi un véritable travail d’élaboration scientifique qui exige d’expliciter de nombreuses mises en relation qui sont simplement suggérées à différents niveaux du document. Le langage joue un rôle essentiel dans la séquence d’apprentissage observée : une partie importante de la construction scientifique de l’objet « brouillard » passe par une construction d’objets de discours avec un problème crucial de délimitation des objets. Les rôles de l’expérience et de la lecture documentaire dans la pratique scientifique scolaire et dans les apprentissages individuels apparaissent donc beaucoup moins simples qu’on pourrait l’imaginer. Ces deux composantes de l’activité scientifique scolaire sont en effet au croisement de problèmes complexes relevant à la fois de la spécificité des contenus abordés et de problèmes plus transversaux. Nous avons commencé à analyser certains de ces problèmes dans une visée de didactique comparée [15] : nous avons ainsi comparé le rôle emblématique de l’activité expérimentale en sciences avec celui de la lecture de documents en histoire (Le Bourgeois, Bisault, & Rebiffé, 2006). Nous avons également analysé l’activité effective des élèves en lien avec les interventions du maître dans une étude croisant une approche de didactique des sciences et une approche de psychologie des apprentissages [16] (Bisault & Berzin 2007 ; Berzin & Bisault, 2007). Enfin dans une recherche commençant en septembre 2007 [17], nous analyserons les moments scolaires de découverte du monde dans leurs interactions possibles avec d’autres moments scolaires ou non scolaires.
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Mots-clés éditeurs : Apprentissage, Didactique, Enseignement primaire, Langue, Physique
Date de mise en ligne : 16/06/2008
https://doi.org/10.3917/cdle.025.0017