LA CONCEPTUALISATION DANS L'APPRENTISSAGE DES SCIENCES FAIRE L'EPREUVE DES OBJETS

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LA CONCEPTUALISATION DANS L'APPRENTISSAGE DES SCIENCES FAIRE L'EPREUVE DES OBJETS
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    LA CONCEPTUALISATION DANS L’APPRENTISSAGE DES SCIENCES FAIRE L’EPREUVE DES OBJETS    In memoriam : Claude TISSERON Coordinatrice : Viviane DURAND-GUERRIER 1  Auteurs : Thierry DIAS 1 , Viviane DURAND-GUERRIER 1 , Jean-Loup HERAUD 2 , Anne-Cécile MATHE 3 , Eric SANCHEZ 4   1.   Université de Lyon, Université Lyon 1, IUFM & LEPS, EA 4148 2.   Université de Lyon, Université Lyon 1, LEPS, EA 4148 3.   Université d’Artois, IUFM Nord Pas de Calais   4.   Institut National de Recherche Pédagogique, EducTice - Université de Lyon, Université Lyon 1, LEPS, EA 4148 Introduction générale : Enjeux d’un débat mettant en perspective Equité et efficacité. On oppose fréquemment dans l’enseignement les activités dites concrètes, qui seraient la norme pour les premiers apprentissages, et les activités dites abstraites, qui seraient réservées à ceux qui vont poursuivre des études longues. Il s’agirait donc de repousser « l’entrée dans l’abstraction » à plus tard, et de privilégier dans le cadre de l’école obligatoire l’acquisition de savoir faire, dans une perspective utilitariste. Outre qu’une telle perspective tend à instaurer de fait un clivage entre ceux qui pourrons accéder aux savoirs les plus élaborés, et ceux qui devront se contenter de connaissances utiles et, pour séduisant qu’il puisse apparaître au regard d’une certain efficacité, ce point de vue ne résiste pas à l’analyse des apprentissages visés à l’école. Quoi de plus abstrait en effet que le nombre entier et les opérations afférentes, dont la maîtrise est un des objectifs majeurs de l’école primaire française ? Le nombre se construit en effet à l’école maternelle et au début de l’école élémentaire comme mesure de la taille des collections, chacun de ces éléments faisant l’objet d’une élaboration théorique. Argumentaire : processus de conceptualisation et travail avec les objets Les hypothèses principales qui sous-tendent les communications proposées dans ce symposium    La conceptualisation dans l’apprentissage des sciences : faire l’épreuve des objets 2 sont d’une part le fait que la conceptualisation est un processus (Vergnaud, 1991 1 ) et que les apprentissages se font dans un va-et-vient entre des objets concrets (sensibles ou familiers au sens de Paul Langevin 2 ) et les objets théoriques dont l’apprentissage est visé : actions sur les objets familiers, élaboration de conjectures par le sujet, retours aux choses pour éprouver la solidité dans un premier temps, puis utiliser dans un second temps ce qui a été appris. Nous avançons la thèse selon laquelle « faire l’épreuve des objets » est une dimension centrale dans le processus de conceptualisation dans l’apprentissage des sciences à l’école. En effet, lorsqu’elle est mise en œuvre dans la classe, cette confrontation aux « objets » (matérielle et symbolique) est le plus souvent mésestimée ou détournée, soit qu’elle vienne en illustration ou application du concept (un double de celui-ci), soit qu’elle entretienne l’illusion que le concept puisse émerger directement de la fréquentation des objets (le concept tenu ici comme double de l’objet, selon une version opposée à la précédente). Nous souhaitons mettre en évidence pourquoi et en quoi « faire l’épreuve des objets » est au contraire un moment constitutif du processus de conceptualisation en situation d’apprentissage. Cette « épreuve » exige en effet des élèves une confrontation aux « objets » qui soit génératrice d’un questionnement épistémologique pertinent et efficace, c’est-à-dire qui puisse les installer dans le champ du savoir en jeu. D’une part, nous entendons par « faire l’épreuve des objets » les différentes formes de manipulation matérielle (pas seulement empirique) et symbolique (pas seulement verbales) que l’enseignant donne à effectuer aux élèves pour en prendre la mesure et susciter des opérations de formalisation. Le risque serait de succomber à une dérive empiriste et pragmatique (valorisant de façon excessive la seule expérience sensible et pratique de l’objet) : car « l’objet » impose en effet ses contraintes incontournables (il n’est pas seulement objet de pensée, mais un objet résistant à la pensée), délimitant ainsi a priori l’espace discursif dans lequel n’importe quoi ne peut pas être dit. Voila pour le volet épistémologique. D’autre part, « faire l’épreuve des objets » implique que les situations didactiques imposent aux élèves de traduire les objets du monde dont ils ont une expérience préalable en objets de connaissance dans le contexte ou le champ du savoir scientifique. Notre objectif est donc de rechercher les voies didactiques susceptibles de mettre l’élève en position de transformer un objet du monde en objet de connaissance, impliquant de sa part une activité d’élaboration conceptuelle adéquate. Nous retrouvons ainsi l’idée de Granger (1994) 3  de corréler l’activité de la pensée aux objets pour les faire entrer dans différents systèmes de symbolisation qui les recomposent: « L’idée de traduction d’une propriété ou d’un système par un autre propriété ou un autre système, au moyen d’un renversement de points de vue qui en conserve en un certain sens la forme » (p. 54) dit-il à propos des mathématiques, mais on peut étendre son propos. Qui retrouve le sens de la formule de Langevin d’un autre point de vue. Champs concernés Les objets sur lesquels nous allons travailler concernent : les mathématiques, plus précisément la géométrie des solides ; les sciences de la vie : la construction de la notion d’espèce à travers le 1  G. Vergnaud, 1991, La Théorie des champs conceptuels, Recherche en Didactique des Mathématiques, 10/2.3 2  Qui écrit dans  La pensée et l'action ,« Le concret, c’est de l’abstrait rendu familier par l’usage » (Langevin, P.  La  pensée et l'action , textes recueillis et présentés par Paul Larenne, préfaces de Frédéric Joliot-Curie et Georges Cogniot, Paris, Lees Editeurs Français Réunis, 1950.) 3  G.G. Granger (1994), Formes opérations objets , Vrin    La conceptualisation dans l’apprentissage des sciences : faire l’épreuve des objets 3 récit d’un album de fiction ; les sciences de la terre. Nous croiserons des regards didactiques, épistémologique et logiques pour interroger le travail avec et sur les objets. Mots clés : didactique des sciences - sémantique logique - objets - concepts – apprentissage    La conceptualisation dans l’apprentissage des sciences : faire l’épreuve des objets 4 Contribution n° 1 QUANTIFICATION ET CONCEPTUALISATION DANS L’EPREUVE DES OBJETS : « TU AS RAISON, UN POISSON EST UN POISSON » Jean-Loup HERAUD Université de Lyon, Université Lyon 1, LEPS (EA 4148)  jlheraud@yahoo.fr  Introduction Le langage parle d’objets, disait Quine (trad.1977) dans « Le Mot et la chose », mais si les objets existent en dehors du langage, comment le langage peut-il s’ancrer et s’articuler sur les objets du monde ? Certes, on comprend bien que des termes singuliers comme les noms propres ou les indexicaux ( toi, celui-ci, etc ..) désignent des individus singuliers uniques, mais on comprend moins bien que les énoncés généraux puisse parler de tous les objets (du monde), de n’importe quel objet, voire d’un objet quelconque, ce qui n’en serait désigner aucun précisément. Cette fuite hors du monde encore plus piteuse si on rapporte le sens des énoncés à des idées –substitut mental des choses- ou si on en fait le résultat d’une abstraction qui, pour ne retenir que les traits communs, élimine la singularité des objets. Dans la séance de classe commentée ci-dessous, on s’aperçoit que dire « un poisson est un poisson » est ne rien dire si cette proposition est sans objet : ce qui est bien le cas pour le vairon dans l’album de L. Lionni (1981) Un poisson est un poisson  qui ne comprend ce que lui dit son ami le têtard qu’à la fin de l’album par expérience vitale personnelle « Tu sais, tu avais raison, un poisson est un poisson ». Dans le monde réel, il n’existe pas d’objets généraux, il n’y a que des objets singuliers (il n’y a pas d’homme en général, il n’y a que des individus singuliers). Ce qui pose un problème épistémologique  majeur en classe : le paradoxe de devoir fonder et construire une connaissance générale et vraie sur l’expérience sensible de choses singulières, le paradoxe de construire une connaissance générale et universelle à partir du langage naturel qui n’est en prise que sur des événements particuliers. Une seconde remarque : faire l’épreuve des objets, c’est certes faire l’épreuve de leur existence  (nous insistons) dans ou à travers le discours, mais c’est aussi en faire l’expérience directe et physique en dehors de la connaissance que nous en avons, car ils exercent une action causale dans le monde dont nous-mêmes subissons les effets Nous nous asphyxions dans l’eau, car il y a une rencontre entre les propriétés physiques de cet élément et les propriétés biologiques de notre organisme. Mais il est vrai que nous exerçons à notre tour une action causale sur les choses, vivantes ou non. Il y a donc une résistance, une consistance du monde qui est l’objet d’une connaissance non conceptuelle, par expérience sensible (non sémiotique), par apprentissage sémiotique (indiciel, iconique, symbolique selon la triadicité sémiotique de Peirce). La connaissance des objets du monde n’opère jamais leur mutation en êtres conceptuels, sémiotiques ou formels.    La conceptualisation dans l’apprentissage des sciences : faire l’épreuve des objets 5 Poser la question de savoir comment le langage prend en charge les choses, c’est certes s’interroger comme l’a fait le courant de la sémantique logique sur les ressources logiques du langage aptes à effectuer le processus de conceptualisation, pour transformer l’expérience sensible en connaissance des choses par différents degrés de formalisation. Voilà le premier temps. Mais le second temps, souvent négligé, est celui du retour du concept aux objets, aux « choses mêmes », mode de confrontation second qui ne met pas tant les choses à l’épreuve du concept que le concept à l’épreuve des choses. Si les quantificateurs de notre langage (les termes généraux que sont « un » -quelque chose-, « le », etc.) sont générateurs de généralité, la pragmatique logique au sens de Peirce ajoute cette dimension d’épreuve des objets : au sens où elle pose l’exigence pour toute proposition à revenir au réel, pour s’affronter aux objets singuliers qui, exemplaires, en apporte la preuve vivante. De ce défi, la discussion argumentée sur un album de fiction qui parle du monde au second degré par métaphore peut apporter sa contribution. Amener les élèves à une interrogation épistémologique sur les être vivants en jeu dans un album de fiction, tel est l’objectif d’une séance de « Petit labo » chez un enseignant de cycle II (CE1) à partir de la lecture questionnée de l’album de L. Lionni Un poisson est un poisson . I. « Tu sais, tu avais raison, un poisson est un poisson » L’objectif didactique de cette séance que l’enseignant nomme « Petit labo » est de demander aux élèves de s’approprier le sens du récit sur un registre d’interprétation qui les amène à s’interroger sur le sens paradoxal de l’expression « un poisson est un poisson ». On fait l’hypothèse que la répétition du mot de « poisson » n’est pas un effet rhétorique et qu’elle joue au contraire sur la différence de sens, problématique, entre les deux occurrences de ce même terme. Dans le cours de la séance recueillie dans notre corpus, le maître demande aux élèves de comparer le sens de ce même énoncé « un poisson est un poisson » dans les deux situations du récit de l’album (on laissera de côté le titre) que sont d’une part dans la 1ère partie de l’album l’affirmation du têtard : «  Les grenouilles sont des grenouilles et un poisson est un  poisson, c’est comme ça et pas autrement   », et d’autre part en fin du récit la réponse du vairon à la grenouille venant de le sauver de l’asphyxie qui finit par « avouer » -dit un élève- « Tu sais, tu avais raison, un poisson est un poisson  ». Qu’est ce que donc pour lui savoir qu’un poisson est un poisson qu’il ne savait pas auparavant et que savait le têtard ? 4  Que la différence de sens n’est pas évidemment pas dans le sens lexical du terme de « poisson », nous amène à interroger la fonction référentielle (indicative) du déterminant « un » : « Un poisson est un poisson », ça veut dire quoi « un » dans les deux occurrences ? C’est qui  « un poisson », c’est quoi  « un poisson » ? Pour montrer l’intrication de ces différents modes de dénotation concentrés dans le quantificateur de la langue naturelle « un », on partira de l’extrait ci-dessous pour montrer en quoi le processus de connaissance consiste à « faire l’épreuve des objets » : qu’est-ce qu’être un poisson pour le vairon ? On va voir que l’expérience (individuelle) rencontre le concept (général) qu’elle contribue à faire émerger 5  : Charlie   Parce qu’ il  a fait une expérience M. Donc le poisson il a fait une expérience il est allé sur la 4 . On remarque que le vairon ne répond rien au têtard dans la 1 ère  occurrence : scepticisme, doute, évidence quant à ce qui lui dit ce dernier. Au minimum, il entend la phrase au sens littéral. 5 . Nous avons surligné en noir.
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