Didactique 201

Les grands principes de la didactique des sciences

Le rôle crucial de l'intérêt

En didactique des sciences, l'intérêt joue un rôle crucial pour mener à bien un changement conceptuel et donc amener les élèves à apprendre. Dans le but d'amener l'élève à modifier des idées préconçues ou erronées et les remplacer par une compréhension scientifiquement valide, il s'avère que l'intérêt joue un rôle tout aussi important que le conflit cognitif.

La chaire de recherche sur l'intérêt des jeunes à l'égard de la science et de la technologie (CRIJEST) a démontré que les 4 stratégies suivantes favorisent l'intérêt des jeunes pour les S&T :

• Démarches d'investigation scientifique

Deux approches peuvent mettre à profit la démarche d'investigation scientifique :

Inquiry-Based Learning (Apprentissage basé sur l'investigation) : 

Cette approche met l'accent sur l'expérience de l'élève dans le processus d'apprentissage. Ceux-ci sont encouragés à poser des questions, à explorer, à découvrir et à résoudre des problèmes par eux-mêmes. Les enseignants agissent souvent comme des facilitateurs, guidant les élèves dans leur exploration, posant des questions stimulantes et fournissant un soutien là où nécessaire. (Selon Hattie, cette stratégie a un effet d'ampleur de 0.61 et se classe au 20e rang des stratégies efficaces)

Inquiry-Based Teaching (Enseignement basé sur l'investigation):

Cette stratégie met l'accent sur les méthodes utilisées par l'enseignant pour faciliter un apprentissage basé sur l'investigation. Ceux-ci conçoivent et mettent en œuvre des activités d'apprentissage qui encouragent l'exploration, la découverte et la résolution de problèmes par les élèves. (Selon Hattie, cette stratégie a un effet d'ampleur de 0.31 et se classe au 86e rang des stratégies efficaces)

Il est important de ne pas confondre ces stratégies avec l'apprentissage par problème (Problem based learning) qui met l'accent sur la résolution de problèmes complexes du monde réel qui servent de point de départ pour l'apprentissage. Les étudiants travaillent souvent en groupe pour identifier, analyser et résoudre ces problèmes de façon autonome.  Bien qu'efficace dans les cégeps et universités, elle se révèle moins efficace au secondaire. Hattie lui attribue un effet d'ampleur de 0.15 et se classe au 118e rang des stratégies efficaces. Bien que moins efficace pour un enseignement de surface, elle est se révèle plus efficace pour un enseignement en profondeur.

• Contextualisation des apprentissages

Relier les concepts scientifiques à des situations concrètes et à des applications réelles aide les élèves à comprendre l'importance et la pertinence de ce qu'ils apprennent. Cela peut inclure des exemples tirés de la vie quotidienne, de l'actualité ou de domaines d'application spécifiques. 

• Enseignement par projets

L'enseignement par projet favorise la mise en place de situations d'apprentissage qui présentent une question de départ ancrée dans la “vie réelle” ou la vie à l'extérieur de l’école qui suscite l'intérêt des élèves et présente un défi, tout en étant accessible. Le projet présente un caractère ouvert, qui nécessite l’engagement des élèves dans un processus d’investigation de manière à y trouver une solution. La solution de l'élève présente un caractère concret et signifiant pour l'élève.  

• Travail collaboratif

Les projets en sciences nécessitent souvent une collaboration étroite entre les élèves, où ils doivent travailler ensemble pour définir des objectifs, répartir les tâches, résoudre les problèmes et présenter leurs résultats. (Selon Hattie, cette stratégie a un effet d'ampleur de 0.41 et se classe au 64e rang des stratégies efficaces)

L'évolution des conceptions des élèves : Le changement conceptuel

L’individu se construit dès la jeune enfance (par ses sens) un cadre de conceptions naïves (ou présuppositions) à propos de la réalité qui l’entoure. Ce cadre, basé sur des croyances, est très rigide et des conceptions erronées peuvent en découler. L’enseignant doit s’attaquer à la racine du mal. Il doit donc chercher à identifier et à comprendre l’origine des conceptions naïves pour ensuite les corriger. Enseigner “par-dessus” une conception naïve erronée est inefficace.

Stratégie didactique pour un changement conceptuel réussi :

1. Introduction d'un conflit cognitif est la clé de voûte d'un changement dans la représentation d'un concept par l'élève. Ce conflit cognitif est amené par l'enseignant par la discussion, l’expérimentation ou la démonstration. Il est important de ne pas annoncer l’objectif poursuivi. L’élève sera alors confronté sans méfiance au conflit.

2. Présentation/enseignement des concepts pertinents

3. Discussion avec les élèves sur les causes des conceptions naïves et du conflit cognitif. Cette discussion permet d’achever la “psychanalyse” du cadre conceptuel naïf et de mieux comprendre son origine. L'élève acceptera plus facilement l'enracinement des nouvelles connaissances. 

Référence Patrice Potcin : Manuel d’enseignement des sciences et de la technologie, p179 à 195.