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Résoudre des situations-problèmes en physique pour se former à l’enseignement des sciences physiques avec des démarches d’investigation

Résoudre des situations-problèmes en physique pour se former à l’enseignement des sciences physiques avec des démarches d’investigation Philippe Briaud Université de Nantes Résumé Les programmes actuels de sciences physiques au collège et au lycée donnent une place importante aux démarches d’investigation. Cette pédagogie s’inscrit dans un cadre socioconstructiviste des apprentissages et considère les savoirs scientifiques comme des réponses à des questions. Elle invite les enseignants à placer les élèves dans des dispositifs didactiques où ils sont confrontés à des situationsprobl èmes. Ces séances ne doivent pas seulement leur faire prendre conscience des limites de leurs connaissances, mais elles doivent leur permettre de construire des savoirs scientifiques qui sont des solutions aux questions qu’ils se posent. Pour former les futurs professeurs de sciences physiques à la conduite de ces situations de classe, nous leur proposons une séance de formation professionnelle dans les mêmes conditions que celles avec lesquelles ils doivent faire travailler leurs élèves mais avec une situation-problème du niveau de leurs connaissances scientifiques. L’étude de leurs problématisations montre que beaucoup d’entre eux utilisent leurs savoirs scientifiques comme des « vérités » pour répondre à quelques questions types et n’arrivent pas à construire de nouvelles connaissances en résolvant des problèmes, alors qu’un concept scientifique est à la fois un objet qu’on peut étudier pour lui-même, qui possède certaines propriétés et entretient des relations avec d’autres concepts et un outil pour résoudre des problèmes présents dans certaines situations. La formation professionnelle à l’IUFM ne peut ignorer l’épistémologie de la science qu’ont les stagiaires. Elle doit donc les faire travailler sur leurs représentations de la science et de son apprentissage pour les former à la conduite de dispositifs didactiques. Dans ces séances, les élèves doivent apprendre des savoirs Résoudre des situations-problèmes pour se former à l’enseignement des sciences physiques… 181 09-SciMath_Briaud:09_SciMath_Briaud 16/02/10 16:50 Page 181 scientifiques problématisés en jouant alternativement sur leurs deux facettes: les utiliser comme outil et les comprendre comme objet. L      au collège et au lycée donnent une place importante aux démarches d’investigation (Courtillot et Ruffenach, 2004; Morge et Boilevin, 2008). Cette pédagogie s’inscrit dans un cadre socioconstructiviste des apprentissages scientifiques: elle recommande aux enseignants de faire vivre aux élèves des dispositifs didactiques où ils sont confrontés à des situationsprobl èmes (Robardet, 2001; Boilevin, 2005). L’épistémologie socioconstructiviste de la science et de son apprentissage considère les savoirs scientifiques comme des réponses à des questions et non comme des « vérités ». Pour apprendre en sciences, les élèves doivent se poser des questions et tenter d’y répondre. Leurs productions rendent compte de leur travail intellectuel. Elles renseignent l’enseignant sur les processus de construction de leurs connaissances et lui donnent des indicateurs pour réguler la séance dans le but de faire construire aux élèves des savoirs scientifiques problématisés dans une démarche d’investigation. La pédagogie traditionnelle propose aux élèves de résoudre des exercices pour s’entraîner à utiliser des notions qu’ils ont apprises ou pour être évalués. Au contraire, les démarches d’investigation avec des situations -problèmes relient le problème aux apprentissages. Celles-ci doivent amener l’élève à utiliser ses propres connaissances pour en construire des nouvelles, qui sont solutions aux questions qu’il se pose (De Vechhi et Carmonara-Magnaldi, 2002; Pastré, 2007). En faisant seulement prendre conscience aux élèves des limites de leurs connaissances, les enseignants ont tendance à opérer une gestion pédagogique des situations-problèmes en reléguant au second plan leur fonction épistémologique (Vander Borght, 2006). Le nouveau statut didactique du problème nécessite donc un changement de pratique pédagogique et didactique de leur part (Fleury et Fabre, 2005; Mathé et al., 2008). Des modules de formation à l’IUFM des Pays de la Loire proposent aux professeurs stagiaires de sciences physiques de réfléchir sur des situations de classe prises dans la littérature ou proposées par des collègues chevronnés. La plupart de ces séances portent sur la gestion pédagogique des situations de classe et non sur l’apprentissage des élèves. Il en résulte 182 Philippe...