Construction d’une notion scientifique et invariant : le cas d'élèves de l'enseignement primaire, Construction of a scientific notion and invariant factors : the case of primary school children

Eric Dupuy

Description

Sous la direction de Jean-Claude Sallaberry
Thèse soutenue le 18 décembre 2009: Bordeaux 2
Cette thèse centre son objet dans le champ de la construction de conceptions scientifiques au cours d’activités expérimentales en sciences physiques menées en milieu scolaire par des élèves. Elle s’appuie sur trois hypothèses majeures. La formation des concepts et des notions se structure autour d’éléments invariants. L’élaboration de la pensée résulte de la conjonction de réflexions propres, d’actions et d’échanges ancrés dans une dynamique sociale. Les représentations dévoilent et organisent des modalités de pensée et de son actualisation. Dans une premier temps la thèse se concentre sur la formation de la notion de concept : du repérage d’invariants vers une architecture conceptuelle stable. Ensuite elle expose les questions que posent la notion d’apprentissage et la perspective de l’autonomie de l’apprenant. Enfin elle présente la théorie de la représentation et pose la question de la constitution et de la mise en évidence de la connaissance. Dans un second temps, la thèse inscrit ses expérimentations dans l’observation de situations scolaires basant sur l’hypothèse phénoménologique dans une épistémologie constructiviste la condition de la transformation des situations vécues en données exploitables. L’une sur le thème de l’ombre, l’autre sur celui de l’électricité, elles attestent d’une élaboration cognitive complexe d’où naissent des conceptions sur la base d’invariants, les représentations permettent de dévoiler et de structurer des cheminements de pensée. Si les items “enfantins” (R1) sont nombreux, des items “rationalisants” (de R2) se dégagent souvent portés par une représentation “imagée” (R1?R2), ou sur une dynamique interne (R2?R2). Enfin, la thèse montre, de manière encore empirique, comment certaines combinaisons d’items manifestent, pour ainsi dire “sous nos yeux”, la pensée de l’élève qui s’élabore : une “enaction” au sens de Varela.
-Apprentissage
-Cognition
-Concept
-Conceptualisation
-Connaissance
-Constructivisme
-Enaction
-Pensée
-Phénoménologie
-Représentation
The purpose of this dissertation is to study how scientific conceptions are constructed in the course of experimental activities in physical sciences by young children at school. The study is based on three principal hypotheses: a) The formation of concepts and notions depends on invariant elements. b) The elaboration of thought results from personal reflections, actions and exchanges all anchored in a social dynamic process. c) Representations reveal and organise modes of thinking and their actualisation. In the first stage, the dissertation focuses on the formation of the notion of concept: from the evidencing of invariants to a stable conceptual architecture. Next, it presents the questions raised by the notion of learning and the expected achievement of the learner’s autonomy. Then, it develops a theory of representation, considering the question of the constitution and realisation of knowledge. In a second stage, the dissertation conducts its experimentations within the framework of an observation of classroom situations, the conversion of concrete situations into interpretable data being based on the phenomenological hypothesis from the point of view of constructivist epistemology. One situation refers to the theme of shade, the other to that of electricity: both evidence a complex process of cognitive elaboration, giving rise to conceptions based on a set of invariants. The representations thus reveal and structure the processes of thought. While « childish » items (R1) prove to be numerous, there also often emerge « rationalising » items (R2), either image-based or resting on internal dynamics. Finally, the dissertation demonstrates, in a still empirical way, how certain item combinations evince, so to speak before our very eyes, the child’s process of thinking in action — i.e. « enaction » in the Varela sense of the word.
-Learning
-Cognition
-Concept
-Conceptualisation
-Knowledge
-Constructivism
-Enaction
-Thought
-Phenomenology
-Representation
Source: http://www.theses.fr/2009BOR21652/document

Sujets

• Apprentissage
• Connaissance
• Constructivisme
• Énaction
• Pensée
• Représentation

Informations

• Publié par: Thesee
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• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 7 Mo

Extrait

UNIVERSITÉ DE BORDEAUX
Université Victor-Ségalen-Bordeaux-II

Construction d’une notion scientifique et invariant
Le cas d'élèves de l'enseignement primaire
THÈSE
pour le
DOCTORAT EN SCIENCES COGNITIVES

Présentée et soutenue publiquement le 18 décembre 2009.
Eric Dupuy – Université Victor-Segalen-Bordeaux II
Né le 18 janvier 1963 à Talence (France)
Membres du jury :
Bernard Claverie, Professeur à l’Ecole Nationale Supérieure de Cognitique, Institut Polytechnique de Bordeaux
Johann-Günther Egginger, Maître de Conférence à l’Université d’Artois
Gérard Sensevy, Professeur à l’Université de Bretagne occidentale
Franck Vialle, Maître de Conférence HDR à l’Université de Pau et des Pays de l’Adour
Jean-Claude Sallaberry, Professeur à l’Université Montesquieu-Bordeaux IV

- Décembre 2009 -
Un jour il m’a proposé d’aller grimper avec lui. Un petit train nous mène à proximité d’un groupe de rochers où il y a
plusieurs voies à faire. Il sort de son sac une corde tressée en anneaux et la met autour de son cou. Nous
marchons jusqu’au pied des rochers et avec son collier de cordes il paraît à la fois modeste et glorieux. Pour grimper
il faut une pratique, un apprentissage et tout de suite j’aime le faire avec lui. Je me rappelle cette voie, la première qu’il
m’a fait faire. Je suis impressionné car j’ai toujours eu le vertige. Il ne m’explique pas grand-chose sinon le maniement
de la corde et comment il faut la faire coulisser dans les mousquetons qu’il attache à quelques pitons. Pour le reste, il
me dit : « Fais comme moi ». Je le regarde m’étonnant du peu de surface qui lui est nécessaire pour une prise de
pied ou une prise de main. Cela me semble irréalisable pour moi, je vais lâcher, glisser, pourtant j’arrive à peu près à
tenir où il a tenu, à me soulever là où il a pris de la hauteur. A un passage délicat il faut contourner le rocher en ne se
tenant en équilibre que sur un pied tandis que l’autre, à tâtons, cherche une vire sur laquelle s’élever. On est forcé de
poser le regard vers le bas. Nous ne sommes pas très haut, assez pourtant pour que la sensation de vide me
trouble. Tout se met à tournoyer légèrement et mon pied tremble sur la prise qu’il faut quitter sans que j’arrive à
trouver l’autre. Je pense : Je vais dévisser. A ce moment je vois son regard, tourné vers moi, pendant qu’il tend la
corde pour m’assurer mieux, et j’entends sa voix très calme dire : « Lève un peu la jambe gauche, tu vas trouver la
prise. Ensuite n’hésite pas, lance le bras droit vers le haut, il y a une petite vire pour te hausser. » Je sens que ce
moment est décisif, j’oserai ou n’oserai pas être ce grimpeur et de toutes mes forces je veux le devenir. Je passe, je
le rejoins. Par la suite, j’ai souvent refait ce passage et je me suis demandé pourquoi il m’avait paru si difficile. Chaque
fois que j’y ai amené un débutant, j’ai constaté qu’il avait les mêmes problèmes que moi la première fois et je me suis
efforcé de lui inspirer confiance à la manière de Stéphane.
Henri Bauchau, (2008), “Boulevard périphérique”, Paris, Acte Sud, p. 8 et 9.


Je pose la tasse et me tourne vers mon esprit. C’est à lui de trouver la vérité. Grave incertitude, toutes les fois que
l’esprit se sent dépassé par lui-même ; quand lui, le chercheur, est tout ensemble le pays obscur où il doit chercher
et où tout son bagage ne lui sera de rien. Chercher ? pas seulement : créer. Il est en face de quelque chose qui
n’est pas encore et que seul il peut réaliser, puis faire entrer dans sa lumière.
Marcel Proust, (1919), “Du côté de chez Swann”, Paris (1999), Gallimard, p.45. REMERCIEMENTS REMERCIEMENTS
A Corinne,
Alice et ses frères : Camille son aîné, Vincent son cadet, Martin son benjamin,

A mes parents pour leurs : « Alors ta thèse, t’en es où ? faut que tu la termines ! »,



A Jean-Claude Sallaberry pour l’accueil qu’il me fit, pour la “considération positive
inconditionnelle” qu’il porta et porte à mon travail quels que furent les aléas,

A Florence Larquey, Emmanuel Ducros et leurs élèves,
A Jean-Louis Camin, d’un précieux soutien pour les enregistrements en classe,

A Barbara, à Lesley et Michel, à Roger pour leurs traductions,
A Véronique pour ses relectures minutieuses,

A Abdou, Brigitte, Dominique, Jean, Florent, Françoise, Laurence, Marielle, Michel, Päivi,
Philippe, Raija, Sylvie, Yann et tous ceux que j’oublie, qui, sans qu’ils le sachent souvent,
ont permis la continuation de cette aventure intellectuelle et humaine… et ce n’est pas fini !
3 RESUME, ABSTRACT, ZUSAMMENFASSUNG, RESUMEN RESUME, ABSTRACT, ZUSAMMENFASSUNG, RESUMEN
I Résumé
« Construction d’une notion scientifique et invariant »
Le cas d’élèves de l’enseignement primaire
Cette thèse centre son objet dans le champ de la construction de conceptions scientifiques
au cours d’activités expérimentales en sciences physiques menées en milieu scolaire par
des élèves.
Elle s’appuie sur trois hypothèses majeures. La formation des concepts et des notions se
structure autour d’éléments invariants. L’élaboration de la pensée résulte de la conjonction
de réflexions propres, d’actions et d’échanges ancrés dans une dynamique sociale. Les
représentations dévoilent et organisent des modalités de pensée et de son actualisation.
Dans un premier temps, la thèse se concentre sur la formation de la notion de concept :
depuis le repérage d’invariants à l’élaboration d’une architecture conceptuelle stable.
Ensuite elle expose les questions que posent la notion d’apprentissage et la perspective de
l’autonomie de l’apprenant. Enfin elle présente la théorie de la représentation et pose la
question de la constitution et de la mise en évidence de la connaissance.
Dans un second temps, la thèse inscrit ses expérimentations dans l’observation de
situations scolaires basant sur l’hypothèse phénoménologique dans une épistémologie
constructiviste la condition de la transformation des situations vécues en données
exploitables. L’une sur le thème de l’ombre, l’autre sur celui de l’électricité, elles attestent
d’une élaboration cognitive complexe d’où naissent des conceptions sur la base
d’invariants, les représentations permettent de dévoiler et de structurer des cheminements
de pensée. Si les items “enfantins” (R1) sont nombreux, des items “rationalisants” (de R2)
se dégagent souvent portés par une représentation “imagée” (R1R2), ou sur une
dynamique interne (R2R2).
Enfin, la thèse montre, de manière encore empirique, comment certaines combinaisons
d’items manifestent, pour ainsi dire “sous nos yeux”, la pensée de l’élève qui s’élabore : une
“enaction” au sens de Varela.
Mots clés : apprentissage, cognition, concept, conceptualisation, connaissance,
constructivisme, enaction, pensée, phénoménologie, représentation
4 II Abstract
“Construction of a scientific notion and invariant factors”
The case of primary school children
The purpose of this dissertation is to study how scientific conceptions are constructed in
the course of experimental activities in physical sciences by young children at school.
The study is based on three principal hypotheses:
a) The formation of concepts and notions depends on invariant elements.
b) The elaboration of thought results from personal reflections, actions and exchanges
all anchored in a social dynamic process.
c) Representations reveal and organise modes of thinking and their actualisation.
In the first stage, the dissertation focuses on the formation of the notion of concept: from
the evidencing of invariants to a stable conceptual architecture. Next, it presents the
questions raised by the notion of learning and the expected achievement of the learner’s
autonomy. Then, it develops a theory of representation, considering the question of the
constitution and realisation of knowledge.
In a second stage, the dissertation conducts its experimentations within the