Connaissances mises en œuvre par les enseignants de sciences physiques pour la préparation d’un

Olivier Villeret

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Extrait

Démarche de problématisation autour d’une préparation de cours

sur les phases de la Lune

VILLERET Olivier, Maître de Conférences, IUFM

Pays de la Loire, ANGERS, FRANCE

Introduction

Comme le dit Michel Fabre (Fabre 1999) « Dans nos sociétés complexes (…) le vocabulaire

de la problématisation devient envahissant. Désormais, l’adaptation se pense dans le

paradigme du problème. Il n’est pas étonnant que l’épistémologie contemporaine, comme

d’ailleurs la psychologie cognitive ou la psychologie du travail fassent de la problématisation

un objet privilégié d’étude ». A l’école, il y a une véritable injonction à problématiser. D’une

part, les programmes et instructions incitent les enseignants à mettre en place des situations

d’apprentissage permettant aux élèves de résoudre des problèmes voire de les poser et de les

construire

(situations-problèmes, débats scientifiques, TPE, IdD…). D’autre part, l’échec des

modèles applicationnistes en formation d’enseignants et la montée en force des paradigmes de

la pensée des enseignants (praticien réflexif…) obligent à considérer l’enseignant comme

quelqu’un qui problématise sa pratique. En formation initiale, des dispositifs comme l’analyse

de pratique et le mémoire professionnel tentent de prendre en compte cette dimension. La

question actuelle de la formation est de savoir comment aider les enseignants à problématiser

leurs pratiques en vue d’emmener leurs élèves à problématiser. La recherche présentée dans

cet article se centre sur un dispositif

mis en place en formation initiale des enseignants de

lycée-collège en Physique-Chimie.

L’année de préparation au CAPES Physique-Chimie (PLC1) comprend des enseignements à

l’Université et des enseignements à l’IUFM (Groupe d’Intégration). Un des objectifs de ce

Groupe d’Intégration est de préparer à la prise de fonction qui doit avoir lieu au mois de

septembre suivant l’obtention du concours. Pour répondre à cet objectif on utilise une

pédagogie faite d’études de cas et de mises en pratique sur le terrain. Dans cette étude, nous

étudions un groupe de trois étudiants chargés de préparer un cours sur les phases de la Lune

que l’un d’entre eux va devoir réaliser devant une classe la semaine suivant cette

préparation.

Nous nous proposons d’étudier ici en quoi cette activité de préparation de cours amène le

groupe d’étudiants à entrer dans une démarche de problématisation.

Cadre théorique

Les démarches de traitement de problèmes, de problématisation, se développent dans le

domaine des apprentissages scolaires et dans celui de la formation professionnelle. Des

interrogations se font jour sur la spécificité de cette démarche de problématisation.

Se pose

alors la question des critères qui permettent de qualifier une démarche de problématisante. La

problématisation, en formation d’enseignants se différencie-t-elle de la démarche

réflexive proposée par Schön ? (Schön 1983), (Schön 1996). Il existe actuellement divers

modèles théoriques connus pour la démarche de problématisation. Celle de John Dewey

(Dewey 1993 [1938]) où il décrit les opérations intellectuelles de l’enquête, celle de Popper

(Popper 1997) qui essaye de cerner les caractéristiques de la problématisation scientifique.

Certains travaux s’effectuent dans le cadre d’une psychanalyse de la connaissance esquissée

par Bachelard (Bachelard 1990 [1949]).

Nous nous situerons pour cet article dans le cadre

théorique définit par le séminaire problématisation de l’IUFM des Pays de la Loire animé par

Michel Fabre et Christian Orange (Fabre et Orange 1997), (Fabre et Orange 2001-2003).

Pour Michel Fabre la problématisation est un processus qui amène à déterminer la position

d’un problème puis à le construire pour le résoudre. Un problème étant posé, le processus de

problématisation conduit à distinguer deux dimensions : celle des données et celles des

conditions de ce problème, sous un certain registre de pensée ou d’action, en vue d’établir des

pistes de solution.

a) Les

conditions

du problème : ce sont les

nécessités

dont il faut absolument tenir compte

dans la construction du problème pour qu’une solution soit possible. Les conditions ont à voir

avec la « fermeture » du problème.

b) Les

données

du problème : ce sont les éléments que se donne le sujet pour construire son

problème. Les données sont sélectionnées en fonction de leur pertinence à faire avancer le

problème et leur adéquation aux conditions du problème. Les données ont à voir avec

l’ « ouverture » du problème car il y a toujours possibilité de prendre en compte ou non les

données.

Les conditions et les données sont sélectionnées en fonction d’un but dans un contexte

problématique.

Question de recherche

Préparer un cours en commun, voilà une activité intéressante pour des étudiants n’ayant

jamais enseigné. Nous allons étudier dans cet article si cette tâche permet au groupe

d’étudiants d’entrer dans une démarche de problématisation. C'est-à-dire si elle permet au

groupe de mettre en évidence des conditions (des nécessités) qui ferment le problème et des

données qui ouvrent le problème et permettent des choix. Nous analyserons ces deux

dimensions de « conditions » et de « données » aux niveaux pédagogique, didactique, et aussi

au niveau de ce qui se joue dans le groupe du point de vue communicationnel.

Méthodologie

Contexte général

L’activité comporte trois phases, une phase de production ou chaque groupe « fabrique » une

séance, une phase de réalisation de la séance et une phase d’analyse de pratique (réflexive)

autour de ce qui a été fait.

Phase 1 : Les neuf étudiants de la préparation CAPES sont répartis en trois groupes de trois

étudiants (libre choix par affinités) travaillant dans des salles différentes avec interdiction de

communiquer. Les trois groupes travaillent sur le même sujet mais indépendamment. Chaque

groupe désigne celui ou celle qui réalisera le cours la semaine suivante.

Phase 2 : Les trois élus réalisent ensuite leur séance successivement devant trois classes

réelles pendant une matinée (au fond de salle se trouvent en position d’observateur le

formateur, l’enseignant habituel de la classe et les huit autres étudiants).

Phase 3 : Analyse de pratique (de type didactique et pédagogique) avec le formateur,

l’enseignant titulaire de la classe et les neuf étudiants. Retour réflexif sur la préparation et le

cours, analyse des écarts entre le prévu et le réalisé, propositions d’améliorations...

On étudie plus spécialement dans cet article la première phase c’est-à-dire la préparation du

cours. La consigne était la suivante : « La semaine prochaine, vous vous rendrez au Collège

Chevreul où vous ferez un cours de cinquante cinq minutes en classe de 4

ème

sur le thème des

« Phases de la Lune ». Vous disposez de trois heures pour préparer ce cours par groupes de

trois (répartition à votre convenance). Les groupes travailleront sans interactions afin de

présenter des choix éventuellement différents. Vous désignerez dans chaque groupe celui ou

celle qui fera effectivement le cours ».

Dans le cas de cette préparation le formateur (qui est aussi l’auteur de l’article) ne peut

répondre qu’à des questions générales sur la classe (nombre d’élèves, lieu du cours, contenus

étudiés lors des derniers cours, contenus qui seront étudiés après ce cours). Il peut également

apporter du matériel à la demande des étudiants (lampes électriques, maquette du système

Soleil-Terre-Lune, boules de polystyrène etc.). Par contre il ne doit répondre à aucune

question sur les contenus scientifiques ni donner son avis sur les choix didactiques et

pédagogiques.

Un groupe est filmé en temps réel pendant sa préparation. Les trois étudiants sont repérés par

les lettres A, B, C. Les échanges sont transcrits. Le corpus analysé contient 1530 prises de

parole.

Résultats

Macrostructure de l’activité

Bonne communication dans le groupe, à la fois verbale (beaucoup de répliques faites de

phrases courtes) et non verbale. On peut décomposer l’activité des étudiants en douze phases

(durées

proportionnelles aux prises de paroles sauf pour la phase 12 ou les répliques sont plus

longues puisque l’étudiant A fait un cours). Préparation de type spiralaire, on revient sans

cesse sur les mêmes problèmes pour les rediscuter ou les compléter.

Phase 1

[000-066]

Le groupe se penche sur les livres, premier tour d’horizon, ils

donnent leurs premières idées.

Phase 2

[067-175]

Le groupe se structure, désigne une secrétaire, début de structuration

de la manipulation type « découverte » qui débutera le cours.

Phase 3

[176-286]

Essai de la manipulation en 3 dimensions. [176-234] avec une petite

lampe, puis [240-286] avec rétroprojecteur.

Phase 4

[287-396]

Retour pour noter les conclusions de la manipulation, préparer l’avant

(questions préliminaires) et l’après manipulation (cours).

Phase 5

[397-415]

Consultation de livres pour essayer de trouver d’autres idées.

Phase 6

[416- 540]

Idée de faire un tableau pour clore l’expérience. On revient sur tous

les points que l’on restructure.

Phase 7

[541-631]

Préécriture définitive. A nouveau on revient sur les mêmes points.

Phase 8

[632-1235]

Ecriture définitive. Cette fois prise de décision quant à ce qu’il

convient de faire.

Phase 9

[1237-1338]

Lien avec les exercices. Un cours sert aussi à résoudre des problèmes,

quels types de problèmes ? Recours aux livres.

Phase 10 [1339-1378] Choix de l’étudiant qui fera le cours.

Phase 11 [1379-1415] Moment de détente du groupe

Phase 12 [1416-1525]

Répétition du cours, les autres étudiants jouant le rôle des élèves.

En analysant le corpus on repère la mise en évidence de conditions (nécessités, impossibilités)

et de données à la fois du point de vue pédagogique, didactique, et de la gestion-

communication.

Conditions pédagogiques

Savoir où l’on va

Les étudiants se rendent compte qu’il faut absolument posséder un plan structuré afin de

savoir où l’on va même si pendant le cours il peut y avoir du changement. Ils proposent

d’écrire explicitement ce qu’ils vont dire (les consignes par exemple…).

Avoir un discours clair et précis, linguistiquement correct

Ils prennent conscience que leur discours n’est pas forcément clair (si les pairs ne

comprennent pas bien, comment les élèves vont-ils comprendre ?), que leur débit de parole

n’est pas forcément adapté, que leurs dessins sont loin d’être explicatifs et que leur

orthographe laisse à désirer.

Savoir gérer le groupe classe

Ils constatent qu’il va falloir s’adapter à ce qui se passe, rebondir sur les situations, motiver le

groupe (« Que faire si la classe n’est pas active ? ») et aussi anticiper la durée de l’activité

(avec l’idée qu’il faut prévoir plus d’activité au cas ou on aurait fini très vite).

Rester cohérent avec le cours du titulaire de la classe

Ils prennent conscience que leur cours doit s’intégrer par rapport à ce qui a été fait avant et ce

qui se fera après.

Données pédagogiques

Anticiper la gestion du groupe classe

Ils se rendent compte qu’on peut anticiper ce qui va se passer

-

par la possibilité de choisir le nombre d’élèves impliqués dans les activités

-

par la possibilité d’utiliser différents supports (chronophotographies, transparents),

-

par l’utilisation ou non d’une pratique sociale de référence (celle du chercheur) en

faisant utiliser un cahier de laboratoire pour motiver les élèves.

Ils découvrent qu’on peut imaginer la situation de classe, visualiser l’action à venir par la

pensée. Qu’il y a là un moyen pour prévoir et faire des choix.

Utiliser la vie quotidienne

Ils découvrent qu’on peut être efficace en utilisant des exemples de la vie quotidienne pour

faciliter la compréhension.

Conditions didactiques

Savoir où l’on va (objectifs, moyens)

Ils découvrent qu’il est important d’avoir un (des) objectif(s) bien précisé(s). Ils se rendent

compte qu’il faut absolument définir qui fait quoi et à quel moment « Si tous font l’expérience

ça va être le bazar ».

Résoudre les contraintes techniques

Ils se rendent compte qu’il faut bien spécifier le matériel des manipulations, savoir réaliser les

conditions techniques du noir, régler les problèmes de visibilité, spécifier la place de chacun

pour une bonne vision de la manipulation. Ils s’assurent que matériel utilisé sera utilisable le

jour J. Ils s’entraînent pour réaliser correctement les phases de la Lune (PL, DQ …), réaliser

les éclipses.

Prendre conscience de l’obstacle didactique que constituent les

représentations

Ils se rendent compte de l’importance du travail sur les « représentations » (les leurs et celles

des élèves). L’étudiant A

pense qu’on ne peut pas voir la Lune en plein jour : « Elle nous dit

qu’elle voit la Lune en plein jour (rires) », se pose des questions lorsqu’il voit sur un livre que

« Si la Lune est parfois visible dans la journée pourquoi le Soleil n’est-il jamais visible la

nuit ? »…

Il font émerger (sans les travailler cette fois) leurs propres représentations de ce qu’est un

élève de 4

ème

« C’est pas qui sont bêtes mais … », « La révolution (de la Lune), 1789 voilà ce

qu’ils vont te sortir !», du rôle du prof : « Les élèves ne devraient pas savoir, s’ils savent déjà

c’est pas drôle »).

Combler ses lacunes au niveau des connaissances scientifiques exigibles en

4

ème

Prise de conscience (douloureuse) de leurs lacunes qui posent des problèmes dans les

exercices « Déjà il faut qu’on comprenne la question ! ».

Non seulement ils ne savent pas mais en plus ils évacuent les problèmes avec des arguments

pour le moins fallacieux (qui seront analysés dans la phase d’analyse de pratique) :

« On définit 4 phases principales… parce que c’est plus facile », « Tu leur dit c’est pour…

être simple », « Ce sont les 4 plus importantes »… (pour qui ?).

Comme ils ne voient pas la différence entre durée de révolution de la Lune autour de la Terre

et lunaison ils vont jusqu’à répondre « Les élèves en savent moins que nous, donc on peut dire

n’importe quoi », « On va dire rotation en 28 jours… » ou bien ils déclarent que la question

est hors sujet (pas au programme) « On fait pas les éclipses », « Ils ne vont pas aller jusque là,

c’est quand même vachement compliqué », « Ils ne poseront pas la question », « Ils ont des

difficultés à voir dans l’espace » (l’étudiant aussi c’est le problème).

La bonne question est

parfois posée « Est-ce que nous on a compris ? ».

Bien sûr ils se proposent de régler le problème : « On comblera nos lacunes à la maison avant

de faire le cours », car « il faut être blindé », « on a intérêt à regarder », «y ’en a toujours un

pour demander pourquoi y’a pas une éclipse à chaque tour ».

Remarque : les étudiants savent quand même des choses. Ils sont capable de

- Dire des choses intéressantes et montrer des choses

Le problème de la face cachée n’en est pas un pour eux. Ils expliquent bien qu’on voit des

phases parce que la Lune n’émet pas sa propre lumière. Ils montrent qu’à chaque heure d’une

journée la phase de la Lune reste inchangée.

- Réfuter des idées

L’idée d’une lune (astre des nuits) géostationnaire émise par l’un d’eux est réfutée.

- Savoir jouer le rôle d’élève en répondant à côté.

Lorsque pendant le «cours simulé » ils sont en situation d’élèves, ils répondent

astucieusement pour obliger leur camarade à réagir en prof. Par exemple à la question

« Qu’est ce que c’est pour toi la Lune ? », ils répondent en sachant que c’est faux « Ben, la

Lune c’est une étoile ».

Données didactiques

Possibilité de faire des choix didactiques

Comme pour le point de vue pédagogique, ils découvrent qu’ils sont maîtres de la structure du

cours (nombre de questions, libellé, activités, exercices…). Au début leurs objectifs sont

flous. Petit à petit ils précisent leurs objectifs « faut-il parler ou pas de la Lune ? », « faut-il

parler de l’éclipse ? », la structure de leur cours devient plus réfléchie « quelle activité pour

démarrer ? », « dans quel but ? », « qu’est ce qui sera fixe, qu’est ce qui bougera, doit-on faire

bouger la Terre ou la fixer dans la manipulation ? » « la fixer ? Mais alors… que faire des

élèves qui pensent que la Terre doit tourner (car elle tourne) », « peut-on bouger la tête quand

on fait la Terre ? »…

Ils discutent le choix du niveau de détail, distinguent le fondamental de l’accessoire, « dans le

livre, ils mettent en plus, l’absence d’atmosphère, la couleur noire de son ciel et la présence à

la surface de nombreux cratères… qu’est ce qu’on met ? ». Ils peuvent choisir la durée des

activités, utiliser les outils didactiques de leur choix « faire un tableau pour résumer

l’expérience ».

Privilégier situation de recherche par rapport à l’écoute passive

Ils travaillent la question du cours magistral, pensent qu’il faut rendre l’élève acteur de son

apprentissage « c’est eux qui doivent chercher et pas le prof », conviennent qu’il faut savoir

accepter des réponses « divergentes » aux questions soit disant « ouvertes »…

Résoudre les problèmes didactiques dus aux contraintes des « modèles »

choisis.

Comme par exemple celui du Soleil ponctuel avec petite lampe, celui de la sortie de la zone

d’éclairement du rétroprojecteur, la difficulté de vision dans l’espace (phénomène en

dimension 3 expliqué sur un cahier en dimension 2). Le fait également de ne pas utiliser un

modèle matériel contraire à la réalité « que la taille de la Lune soit plus grosse que la Terre ne

change rien au niveau des phases » « oui mais quand ils se souviendront du cours ils

penseront que la Lune est plus grosse que la Terre ».

Utilisation des livres comme source d’idées

Dans les livres on découvre des activités intéressantes non prévue : « le calendrier » qui va à

la fois permettre une reconnaissance de symboles et permettre des prévisions (NL suivante).

Remarque : Des problèmes n’ont pas été mis en évidence ou résolus d’une manière

superficielle. Il sera nécessaire de les traiter lors de l’Analyse de Pratique.

- Choix du nombre de phases à étudier

On a là le problème didactique de la représentation discontinue d’un phénomène continu. Le

choix du découpage doit être motivé et expliqué aux élèves. En fait ici ils ne savent pas ce

qu’est une phase. « Pourquoi ne choisir que 4 positions ? », « Je choisis 6 phases ».

- Etude fine du cycle de la Lune

Ils ne pensent pas au sens de révolution de la Lune/ Terre. Ils vont dans le mauvais sens ce qui

donne une erreur au niveau du cycle lunaire, ils évacuent alors le problème du premier et du

dernier quartier. Aucun argument ne vient ici étayer le découpage du cycle en 4 semaines.

L’aspect conventionnel de l’origine du cycle n’est pas étudié. Pourquoi le choix de l’origine

du cycle en PQ ? Problème également autour de l’espacement des phases.

- Utilisation du tableau blanc et codage pour la face éclairée

Coder la face éclairée sera plus difficile si le tableau est vert.

Conditions dans la gestion du groupe

Autostructuration

La discussion en groupe a permis des échanges fructueux. Ils ont bien vu la nécessité

d’autostructurer le groupe et d’avoir un secrétaire qui prend en note les avancées du groupe.

Développement d’une attitude de réflexivité

Par un regard critique sur son travail.

Données dans la gestion du groupe

On ne pense pas forcément pareil

Ils ont bien vu qu’on peut penser différemment (ils n’avaient pas toujours le même point de

vue).

Limites du travail en commun.

Ils ont aussi touché du doigt les limites du travail en commun. « Echanger c’est bien, mais

après chacun construira comme il veut ».

Quelques points seront à travailler dans l’analyse de pratique. Exemples : prises de décision

après argumentation sur le type majoritaire « Vous êtes deux donc on le fait » et aussi des

prises de décision après argumentation sur le type compromis « Alors on parlera de 4

phases… principales ».

Conclusion

On aura eu deux parties dans cette préparation de cours, une exploration libre des conditions

et des données, puis une phase de décision pilotée par la solution (il faut choisir puisqu’il y a

un cours à faire). Un grand nombre de points ont été mis en évidence par les étudiants.

Beaucoup de conditions ont été mises en exergue et un grand nombre de données travaillées.

L’ouverture-fermeture (par les données et les conditions) que nous avons pu observer sur ce

corpus et qu’il faudrait analyser plus finement constitue un noeud possible de la

problématisation. Lorsqu’un des étudiants dit « Bilan, on a rien écrit en fin de compte » cela

peut vouloir dire que la discussion n’a pas abouti à cause des données travaillées qui ont

ouvert le champ des possibles mais quand on lui répond « Oui mais maintenant on sait ce

qu’on veut » on voit que grâce à ce travail de mise en évidence des conditions et des données,

des choix ont été rendus possibles et qu’on sait à présent où l’on va. Le cours a été

problématisé, c’est-à-dire qu’on s’est donné les moyens de faire des choix raisonnés (pas au

sens scientifique du terme bien sûr mais au sens de ce qu’il convient éventuellement de faire).

On notera tout de même que la problématisation est ici incomplète puisque des problèmes

sont laissés de côté (ou évacués avec des motifs plus ou moins recevables). Mais ces manques

seront traités plus tard (lors de la troisième phase). Le cours qui a suivi a été de bonne qualité

et la trame générale définie durant ce travail a été suivie, il y a eu simplement des

compléments scientifiques et l’étudiante qui l’a réalisé savait bien ou elle allait. La phase

d’analyse de pratique qui a suivi le cours a montré que les conditions et les données qui

avaient été mises en évidence et discutées ont été

conscientisées. On peut penser qu’il y a eu

problématisation partielle (mais importante) du problème. Cette activité s’est révélée

intéressante puisqu’elle a permis aux étudiants de bâtir une problématique, de les amener à

penser des solutions raisonnées au geste professionnel fondamental qu’est la préparation d’un

cours.

Bibliographie

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2001-2002, et 2002-2003.

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Montréal, Les éditions logiques.