MEMOIRE PROFESSIONNEL IUFM de l’Académie de Caen Année 1999 / 2000 à des élèves de premières STI génie électrotechnique Mémoire présenté par : Vincent GUILLAUME Professeur stagiaire de : Génie électrotechnique Directeur de mémoire : au lycée Paul Cornu Laurent LECUYER à LISIEUX SOMMAIRE
p2 INTRODUCTION p4 I. PROGRESSION DANS L’APPRENTISSAGE DE LA REFLEXION. 1. Apprendre p4 2. Réfléchir et raisonner. p5 3. Fondement théorique de Piaget. p6 4. Méthodes d’apprentissage de la réflexion. p7 a) La répétition pour automatiser la démarche de raisonnement p7 b) Une méthode pour apprendre à raisonner seul p7 p9 II. CONSTAT LIE AU MANQUE DE REFLEXION 1. Lecture du sujet. p9 2. Recherche des informations. p11 3. Complémentarité des disciplines. p12
p14 III SOLUTIONS MISES EN PLACE 1. L’intérêt du compte rendu dans l’apprentissage de l’observation et de l’analyse . p14 2. La recherche d’informations sur catalogue pour l’apprentissage de l’observation et p16 de l’analyse. 3. Complémentarité des disciplines. p17 p18 IV CONCLUSION BIBLIOGRAPHIE p19 p20 ANNEXES
1 INTRODUCTION
L’enseignement de l’électrotechnique en première STI Génie Electrotechnique se décompose-en : - séances d’Automatique et Informatique Industrielle (3 heures hebdomadaires en demi- classe), - séances de cours (classe entière, 2 heures hebdomadaires), basé sur la technologie des appareils utilisés en travaux pratiques, - séances de travaux ...
MEMOIRE PROFESSIONNEL IUFM de lAcadémie de Caen Année 1999 / 2000
Directeur de mémoire : Laurent LECUYER
Mémoire présenté par : Vincent GUILLAUME Professeur stagiaire de : Génie électrotechnique au lycée Paul Cornu à LISIEUX
SOMMAIRE
p2 p4 p4 p5 p6 p7 p7 p7p9 p9p11 p12
INTRODUCTIONI. PROGRESSION DANS LAPPRENTISSAGE DE LA REFLEXION. 1. Apprendre 2. Réfléchir et raisonner. 3. Fondement théorique de Piaget. 4. Méthodes dapprentissage de la réflexion. a) La répétition pour automatiser la démarche de raisonnement b) Une méthode pour apprendre à raisonner seul II. CONSTAT LIE AU MANQUE DE REFLEXION 1. Lecture du sujet. 2. Recherche des informations. 3. Complémentarité des disciplines. III SOLUTIONS MISES EN PLACEp14 1. Lintérêt du compte rendu dans lapprentissage de lobservation et de lanalyse .p142. La recherche dinformations e observation et d lana sur catalogue pour lapprentissag de lp16 e lyse. 3. Complémentarité des disciplines.p17IV CONCLUSIONp18 BIBLIOGRAPHIEp19 ANNEXESp20
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INTRODUCTION
Lenseignement de lélectrotechnique en première STI Génie Electrotechnique se décompose-en : - séances dAutomatique et Informatique Industrielle (3 heures hebdomadaires en demi-classe), - séances de cours (classe entière, 2 heures hebdomadaires), basé sur la technologie des appareils utilisés en travaux pratiques, - séances de travaux pratiques délectrotechnique permettant aux élèves de mettre en uvre les différents systèmes ou sous-systèmes afin danalyser et de valider leur fonctionnement, (en demi-classe, 4 heures hebdomadaires). Jai à ma charge cette année les enseignements des travaux pratiques pour un groupe, et des cours de technologie en électrotechnique pour le deuxième et le troisième trimestre. Jai également enseigné les cours dAutomatiques et Informatique Industrielle au même groupe, durant le premier trimestre. Pour lépreuve du baccalauréat, qui regroupent ces trois matières, lélève sera évalué, entre autres, sur : ✏La rigueur de sonanalysefonctionnelle et la compréhension dun système, ✏Son aptitude àjustifierle choix de constituants, ✏Laformulation dhypothèsessur lorigine des anomalies éventuelles constatées, ✏Les remèdes proposés pour satisfaire aux cahiers des charges. Ces quatre compétences nécessitent des connaissances, qui sont apportées par le programme, mais aussi de laréflexion, et duraisonnement à effectuer face à un problème. Ce sont ces derniers points qui semblent poser problème. Les élèves ont en effet tendance à rechercher la facilité face à une question.
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Face à ses interrogations lélève cherche tout dabord dans ses cours sil a la réponse. Dans le cas ou celle-ci nest pas écrite noir sur blanc, il considère quil ne peut répondre à la question, et interroge alors le professeur, ou considère la chose trop difficile et enchaîne sur la suite du sujet. Cest sur cette difficulté à réfléchir et à raisonner pour résoudre un problème ou analyser une situation, que repose la problématique de ce mémoire. Suite à ce constat jai relevé et analysé plusieurs exemples illustrant ces difficultés et leurs conséquences. A ces exemples, jai essayé dapporter une solution personnelle, afin dessayer daméliorer ce comportement chez mes élèves. Je présenterai, tout dabord, les étapes dans lapprentissage lié au raisonnement et à la réflexion. Je développerai ensuite, des exemples pour illustrer les trois raisons qui me semblent être à lorigine du manque de raisonnement et de réflexion de mes élèves. Jexposerai, enfin, les différentes solutions que jai mises en place pour essayer daméliorer le raisonnement de mes élèves.
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I. LES ETAPES DE LAPPRENTISSAGE DE LA REFLEXION ET DU RAISONNEMENT.
1) Apprendre : « Apprendre cest acquérir ou faire acquérir la connaissance, la pratique de quelque chose. »(1). Parmi les missions du professeur présentées dans le Bulletin Officiel de lEducation Nationale n°22 de mai 1997, on compte celle : « () dinstruire les jeunes, de contribuer à leur éducation, de leur faire acquérir des connaissances et des savoir-faire ».est donc au centre du métier denseignant.Apprendre Dune part le professeur doit mettre en uvre des travaux en rapport avec le processus dapprentissage (apprendre dans le sens : faire acquérir), et dautre part les élèves doivent réaliser les gestes et opérations intellectuelles pour apprendre (dans le sens : acquérir). Il est donc nécessaire que chacun est une vision claire du travail demandé et que les élèves participent activement à leur apprentissage. Marcel GIRY dans son ouvrage « Apprendre à raisonner, apprendre à penser »(2), présente un algorithme regroupant les différentes phases dun apprentissage (tableau 1). Chaque phase peut être rapprochée dune démarche quun enseignant ou quun élève est amené à suivre pour apprendre. Phases dapprentissage Démarche delensei nantou delélèveRappel du passéTenir compte des pré requis Appropriation des objectifs dapprentissagePrésenter les objectifs dun travail Présentation du contexte dapprentissagePrésenter ce travail Recherche des informations Traitement des informationsRéaliser le travail Présentation du résultat Formalisation de lapprentissageCorriger le travail Intégration de lapprentissageRevoir le travail effectué Tableau 1 : Algorithme général dune situation dapprentissage
(1)définition du dictionnaire encyclopédique Le Petit Larousse. (2) Apprendre à raisonner, apprendre à penser de Marcel GIRY.
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Ce tableau met en valeur laspect très concret dun apprentissage : il faut mettre en uvre des situations pédagogiques structurées dans le but dapprendre à effectuer un travail particulier 2) Réfléchir et Raisonner. Réfléchir / raisonner : « Examiner en détail un sujet par une observation critique pour aboutir à une conclusion »(1). Le raisonnement sapplique à toutes les situations de la vie courante. En raisonnant nous pouvons analyser les évènements auxquels nous sommes confrontés et prendre ainsi les meilleures décisions. Une des missions de lenseignant est : de contribuer à léducation des jeunes et de les former en vue de leur insertion sociale, notamment en développant leur esprit critique danalyse(2). Apprendre à raisonnerva donc dans le sens du travail du professeur. Dun point de vue pédagogique, les sciences techniques ou expérimentales se prêtent bien à lélaboration de raisonnements. Elles sont effectivement caractérisées par une démarche scientifique allant de lexpérimentation à la mise en évidence de principes, en passant par des démonstrations. Dailleurs parmi les compétences attendues du programme, on retrouve celle de : «analyser à laide de mesurages ou dobservations» puis «interpréter et justifier». Un des objectifs du programme est par conséquent :dapprendre à raisonner aux élèvesen suivant une démarche, telle que celle présentée dans le schéma 1.
(1)définition du dictionnaire encyclopédique Le Petit Larousse. (2)Bulletin Officiel de lEducation Nationale N° 22 du 29 mai 1997
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Travail demandé : Exercice ou essais à réaliser
OBSERVER Pour appréhender le problèmeANALYSER
INTERPRETER Pour expliquer le roblème pCONCLURE
RENDRE COMPTE
Schéma 1 : Etapes du raisonnement scientifique
3) Fondements théoriques de Piaget : Selon Piaget, face à un problème il y a deux réactions : ✏tionLissaalim: lélève cherche à ramener le problème à ce qui est connu, ✏ccomLaitnoomad: le connu ne suffit plus il faut inventer de nouvelles solutions. Laccommodation revêt une part importante dans la formation car le programme et la structure de létablissement imposent de réaliser des travaux pratiques « découvertes » qui anticipent sur le cours. Il arrive aussi parfois que le sujet ne soit abordé que lors de séances de travaux pratiques. De plus, jestime que lon retient mieux ce que lon a trouvé par déduction que ce que lon vous a dicté. Partant de ce principe jessaye damener mes élèves à trouver par eux même, les réponses aux questions quils se posent, en essayant de susciter chez eux les deux réactions :lassimilation et laccommodation.
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4) Méthodes dapprentissage de la réflexion. Selon J.P. ASTOLFI, B. PETERFALVI et A. VERIN, lapprentissage de la réflexion peut senvisager selon deux méthodes : ✏La méthode prescriptive,qui consiste à imposer aux élèves une démarche à suivre, à les guider selon un schéma de réflexion identique pour tous. La logique dapprentissage part ici dun concept général pour aller vers lélève.
✏La méthode constructive, qui serait plutôt basée sur les démarches de raisonnement individuelles des élèves, leur analyse et leur correction par lensemble de la classe. Dans ce cas cest lélève qui est le point de départ de lapprentissage.
Pour ma part, jai essentiellement adopté une pédagogie prescriptive, car il était pour moi plus rassurant de mappuyer sur des modèles et des principes de raisonnement afin dexpliquer aux élèves le travail à réaliser. Je navais effectivement pas assez dexpérience ou de recul pour me permettre de me baser uniquement sur lanalyse des démarches de raisonnement de chacun. a) La répétition pour automatiser la démarche de raisonnement : Lart dapprendre se réduit à imiter longtemps et à copier longtemps(1)En dautres termes, la copie et la répétition dun travail mènent à lapprentissage de ce travail. Ainsipour apprendre à raisonner à des élèves il faut les faire réfléchir régulièrement selon la même logiquemais à partir de supports pédagogiques différents.b) Une méthode pour apprendre à raisonner seul : Les différents TP et exercices mont permis de constater que seuls quelques élèves étaient capables de mener un raisonnement logique. La grande majorité, au contraire, se contentait dessayer de comprendre la correction dun problème, sans véritablement se sentir capable den trouver seul la solution.
(1) Apprendre à raisonner, apprendre à penser de Marcel GIRY
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Jai donc essayé de travailler chaque étape du raisonnement en amenant petit à petit les élèves à réfléchir seuls et à avoir confiance en eux.Le schéma 2 résume la méthode que jai utilisée par la suite. Pro ression dans Ce ue fait le Ce ue font uton i le type de travail professeur les élèves a om e Travailen groupe pendant les -conduit le- participent coursraisonnement posent des questions -Travailpar binôme - aidependant les TP - discutent entre eux éventuellement - sentraident Travailplus ou moins personnel peuvent sentraiderà -la maison - ont le temps de comprendre Travailpersonnelpendant les -raisonnent seulsdevoirs Schéma 2 : Prog ession dans lapprentissage de lautonomie dans le raisonnement. r
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II. CONSTAT LIE AU MANQUE DE REFLEXION
1. Lecture du sujet Une chose importante qui mest apparue, est que les élèves ne lisent pas toujours correctement lénoncé des questions qui leur sont posées. Ils ont tendance à sarrêter à la première phrase dune question, (voire parfois la première ligne), et à commencer à répondre à cette question sans avoir tous les éléments pour y répondre ou sans en avoir compris le sens. Le fait de ne pas avoir tous les éléments entrave leur raisonnement. Exemple 1 : Au court dun TP portant sur lanalyse fonctionnelle dun schéma électrique dune taraudeuse. La première partie du TP porte sur lanalyse fonctionnelle, il est demandé aux élèves danalyser le fonctionnement à partir du schéma électrique. La question suivante porte aussi sur lanalyse du fonctionnement mais sur un point précis qui est la gestion des arrêts. La question est : Une action sur le bouton arrêt durgence interrompt le cycle en cours dusinag e. Etudier ce qui se passe lorsque lon relâche ce bouton arrêt durgence, si la demande darrêt à eu lieu : A : pendant la descente, B : en position basse, C : pendant la montée. Sur les 7 binômes qui composent le groupe, 6 ont répondu léquivalent de : « Une action sur le bouton arrêt durgence arrête le cycle dans tous les cas ». Ce qui est dit dans la question. Après un questionnement auprès des élèves il savère que 5 des 12 élèves concernés avouent ne pas avoir réellement compris la question et les 7 autres élèves
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reconnaissent ne pas avoir lu la question entièrement. Ils ont interprété la question comme étant :on appuie sur le bouton arrêt durgence, que se passe-t-il ?Si A : pendant la descente, B : en position basse, C : pendant la montée. Exemple 2 : Lors dun TP portant sur lanalyse du fonctionnement de deux blocs auxiliaires de temporisation, ( cf. annexe 1 ), montés sur un contacteur, les élèves étudient leurs fonctionnements en relevant létat de leurs contacts suivant que ces blocs sont actionnés ou non. La question qui suit cette analyse est : Les deux blocs sont réglés avec une temporisation de 15 secondes, déterminez le type de temporisation de chacun des deux blocs, (au travail ou au repos). ÎTravail : contacteur actionné, ÎRepos : contacteur relâché après une action. Pour cette question, 5 binômes sur 7 ont parlé de la nature des contacts (questions de la partie précédente) ou n'ont pas répondu. Lorsque jai interrogé les élèves, à loral, pour les aider à répondre, en leur demandant : A votre avis, combien y a-t-il de type de temporisation ? Réponse : 4aux 4 symboles des contacts temporisés étudiés à la (ce qui correspond question précédente.) Suite à cette réponse commune à tous les binômes concernés, jai dans un premier temps demandé aux élèves de relire lénoncé à haute voix. Résultat, seul 4 élèves on lus la question en entier, les 6 autres se sont arrêtés à la première phrase (sans lire le contenu de la parenthèse). Je les ai alors obligés à lire lénoncé jusquau bout ! Jai alors constaté que seul 2 élèves ne trouvaient pas la réponse à la question.