VIII.Les facettes des connaissances des étudiants

La construction de notre grille d’analyse des connaissances des apprenants en atomistique va être réalisée en nous appuyant sur les facettes de Minstrell esposées ci-dessous

Selon Minstrell (1991) la connaissance de l’apprenant peut exister sous une forme stable dans sa tête comme elle peut être fluide et dépendre de la nature de la situation rencontrée. Aussi elle peut être une intégration de ces deux formes. Les étudiants peuvent construire des solutions face à un problème unique, mais ces constructions sont constituées à partir d’un contenu spécifique. Dans son étude Minstrell focalise sur une approche pratique pour aborder la connaissance des étudiants, la description de cette connaissance sera faite en identifiant et en cataloguant des éléments de la connaissance ou le raisonnement que les étudiants semblent appliquer dans des situations problèmes. Minstrell appelle ces éléments « facettes ». Une facette est une unité commode de réflexion, un élément de connaissance ou une stratégie apparemment utilisée par l’étudiant pour aborder une situation particulière. Minstrell précise qu’il utilise le langage des étudiants quand ils justifient leurs réponses, leurs prédictions ou leurs explications. Il essaye de capter l’intention de chaque idée exprimée dans une phrase. Une facette peut généraliser plusieurs commentaires d’étudiants, c’est pour cette raison que Minstrell essaye de faire une description précise de ce que les étudiants disent ou font.

Tenant compte des caractéristiques des facettes nous pouvons alors les définir comme des expressions verbalisées des apprenants, traduisant des éléments de connaissance relative à un concept ou à une situation particulière.

Les facettes peuvent être reliées au contenu, elles peuvent être stratégiques, ou elles peuvent présenter un « bout » de raisonnement générique. Un exemple de facette d’un contenu spécifique à la chute libre et du mouvement d’un projectile est : « le mouvement horizontal empêche les objet de tomber rapidement ». Un autre exemple de facette stratégique de la cinématique est : « la moyenne de la vitesse peut être déterminée en sommant les vitesses initiale et finale et en les divisant par deux».

Selon Minstrell, il y a plusieurs raisons pour le choix du terme de facette comme une unité de description et d’analyse. Premièrement et probablement la plus importante, est que beaucoup de connaissances des étudiants sont précieuses, car elles nécessitent quelques modifications, limitations ou élaboration, mais elles sont utilisables. Ceci fait la différence entre les facettes et les misconceptions, les conceptions alternatives, les théories naïves ou les croyances, etc. Plusieurs des misconceptions sont des idées respectant le contexte. Par exemple si nous considérons la facette «  le plus lourd tombe le plus vite », la validité de cette idée dépend du contexte d’application.

Minstrell a essayé d’identifier les facettes qui peuvent être diagnostiquées en classes, ceci est dans l’objectif que les enseignants se rendent compte des facettes de leurs élèves, ce qui leur permettrait de prendre des décisions concernant l’enseignement des concepts abordés. Les facettes qui sont relatives à une situation particulière ou à une idée sont groupées dans des clusters. Dans un cluster les facettes représentent des idées problématiques spécifiques que les étudiants expriment ou appliquent. Dans chaque cluster, Minstrell définit la facette dominante et la plus générale qu’il nomme : facette du modèle mental. Chaque cluster inclus aussi des facettes « objectif » qui représentent une compréhension de la situation ou de l’idée qui est appropriée au niveau choisi.

L’exemple suivant de cluster « Forces impliquées dans les interactions » illustre les différents types de facettes :

Facette objectif (Goal facet) : toutes les interactions impliquent une intensité égale et des forces d’action et de réaction directement opposées qui agissent sur les corps séparés en interaction.

La question qui se pose : est ce que les facettes des étudiants décrites ci-dessus sont erronées ? Minstrell (1991) ne prétend pas que ces idées sont correctes mais il mentionne qu’elles ont plusieurs aspects usuels. Les connaissances des étudiants ont les mêmes racines que les connaissances formelles, elle ont été développées à partir du même phénomène. Pendant que les apprenants utilisent et appliquent leurs facettes individuelles, leur connaissance totale manque de cohérence. En général, les étudiants ne différentient pas des idées d’autres idées. Ils n’arrivent pas à établir la relation entre des clusters variés et ne distinguent pas les contextes d’application de la connaissance.

En résumé nous pouvons dire que :

Les étudiants approchent des situations d’enseignement avec des éléments de connaissance existantes, que Minstrell appelle facettes. Ces facettes peuvent être spécifiques ou générales, elles peuvent être reliées au contenu, aux stratégies, ou au raisonnement.

Les facettes appliquées dépendent des facettes que possède l’étudiant, des caractéristiques du problème ou de la situation et de la perception de l’étudiant ou l’association entre les caractéristiques et des facettes.

Le nombre de facettes évoquées par l’étudiant est le minimum nécessaire pour répondre à la question ou pour satisfaire sa curiosité.

L’ordre d’application des facettes est du spécifique au générique. Si l’étudiant possède la connaissance spécifique à propos de la situation problématique alors les facettes spécifiques vont être appliquées. Si les facettes spécifiques ne fournissent pas la solution au problème, alors des facettes plus génériques vont être utilisées.

Pour fournir des explications plus consistantes et pour réconcilier entre les observations et les prédictions, les étudiants peuvent modifier leurs facettes pour élargir ou limiter le contexte d’application et pour élaborer des relations entre ces facettes. Les étudiants peuvent même ajouter de nouvelles facettes pour s’adapter aux nouvelles situations.