1. Réflexions générales sur compréhension et concept

Les termes « compréhension » et « concept » sont employés constamment dans la littérature mais peu d’auteurs en donnent des définitions précises ou fonctionnelles. Nous essayons ici de préciser un peu l’emploi que nous en avons, sans prétendre en donner une définition.

Il est intéressant d’avoir une définition de la compréhension qui puisse être utilisée dans le développement d’un outil d’évaluation de la compréhension. Millar et Hames (à paraître) en donnent justement une dans une étude qui présente des objectifs proches des nôtres :

‘« ‘Understanding’ cannot be directly observed; it can only be inferred from an observed performance of some kind. In science teaching, the kinds of performances we take to be indicators of understanding are the things students write or say, or in some cases their actions in response to certain stimuli (questions or tasks). The ability to answer a question, or set of questions, about topic X then provides an ‘operational definition’ of ‘understanding of X’, and perhaps also a means of measuring it on a scale that enables us to identify change and improvement. We might, of course, want to debate how good an indicator, or measure, of understanding of a topic any particular question or set of questions is, and whether the ability to respond appropriately to questions of a particular type reflects the kind of understanding we value. But the great value of having an operational definition of ‘understanding of X’ is that it greatly clarifies the intended learning outcomes, and puts these ‘on the table’, open to scrutiny and debate. » (Millar et Hames, à paraître, chapter 3)’

Cette définition est pratique et opératoire. Nous la complétons à partie de nos hypothèses d’apprentissage que nous préciserons ultérieurement.

La compréhension des concepts et lois de la mécanique par l’élève est liée à la connaissance du modèle enseigné (définitions, lois, représentations …) mais aussi à sa mise en pratique lors de la résolution d’un problème relevant de la mécanique.

Dans la vie quotidienne, les mots « concept », « idées » et « notion » ont des définitions similaires : il s’agit d’une « manière de concevoir, de se représenter les choses ». En sciences, on parle plutôt de concepts lorsqu’il s’agit des éléments de base d’une théorie. On parle ainsi du concept de force et du concept de mouvement comme les éléments fondamentaux de la mécanique.

‘« Newtonian theory enables us to identify the basic elements in conceptualizations of motion. On one hand, we have the basic kinematical concepts of position, distance, motion, time, velocity, and acceleration. On the other hand, we have the basic dynamical concepts of inertia, force, resistance, vacuum, and gravity. We take a student’s understanding of these basic concepts as the defining characteristics of his basic knowledge of mechanics. » (Halloun et Hestenes, 1985a, p.1043)’

Vergnaud (1990) souligne l’importance des situations et des problèmes mettant en jeu le concept :

‘« Un concept ne peut être réduit à sa définition, du moins si l’on s’intéresse à son apprentissage et à son enseignement. C’est à travers des situations et des problèmes à résoudre qu’un concept acquiert du sens. » (p.135)’

Vergnaud définit le concept comme un triplet :

• l’ensemble des situations qui donnent du sens au concept (la référence) ;
• l’ensemble des invariants sur lequel repose l’opérationalité des schèmes (le signifié) ;
• l’ensemble des formes langagières et non langagières qui permettent de représenter symboliquement le concept, ses propriétés, les situations et les procédures de traitement (le signifiant).

Il est donc important de prendre en compte les différentes représentations d’un concept, ses différentes composantes et l’ensemble des situations qu’il permet d’analyser lors de la construction de ce concept mais aussi lors de l’évaluation.