2.4. La cohérence

Il existe dans la littérature un débat existant sur la cohérence de l’élève (Buty et Cornuéjols, 2002 ; Driver, 1989 ; Palmer, 1998 ; Taber, 2000). Nous faisons l’hypothèse que l’élève est cohérent de son point de vue sur un domaine limité mais qu’il va pouvoir mettre en place des comportements incohérents, du point de vue de l’observateur, selon les situations des questions auxquelles il doit répondre. Pendant l’apprentissage, l’apprenant peut utiliser des modèles mixtes (Buty et Cornuéjols, 2002). Ces modèles mixtes sont constitués en partie de connaissances anciennes et en partie des connaissances nouvellement introduites dans l’enseignement. L’apprenant donne alors des réponses incohérentes entre elles, du point de vue de l’observateur, à un ensemble de questions. Cette incohérence peut être considérée comme un indicateur d’un apprentissage en train de se faire, d’un passage d’une théorie à une autre.

Crépault (1989) indique que lors de l’observation d’enfants et d’adolescents, on observe chez certains des profils de réponses cohérents alors que chez d’autres les profils de réponses semblent incohérents du point de vue de l’expérimentateur. De nombreux travaux ont mis en évidence des incohérences dans les réponses des élèves (Halloun et Hestenes, 1985b ; McDermott, 1993).

‘« However, nearly every student used some mixture of concepts … and appeared to be inconsistent in applying the same concept in different situations » (Halloun et Hestenes, 1985b, p.1058).’

Certains travaux ont montré l’influence des objets présents dans l’énoncé du problème sur la réponse des élèves (Chi et al., 1981 ; Reif, 1987 ; Finegold and Gorsky, 1991 ; Song et Black, 1993 ; Palmer, 1994, 1998 ; Mildenhall et Williams, 2001). Song et Black (1993) ont par exemple montré que les élèves trouvaient plus facilement des règles pour prédire une situation de la vie de tous les jours mais qu’ils appliquaient plus facilement leurs connaissances scientifiques à des situations scolaires. D’autres recherches ont montré que les étudiants d’un niveau supérieur donnaient des réponses plus cohérentes que des élèves de lycée, même s’il s’agissait de réponses incorrectes (Halloun et Hestenes, 1985b ; Licht et Thijs, 1990 ; Palmer, 1997).

Savinainen (2004) distingue 3 types de cohérence conceptuelle dans la compréhension qualitative de la physique : la cohérence « représentationnelle » (capacité d’utiliser correctement différentes représentations et de passer d’une représentation à une autre), la cohérence contextuelle (capacité d’appliquer un concept ou une loi physique dans divers contextes, au sens de situations proposées dans la tâche) et la cohérence « inter-conceptuelle » (« Conceptualframeworkcoherence » dans le texte original : capacité à établir correctement des relations entre différents concepts).

Meltzer (2005) a montré des incohérences « représentationnelles » chez des élèves donnant des réponses non cohérentes à des questions testant a priori la même loi (3ème loi de Newton) mais mettant en jeu différentes représentations (langue naturelle ou schéma des forces).

Millar et Hames (2001a) ont étudié les cohérences des réponses des élèves de trois façons :

Tous ces travaux nous indiquent que, pour évaluer les connaissances relatives à un concept, il est nécessaire de poser plusieurs questions mettant en jeu ce concept et d’analyser la cohérence des réponses données par l’élève. Pour développer ces questions, il faudra varier les caractéristiques des objets présentés dans l’énoncé et aussi les registres de représentation dans les énoncés et les réponses demandées.

Nous avons donc mis en évidence les différentes hypothèses d’apprentissage qui peuvent être utiles à l’évaluation de la compréhension des concepts et lois enseignés. Nous les utilisons de la façon suivante :