Les portails Lyon 2 :
Intranet
-
Portail Etudiant
-
www
Etude de l'évolution des idées des élèves de seconde durant une séquence d'enseignement sur les...
par GIVRY Damien
-
2003
-
Université Lumière Lyon 2
Menu
Présentation générale
Consulter le document
Versions imprimables
Contact
Table des matières
Illustrations
Tableaux
Page de titre
Remerciements
Epigraphe
Introduction générale
Chapitre 1. Cadre théorique
Introduction
1. Hypothèses sur l'apprentissage
Introduction
1.1 Hypothèses sur l'apprentissage bâties à partir de théories psychologiques.
Rapide aperçu des principaux courants théoriques de la psychologie
Nos hypothèses de base sur l'apprentissage
Hypothèses de base issues des travaux de Jean Piaget (1861-1980)
Hypothèses de bases issues de Vygotski (1896-1934)
Hypothèses de base issues de la cognition située
Conclusion sur nos hypothèses de base sur l'apprentissage
1.2 Éléments sur le fonctionnement du savoir en physique et dans l'enseignement
Un regard épistémique sur la formation des concepts
L'activité de modélisation dans la construction des connaissances en physique
Les registres sémiotiques
La transposition didactique
1.3 Hypothèses sur les raisonnements des élèves
Les raisonnements des élèves en termes de causalité
Causalité simple
Deux fonctionnements de la causalité simple
Pluralité au sein des rapports causaux
Causalité linéaire
Causalité retardée ou simultanée
Les conceptions des élèves sur les gaz
1-Rapide tour d'horizon des travaux didactiques sur les conceptions des élèves sur les gaz
2-Hypothèses sur les raisonnements des élèves en Seconde
Conclusion
2. Les courants du changement conceptuel
Introduction
2.1 Présentation des courants du changement conceptuel
2.1.1 Les conceptions
2.1.2. Les théories du changement conceptuel
Nouveaux facteurs pour le changement conceptuel
Critique du terme «changement conceptuel»
Un changement progressif décrit de plusieurs façons
Le courant de l'étude des «processus d'apprentissage» (learning processes)
2.1.3. Quels sont nos choix par rapport aux théories du changement conceptuel ?
2.2 Les types de modélisation de la connaissance
2.2.1. Changement d'ontologies
2.2.2. Cohérence partielle ou totale du fonctionnement cognitif d'un individu
La cohérence des individus de Vosniadou (1994)
La connaissance en pièces de diSessa (1993)
2.2.3. Domaine de validité
2.2.4. Comparaison entre le modèle de Minstrell et celui de Balacheff
Le paradigme de l'erreur
Le formalisme des conceptions de Balacheff (1999)
Les aspects pratiques des facettes de Minstrell
Conclusion sur ces deux modèles
3. Les idées
Introduction
3.1 Qu'est-ce qu'une idée ?
3.1.1. Le choix du mot «idée» guidé par le paradigme de l'erreur
3.1.2. Qu'est-ce qu'on entend par «situations» ?
Situation d'enseignement
Situation
Situation matérielle
3.1.3. Reconstruction des idées
3.1.4. Grains d'analyse des idées
3.1.5. Le fonctionnement d'une idée ou plusieurs idées
3.1.6. Caractère contradictoire des idées
3.1.7. Domaine de validité ou domaine d'application ?
3.1.8. Stabilité des idées
1. Stabilité temporelle d'une idée pour des situations équivalentes
2. Stabilité «situationnelle» d'une idée à travers plusieurs situations
3.2 Comment les idées évoluent-elles ?
3.2.1. Addition d'une nouvelle idée à l'ensemble des idées que possède un individu.
3.2.2. Nouveau lien entre les idées pouvant constituer un réseau d'idées.
1. Nouveau lien entre les idées
2. Distinction entre les idées
3. Regroupement des idées
3.2.3. L'augmentation ou la diminution du domaine d'application d'une idée ou d'un ensemble d'idées.
3.2.4. Sélection d'une idée face à une autre pour une même situation.
3.3. Les facteurs de l'évolution des idées
3.3.1. La notion de milieu
Milieu antagoniste ou allié ?
3.3.2. Caractérisation du milieu
Conclusion sur le modèle des idées
Conclusion sur notre cadre théorique
Chapitre 2. Problématique
Introduction
Questions de recherche
1. Comment évoluent les idées des élèves de seconde au cours d'une séquence d'enseignement sur les gaz ?
2. Quels rôles jouent les connaissances préalables dans l'évolution des idées ?
3. Quels rôles jouent les situations d'enseignement dans l'évolution des idées ?
3.1 Quels rôles jouent les échanges entre les individus dans l'évolution des idées d'un élève ?
3.2 Quels rôles jouent les expériences dans l'évolution des idées ?
3.3 Quels rôles jouent les supports didactiques (modèles, énoncés, simulateurs...) sur l'évolution des idées ?
Conclusion
Chapitre 3. Méthodologie
Introduction
1. Justification de l'expérimentation retenue
1.1. Choix d'une étude à plusieurs niveaux
1.2. Nécessité d'une étude de cas en continue sur une longue durée
1.3. Une étude dans une classe réelle sans intervention de l'observateur
1.4. Nécessité de construire une séquence d'enseignement
1.5. Abandonner l'idée d'une étude comparative
2. Organisation du recueil des données
2.1. Type de données utilisées
2.2. Choix des échantillons
2.3. Condition de recueil des données
Questionnaires
Entretiens
Vidéos de classe et productions écrites
Résumé des données recueillies
Incident de parcours
3. Analyse des données
3.1. Choix des données analysées
3.2. Traitement des données de l'étude «globale»
3.3. Traitement des données de l'étude «fine»
3.3.1. Traitement des données
3.3.2. Traitement du questionnaire et de l'entretien avant et après la séquence d'enseignement
3.3.2.1. Reconstruction des idées à partir du questionnaire
3.3.2.2. Reconstruction des idées à partir de la vidéo de l'entretien
3.3.2.3. Comparaison des idées issues de l'entretien et du questionnaire
3.3.3. Traitement des données pendant la séquence d'enseignement
3.3.3.1. Reconstruction de l'activité de l'élève à l'aide du logiciel Kronos
3.3.3.2. Changement du format des informations contenues dans Kronos
3.3.3.3. Transcription des productions orales et écrites des élèves
3.3.3.4. Reconstruction des idées
3.3.3.5. Les éléments du milieu responsables de l'évolution des idées
3.3.4. Comparaison des données recueillies avant/après avec celles recueillies pendant
Conclusion
Chapitre 4. Analyse des connaissances préalables des élèves et de la séquence d'enseignement sur les gaz
Introduction
1. Analyse des connaissances préalables des élèves en fonction du programme de Seconde
1.1.Connaissance sur le sens de certains mots issus du programme de Seconde
1.1.1. Le mot gaz
Les mots gaz et air en sciences
Les mots gaz et air dans l'usage quotidien
1.1.2. Le mot pression
Le mot pression en physique
Le mot pression dans l'usage quotidien
1.1.3. Le mot macroscopique
1.2. Aspects particulaires des gaz
1.3. Présence des gaz
1.4. Répartition des gaz
1.5. Action des gaz
1.6. Lourdeur
1.7. Propriétés des gaz
2. Analyse de la séquence d'enseignement sur les gaz
Introduction
2.1. Présentation du groupe «outils»
2.2 Élaboration des textes des modèles à partir du programme
2.2.1. Le texte du modèle microscopique des gaz
2.2.2. Le texte du modèle macroscopique des gaz
2.2.3. Le texte de l'interprétation microscopique des grandeurs macroscopiques
2.3. L'analyse de la séquence d'enseignement sur les gaz
2.3.1. Présentation rapide des activités proposées dans la séquence d'enseignement
2.3.2. Les différents concepts mis en jeu dans la séquence d'enseignement
2.3.3. Les différentes situations matérielles
Expériences simples
Expériences utilisant des appareils de mesure
2.3.4 Les différents registres sémiotiques
Les registres sémiotiques dans le texte des modèles
Les registres sémiotiques dans la séquence d'enseignement
Conclusion
Chapitre 5. Analyse de l'évolution des élèves sur plusieurs classes
Introduction
1. Mise au point du questionnaire
2. Recueil des données
3. Analyses et Résultats
Introduction
3.1 Aspect particulaire des gaz
3.2 Répartition des gaz
3.3 Action du gaz
3.3.1. Description de l'action du gaz, lors d'une compression ou d'une diminution sa quantité
3.3.2. Description de l'action du gaz lorsque l'on le chauffe
3.4 Masse d'un gaz
Conclusion
Chapitre 6. Analyse des idées de deux élèves avant et après l'enseignement
Introduction
1. Analyse d'Anne
1.1 Quelles sont les idées d'Anne avant l'enseignement sur les gaz ?
1.1.1. Questionnaire avant
1.1.1.1. Sens des mots
1.1.1.2. Aspect particulaire
1.1.1.3. Présence des gaz
1.1.1.4. Répartition des gaz
1.1.1.5. Action du gaz
1.1.1.6. Lourdeur
1.1.1.7. Résumé
1.1.2. Entretien avant
1.1.2.1. Sens des mots
1.1.2.2. Aspect particulaire
1.1.2.3. Présence du gaz
1.1.2.4. Répartition des gaz
1.1.2.5. Action des gaz
1.1.2.6. Lourdeur
1.1.3. Comparaison du questionnaire et de l'entretien
1.1.3.1. Sens des mots
1.1.3.2. Aspect particulaire
1.1.3.3. Présence du gaz
1.1.3.4. Répartition du gaz
1.1.3.5. Action du gaz
1.1.3.6. Lourdeur
7. Même propriété pour l'air et le gaz
2.2 Quelles sont les idées d'Anne après l'enseignement sur les gaz ?
2.2.1. Questionnaire après
2.2.1.1. Sens des mots
2.2.1.2. Aspect particulaire
2.2.1.3. Présence du gaz
2.2.1.4. Répartition
2.2.1.5. Action des gaz
2.2.1.6. Lourdeur
Comparaison d'Anne avec les autres élèves de sa classe.
2.2.2. Entretien après
2.2.2.1. L'essentiel des idées d'Anne
2.2.2.2. Comportement des molécules
2.2.2.3. Résumé des idées d'Anne après l'enseignement
2.3. Comment évoluent les idées d'Anne au cours du temps ?
2.3.1. Sens des mots
2.3.2. Aspect particulaire
2.3.3. Présence
2.3.4. Répartition
2.3.5. Action du gaz
2.3.6. Lourdeur
2. Analyse d'Ellen
2.1 Quelles sont les idées d'Ellen avant l'enseignement sur les gaz ?
2.1.1. Questionnaire avant
2.1.1.1. Sens des mots
2.1.1.2. Aspect particulaire
2.1.1.3. Présence
2.1.1.4. Répartition
2.1.1.5. Action du gaz
2.1.1.6. Lourdeur
2.1.2. Entretien avant
Introduction
2.1.2.1. Sens des mots
2.1.2.2. Aspect particulaire
2.1.2.3. Présence
2.1.2.4. Répartition
2.1.2.6. Action du gaz
2.1.2.6. Lourdeur
Conclusion
2.1.3. Comparaison du questionnaire et de l'entretien
2.1.3.1. Sens des mots et aspect particulaire
2.1.3.2. Présence
2.1.3.3. Répartition
2.1.3.4. Action du gaz
2.1.3.5. Lourdeur
2.2 Quelles sont les idées d'Ellen après l'enseignement sur les gaz ?
2.2.1. Questionnaire après uniquement
2.2.1.1. Sens des mots
2.2.1.2. Aspect particulaire
2.2.1.3. Présence
2.2.1.4. Répartition
2.2.1.5. Action du gaz
2.2.1.6. Lourdeur
Comparaison des réponses d'Ellen avec le reste de la classe
2.3 Comment évoluent les idées d'Ellen à la suite de l'enseignement sur les gaz ?
2.3.1. Sens des mots
2. Aspect particulaire
2.3.3. Présence du gaz
2.3.4. Répartition du gaz
2.3.5. Action du gaz
2.3.6. Lourdeur
Conclusion sur l'évolution des idées d'Anne et Ellen avant et après l'enseignement
Chapitre 7. Analyse des idées de deux élèves pendant l'enseignement en classe
Introduction
1. Sens des mots
1.1. Sens des mots gaz et air
1.2. Le(s) sens du mot pression.
1.2.1. Sens du mot pression lorsqu'il n'est pas employé dans l'énoncé
1.2.2. Sens du mot pression lorsqu'il est employé dans l'énoncé
Utilisation des idées sur le sens du mot pression dans l'activité 2
Utilisation de l'idée pression = grandeur dans le reste de la séquence
1.3. Le(s) sens donné au mot macroscopique
Généralisation de cette difficulté
2 Aspects particulaires
Introduction
2.1 Les idées d'Anne et Ellen pendant la première partie de la séquence d'enseignement
Introduction
Analyse des idées d'Anne et Ellen sur les molécules
Conclusion sur les idées d'Anne et Ellen pour la première partie de la séquence
2.2 Les idées d'Anne et Ellen pendant la seconde partie de l'enseignement sur les gaz
2.2.1. Utilisation «spontanée» des molécules par Anne
Lien entre la répartition des molécules et la pression (cours 1 P2A2Qa)
Lien entre le nombre de molécules et le volume (cours 2 P2.2A1Qa)
2.2.2. Utilisation des molécules imposée par l'énoncé
Les molécules d'eau
Les chocs des molécules
Conclusion générale sur les idées d'Anne et Ellen sur les molécules
3. Présence d'un gaz dans une enceinte
3.1. L'évolution des idées d'Ellen et Anne sur la présence de l'air dans une enceinte
Introduction
3.1.1. Enfermer de l'air avec une seringue (P1A1).
3.1.2. Il y a de l'air dans le ballon de baudruche posé sur une bouteille (P2A1Ex1).
3.1.3. Il y a de l'air dans une bouteille ouverte (P2A1Ex2)
Conclusion sur la présence de l'air dans une enceinte
3.2. L'évolution des idées d'Anne et Ellen sur la notion de quantité
3.2.1. Évolution de la notion de quantité au cours du TP1 : le lien entre la quantité et le volume
3.2.2. Évolution de la notion de quantité au cours du TP1 : le lien entre la quantité et le nombre de molécules
3.2.3. Réutilisation de la notion de quantitédans le reste de la séquence d'enseignement
4. Répartition
4.1. Évolution de la répartition des molécules durant l'activité 2
4.2. Répartition des molécules durant le mélange de deux gaz
4.3. Pour Anne les molécules sont collées aux parois
5. Action du gaz
5.1. Les idées d'Anne et Ellen sur l'action de l'air
5.2. Lien entre l'action du gaz et la pression
5.3. Les idées d'Anne et Ellen sur les différents aspects de la pression
Introduction
5.3.1. La pression est homogène
5.3.2. Y a-t-il de la pression lorsque aucune action n'est exercée sur le récipient ?
5.3.3. Évolution du lien entre la pression et le volume
Établissement du lien entre la pression et le volume (P2A2EX2)
Nouveau lien entre la pression et le volume (P2A3Qb)
Évolution du lien entre la pression et le volume suite à une expérience (P2.2A1Qa)
5.3.4. Lien entre la pression et la température
5.3.5. Pression et molécules
Conclusion surles idées d'Anne et Ellen sur les différents aspects de la pression
6. Lourdeur
Conclusion sur l'évolution des idées d'Anne et Ellen au cours de l'enseignement
1. Le sens des mots
Le mot macroscopique
Le mot pression
Le mot gaz
2. Aspects particulaires
Le rôle des énoncés dans l'utilisation des molécules
Les idées sur les molécules
3. Présence d'un gaz
Évolution des idées sur la présence d'un gaz dans une enceinte
Évolution des idées sur le lien entre la quantité et le volume
Évolution des idées sur le lien entre la quantité et le nombre de molécules
Répartition d'un gaz
5. Action du gaz
Conclusion sur le rôle des éléments du milieu
1. Le rôle des échanges entre les individus
1.1. Les élèves travaillant en groupe
1.2. Les interventions du professeur
1.3. Les interventions des autres élèves de la classe
2. Le rôle de l'expérience
2.1. Expériences «simples»
2.2. Expérience utilisant le pressiomètre
3. Le rôle des supports didactiques
3.1. Feuille de TP
3.2. Texte du modèle
Le modèle microscopique
Le modèle macroscopique
3.3. Correction au tableau
3.4. Le rôle de simulateur
Conclusion
Conclusion
Résultats de l'analyse des élèves sur plusieurs classes
Résultat de l'analyse de l'évolution des idées d'Anne et Ellen avant/après
Résultats de l'évolution des idées d'Anne et Ellen au cours de l'enseignement en classe
1. Le rôle des échanges entre les individus
1.1. Les élèves travaillant en groupes
1.2. Le professeur
1.3. Les autres élèves de la classe
2. Le rôle de l'expérience
2.1. Expériences «simples»
2.2. Expérience utilisant le pressiomètre
3. Le rôle des supports didactiques
3.1. Feuille de TP
3.2. Texte du modèle
3.3. Correction au tableau
3.4. Le rôle de simulateur
Comparaison des données avant/après avec les données pendant
Sens des mots
Aspect particulaire
Présence du gaz
Répartition des gaz
Action du gaz
Lourdeur
Quelques perspectives
bibliographie
ANNEXES
Annexe de l'analyse a priori
1. Les modèles de la séquence d'enseignement sur les gaz
1.1. Modèle microscopique des gaz
Modèle microscopique des gaz
1.2. Modèle macroscopique des gaz
Modèle macroscopique des gaz
1.3. Interprétation microscopique des grandeurs macroscopiques
Interprétation microscopique des grandeurs macroscopiques
2. Séquence d'enseignement sur les gaz
Partie 1 : Description d’un gaz à l’echelle microscopique
I. Comment décrire un gaz ?
II. Comment décrire le mélange de deux gaz ?
Partie 2 : Description macroscopique d’un gaz par des grandeurs physiques. Interprétation microscopique de ces grandeurs.
I. Introduction à la pression d’un gaz
Distribution du modèle macroscopique
Introduction de la feuille : Interprétation microscopique des grandeurs macroscopiques
3. Abréviations de la séquence d'enseignement
4. Analyse a priori de la séquence
Annexe de l'analyse globale
1. Questionnaire
2. Abréviations des situations du questionnaire
3. Résultats des trois classes au questionnaire
3.1 Répartition
3.2 Action du gaz
6- On jette dans de l’eau très chaude deux balles de ping-pong cabossées, l’une des deux balles est trouée (balle 2).
6.2- Au bout d’un certain temps, à votre avis :
3.3 Lourdeur
Annexe de l'analyse fine avant/après
1. Comparaison d'Anne et Ellen par rapport aux autres élèves de la classe de 2nde 8.
2. Questions et abréviation des situations de l'entretien
3. Code de transcription adapté de l'équipe COAST
4. Transcription de l'entretien passé par Anne avant l'enseignement.
5. Transcription de l'entretien passé par Anne après l'enseignement.
6. Transcription de l'entretien passé par Ellen avant l'enseignement.
Annexe de l'analyse fine pendant
1. Abréviation de la séquence d'enseignement
2. Déroulement de la séquence d'enseignement sur les gaz pour Anne et Ellen
3. Graphique d'activité Kronos
4. Code de transcription adapté de l'équipe COAST
5. Transcription du TP1
6. Transcription du TP2
7. Transcription du cours 1
8. Transcription du cours 2
9. Transcription du TP4
