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Evaluer la compréhension des concepts de mécanique chez des élèves de seconde : développement d...
par COULAUD Marie
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2005
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Université Lumière Lyon 2
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Table des matières
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Tableaux
Page de titre
Préface
Introduction
Partie 1 Cadre théorique
Chapitre 1 : Les pratiques d’évaluation dans les classes
1. Quelle évaluation ?
1.1. Les différents champs de recherche sur l’évaluation
1.2. Notre approche de l’évaluation
2. Le processus d’évaluation
2.1. L’évaluation : une confrontation entre une situation observée et une situation attendue
2.2. L’évaluation en classe : une évaluation instituée
2.3. Les objets de l’évaluation
2.4. Le mode de recueil d’informations : le résultat d’un choix
3. Quelques aspects historiques de l’évaluation scolaire
3.1. L’évolution de la place de l’évaluation dans le système scolaire
3.2. L’évolution du baccalauréat
4. L’enseignant et l’évaluation
4.1. Les différentes fonctions de l’évaluation
4.2. Les pratiques d’évaluation des enseignants
4.3. Les contraintes qui pèsent sur les pratiques
4.3.1. La communication avec les différentes institutions
4.3.2. Le baccalauréat
4.3.3. L’inspection et le programme officiel
4.4. Différences entre les pratiques d’évaluation des enseignants et des chercheurs
4.5. Conclusion
5. L’évaluation du point de vue de l’élève : la situation de devoir surveillé
5.1. Une situation de négociation
5.1.1. Le contrat
5.1.2. Les attentes de l’élève
5.1.3. Le devoir surveillé : une étape dans le processus d’évaluation
5.2. Une activité de résolution de problème
5.2.1. La représentation du problème
5.2.2. L’influence de la consigne
5.3. Une « démonstration » de ses connaissances
5.3.1. Un réinvestissement de ses connaissances
5.3.2. Une trace publique d’un travail privé
5.4. Les contraintes de la situation pour l’élève
5.4.1. Le temps limité
5.4.2. La note
6. L’évaluation scolaire : entre évaluateur et évalué
7. La validité de l’évaluation
7.1. Notions et définitions
7.2. Les méthodes de validation
Chapitre 2 : La compréhension de la mécanique
1. Réflexions générales sur compréhension et concept
2. Quels outils la didactique de la physique nous apporte-t-elle pour évaluer la compréhension ?
2.1. La modélisation
2.2. Les registres sémiotiques
2.3. Les conceptions
2.4. La cohérence
Chapitre 3 : Evaluation en didactique
1. La place de l’évaluation dans les séquences développées
2. Les tests d’évaluation utilisés par les chercheurs
2.1. Le Force Concept Inventory
2.2. Le test développé par Palmer
2.3. Le Test d’Evaluation des Concepts en Mécanique (Lopes et al., 1999)
2.4. Conclusion : utilisation possible de ces tests par l’enseignant
3. Quelques réflexions pouvant aider au développement d’outils d’évaluation
4. Des tests pour les évaluations internationales
5. Des outils pour les enseignants
5.1. L’observatoire EVAPM : évaluation du savoir mathématique
5.2. Des problèmes de mécanique : Projet ProPhy
5.3. Un outil informatique : Suivi des conceptions des élèves en mécanique
5.4. « Diagnosing pupils’ understanding » : des questions pour évaluer la compréhension de la mécanique
6. Conclusion
Chapitre 4 : Questions de recherches et méthodologie
1. Questions de recherche et objectifs de développement
2. Méthodologie
Partie 2 Production des tests
Chapitre 5 : Contexte de la recherche et de la production
1. Les projets recherche et développement du groupe COAST
2. Le projet contexte de notre recherche : le projet SESAMES
2.1. La séquence de mécanique
2.1.1. Une séquence issue d’un projet de recherche
2.1.2. Présentation de la séquence
Chapitre 6 : Bases de la construction des tests
1. Indications sur les pratiques des enseignants français
1.1 La forme de l’évaluation
1.2. Le contenu de l’évaluation
1.3. Le moment et la durée de l’évaluation
2. Etude préalable
2.1. Présentation de l’étude
2.1.1. Les différents devoirs surveillés
2.1.2. L’observation des élèves
2.1.3. Une observation complémentaire : un questionnaire aux enseignants
2.2. Conclusions tirées à partir des données
2.2.1. Du côté de l’enseignant : la préparation du devoir
2.2.2. Du côté des élèves : lien avec le contenu de l’enseignement
2.2.3. Une difficulté : la catégorisation des réponses écrites des élèves
2.2.4. Conclusion
3. Les tests et exercices existants
3.1. Le Force Concept Inventory
3.2. Diagnosing Pupils’ Understanding
3.2.1. Utilisation de ce type de tests
3.3. Autres sources d’exercices existants
3.3.1. Les exercices développés par SESAMES
3.3.2. Les problèmes de ProPhy
3.3.3. La banque d’évaluation du ministère
4. Analyse du contenu en termes de concepts
4.1. La mécanique classique
4.2. Le Programme Officiel
4.3. La séquence d’enseignement
Modèle 1 : Modèle du mouvement d’un objet
4.3.2. Modèle 2 : « Interactions et forces »
4.3.3. Modèle des « Lois de la mécanique »
5. Utilisation des travaux de recherche
5.1. Découpage du savoir
5.2. Hypothèses d’apprentissage
5.2.1. En relation avec la modélisation
5.2.2. En relation avec les registres sémiotiques
5.2.3. Connaissances préalables des élèves/conceptions
5.3. Cohérence
6. Synthèse de la méthodologie de construction
Chapitre 7 : Présentation des tests
1. Le mouvement
1.1. Analyse du concept de mouvement en termes de modélisation et de registres sémiotiques
1.2. Test développé
Exercice 1
Exercice 2
Exercice 3
1.3. Exemple illustré du développement d’un exercice
1.4. Analyse a priori de l’exercice 3
1.5. Analyse du test
1.5.1. Synthèse des situations et des questions
1.5.2. Analyse du test en termes de savoir
1.5.3. Analyse du test en termes de modélisation et de registres sémiotiques
2. Les forces
2.1. Analyse du concept de force en termes de modélisation et de registres sémiotiques
2.2. Analyse en termes de difficultés des élèves
2.3. Test développé
2.4. Exemple illustré du développement d’un exercice
2.5. Analyse a priori de l’exercice
2.6. Analyse du test
2.6.1. Analyse des situations proposées
2.6.2. Analyse du test en termes de savoir
2.6.3. Analyse du test en termes de modélisation et de registres sémiotiques
3. Les lois de la mécanique
3.1. Analyse des lois de la mécanique en termes de modélisation et de registres sémiotiques
3.2. Test développé
Voici le test ainsi obtenu :
3.3. Exemple illustré du développement d’un exercice
3.4. Analyse a priori de l’exercice
3.5. Analyse du test
3.5.1. Analyse du test des situations proposées
3.5.2. Analyse du test en termes de savoir
3.5.3. Analyse du test en termes de modélisation et de registres sémiotiques
4. Le test bilan
4.1. Un test à part
4.2. Test développé
4.3. Exemple illustré du développement d’un exercice
4.4. Analyse a priori de l’exercice
4.5. Analyse du test
4.5.1. Analyse des situations proposées
4.5.2. Analyse du test en termes de savoir
4.5.3. Analyse du test en termes de modélisation et de registres sémiotiques
Chapitre 8 : Ensemble des quatre tests : cohérence et croisements a priori
Conclusion
Partie 3 Analyse des tests
Chapitre 9 : Recueil de données
1. Passation des tests
2. Entretiens
2.1. Choix méthodologique : le recours aux entretiens
2.2. Préparation des entretiens
2.2.1. Choix des questions
2.2.2. Choix des élèves
2.3. Réalisation des entretiens
2.3.1. Elèves interviewés
2.3.2. Conduite des entretiens
3. Synthèse des données recueillies
Chapitre 10 : Méthodologie de validation
1. Fonctionnalité
2. Validité de l’outil test d’évaluation
2.1. Méthodologie d’analyse des réponses écrites
2.1.1. Catégorisation
2.1.2. Traitement SPSS
2.1.3. Fréquences et croisements
2.2. Méthodologie d’analyse des entretiens
2.2.1. Sélection
2.2.2. Transcription
2.2.3. Analyse des entretiens
Chapitre 11 : Analyse et résultats
1. Test 1
1.1. Résultats obtenus à partir des réponses écrites
1.1.1. Fréquences
1.1.2. Catégorisation
1.1.3. Croisements : réussite au test et cohérences
1.2. Analyse des entretiens
1.2.1. Comparaison écrit/oral
1.2.2. Lien entre l’ensemble des réponses écrites et le contenu du discours oral
1.2.3. Interprétation de la cohérence entre les réponses écrites
1.2.4. Limite de l’unicité de la réponse écrite
1.3. Analyse d’une difficulté détectée dans les réponses écrites
Première hypothèse : l’énoncé incite les élèves à cocher deux cases différentes
Deuxième hypothèse : une mauvaise connaissance de la signification de « uniforme » entermes de vitesse
Troisième hypothèse : la difficulté de passer de la situation matérielle à la description du mouvement
Conclusion
1.4. Conclusion de la validation du test 1
2. Test 2
2.1. Identification des interactions et des forces
2.1.1. Identification des interactions
2.1.2. Lien Interaction-Forces
2.1.3. Idée de force motrice
2.1.4. Schéma des forces : identification et caractéristique des forces
2.2. Principe des actions réciproques
2.3. Bilan : connaissances des élèves après l’enseignement de la partie 2
2.4. Conclusion sur la validation du test 2
3. Test 3
3.1. Les lois de la mécanique
3.1.1. Passage du mouvement aux forces
3.1.2. Passage des forces au mouvement
3.2. Le principe des actions réciproques
3.3. Evolution des performances des élèves entre les tests 2 et 3
3.4. Conclusion sur la validation du test 3
4. Test 4
4.1. Le mouvement
4.1.1. Description du mouvement
4.1.2. Description de la variation de vitesse et de la variation de direction
4.2. Les forces
4.2.1. Force exercée par la Terre
4.2.2. Force « de contact »
4.2.3. Force « motrice »
4.2.4. Liste des forces
4.2.5. Schéma des forces
4.3. Les lois de la mécanique
4.3.1. Passage du mouvement à la compensation des forces
4.3.2. Passage de la compensation des forces au mouvement (sur 3)
4.3.3. Effet de classe sur les lois de la mécanique
4.4. Evolution des performances des élèves entre les tests 1, 2, 3 et 4
4.4.1. Le mouvement
4.4.2. Les forces
4.4.3. Les lois de la mécanique
4.4.4. Conclusion
4.5. Conclusion sur la validation du test 4
Chapitre 12 : Validation
Fonctionnalité
1.1. L’utilisation de nos tests dans des classes
1.2. Opinions des élèves à propos des tests
2. Validité des tests
3. Limites de validité
3.1. Représentation du problème à partir de la lecture de l’énoncé
3.1.1. Sélection des informations dans l’énoncé et interprétation de la situation
3.1.2. L’interprétation de la question
3.1.3. Rôle du contrat
3.2. Rôle de ce qui a été fait en classe
3.2.1. Les « bons élèves »
3.2.2. Les « élèves faibles »
3.2.3. Conclusion
3.3. Influence des autres questions du test
3.3.1. Cohérence interne
3.3.2. Ordre de réalisation
3.4. Influence du fait que la réponse soit publique et évaluée
3.4.1. Contrat / Exigences sur la réponse
3.4.2. Degré de certitude et choix d’écrire ou non sa réponse
3.5. Influence des conditions de passation
3.5.1. Temps limité
3.5.2. Forme du jour
3.5.3. Contrainte de place
3.5.4. Stress et note
Chapitre 13 : Conclusion
1. Validité des outils développés
1.1. Fonctionnalité de l’outil (question 4)
1.2. Pertinence de l’outil (question 5)
1.2.1. Résultats sur la compréhension des concepts enseignés
1.2.2. Mesure de la cohérence
1.2.3. Caractérisation des différents niveaux de compréhension
1.3. Fiabilité de l’outil (question 6)
2. Comportement des élèves en situation de devoir surveillé
Partie 4 Diffusion des outils pour les enseignants : PEGASE
Chapitre 14 : Notre objectif de diffusion
1. Les attentes des enseignants et la nécessité d’adapter nos résultats
2. Ce que nous voulons fournir aux enseignants
Chapitre 15 : Présentation de PEGASE
Chapitre 16 : Développement de PEGASE : un exemple
Conclusion
1.Retour sur les questions de recherche
1.1. Production d’outils
1.2. Utilisation et validation des outils
1.3. Observations des élèves en situation de devoir surveillé
2. Intérêt du travail
3. Perspectives
Références bibliographiques
