Forme scolaire, éducation aux sciences et pratique de la critique

Résumé

Les science studies ont permis de réintégrer les sciences dans le giron du social, en montrant notamment que ce que l'on entend par objets scientifiques correspond à des entités produites, scénarisées, travaillées par des acteurs multiples, dont l'avenir et la pérennité sont fonction de l'extension des réseaux qui en permettent la (re)production ou la mobilisation. Tout en mettant ainsi en évidence que le travail scientifique est traversé par des tensions, des conflits et des négociations que l'on imputait traditionnellement aux seules sciences ?molles?, ces travaux ont de plus montré que les objets ou entités qui surgissent des laboratoires peuvent étre source de nouveaux problèmes et de nouvelles incertitudes (telles les thérapies géniques), malgré leurs promesses et l'expertise dont ils procèdent. Du point de vue de l'éducation aux sciences, de telles considérations invitent à questionner la pertinence de la forme scolaire au sein de laquelle cette éducation s'accomplit, compte tenu que cette forme occulte allègrement tout ce qui contribue à faire des sciences un monde autre qu'un monde de savoirs achevés et disant ce qui est. Mais elles invitent aussi, si l'on souhaite aider les jeunes à mieux négocier cette performation du social par les sciences, à s'intéresser aux pratiques interprétatives de ces derniers, à leurs manières de concevoir les enjeux et les conflits qui sont consubstantiels au monde des sciences et à l'expertise qui s'en réclame. C'est ce dont traite cet article, suivant une perspective essentiellement illustrative. Ainsi, après avoir décrit comment un enseignant est amené, à son corps défendant, à reconduire la rhétorique scolaire habituelle sur les sciences, nous examinons quelques‐unes des manières par lesquelles dejeunes québécois du secondaire et du collège s'approprient les désaccords entre scientifiques et envisagent leur résolution.     

Didactique des mathématiques et formation des enseignants: Le cas de l'Université du Québec à Montréal

Résumé:

Les travaux de recherche en didactique qui se sont développés à l'Université du Québec à Montréal (UQAM) ont été dès le départ liés à la formation des enseignants et enseignantes en mathématiques. Cet ancrage particulier a contribué au fil des années à l'enrichissement et à la complexification dans le champ de la didactique des mathématiques de problématiques qui sont venues éclairer, en retour, cette formation. Nous montrerons, à partir de quelques exemples, les orientations prises par les recherches développées par les didacticiens et didacticiennes de l'UQAM, en vertu de cet ancrage original qu'est celui de la formation des enseignants et enseignantes en mathématiques, et préciserons comment s'est opéré leur réinvestissement dans la formation. Cette approche des problèmes didactiques a débouché sur la mise en ?uvre graduelle d'un modèle de formation des enseignants et enseignantes en mathématiques au secondaire, dont nous décrirons l'organisation globale et les caractéristiques particulières. Nous illustrerons cette formation en action à partir d'un exemple tiré du cours de didactique de l'algèbre. Cet exemple permettra de faire comprendre les bases théoriques qui président aux choix réalisés par les didacticiens et didacticiennes formateurs, et d'entrevoir le caractère fécond du modèle de formation mis en place sur les apprentissages réalisés par les futurs intervenants et intervenantes.     

Les pratiques éducatives en sciences et en technologie: Points de vue d'enseignants et d'enseignantes

Résumé:

L'enseignement des sciences et des techniques fait l'objet de préoccupations en raison de leur importance dans la formation des élèves du secondaire et de l'impact qu'elles ont sur leur orientation scolaire et socioprofessionnelle future. Les conceptions que les éducateurs entretiennent au regard des disciplines scientifiques et les pratiques qu'ils exercent influencent pour une bonne part celles des élèves ainsi que les apprentissages qu'ils font. Le présent article, qui s'inscrit dans le cadre d'une étude d'ensemble sur les représentations sociales des sciences et des technologies chez les différents acteurs éducatifs et chez les élèves du secondaire, fait état des postures spécifiques endossées par des enseignants de sciences en lien avec un tel enseignement et tente, sur la base des discours qu'ils produisent, d'en dégager les significations, les préoccupations sociales invoquées et le caractère médiateur de l'activité didactico‐pédagogique engagée nous intéressant particulièrement.     

Algorithme de simulation du signal des masses d'eau cÔtiÈres au niveau des capteurs satellitaires À haute rÉsolution spatiale fondÉ sur le code atmosphÉrique 6S

Un algorithme de simulation du signal d'une masse d'eau côtière au niveau d'un capteur satellitaire est présenté dans cet article. Il fait appel au code atmosphérique 6S pour le calcul du rayonnement solaire reçu par un capteur après réflexion par une masse d'eau, selon des conditions variables de l'atmosphère ainsi que de la géométrie d'illumination et de visée. Le calcul de la réflectance d'éclairement sous la surface de la masse d'eau se fait par un module spécialement conçu par nous. Ce module fait appel à des modèles approximatifs du transfert radiatif dans une masse d'eau d'une profondeur variable et limitée par un fond d'une nature et d'une couverture variable (ex. algues, sable, gravier). La masse d'eau peut être composée de plusieurs couches, chacune étant caractérisée par son contenu distinct en matières minérales en suspension, en matières organiques dissoutes et en chlorophylle. L'accent dans cette étude a étémis sur les données du capteur TM de Landsat, le seul à l'heure actuelle offrant un certain potentiel du point de vue résolution spectrale, spatiale et radiométrique pour l'étude du contenu des masses d'eau côtières. Dans un premier temps, les résultats du module de calcul de la réflectance d'éclairement ont été vérifiés pour les longueurs d'onde centrales des bandes TM1, TM2 et TM3, à l'aide de données acquises sous la surface de l'eau et publiées dans la littérature (masses d'eaux du type CASE I ou CASE II). Dans un deuxième temps, les résultats de l'ensemble de l'algorithme ont été vérifiés à partir d'une image TM et de données d'échantillonnage des eaux côtières de la baie des Chaleurs, au Québec, acquises en quasi-synchronisme avec le passage du satellite. Dans les deux cas l'algorithme proposémontre un bon comportement. En effet, les réflectances d'éclairement simulées sous la surface d'eau montrent un haut degré de similitude avec celles publiées. Quant aux résultats globaux, l'algorithme surestime de 2.5 niveaux de gris (échelle en 8 bits), en moyenne, le signal du système atmosphère-masse d'eau dans les trois bandes TM. Les causes probables de cette surestimation et les possibilités d'améliorer le rendement de l'algorithme sont discutées dans cet article. Un exemple de simulation du signal d'une masse d'eau côtière est également présenté pour démontrer le potentiel d'utilisation de l'algorithme.     

Les enjeux socioéthiques des désaccords entre scientifiques: Un aperçu de la construction discursive d'étudiants et étudiantes

Résumé:

Cette recherche avait pour objectif d'explorer comment des groupes d'étudiants et étudiantes du collège appréhendent et structurent les désaccords entre scientifiques et, plus particulièrement, les enjeux socioéthiques qui les sous‐tendent. En vue de simuler un contexte qui se rapproche de celui que des jeunes peuvent instaurer lorsqu'ils conversent entre eux sur le clonage, par exemple, nous avons aménagé un contexte de délibération en petit groupe de trois à quatre étudiants et étudiantes à propos d'une autre délibération, si l'on peut dire. Les étudiants et étudiantes ont ainsi été invités a se prononcer sur une conversation (écrite) d'une quinzaine de minutes entre deux scientifiques qui adoptent des positions contrastées en regard, dans un cas, de l'utilisation des travaux des médecins nazis dans la recherche sur l'hypothermie et, dans l'autre cas, de la manipulation du matériel génétique des êtres vivants, en particulier des êtres humains. Nous présentons ici un aperçu des stratégies et ressources discursives mobilisées par les étudiants et étudiantes pour exprimer et justifier leurs positionnements et repositionnements tout au long de leur propre conversation, ainsi que de l'? agir éthique ? que les uns les autres ont spontanément énacté.     

Nouvelles breves

Résumé:

L'enseignement de la géométrie est encore aujourd'hui au c?ur d'un débat international. Cet article propose une modeste contribution à ce débat à travers quelques résultats d'une recherche comparative sur l'enseignement actuel de la géométrie dans les systèmes scolaires français et italien (Celi, 2002). La comparaison s'appuie sur les programmes officiels et les manuels scolaires mais aussi sur les réponses d'élèves français et italiens de seize ans à des problèmes portant sur des contenus d'enseignement communs. Comment les auteurs de manuels interprètent‐ils les programmes? Dans quelle mesure les résultats des productions écrites recueillies peuvent‐ils être mis en relation avec l'enseignement reçu tel qu'il apparaît à travers les manuels scolaires? Les difficultés communes aux élèves des deux pays ouvrent des pistes pour des réflexions d'un point de vue cognitif et orientent vers un questionnement plus précis sur les pratiques professionnelles.     

Analyse des problemes de geometrie et apprentissage de la preuve au secondaire

Résumé

Le présent article rend compte de l'élaboration d'une grille d'analyse des problèmes de géométrie, et de sa mise à l'épreuve par la classification des problèmes et exercices de géométrie synthétique dans une collection de manuels du secondaire parmi les plus utilisées au Québec. Le cadre conceptuel sur lequel s'appuie cette élaboration s'inspire principalement des travaux de Balacheff (1987), Barbin (1988), Brousseau (1998), Hanna (1995) et Rouche (1989), et débouche sur une typologie des preuves de géométrie. La classification des problèmes à partir de cette grille et l'analyse qui en découle nous a permis de conclure sur les aspects de l'apprentissage de la preuve que nous évaluons comme mal ? gérés ? dans la collection : transition non suffisamment graduelle du sensible au formel (peu de problèmes qui sollicitent une validation hybride, niveau de formalisation trop longtemps stationnaire), prépondérance des applications directes et des déductions locales sur les séquences déductives, intérêt et mode de présentation des résultats qui ne favorisent pas une ? attitude de preuve ?.     

Caracteristiques des explications orales en classe de mathematiques : Construction d'un cadre d'analyse pour rendre compte de la pratique des futurs enseignants et futures enseignantes de mathematiques du secondaire 1

Résumé:

De nombreuses études font ressortir l'importance des explications orales des enseignants et enseignantes de mathématiques pour l'apprentissage des élèves. Cette compétence à expliquer les mathématiques en classe apparaît donc centrale à la formation des enseignants et enseignantes. Afin de mieux rendre compte de la construction de cette compétence chez les futurs enseignants et futures enseignantes de mathématiques du secondaire, nous avons élaboré un cadre d'analyse permettant de situer différentes caractéristiques des explications orales. Ce cadre d'analyse a été mis à l'essai, à titre d'exemple illustratif, lors de l'analyse des pratiques de deux futurs enseignants. L'analyse permet de tracer un portrait caractéristique des explications orales pour ces deux futurs enseignants et montre l'intérêt que présente ce cadre d'analyse pour la compréhension des pratiques d'enseignement — tout en suscitant et orientant certaines réflexions pour la formation des enseignants et enseignantes de mathématiques. La façon qu'ont les futurs enseignants et futures enseignantes de ?parler? les mathématiques en classe nous en dit long, en effet, sur leur enseignement et leur compréhension de ce que représente pour eux l'enseignement et l'apprentissage des mathématiques.     

La preuve en mathematique

Résumé

En mathématique, la méthode de la preuve et la méthode déductive remontent au modèle classique de l'exposition inventé par Euclide et décrit dans son ouvrage célèbre ayant pour titre Éléments. L'attitude des mathématiciens envers ces méthodes a eu beau évoluer au cours des derniers siècles, la relation entre la compréhension et l'acceptabilité des énoncés mathématiques n'a cependant pas progressé de manière spectaculaire. C'est pourquoi la présente analyse tente d'expliquer comment les difficultés liées à la preuve peuvent provenir de la tension entre deux pôles: la production des connaissances mathématiques, d'une part, et leur systématisation, d'autre part.

Il s'agit ici de deux orientations complémentaires de la recherche. En effet, la première partie de l'analyse axée sur la notion de l'unité cognitive a trait à la relation entre la production d'une conjecture et sa preuve, la construction théorique de l'unité cognitive servant à analyser et à interpréter les difficultés des élèves. La deuxième partie porte sur une étude qui veut initier les élèves à la réflexion théorique et examiner le rôle du logiciel Cabri‐géomètre dans le processus d'enseignement et d'apprentissage. Dans une perspective vygotskienne, l'emphase est alors mise sur la médiation sémiotique qui s'effectue par des artefacts culturels. Les exemples tirés de diverses recherches sont analysés en vue d'illustrer la complémentarité de nombreux aspects et problèmes relatifs à la preuve.

Dans la pratique didactique, l'utilisation d'objets communs n'est pas nouvelle, mais c'est plutôt l'interprétation de ces objets en termes de médiation sémiotique qui est considérée comme une nouveauté. [Agrave] ce sujet, un exemple intéressant nous est donné dans le projet développé par le Groupe de Modène que coordonne Bartolini Bussi ; il s'agit d'une expérience qui a de nombreuses affinités avec la nôtre. [Agrave] propos de ces deux exemples, la signification que nous comptons introduire dans laquelle nous utilisons un artefact comme médiateur sémiotique est celle de Théorème en liaison étroite avec celle de Théorie. Dans ce cas précis, les artéfacts culturels sont les systèmes d'engrenage et la théorie de référence retenue est la cinématique de Héron (Livre l” de la mécanique, ler siècle apr. J.‐ C.). C'est un principe facilement acceptable qui peut servir de base à une théorie: ? Deux cercles engrenés tournent en direction opposée. L'un vers la droite, l'autre vers la gauche ? (cité dans Carra de Vaux, 1988). On peut tirer de ce postulat plusieurs théorèmes intéressants.

L'expérience du Groupe de Modène se déroule dans une classe de 4e année. Malgré l'âge des élèves, on observe que la plupart d'entre eux sont en mesure de concevoir des énoncés généraux relatifs au mouvement des engrenages et d'élaborer des argumentations pour les justifier, tout en ayant recours au principe établi. C'est en ce sens qu'il est possible de parler de pensée théorique.     

Enseignants de mathématiques et connaissances statistiques: le cas de la variabilité

RÉSUMÉ

Cette recherche vise à explorer les connaissances professionnelles en statistique d'enseignants de mathématiques du secondaire à travers l'exploration de diverses mises en situation ancrées à leur contexte de pratique et faisant intervenir le concept de variabilité, un concept clé dans le développement de la pensée statistique. Douze enseignants de mathématiques du secondaire ont été confrontés à des contenus scolaires en statistique et à des raisonnements d'élèves associés à ces contenus. En plus de résoudre les tâches proposées sur les contenus, les enseignants ont par la suite été amenés à proposer des façons d'intervenir auprès des élèves afin de favoriser leurs compréhensions statistiques. Dans un premier temps, l'analyse des réponses des enseignants permet d'explorer les raisonnements déployés par ces derniers pour réaliser les tâches, leurs compréhensions et pratiques associées au concept de variabilité, ainsi que de porter un regard sur l'enseignement de ce concept. Dans un deuxième temps, l'étude montre que des conceptions déjà observées chez des élèves sur ces contenus se retrouvent également chez ces enseignants du secondaire.     

Assessing high school students’ understanding of geometric proof

Résumé:

Le Ministère de l'Éducation du Québec (MEQ) propose actuellement de nouveaux programmes d'études. La dernière version de ceux‐ci pour le premier cycle de l'école primaire a été soumis à la Commission Nationale des Programmes qui, malgré quelques réserves sur la présentation, n'a pas émis d'objections majeures à leur implantation dès l'automne 2000. Le discours de ces programmes nous semble toutefois comporter des lacunes importantes. Ainsi, à l'analyse, on peut noter un décalage épistémologique entre le discours sur la cognition et le format des programmes ancré dans une tradition positiviste du savoir ; une incohérence qui résulte de l'usage simultané de discours sur la cognition liés à des paradigmes incompatibles (socioconstructivisme et cognitivisme) ; la réduction dans ce même discours du statut conceptuel de la notion de compétence à celui d'objectif pédagogique. Ce sont là des obstacles sérieux à une véritable intégration de la perspective constructiviste dans les pratiques pédagogiques.     

Utilisation du système d'information géographique (SIG) et des données de télédetection pour l'estimation de l'évapotranspiration réelle à l'échelle régionale

La présente étude a pour objectif général d'établir la possibilité de cartographier à l'échelle régionale l'évapotranspiration (ETR) dans la région de Tunis à partir des données satellitales et cartographiques. Elle s'appuie sur le traitement des images des satellites Landsat et SPOT pour la cartographie de l'occupation du sol. Les donnees du satellite NOAA-AVHRR, aprês les corrections géométrique et atmosphérique, ont permis d'estimer la temperature de surface, l'albédo et l'indice de végétation. Les données thématiques obtenues a partir des images satellitales sont mises en relation avec d'autres données multisources (géographiques et météorologiques) à l'aide d'un SIG. Un essai de validation d'une méthode d'estimation de l'ETR par teledetection â été fait par la comparaison entre données de terrain et données extraites de l'analyse des données satellitales. Ces comparaisons ont montré que les estimations de l'ETR obtenues par télédetection sont suffisamment précises pour etre utilisées pour le suivi du bilan hydrique de la tranche superficielle du sol.     

Comment s’y prennent-ils? La résolution de problèmes de partage inéquitable par des élèves avant enseignement formel de l’algèbre

Résumé

Cet article présente quelques résultats qui documentent les procédures mobilisées et les raisonnements déployés par des élèves de 6^e année du primaire et du 1^re secondaire de Québec, lors de la résolution de problèmes de partage inéquitable. Les analyses illustrent que tous les élèves résolvent ces problèmes de manière arithmétique. Plusieurs de ces élèves s’appuient sur un raisonnement strictement arithmétique, tandis que d’autres mobilisent une pensée analytique. La prise en compte de ces nuances lors de l’introduction de l’algèbre contribuerait à un passage plus harmonieux de l’arithmétique vers l’algèbre.     

Construction de la technologie pour l'ecole moyenne en France : Un aperçu historique

Résumé

L'aperçu historique est celui des contenus prescrits, des propositions pour l'enseignement et des successives esquisses de la technologie au collège (11–15 ans). À partir de l'identification des tâches, de leurs visées et de leurs références, il caractérise chacune des cohérences provisoirement fixées par un principe fondateur et identifiée par une méthode. Se succèdent ainsi les méthodes des travaux ménagers, des applications modernes, des éléments logiques, du projet technique, des éléments de la qualité et des scénarios. Bien que la technologie soit toujours définie comme un enseignement général contribuant à l'orientation scolaire, elle oscille entre sciences appliquées, activités manuelles et techniques, initiation scientifique et technique ou découverte des réalités sociotechniques. Par conséquent, cette histoire met en évidence les fondements didactiques de cette discipline scolaire et leurs hésitations. S'opposent en particulier, approche d'investigation et approche de réalisation, références domestiques et industrielles, savoirs élémentaires ou projets techniques. L'étude comparée de ces méthodes révèle également les principes de construction de cette discipline scolaire pour en faire un enseignement élémentaire, progressif et flexible. Cette histoire didactique propose ainsi des moyens pour rendre intelligible la structure des curriculums disciplinaires et pour intervenir sur leur construction.     

La fabrication de l'éducation relative a l'environnement

Résumé

S'appuyant sur la théorie des représentations sociales ainsi que sur un modèle de fabrication d'une discipline scolaire, cet article retrace la sociogenèse de l'Education relative à l'environnement (ERE), c'est‐à‐dire les processus et les contenus qui ont participé à sa fabrication et à sa mise en forme. Nous verrons ainsi que, de manière générale, l'ERE tend à s'inscrire dans le prolongement d'une conception essentiellement écologique de l'environnement et d'une conception plutôt mécaniste et sensualiste de l'éducation. En ce sens, si cette sociogenèse de l'ERE suggère que la construction et la circulation des connaissances qui lui sont liées participent à des images et des récits ambiants, elle suggère aussi que la hiérarchie des savoirs en vigueur lors de cette construction n'est pas en reste et que, dans ce cas, cette hiérarchie a profité sans conteste aux savoirs dits scientifiques.     

L'articulation des perspectives fréquentielle et théorique dans l'enseignement des probabilités : regard sur un changement de posture chez un enseignant du primaire

Dans le cadre d'une recherche sur l'enseignement des probabilités au primaire, nous avons cherché à documenter l'articulation entre les perspectives probabilistes fréquentielle et théorique à travers le recours à une ressource didactique. Nous présentons le cas d'un enseignant d'une classe de sixième année (11–12 ans) qui réalise un passage d'une posture a priori inscrite dans la perspective théorique vers une ouverture à la perspective fréquentielle. L'étude de cette articulation progressive entre les deux perspectives nous permet de réfléchir à la prise en considération de la variabilité et de la loi des grands nombres dans l'enseignement des probabilités au primaire.