Démarche d’investigation dans l’enseignement des sciences de la nature à l’école primaire. Effets sur la motivation et les représentations des élèves de 7P et 8P Harmos de 5 types de séquences de 4 ou 5 leçons de sciences et technologies et conséquences sur la formation des enseignant·e·s
RECODIS – sous-projet 06
Institutions participantes : IUFE-UNIGE
Cette recherche est ancrée dans un contexte de changement, tant au niveau de l’introduction de nouveaux moyens et de nouvelles séquences de sciences de la nature mettant en exergue la démarche d’investigation, qu’au niveau des dispositifs mis en place par les institutions scolaires pour revaloriser l’enseignement des sciences et des technologies à l’école obligatoire (formations, Plan MSN, année des sciences et des technologies 2018-2019).
Elle a comme ambition d’identifier les effets de 5 types de séquences de sciences de la nature sur la motivation et les représentations des élèves de 7P/8P et à en tirer des conséquences pour de futurs dispositifs de formation.
Phase 1 – 2017-2018
Identification et expérimentation de quelques dispositifs d’enseignement-apprentissage auprès de 4 classes de 7P/8P Harmos du canton de Genève, en collaboration avec 4 enseignant•e•s.
Phase 2 – 2018-2019
Recherche menée auprès de 10 classes de 7P/8P Harmos (environ 200 élèves).
Phase 3 – 2019-2020
Traitement des données et analyse des résultats. Publication de la recherche.
Méthodes et outils de recueil de données
La première phase est centrée sur l’élaboration de dispositifs d’enseignement-apprentissage, grâce à une collaboration avec des enseignant•e•s.
La deuxième phase consiste à la mise en place de 5 séquences d’enseignement-apprentissage et à la récolte des données, grâce à un pré-test et un post-test réalisés auprès de 10 classes de 7P/8P Harmos.
Les 10 classes de 7P/8P suivront le même dispositif :
- Passation d’un pré-test soumis par un opérateur de recherche
- Suivi de 4 leçons de sciences et technologies sur une période de 2 mois, données par le•la titulaire ou le•la médiatrice d’Animascience, organisme agréé par la DGEO
- Passation d’un post-test soumis par un opérateur de recherche
Sur les 10 classes, 2 suivront une séquence sur la classification animale, 2 sur la robotique et la programmation, 2 sur les activités proposées par Animascience, 2 suivront une séquence proposées dans différents moyens d’enseignement, par exemple Odysséo et 2 suivront des activités menées dans le cadre du projet « Dans la peau de scientifiques ».
La troisième phase consistera à traiter les données, à analyser les résultats et à en tirer des conséquences pour de futurs dispositifs de formation.
Intérêt théorique et/ou pratique de la recherche :
De nombreux écrits théoriques concernant l’enseignement des sciences de la nature mettent en avant une grande diversité de supports et de tâches. Dans les pratiques, cela se traduit par une grande diversité d’activités et de pratiques.
Cette recherche contribuera à mieux connaître l’effet de quelques séquences d’enseignement en sciences et technologie sur la motivation et les représentations des élèves de 7P/8P Harmos et permettra ainsi de fournir des indications concrètes aux formateurs•trices (formations initiale et continue) ainsi qu’aux responsables institutionnels.
Références bibliographiques principales :
- Cahier pédagogique, N°429-430 : Dossier : « Cette fameuse motivation »
- Giordan, A. (2008). Apprendre !, Belin, 2008
- Clivaz, S. (2015). Les Lesson Study ? Kesako ? Math-Ecole, 224, 23-26.
- Fiévez, A. (2017). L’intégration des TIC en contexte éducatif : Modèles, réalités et enjeux. Presses de l’Université du Québec.
- Giordan, A. (1999). Une didactique pour les sciences expérimentales. Paris: Belin.
- Hasni, A. & Potvin, P. (2015). L’intérêt pour les sciences et la technologie à l’école, Chaire de recherche sur l’intérêt des jeunes à l’égard des sciences et de la technologie. Université de Sherbrooke
- Henri, F. (2010). Apprendre avec les technologies. Sous la direction de Bernadette Charlier et France Henri. Paris : Presses universitaires de France, 157-180.
- Legrain, H., (2003), Motivation à apprendre : mythe ou réalité, L’Harmattan
- Ligozat, F. & Marlot, C. (2016). Un « espace interprétatif partagé » entre l’enseignant et le didacticien est-il possible? Etude de cas à propos du développement de séquences d’enseignement scientifique en France et à Genève. In Le partage des savoirs dans les processus de recherche en éducation. Raisons Éducatives (Ligozat, F.; Charmillot, M. & Muller, A. dir). n°20
- Sanchez, E., & Monod-Ansaldi, R. (2015). Recherche collaborative orientée par la conception. Un paradigme méthodologique pour prendre en compte la complexité des situations d’enseignement-apprentissage.
Equipe de recherche :
- Laurent Dubois (UNIGE)
- Marine Delaval (UNIGE)
- Andreas Müller (UNIGE)
Avec la collaboration de :
- Farhana Lehmann-Jordan (Service Ecole-Média – DIP Genève)
- Sandrine Schütt Biolluz (Coordinatrice de discipline – Sciences de la nature – DGEO DIP Genève)
Supports des présentations du projet lors de la Deuxième journée des didactiques disciplinaires du 23 mars 2018
En savoir plus sur cette journée du 23 mars 2018…
Avancement du projet – décembre 2020
Article à paraître dans la revue Progress in Science Education (PriSE) en 2021.
Avancement du projet – juin 2020
Rédaction d’un article pour Progress in Science Education (PriSE)
En cours de finalisation
Avancement du projet – octobre 2019
Ce qui a été fait depuis le semestre de printemps 2019
Traitement des données et premiers résultats.
Premiers résultats obtenus
Au post-test, nos hypothèses de départ semblent se confirmer au moins en partie, puisqu’on observe peu de variation sur l’ensemble des items concernant la motivation et les représentations des élèves en sciences.
En effet, la majorité des items n’enregistrent que de faibles variations, non significatives.
Ces constats confirment que l’intérêt pour les sciences et les représentations en sciences se construisent sur du long terme et ne dépendent pas forcément directement des cours de science, mais de toute une série de facteurs liés à l’enseignement (statut des savoirs, type de pédagogie, représentations épistémologiques des enseignants, …) ou non (représentations socialement et culturellement partagée des sciences, environnement familial, représenttations transmises par les médias,…).
Cependant, quelques séquences ont des effets sur certains paramètres, comme pour le projet « Dans la peau de scientifiques » et les activités proposées par Animascience, assurément influant sur les facteurs « démarches scientifiques », mais pas sur les autres facteurs.
Ainsi, pour déplacer quelque peu les représentations des élèves sur les facteurs « démarches scientifiques », il se pourrait qu’il y ait une nécessité impérative de travailler spécifiquement et de manière explicite ces compétences, ce que visaient les séquences « Dans la peau de scientifiques » et « Animascience ».
Cela pourrait indiquer, en tout cas pour l’enseignement primaire, dont les enseignants sont des généralistes, qu’il faille implémenter des séquences cherchant explicitement à développer la démarche scientifique pour avoir de l’effet.
Une hypothèse complémentaire consisterait à rompre avec cette idée que la démarche d’investigation vise à mieux intégrer, ou à donner du sens, aux apprentissages de notions et de concepts scientifiques. Celle-ci pourrait être utilisée alors plutôt et peut-être même exclusivement pour faire prendre conscience aux élèves la manière dont les savoirs scientifiques se sont construits, de leur faire s’approprier des démarches scientifiques, voire développer leur rapport aux savoirs.
Mais il se pourrait aussi qu’il soit nécessaire que chaque enseignant acquiert, et ce pour toutes les disciplines, des compétences épistémologiques.
L’étude de Boivin-Delpieu et Bécu-Robinault (2015) montre d’ailleurs « l’impact des représentations épistémologiques des enseignants sur l’implémentation de séquences de sciences ». Elles affirment notamment qu’il serait pertinent « de proposer aux enseignants une formation en épistémologie dans laquelle ils seraient amenés à prendre conscience non seulement de leurs propres postures épistémologiques, mais aussi du caractère déterminant de cette posture notamment sur le rôle attribué à l’expérimentation ».
Une diminution globale de l’utilité perçue
En ce qui concerne la post-test, la diminution globale de l’utilité perçue est surprenante. Nous pensons que cette diminution et ce pour tous les groupes, tient au fait que les séquences sélectionnées (classification, ateliers Animascience, Dans la peau de scientifiques, robotique), ne cherchent pas vraiment à mettre l’accent sur la question de l’utilité des sciences.
Une variabilité selon le genre
Le fait que le score « démarche scientifique » ait progressé pour les filles et ait stagné pour les garçons pourrait signifier que les activités proposées dans le cadre de cette recherche permet de combler des faiblesses pour cette sous-échelle.
La diminution de la compétence perçue pour le genre « garçon » est plus surprenant.
En effet, si le score reste stable pour les filles, il se péjore significativement pour les garçons, comme si les activités avaient influencé négativement la compétence perçue des garçons.
Il pourrait s’agir d’une contre-réaction au fait que ces activités mettent en avant les capacités de tous les élèves, les garçons comme les filles.
Sur ce même sujet, l’activité robotique a joué un rôle positif sur les stéréotypes de genre, puisqu’elle a permis d’infléchir la croyance que les garçons ont plus de facilité que les filles dans ce domaine technologique.
Les objectifs de notions et de concepts sont atteints
Les items de connaissances spécifiques pour chaque séquence ont également enregistré des évolutions significatives. Ainsi, par exemple, les élèves ayant suivi les activités de robotique affirment être mieux capable de programmer un robot et comprendre un langage de programmation, ceux du projet « Dans la peau de scientifiques » se sentent plus à l’aise pour réaliser un graphique en fonction de l’évolution de la masse d’un objet, ceux ayant suivi la séquence sur la classification disent arriver mieux à différencier les arachnides des insectes et ceux ayant suivi les activités proposées par Animascience se sentent plus à même de nommer des méthodes qui permettent de voir l’invisible.
La séquence « Classification » par contre est décevante concernant les acquisitions visées. Certes, au post-test les élèves arrivent mieux à nommer un amphibien, mais lorsqu’on leur demande des catégories d’animaux qui possèdent une colonne vertébrale, beaucoup nomment les insectes, les reptiles (!), les arachnides. Apparemment la séquence n’a pas réussi à modifier les fausses conceptions à ce sujet.
Publications:
Rédaction d’un article en cours. Soumission de l’article auprès de la revue PriSE (Progress in Science Education) prévue en novembre 2019.
Etat actuel de l’article :
https://www.dropbox.com/s/5wkcin5g8neqv78/_Article%20Recherche%202019%20-%20FINAL.pdf?dl=0
Avancement du projet – mars 2019
Ce qui a été fait depuis le semestre d’automne 2018
Récolte de données effectuée auprès de 10 classes de 7P/8P Harmos en automne-hiver 2018-2019 (environ 220 élèves).
Début de l’analyse des données.
Avancement du projet – septembre 2018
La première phase est terminée et l’accent est mis maintenant sur les représentations des élèves afin de pouvoir utiliser les résultats de l’enquête avec les enseignant-e-s.
Phase 2
Cette enquête a comme ambition d’identifier les effets sur la motivation et les représentations des élèves de 7P/8P Harmos en sciences de la nature de 4 types de séquences de 5 séances de 90 minutes :
- Cinq séances sur la classification animale
- Cinq séances sur la robotique et la programmation
- Cinq séances proposées par Animascience
- Cinq séances tirées des moyens d’enseignement Odysséo
Une nouvelle question est donc intégrée aux 2 mentionnées :
– Quels effets ont différents dispositifs sur la motivation et les représentations des élèves de 7P/8P Harmos en sciences de la nature.
Méthodes et outils de recueil de données de l’enquête :
Les 8 classes de 7P/8P suivront le même dispositif :
- Passation d’un pré-test par le chercheur ou l’opérateur/trice de recherche
- Suivi de 5 leçons de sciences et technologies sur une période de 2 mois (données par le/la titulaire ou le/la médiatrice d’Animascience)
- Passation d’un post-test par le chercheur ou l’opérateur/trice de recherche
Les 5 leçons de sciences et technologies seront données soit par le/la titulaire de classe, soit par les médiateurs/trices d’Animascience (organisme agréé par la DGEO).
Sur les 8 classes, 2 suivront une séquence sur la classification animale, 2 sur la robotique et la programmation, 2 sur les activités proposées par Animascience et 2 suivront une séquence proposées dans les moyens d’enseignement Odysséo.
Cette enquête vise à comparer 4 types de séquences différentes et à voir leurs effets sur la motivation et les représentations des élèves de 7P/8P Harmos en sciences de la nature.
Elle contribuera à mieux connaître l’effet de quelques séquences d’enseignement en sciences de la nature et technologie et permettra ainsi de fournir des indications concrètes aux formateurs/trices (formations initiale et continue) ainsi qu’aux responsables institutionnels.
Une troisième phase prévue en 2019-2020 permettra de réguler les interventions initiées dans la phase 1.
Andreas Müller me rejoint pour cette partie.
Une publication est prévue dans le courant de l’année prochaine.
