Les théories du changement conceptuel Christian Buty 30 novembre 2006 A3S

Classement des centres dintérêt des recherches en Science Education Tsai C-C, Wen M.L. (2005) Research and Trends in social science education from 1998 to 2002: a content analysis of publication in selected journals. International Journal of Science Education, 27(1), 3-14.

Plan de lexposé Position du problème Lintroduction de la notion de CC Les deux paradigmes Chi DiSessa Vosniadou La cohérence de lapprenant

Introduction Comment décrire létat cognitif dun apprenant et son évolution en cours dapprentissage ? Lévolution se fait domaine par domaine : il faut sintéresser au changement de signification des concepts du domaine. Doit-on définir plusieurs formes de Changement Conceptuel ? Limites de cette problématique. Dans quel mesure/sens peut-on parler de la cohérence dun apprenant ?

Larticle princeps Posner, G. J., Strike, K. A., Hewson, P. W., & Gertzog, W. A. (1982). Accommodation of a scientific conception : toward a theory of conceptual change. Science Education, 66, Les conceptions initialement utilisées par lapprenant doivent être insatisfaisantes de son point de vue. Une nouvelle conception doit être intelligible. Une nouvelle conception doit apparaître a priori plausible. Une nouvelle conception doit promettre une utilisation fructueuse.

Deux paradigmes pour le fonctionnement cognitif dun apprenant Le paradigme des misconceptions : les conceptions quutilisent les apprenants ont un certain domaine de validité, mais elles sont définies en référence à des connaissances correctes et absolues. Le paradigme de lerreur/bachelardien : la connaissance est toujours en devenir ; il ny a donc pas de connaissance de référence absolue ; lerreur est un point de vue dune connaissance sur une autre connaissance, et ce point de vue ne se manifeste que si lenvironnement renvoie ce qui peut être lu comme le témoignage dun échec.

Le changement conceptuel comme changement ontologique (1) Le paradigme des misconceptions dans le courant du CC : M.T.H. Chi ( Toute entité est classable dans une catégorie ontologique (entités/processus/états mentaux) pourvue dattributs.

Le changement conceptuel comme changement ontologique (2) Face à une situation donnée, lapprenant attribue à lentité qui est en jeu des attributs quon peut repérer dans son discours. Les concepts scientifiques appartiennent à une catégorie ontologique particulière. Cest le particularisme de la catégorie des concepts scientifiques qui fait que lapprenant a du mal à les acquérir, parce quil les catégorise la plupart du temps comme des événements

P-prims …et coordination classes Le paradigme de lerreur dans le courant du CC : A. diSessa ( ) Les structures de base de la connaissance chez un individu sont appelées p-prims. Un très grand nombre de p-prims variées est disponible. La désignation dune p-prim par un mot est problématique. Une situation donnée active une p-prim donnée (mais peut- être plusieurs …)

… et coordination classes Les coordination classes sont des ensembles de p-prims assez larges ; ce sont des moyens connectés systématiquement de recueillir de linformation sur le monde. Coordination : intégration et invariance Deux composants obligatoires des coordination classes sont les stratégies de lecture et le réseau causal.

Construction de modèles Le paradigme de lerreur dans le courant du CC (2) : S. Vosniadou Framework theory : des présuppositions ontologiques et épistémologiques qui contraignent les apprentissages (ex: continuité, solidité, pas daction à distance, gravité, inertie ) Théories spécifiques adaptées à des domaines phénoménologiques restreints Modèles mentaux : tokens (sur-le-champ, spécifiques à la situation et au contexte) et modèles mentaux génériques (suffisamment efficaces dans des situations passées pour être stockés et réutilisés)

Le problème de la cohérence chez lapprenant (1) : Balacheff (1) Une connaissance peut être localement invalidée au vu dune autre qui lui conserve néanmoins un domaine de validité ; Elle peut être aussi globalement rejetée mais garder un domaine de validité pragmatique ; La conséquence en est léventuelle persistance de connaissances anciennes, cohabitant avec des connaissances nouvelles et donnant limage dun sujet incohérent et fluctuant : superposition

Le temps organise séquentiellement laction dun sujet dont les connaissances contradictoires sont cependant également opératoires parce quelles apparaissent à des moments distincts de son histoire : elle peuvent signorer mutuellement : juxtaposition temporelle La diversité des situations auxquelles lindividu est confronté est une autre explication de sa possible incohérence parce quune connaissance est liée à des domaines de validités dans lesquels elle constitue un outil reconnu et efficient : juxtaposition de situations Ce sont des sphères de pratique différentes. Le problème de la cohérence chez lapprenant (1) : Balacheff (2)

Des situations différentes, ou des sollicitations différentes du milieu dans la même situation, vont provoquer chez lapprenant lactivation de p-prims différentes Au fil des apprentissages, la palette des p- prims disponibles sagrandit. Le problème de la cohérence chez lapprenant (2) : diSessa

Il y a des moments dans le développement dun individu où un certain modèle mental relatif à une classe de phénomènes est fixé ; pendant ces phases lindividu répond de façon cohérente. Exemple : à 4 ans, un enfant utilise en général un modèle de « force interne » (associée au poids dun objet) ; à 12 ans il utilisera plutôt un modèle de « force acquise » (associée au mouvement de lobjet). Il y a dautres phases de transition où lindividu utilise des modèles mixtes : il peut alors produire des réponses incohérentes entre elles à un ensemble de questions : construction dun modèle synthétique. Le problème de la cohérence chez lapprenant (3) : Vosniadou

Références Balacheff N. (1995). Conception, propriété du système sujet/milieu. In : Noirfalise R., Perrin-Glorian M.-J. (eds.) Actes de la VII° Ecole d'été de didactique des mathématiques (pp ). Clermont-Ferrand : IREM de Clermont-Ferrand. Duit R. (1999). Conceptual Change Approaches in Science Education. In W. Schnotz & S. Vosniadou & M. Carretero (Eds.), New Perspectives on Conceptual Change, Amsterdam: Pergamon Press, Duit R., Treagust D.F. (2003). Conceptual change: a powerful framework for improving science teaching and learning. International Journal of Science Education, 25 (6), Numéro spécial de International Journal of Science Education, septembre 1998.