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La notion d’obstacles didactiques illustrée par les surfaces d’échanges

La compréhension de certains obstacles aux apprentissages est essentielle pour les surmonter. Plusieurs obstacles ont été répertoriés par les études en didactique, entre autres : l’obstacle ontogénique, qui s’exprime lorsque l’apprentissage demandé est trop en décalage avec la maturité conceptuelle du sujet, l’obstacle culturel, dû à une connaissance véhiculée par le contexte social ou culturel et toujours présente, l’obstacle épistémologique, lié au développement historique des connaissances et dont le rejet est intégré parfois explicitement dans les savoirs transmis, et l’obstacle didactique, issu bien souvent des choix du système éducatif ou des stratégies d’enseignements.

Cet article aborde la notion d’obstacles didactiques car c’est l’aspect dont nous sommes, peut être, le plus responsable et une meilleure compréhension de cet obstacle par l’enseignant permet une meilleure transformation des savoirs par l’apprenant. De plus, les séjours de vacances scientifiques peuvent constituer un moment propice au franchissement de ces obstacles.







Un jeune enseignant se sent comme Prométhée, impatient de transmettre la flamme du savoir qui brûle en lui. Après des années à engranger des connaissances, il se sent enfin apte à abreuver les élèves d’un savoir dont on ne peut étancher la soif.

Quelques heures de cours lui suffisent à percevoir que sa fonction sera toute autre. Ce n’est pas pour la quantité d’informations qu’il fournira à ses élèves qu’il sera bon, mais pour la qualité avec laquelle il parviendra à les transmettre.

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C’est le constat qu’a posé Jean Piaget, psychologue du XXe siècle, avec une image éloquente : « L’élève n’est pas un vase vide qu’il faudrait remplir, il est le propre architecte de son savoir ». Il battit alors une théorie dite ’constructiviste’ dans laquelle l’élève possède des connaissances préalables sur la base desquelles des connaissances nouvelles peuvent être construites.

Il convient, pour l’enseignant, de comprendre que ces connaissances antérieures peuvent être fausses (parce qu’elles sont partielles ou auto-stipulées, l’esprit humain imagine lorsqu’il ignore) néanmoins ce sont des conceptions qui font sens aux yeux de l’élève, elles ont souvent leur logique et si l’enseignant n’essaie pas de les déstabiliser, l’élève risque de passer à côté d’un savoir.

Tout l’enjeu pour l’enseignant n’est pas de construire un nouveau savoir sur un ancien erroné et rémanent, mais, au contraire, de tenter de transformer ce savoir originel.

La première attitude de l’enseignant, consiste alors à faire émerger les conceptions initiales des élèves, pour pouvoir les cerner et imaginer des activités permettant à l’élève de remettre en question ses conceptions.

Prenons l’exemple d’un cours sur la digestion. Une question simple pour l’élève : « Imaginez que vous mangiez une pomme et buviez un verre d’eau, dessinez le trajet des aliments dans votre corps. » Basiquement, pour un élève de 5e, on obtient ce type de production élève avec un tuyau pour le liquide allant vers l’orifice urinaire et un tuyau pour le solide allant vers l’anus :

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Production élève

Ce type de conception initiale est, comme l’on précisé Giordan et De Vecchi, à la fois complexe, dynamique et évolutive. Elle peut être dépassée mais demande de la part de l’enseignant d’interpréter et de comprendre où se situe le blocage, puis d’expérimenter des activités visant à transformer cette conception initiale.

Dans le cas du système digestif, l’élève assimile bien souvent ce tractus à un tuyau, qui possède une entrée et une sortie mais n’est pas perméable. La notion qui est à construire avec l’élève est celle d’une surface d’échange. Concept qui lui servira pendant tout son cursus et qu’il est donc nécessaire de bien maîtriser. Le professeur doit donc bâtir ici une activité visant à ce que l’élève transforme dans sa tête l’image du tuyau en plastique en un tractus nommé intestin dont la paroi est fine, vaste et richement vascularisée, ce qui caractérise une surface d’échange.

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Pour commencer, confronter les différentes productions des élèves leur permet de constater qu’ils ne sont pas d’accord. Cela peut éveiller leur curiosité et entamer leurs certitudes ; peut être est-ce autrement ?

Ensuite plusieurs points peuvent être abordés : La notion de membrane semi-perméable peut être travaillée à l’aide de documents sur les dialyses rénales ou encore en travaux pratiques avec un filtre à café, permettant à l’élève de comprendre que les petites molécules peuvent passer là où les grosses ne passent pas. (En profiter pour aborder le processus de la digestion comme une simplification moléculaire de grosses molécules, les aliments, en petites molécules, les nutriments.)

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Enfin il faut laisser l’élève construire par lui même son savoir. L’idéal serait qu’il découvre par lui même les propriétés d’une surface d’échange. Pour cela on peut lui proposer plusieurs expériences, comme la dissection d’un intestin de lapin pour observer que l’intestin est richement vascularisé (en précisant que le sang véhicule les nutriments jusqu’aux muscles, cerveau,...)

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De même l’observation de l’épithélium intestinal au microscope permet de le différencier d’un tube en plastique, car l’intérieur est extrêmement replié et la paroi du tuyau très fine.

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Ainsi le professeur a pu préciser l’obstacle de l’élève sur le concept de tube digestif en ciblant la notion de surface d’échange et ainsi modifier sa stratégie d’enseignement en accentuant le faite que l’intestin n’est pas un tuyau qui guide les aliments jusqu’à l’anus mais une réelle surface d’échanges où il y a diffusion sélective d’eau et de nutriments.

Les autres obstacles abordés dans l’introduction (dont la liste n’est pas exhaustive) doivent, non seulement, ne pas être négligés, mais, au contraire, peuvent eux aussi constituer de véritables objectifs d’apprentissages et même des outils d’apprentissages, lorsque la prise en compte d’une conception initiale devient source d’une activité ou permet l’implication de l’élève dans le questionnement scientifique qui soutient une leçon.

Quelques pistes pour approfondir :

° http://modelisationsvt.free.fr/bibl...

° http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt

°’’Conceptions et obstacles en didactique des sciences’’ de Abrougui Mondher

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Antoine Chatain,
date de publication : 12 mars 2013,
date de dernière mise à jour : 12 mars 2013


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