Les théories du changement conceptuel

Christian ButyChristian.Buty@inrp.fr

30 novembre 2006

A3S

Classement des centres d’intérêt 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 l’exposé

• Position du problème

• L’introduction de la notion de CC

• Les deux paradigmes

• Chi

• DiSessa

• Vosniadou

• La cohérence de l’apprenant

Introduction

• Comment décrire l’état cognitif d’un apprenant et son évolution en cours d’apprentissage ?

• L’évolution se fait domaine par domaine : il faut s’intéresser 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 d’un apprenant ?

L’article 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, 211-227.

• Les conceptions initialement utilisées par l’apprenant 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 d’un apprenant

• Le paradigme des misconceptions : les conceptions qu’utilisent les apprenants ont un certain domaine de validité, mais elles sont définies en référence à des connaissances correctes et absolues.

• Le paradigme de l’erreur/bachelardien : la connaissance est toujours en devenir ; il n’y a donc pas de connaissance de référence absolue ; l’erreur est un point de vue d’une connaissance sur une autre connaissance, et ce point de vue ne se manifeste que si l’environnement renvoie ce qui peut être lu comme le témoignage d’un échec.

Le changement conceptuel comme changement ontologique (1)

• Le paradigme des misconceptions dans le courant du CC : M.T.H. Chi (http://www.pitt.edu/~chi/)

• Toute entité est classable dans une catégorie ontologique (entités/processus/états mentaux) pourvue d’attributs.

Le changement conceptuel comme changement ontologique (2)

• Face à une situation donnée, l’apprenant attribue à l’entité qui est en jeu des attributs qu’on peut repérer dans son discours.

• Les concepts scientifiques appartiennent à une catégorie ontologique particulière.

• C’est le particularisme de la catégorie des concepts scientifiques qui fait que l’apprenant a du mal à les acquérir, parce qu’il les catégorise la plupart du temps comme des événements

P-prims …et coordination classes

• Le paradigme de l’erreur dans le courant du CC : A. diSessa (http://www.soe.berkeley.edu/faculty/diSessa.html)

• 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 d’une 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 l’information 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 l’erreur dans le courant du CC (2) : S. Vosniadou

• Framework theory : des présuppositions ontologiques et épistémologiques qui contraignent les apprentissages (ex: continuité, solidité, pas d’action 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 l’apprenant (1) : Balacheff (1)

• Une connaissance peut être localement invalidée au vu d’une 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 l’éventuelle persistance de connaissances anciennes, cohabitant avec des connaissances nouvelles et donnant l’image d’un sujet incohérent et fluctuant : superposition

• Le temps organise séquentiellement l’action d’un sujet dont les connaissances contradictoires sont cependant également opératoires parce qu’elles apparaissent à des moments distincts de son histoire : elle peuvent s’ignorer mutuellement : juxtaposition temporelle

• La diversité des situations auxquelles l’individu est confronté est une autre explication de sa possible incohérence parce qu’une 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 l’apprenant (1) : Balacheff (2)

• Des situations différentes, ou des sollicitations différentes du milieu dans la même situation, vont provoquer chez l’apprenant l’activation de p-prims différentes

• Au fil des apprentissages, la palette des p-prims disponibles s’agrandit.

Le problème de la cohérence chez l’apprenant (2) : diSessa

• Il y a des moments dans le développement d’un individu où un certain modèle mental relatif à une classe de phénomènes est fixé ; pendant ces phases l’individu répond de façon cohérente.

• Exemple : à 4 ans, un enfant utilise en général un modèle de « force interne » (associée au poids d’un objet) ; à 12 ans il utilisera plutôt un modèle de « force acquise » (associée au mouvement de l’objet).

• Il y a d’autres phases de transition où l’individu utilise des modèles mixtes : il peut alors produire des réponses incohérentes entre elles à un ensemble de questions : construction d’un modèle synthétique.

Le problème de la cohérence chez l’apprenant (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.215-229). 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, 263-282.

• Duit R., Treagust D.F. (2003). Conceptual change: a powerful framework for improving science teaching and learning. International Journal of Science Education, 25 (6), 671-688.

• Numéro spécial de International Journal of Science Education, septembre 1998.