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Outils d'aide à la problématisation : l'utilisation des caricatures autour du magmatisme des zones de subduction en terminale S

Tools to problematize: the use of caricatures around magmatism in subduction zones in twelfth grade class
Hanaà Chalak
p. 63-94

Résumés

Les débats scientifiques sont des moments privilégiés où la construction des savoirs peut être entamée. Cependant, il a été constaté que les traces de ce processus ont tendance, dans les séquences ordinaires et suite aux débats, à être oubliées au profit des solutions. Parmi les procédés didactiques permettant d’induire la problématisation, les caricatures construites à partir des productions de groupe et proposées aux élèves après le débat semblent jouer un rôle important. Pour étudier les fonctions de ces caricatures dans la construction de savoirs problématisés en sciences de la Terre, nous nous intéressons à 3 séances issues d’une séquence « forcée » préparée par une didacticienne et deux enseignantes expérimentées et portant sur le problème du magmatisme des zones de subduction en terminale S. Nous suivons l’évolution de la problématisation à partir de l’étude des textes oraux et écrits produits lors des séances. Il apparaît que, pour le cas étudié, le travail sur les caricatures permet de maintenir et de poursuivre la logique de problématisation non seulement suite au débat mais aussi après la phase de documentation scientifique.

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Notes de la rédaction

Les annexes (au format PDF) de cet article sont librement téléchargeables à cette adresse depuis l'onglet Compléments.

Texte intégral

Introduction

1La construction des savoirs problématisés en sciences fait l’objet de plusieurs recherches didactiques qui s’intéressent aux difficultés, aux conditions et aux procédés didactiques favorisant cette construction (Orange & Orange Ravachol, 2007 ; Chalak, 2012a, 2013). Les études sur les pratiques ordinaires d’enseignants, menées au sein du Centre de recherche en éducation de Nantes (CREN), montrent que, lors de la construction des problèmes en sciences, les enseignants rencontrent des difficultés liées à une logique d’enseignement centrée sur le repérage et le tri des solutions (Chalak, 2012, 2014). Elles montrent également que le recours à des dispositifs ou des « inducteurs de problématisation » (Fabre & Musquer, 2009a, 2009b) est nécessaire pour orienter les élèves vers la construction et la mise en texte de savoirs problématisés. L’inducteur de problématisation est défini par Musquer & Fabre (2010, p. 2) comme « un élément du milieu pédagogique ou didactique visant à aider le sujet à problématiser ». Ces auteurs précisent qu’il est difficile, lorsqu’il s’agit d’accompagner la problématisation, « de savoir comment aider l’élève à problématiser sans le faire à sa place » (ibid.). Parmi les dispositifs étudiés, les « caricatures » (ibid. ; Orange, 2012 ; Chalak, 2012a, 2012b) semblent intéressantes du point de vue de l’induction de la problématisation. Celles-ci sont élaborées à partir des productions de groupe qui servent de base lors des débats scientifiques. Elles « reprennent les caractéristiques fonctionnelles de certaines productions de groupe en les homogénéisant du point de vue de la forme et en les dépersonnalisant (les caricatures ne sont pas attribuées à tel ou tel groupe) » (Orange, 2012, p. 102).

2Les débats scientifiques portant sur des problèmes explicatifs (Fabre & Orange, 1997) sont des moments privilégiés mais non exclusifs de problématisation. Leur importance dans la construction des raisons a été suffisamment explorée et il s’agit, dans les recherches actuelles, de s’intéresser à ce qui passe au-delà de ces situations. En effet, il a été constaté que les traces de la problématisation sont difficilement prises en compte après les phases de débats avec un basculement des argumentations vers les solutions (Orange & Orange Ravachol, 2007 ; Chalak, 2014). Pour obtenir des argumentations et garder une trace écrite de ce qui a été construit pendant le débat, un travail sur les caricatures est proposé aux élèves après cette phase. Deux situations faisant appel à des caricatures ont déjà pointé les apports de ce procédé : la première porte sur le problème des mouvements du bras en classe de CM1-CM2 (Orange & Orange Ravachol 2007) et la seconde sur le fonctionnement des volcans en classe de quatrième (Chalak, 2012b). Il s’agit de séquences « forcées » (Orange, 2010) préparées dans une équipe de recherche composées de didacticiens et d’enseignants. Dans la prolongation de ces recherches, nous nous intéressons à la construction des savoirs problématisés en étudiant les fonctions des caricatures au sein de 3 séances issues d’une séquence forcée portant sur le magmatisme des zones de subduction.

3Avant de présenter la séquence étudiée et son analyse, nous développons le cadre théorique au sein duquel s’inscrit cette recherche ainsi que les caractéristiques des caricatures.

1. La problématisation en sciences de la Terre

4Les recherches conduites dans le cadre de la problématisation relèvent du rationalisme (Bachelard, 1949 ; Popper 1991). Elles accordent de l’importance aux problèmes et au caractère apodictique des savoirs scientifiques. Étroitement liés aux problèmes qui visent à expliquer le fonctionnement des phénomènes, les savoirs scientifiques sont constitutifs d’un réseau de contraintes et de raisons et ne peuvent pas se limiter aux seules solutions. Ce sont des savoirs raisonnés et non pas des savoirs vrais et factuels (Orange, 2012). Prenons l’exemple du problème explicatif de l’origine du magmatisme des zones de subduction étudié dans cette recherche. Une focalisation sur les solutions consiste à expliquer la formation du magma par une fusion partielle du manteau de la plaque lithosphérique chevauchante à des conditions de pression, de température et sous l’action de l’eau provenant de la déshydratation des roches de la plaque plongeante. Cette explication est assertorique, elle se situe dans l’ordre épistémologique du vrai et du faux (Orange, Fourneau & Bourdigot, 2001) et ne présente aucun caractère de nécessité. Il s’agit d’un savoir propositionnel (Astolfi, 2005) qui expose les seules solutions. En revanche, la construction de ce problème, dans une logique de problématisation, « convoque et articule des contraintes empiriques (le manteau solide, des données expérimentales sur la fusion des roches, etc.) et des contraintes théoriques inhérentes au cadre de la tectonique des plaques (le concept de plaques, de zone de subduction, etc.) jusqu’au point d’établir la nécessité d’une production locale du magma à une certaine profondeur à l’aplomb des volcans des zones de subduction, et celle d’un mécanisme capable d’abaisser la température de fusion des roches mantelliques » (Orange Ravachol, 2010, p. 49). Il est important que les élèves accèdent à ces deux nécessités, mises en avant par l’espace de contraintes ci-dessous (figure 1), et qu’ils les mettent en valeur dans des textes oraux et écrits. Ces nécessités sous-tendent les solutions au problème et constituent ses conditions de possibilités. Elles caractérisent un savoir apodictique qui se situe dans l’ordre épistémologique du possible et du nécessaire (Orange, Fourneau & Bourdigot, 2001). Cette centration sur les conditions de possibilités des solutions différencie le cadre de la problématisation tel qu’il est travaillé au CREN des autres modèles théoriques comme la résolution de problèmes ou problem solving (Mayer & Wittrock, 2006) plutôt axée sur la recherche des solutions.

Figure 1 : espace des contraintes envisageable pour le niveau terminale scientifique (17-18 ans) (Orange Ravachol, 2010, p. 49)

Figure 1 : espace des contraintes envisageable pour le niveau terminale scientifique (17-18 ans) (Orange Ravachol, 2010, p. 49)

5Les travaux déjà réalisés sur le magmatisme des zones de subduction – à partir de l’analyse de productions initiales d’élèves et de débats scientifiques – montrent que la problématisation des élèves se distingue de celles des scientifiques au niveau des solutions suggérées et des espaces de contraintes construits (Orange Ravachol, 2003, 2012). Les géologues construisent la nécessité d’un mécanisme faisant abaisser la température de fusion des roches (figure 1) alors que les élèves ont tendance à opter pour un mécanisme permettant l’augmentation de la température. Le registre empirique des élèves, moins riche que celui des scientifiques, explique cette différence (ibid). Nous prolongeons ces recherches en nous intéressant à ce qui se passe non seulement pendant mais aussi après le débat. Notre but est d’étudier les fonctions des caricatures dans le maintien de la logique de problématisation au-delà de cette phase.

2. Les caricatures : outils d’aide à la problématisation ?

6Pour garder des traces écrites des argumentations développées pendant les débats scientifiques, le concept de « caricatures » a été introduit par Orange et Orange Ravachol (2007) et repris par plusieurs études (Chalak, 2012a, 2012b ; 2013) qui se sont intéressées à la mise en texte des savoirs problématisés. Construites à partir des productions de groupes d’élèves, les caricatures sont obtenues par simplification des explications proposées par les groupes puisqu’elles en comportent les éléments essentiels. De plus, elles sont dépersonnalisées car elles ne sont plus attribuées à tel ou tel groupe et sont accompagnées d’un tableau qui demande aux élèves de préciser si les explications proposées peuvent ou non fonctionner et pourquoi (exemple en figure 2). Pour les études réalisées jusque-là (Orange, 2012 ; Chalak, 2012a, 2013), les caricatures se présentent sous forme de schémas.

Figure 2 : exemple de caricatures distribuées à des élèves de quatrième après un débat scientifique (Chalak 2012b, p. 129)

Figure 2 : exemple de caricatures distribuées à des élèves de quatrième après un débat scientifique (Chalak 2012b, p. 129)

7Les caricatures sont introduites après le débat dans le but de « détacher les élèves de leurs productions, les focaliser sur les points épistémologiquement essentiels de ce qu’a produit la classe et les conduire à la production d’arguments » (Orange, 2012, p. 102). Cela représente une façon de sortir du débat et d’en conserver une trace centrée sur les principaux modèles explicatifs apparus dans la classe, modèles qui auront été présentés et discutés du point de vue de leur fonctionnement ou non. C’est une abstraction proposée du débat qui fait passer les élèves d’une discussion orale des solutions possibles et des nécessités à des arguments écrits individuels (Orange & Orange Ravachol, 2007 ; Chalak, 2012b). De plus, les écrits obtenus sur les caricatures permettent de voir ce que les élèves ont retenu du point de vue des nécessités discutées et se situent dans l’ordre épistémologique du possible et de l’impossible et non pas du vrai et du faux (Orange, Fourneau & Bourdigot, 2001). Cependant, nous notons que le travail sur les caricatures ne peut pas à lui seul induire le travail de problématisation. Le passage préalable par les débats est nécessaire même si les argumentations qui y sont produites « ne font qu’entamer la construction des nécessités sur les modèles » (Orange 2012, p. 93). Il a d’ailleurs été démontré qu’un débat organisé sur des caricatures introduites directement après la réalisation des productions individuelles constitue une difficulté pour les élèves qui n’arrivent pas à reconnaître leur explication dans les modèles dépersonnalisés vu l’importance du travail d’abstraction réalisé (Chalak-Despres, 2014). Ces résultats vont guider les choix effectués dans le recueil construit dans cette étude. Il s'agit notamment de la nécessité d'un débat pour amorcer le travail de problématisation et mieux comprendre les caricatures. Cette recherche s'intéresse au problème du magmatisme des zones de subduction en terminale S. Quels sont les effets du travail sur les caricatures proposées aux élèves, dans le corpus que nous présentons ci-dessous, sur l’évolution de la problématisation ?

3. Méthodologie de recueil et d’analyse des données

8Pour apporter des éléments de réponse à notre problématique qui porte sur les fonctions que pourraient jouer un travail sur les caricatures dans la construction de savoirs problématisés sur le magmatisme des zones de subduction, nous étudions 3 séances issues d’une séquence composée de 4 séances dans une classe de terminale S de 33 élèves. L’explication de ce problème est prise en compte par la partie du programme dédiée à l’étude de la « convergence lithosphérique et ses effets » (MEN, 2001, p. 29) et il est plus ou moins familier des élèves, étant donné qu’ils ont déjà travaillé la théorie de la tectonique des plaques dans les classes précédentes. Les élèves disposent donc de connaissances – qu’ils vont pouvoir réinvestir – concernant la structure du globe, la convection du manteau, le mouvement des plaques lithosphériques et les processus magmatiques.

3.1. Conditions d'élaboration des séances et spécificités du problème géologique

9Les 3 séances que nous étudions ont été construites par un groupe de recherche qui comprend, en plus de l’enseignante de la classe, une autre enseignante engagée dans un master recherche en sciences de l’éducation et une didacticienne des sciences de la vie et de la Terre (SVT), Denise Orange Ravachol. Ainsi, nous pouvons considérer que ces séances sont forcées (Orange, 2010) puisqu’elles ont été préparées, au fur et à mesure, par un groupe formé d’enseignants et de didacticiens. L’enseignante de la classe est expérimentée et connaît le cadre théorique de la problématisation du fait de sa participation aux recherches entreprises par l’équipe du CREN. Nous nous plaçons, à travers ce choix, dans les meilleures conditions pour répondre à notre problématique, ce qui évitera l’intervention de facteurs divers tels le manque d’expérience de l’enseignant et sa méconnaissance du cadre de la problématisation. Deux types d’objectifs ont guidé la construction des séances selon la méthodologie des séquences forcées (ibid.) :

– Les objectifs de recherche consistent à identifier les conditions permettant la construction des savoirs raisonnés dans le domaine du magmatisme et à étudier les rôles des caricatures dans cette construction. Ces objectifs sont déterminés par le groupe de recherche mais demeurent sous le contrôle des chercheurs didacticiens qui maîtrisent les multiples aspects (didactiques, théoriques, empiriques) de la construction des savoirs problématisés ;

– Les objectifs pédagogiques (ou d’apprentissages) visent l’accès des élèves aux deux nécessités qui sous-tendent les solutions au problème explicatif étudié (figure 1). Ces objectifs sont fixés par le groupe mais restent sous le contrôle de l’enseignant.

10Le magmatisme des zones de subduction est un problème fonctionnaliste qui étudie des processus et des phénomènes actuels se déroulant à l’échelle humaine (Orange Ravachol, 2012). En effet, le magmatisme est défini par le dictionnaire de géologie comme étant l’« ensemble des phénomènes liés à la formation, à la cristallisation et aux déplacements des magmas » (Foucault & Raoult, 2010, p. 208). Selon Orange Ravachol (ibid., p. 51), ce concept peut aussi correspondre à un événement si on s’intéresse par exemple à une éruption particulière comme celle de la montagne Pelée en 1902. Elle avance que, dans ce cas, le temps et l’espace ne jouent pas de la même façon. Faire du magmatisme des zones de subduction un phénomène conduit à le soustraire au temps et à l’espace et « le considérer comme un événement, c’est penser sa survenue à tel moment et pas à un tel autre, en un lieu précis et pas ailleurs » (ibid.). Par conséquent, la problématisation construite sera différente. Dans cette recherche, nous nous intéressons à la dimension fonctionnaliste du magmatisme des zones de subduction en le considérant comme un phénomène. L’intervention du temps et de l’espace dans sa problématisation ne sont donc pas étudiées.

3.2. Description des séances étudiées et place des caricatures

11Dans cette partie, nous présentons les trois séances qui font l’objet de notre étude en justifiant les choix effectués par le groupe de recherche.

3.2.1. Séance 1

12Préparée par le groupe de recherche, cette séance s’appuie sur la réalisation d’une évaluation diagnostique des systèmes explicatifs des élèves en rapport avec le fonctionnement des zones de subduction. Les élèves répondent individuellement et par écrit à la consigne suivante : « Représenter sous la forme d’un schéma accompagné d’un texte le fonctionnement d’une zone de subduction, permettant d’expliquer la répartition des foyers des séismes et des volcans ». Ensuite, l’enseignante répartit les élèves en groupes homogènes (sept groupes) du point de vue de leur fonctionnement, groupes qui élaborent, après discussion, un modèle commun sur une affiche. Les sept affiches produites ont été ramassées pour servir à la préparation des séances suivantes.

3.2.2. Séances 2 et 3

13La classe a été divisée en deux demi-classes : la première comprend les groupes 1, 2, 3 et 4 et la deuxième les groupes 5, 6 et 7. Les groupes de chaque demi-classe présentent et expliquent leur modèle commun selon un ordre de passage établi par l’équipe de recherche. Cette phase est suivie par un débat collectif dont l’objectif est de pousser les élèves à s’engager dans un travail de problématisation pour expliquer pourquoi ils sont parvenus à leur explication et non pas à une autre. Les affiches sont gardées au tableau au fur et à mesure du passage des groupes. À l’issue du débat, l’enseignante distribue aux élèves un document préparé, au préalable, par l’équipe de recherche à partir des explications majeures apparues dans les affiches de groupe (figure 3). Le tableau met en avant trois modèles explicatifs majeurs ou « caricatures » discutés par les élèves pendant le débat pour répondre au problème posé. Le premier révèle un magma provenant d’une réserve située dans le manteau/noyau et qui remonte par des fractures dues à la subduction. Le deuxième indique que la production du magma résulte de la fusion du manteau par augmentation de la température due aux frottements des deux plaques. Le troisième explique que le magma est issu d’une fusion du manteau causée par une diminution de la pression. Individuellement, les élèves indiquent leur(s) proposition(s) de départ et rédigent des argumentations « pour » et « contre » les trois modèles explicatifs. Ainsi, ce document permet de clôturer le débat, de garder une trace des argumentations qui s’y sont développées et de maintenir la focalisation sur une ouverture et une fermeture des possibles dans une logique de problématisation et non pas dans une logique du vrai et du faux. Cela justifie la pertinence et l’intérêt de demander ce type d’arguments. De plus, nous notons que les caricatures proposées aux élèves (figure 3) se présentent sous forme de texte, contrairement à celles déjà étudiées qui sont sous forme de schémas (figure 2). Les membres du groupe de recherche justifient ce choix par le fait que les textes peuvent être relativement complets et que leur étude est éventuellement plus économique en temps. Mais nous nous demandons si les choix effectués par le groupe dans la construction des caricatures peuvent avoir des effets sur les argumentations obtenues de la part des élèves.

  • 1 Voir annexe 2

14Après ce travail, les élèves consultent, par binôme et sur ordinateur, des documents scientifiques1 et complètent la dernière ligne du tableau. Ils utilisent donc les caricatures pour la deuxième fois. En se basant sur ces supports, ils repèrent dans les documents des arguments expliquant pourquoi chacun des modèles peut ou non fonctionner. La centration sur la logique de problématisation est également poursuivie lors de cette phase. Les documents apportent des données qui permettent de rejeter les trois modèles explicatifs (la production du magma est locale (entre 50 et 150 km) et elle n’est pas due à une augmentation de température ni à une diminution de pression). Nous soulignons que la préparation des documents a été effectuée par les enseignantes sans participation de la didacticienne. La fin de la séquence a été conçue par l’enseignante de la classe pour des raisons liées à l’impossibilité de la poursuite des échanges et aux contraintes de temps propres à la préparation du baccalauréat. De plus, la suite de la préparation demandait un temps de travail que les membres du groupe de recherche n’étaient plus en mesure d’assurer.

Figure 3 : exemple de production argumentative individuelle sur des caricatures produite par un élève de terminale S à l’issue du débat et de l’étude de la documentation scientifique

Figure 3 : exemple de production argumentative individuelle sur des caricatures produite par un élève de terminale S à l’issue du débat et de l’étude de la documentation scientifique

15Les caricatures sont présentées sous forme de texte et proposées après le débat scientifique, étant donné la nécessité du passage par cette phase (Orange, 2012). Cependant, elles sont utilisées une seconde fois après la consultation des documents scientifiques par les élèves à la différence des études déjà réalisées (Orange & Orange Ravachol, 2007 ; Chalak, 2012b). L’objectif étant de prolonger le travail de problématisation et de faire de l’exploitation des documents une occasion de réinterroger les argumentations déjà construites, de prendre en compte de nouvelles contraintes et ne pas limiter cette exploitation à la recherche unique de la bonne solution. Cela pose la question de l’effet de ces deux utilisations des caricatures sur l’évolution de la problématisation des élèves.

16Nous résumons le déroulement des séances et les productions langagières analysées dans le tableau 1 ci-dessous.

Tableau 1 : déroulement des séances étudiées et les productions langagières analysées

Séances Déroulement Productions langagières analysées
1 Évaluation diagnostique, individuelle puis de groupe, des systèmes explicatifs des élèves concernant le fonctionnement des zones de subduction Productions écrites individuelles (33) et de groupes (7) comprenant un schéma et un texte
2 et 3 Présentation et discussion des idées des élèves lors d’un débat scientifique
Rédaction d’arguments « pour » et « contre » les trois modèles explicatifs (ou caricatures) suite au débat
Rédactions d’arguments « pour » et « contre » les trois modèles explicatifs (ou caricatures) après consultation des documents scientifiques
La transcription du débat scientifique de la première demi-classe
Les productions argumentatives individuelles des élèves (33) sur les caricatures après le débat et la consultation des documents scientifiques (exemple en figure 3)

3.3. Méthodologie d'analyse des données

17Les 3 séances de classe ont été enregistrées (vidéo et audio) et la totalité des productions écrites récoltées. Ces enregistrements et ces productions constituent le support de notre analyse qui se propose de suivre l’évolution des explications et des argumentations des élèves pendant les séances, dans le but d’étudier l’effet de l’introduction des caricatures sur ces explications. Quelles traces de la problématisation et quelles argumentations les caricatures introduites par le groupe de recherche ont-elles permis d’obtenir après le débat et l’exploitation de la documentation scientifique ? Ces traces sont-elles en lien avec ce qui a été développé pendant le débat scientifique et donc consolidée par les caricatures ? Comment ont-elles évolué après la deuxième utilisation des caricatures avec l’étude des documents ? Ainsi, notre démarche d’analyse consiste à analyser les productions écrites des élèves pendant les séances puis à s’intéresser aux interactions langagières orales. Cela nous permet de reconstituer les relations entre l’oral et l’écrit et de mieux comprendre les fonctions des caricatures dans le travail de problématisation.

18Nous nous focalisons, dans un premier temps, sur l’étude des écrits produits lors des séances afin de déterminer les problématisations qu’ils donnent à voir, leurs évolutions et ce qu’ils explicitent concernant le fonctionnement des zones de subduction. Il s’agit d’écrits initiaux (individuels et de groupe) exprimant les conceptions des élèves puis d’écrits intermédiaires argumentatifs obtenus sur les caricatures après le débat et l’étude des documents. Dans un deuxième temps, nous étudions les interactions langagières lors du débat afin d’analyser la problématisation en jeu et de repérer l’origine des argumentations des élèves. Nous nous limitons à l’étude du débat de la demi-classe 1 car les enregistrements effectués dans la demi-classe 2 ne sont pas exploitables ce qui constitue une limite de cette deuxième partie d’analyse. Malgré cela, l’étude des écrits de toute la classe permet de suivre l’évolution des explications et des argumentations d’un plus grand nombre d’élèves. Les méthodologies d’analyse des écrits et du débat seront précisées avant l’étude de chaque corpus.

4. Étude de l’évolution des explications et des argumentations des élèves pendant les séances forcées

4.1. Étude des explications initiales des élèves

19Les productions initiales individuelles des élèves comportent globalement un schéma et un texte alors que celles de groupe (annexe 1) sont constituées uniquement d’un schéma. Pour analyser le contenu de ces écrits, nous procédons à leur catégorisation selon les explications qu’ils attribuent à l’origine du magma. La mise en catégorie repose sur les critères suivants : naissance du magma (magma préexiste ou se forme suite à une fusion) ; conditions de fusion du magma (pression, température [augmentation/diminution]) ; endroit où préexiste le magma/se produit la fusion (manteau/noyau, fusion du manteau ou de la lithosphère océanique plongeante).

20Les explications initiales spontanées des élèves de terminale S sont manifestement variées.

218 productions individuelles (PI) sur 33 et 1 production de groupe (PG) sur 7 considèrent que le magmatisme des zones de subduction a pour origine une réserve de magma située dans le manteau ou le noyau. Toutefois, il reste difficile de savoir à ce stade si, pour ces productions, le magma préexiste dans la poche ou s’il y est fabriqué. Mais les propos avancés par certains élèves pendant le débat scientifique nous ont permis de constater que le magma préexiste dans une poche en profondeur pour cette catégorie. Ainsi, le problème de la formation de ce magma ne se pose pas au contraire de celui de sa remontée qui semble préoccuper, en priorité, les élèves. Ce magma remonte par des fractures pouvant être dues à la subduction, aux séismes ou aux frottements qui en résultent.

2216 PI sur 33 et 5 PG sur 7, soit une majorité des productions, révèlent une formation locale du magma qui provient d’une fusion (du manteau ou de la lithosphère océanique plongeante) provoquée par l’augmentation de la température et de la pression. Parfois, c’est la température seule qui est mise en cause. Cette augmentation semble due aux frottements entre deux plaques. D’après ces productions, le magma ne préexiste pas dans la Terre mais se forme localement, à des endroits particuliers liés à la subduction.

231 PI sur 33 et 1 PG sur 7 évoquent une formation due à une diminution de la pression. Ici, c’est la pression qui est le paramètre déterminant dans la fusion des roches. Cela exprime une remobilisation de l’explication du magmatisme des dorsales océaniques où la fusion partielle des roches du manteau est déclenchée suite à une décompression adiabatique (chute brusque de pression que subissent les matériaux ascendants avec les mouvements de convection).

241 PI sur 33 mentionne une fusion due à des variations de pression et de température lors de la remontée des roches du manteau vers la surface.

25L’analyse des explications initiales des élèves montre que bon nombre d’entre eux mettent en évidence une production locale du magma par fusion de la roche sous l’influence d’une augmentation de la température accompagnée, pour certains, de la pression. Cette fusion pourrait également être le résultat d’une diminution de la pression ou alors être provoquée par la remontée des roches de l’intérieur du globe. Au contraire, d’autres élèves raisonnent en termes de remontée du magma préexistant dans les profondeurs du globe. Ces raisonnements se distinguent de l’explication actuelle où le magma est fabriqué localement sous des conditions de fusion impliquant plusieurs paramètres (P, T, PH2O) (figure 1). Comment ces explications ont-elles évolué après l’introduction des caricatures suite au débat et à la phase d’exploitation de la documentation scientifique et quelles traces de la problématisation peut-on identifier à partir de l’étude du document complété par les élèves ?

4.2. Étude des argumentations des élèves suite au débat et à l’exploitation de la documentation scientifique

26Nous examinons le contenu des écrits produits suite au débat scientifique et à l’exploitation des documents scientifiques (exemple en figure 3) dans l’objectif de déterminer les problématisations qu’ils donnent à voir. Ces écrits représentent une production d’arguments appuyant ou s’opposant au fonctionnement des trois caricatures ou modèles explicatifs apparus dans la classe. Dans un premier temps, nous réalisons une étude quantitative des argumentations produites à l’issue des deux phases puis une étude qualitative de celles avancées pour chacune des trois explications.

4.2.1. Étude quantitative des argumentations écrites des élèves

27Il s’agit de mettre en avant le nombre d’argumentations « pour » et « contre » le fonctionnement des trois modèles explicatifs à l’issue des deux phases d’activités. Cela nous permet de repérer les explications privilégiées ou rejetées par les élèves et de les comparer aux explications initiales précédentes. Nous signalons que ces données quantitatives (tableau 2) sont spécifiques à cette classe et il est nécessaire, pour confirmer la tendance observée, de mener l’étude à plusieurs reprises avec différentes classes.

Tableau 2 : nombre d’argumentations « pour » et « contre » le fonctionnement des trois modèles explicatifs à l’issue des deux phases d’activités

Nombre d’argumentations Explication 1 Explication 2 Explication 3 Total
À l’issue du débat Argumentations « pour » le fonctionnement 1 9 5 15
Argumentations « contre » le fonctionnement 25 8 15 48
Argumentations « pour » et « contre » le fonctionnement 6 9 5 20
Absence de réponse - 6 7 13
Total 32 32 32 96
À l’issue de l’étude des documents Argumentations « pour » le fonctionnement - 2 7 9
Argumentations « contre » le fonctionnement 27 21 17 65
Argumentations « pour » et « contre » le fonctionnement 2 4 2 8
Absence de réponse 3 5 6 14
Total 32 32 32 96

Exp. 1. Le magma provient d’une réserve située dans le manteau /noyau ; il remonte par des fractures dues à la subduction ; Exp. 2. Le magma est issu de la fusion du manteau par augmentation de température due aux frottements des deux plaques ; Exp. 3. Le magma est issu de la fusion du manteau due à une diminution de la pression).

28L’étude du tableau 2 nous permet de constater qu’à l’issue du débat et de l’étude des supports documentaires, le nombre d’argumentations opposées à la possibilité de fonctionnement de l’explication 1 est important (25 puis 27). Cette explication était déjà privilégiée par 8 PI et 1 PG. Nous pensons que l’impossibilité de son fonctionnement a pu éventuellement se construire au cours du débat et se maintenir après la consultation des documents.

29Suite au débat, les argumentations sont favorables, avec un faible nombre (9), à l’explication 2 précédemment majoritaire dans les productions initiales (16 PI et 5 PG). Un certain nombre d’élèves (8 argumentations) sont opposés à cette explication et d’autres semblent hésiter quant à la possibilité de son fonctionnement (9 arguments « pour » et « contre »). Cependant, nous remarquons un changement à l’issue de l’exploitation des supports documentaires où le nombre d’arguments désapprouvant le fonctionnement de l’explication 2 devient plus important (21 arguments « contre » et 2 arguments « pour »). Ainsi, cette explication pouvant fonctionner suite au débat, ne peut plus l’être après l’examen de la documentation scientifique.

30Quant à l’explication 3, nous notons que le nombre d’argumentations a été quasiment constant (à l’issue du débat : 5 « pour » et 15 « contre », à l’issue de l’étude des documents : 7 « pour » et 17 « contre »). Il apparaît que cette explication ne peut pas fonctionner pour un nombre important d’élèves.

31L’analyse quantitative montre que, suite au déroulement du débat, les élèves privilégient l’explication 2 mais sont peu nombreux. Tandis que les explications 1 et 3 sont impossibles pour un effectif important d’élèves. À l’issue de l’exploitation des documents, c’est le fonctionnement des trois explications qui devient impossible pour la majorité des élèves. Par ailleurs, nous remarquons que – pour l’ensemble des trois explications et pour les deux moments de travail – les arguments opposés au fonctionnement sont nettement plus nombreux que ceux qui le favorisent (suite au débat : 15 « pour » et 48 « contre » ; suite à la consultation des documents : 9 « pour » et 65 « contre »). Quelles argumentations de possibilités ou d’impossibilités les caricatures ont-elles permis d’obtenir ? Les élèves acceptent-ils ou rejettent-ils les 3 explications avec les mêmes arguments après le débat et la recherche documentaire ? L’étude qualitative suivante apporte des éléments de réponse à ces questions et nous aide à suivre l’évolution du travail de problématisation des élèves.

4.2.2. Étude qualitative des argumentations écrites des élèves

32Nous reprenons chacune des explications 1, 2 et 3 en étudiant le positionnement des élèves selon leurs argumentations avancées. Des tableaux croisés sont construits (tableau 3, 4, 5). Les élèves situés au niveau de la diagonale principale de ces tableaux ne changent pas d’avis suite aux deux moments de travail alors que ceux qui en sont éloignés modifient leur positionnement. Cette analyse sera illustrée par des exemples d’argumentations et nous présentons d’abord celles des élèves qui ont maintenu leur positionnement pour passer, par la suite, à ceux qui l’ont modifié.

33L’explication 1 postule que le magma provient d’une réserve située à la limite du manteau/noyau et qu’il remonte par des fractures provoquées par la subduction. Le tableau croisé 3 ci-dessous montre le positionnement des élèves.

Tableau 3 : argumentations des élèves en lien avec l’explication 1 suite aux deux phases de travail.

Àl’issue du débat
Argumentations « pour » Argumentations « pour » et « contre » Argumentations « contre » Absence de réponse
À l’issue de l’étude des documents Argumentations « pour »
Argumentations « pour » et « contre » Valentin Sophie
Argumentations « contre » Antoine Fanny, Cyril, Aurélien, Pierre B., Julie, Célia, Pierre G., Corentin, Éléonore, Anne, Audrey, Victor, Lahcen, Camille, Marine, Mathilde, Benjamin, Yvan, Pierre-Marin, Fatima, Anthony, Hadrien, Adeline, Paul, Lise, Marion
Absence de réponse Martin, Alex, Chloé
  • 2 La diagonale correspond aux cases de croisements des lignes et colonnes qui portent le même intitu (...)

Les élèves situés au niveau de la diagonale principale du tableau croisé n’ont pas changé d’avis2.

34Les élèves, qui étaient majoritairement « contre » le fonctionnement de cette explication à l’issue du débat, ont maintenu leur position suite à l’étude des supports documentaires. En examinant de près le contenu de leurs argumentations, nous remarquons qu’elles ne sont pas exactement les mêmes :

35Suite au débat, cette explication ne fonctionne pas pour les principales raisons évoquées ci-dessous :

– Impossibilité de la remontée du magma. Les élèves considèrent que les fractures causées par la subduction ne peuvent pas atteindre la limite manteau/noyau, très profonde, pour permettre la remontée du magma : « Les poches de magma seraient trop profondes pour que les failles atteignent ces poches » (Pierre-Marin). D’autres arguments mentionnent le fait que le manteau n’est pas fracturé lors de la production des séismes. De plus, selon ce modèle, des failles seraient créées partout et le magma remonterait de n’importe où, ce qui est impossible ;

– Il y aurait une localisation aléatoire des volcans et non pas au niveau des limites des plaques, ce qui n’est pas le cas : « La poche de magma est toujours présente au bon endroit ce qui est absurde. Si on suivait le modèle, il y aurait des volcans partout et non juste à côté des limites de plaques » (Pierre G.) ;

– Impossibilité de la préexistence du magma : « Cela sous-entend qu’il y a du magma partout sous terre : contre. Si le magma est présent partout, selon leur hypothèse chaque séisme sur Terre serait suivi d’une remontée de magma : contre » (Lahcen). De plus, « La poche de magma ne peut pas préexister et impossible la coïncidence d’une poche dans la même zone de chaque plaque » (Éléonore). La présence de réserve de magma sur tout le long d’une faille est impossible puisque les volcans seraient en activité permanente.

36Suite à l’étude des supports documentaires, l’impossibilité de la remontée du magma de la limite manteau/noyau est reprise par les élèves et des arguments supplémentaires défavorisent l’explication 1 pour les raisons suivantes :

– Impossibilité de production de fractures dans le manteau : « Les mouvements de convection sous la lithosphère se font dans une asthénosphère plastique : il n’y a pas de fractures dues à la subduction dans la zone manteau/noyau » (Éléonore) ;

– Le magma ne préexiste pas dans une poche en profondeur et n’est pas omniprésent dans le manteau qui n’est pas liquide : « Magma non omniprésent. Il se forme par fusion » (Lahcen). La seule partie liquide de la Terre est le noyau externe composé de métaux. De plus, « Les roches fondent de 50 à 150 km de profondeur pour former du magma et le manteau inférieur commence à 700 km » (Pierre, G.). Le magma ne peut donc pas se former dans le manteau inférieur et provient d’une fusion des roches situées dans le manteau supérieur.

37Les élèves qui ont modifié leur positionnement et dont l’argumentation est « pour » et « contre » considèrent au départ que la remontée du magma se fait bien avec les fractures mais que le manteau inférieur n’est pas formé d’une couche de magma. Par exemple, Cyril estime, après le débat, que l’explication 1 « peut fonctionner pour le magma qui remonte par les failles produites par la subduction, mais il est étrange qu’il y ait du magma pile sous la plaque subduite et partout sous la planète ». Après la consultation des documents, il avance que « Le magma n’est pas partout et provient de la fusion du manteau » (Cyril).

38À l’issue du débat, Sophie était opposée à l’explication 1 parce que la limite manteau/noyau est trop profonde et que les failles ne vont pas jusque-là. Elle hésite après l’étude des documents : « Marche : le magma provient du manteau et peut transiter pendant plusieurs siècles entre le manteau et la surface xxx de réserve. Marche pas : le magma ne remonte pas nécessairement par des fractures dues à la subduction (exemple volcan de point chaud) ».

39Suite au débat, Antoine considère que le magma est conservé sous une importante pression dans une grande réserve de magma et que la moindre faille causée par un séisme est infiltrée. Il change intégralement de positionnement après la consultation des documents en affirmant que les poches de magma ne semblent pas omniprésentes dans les profondeurs terrestres.

40Après les deux phases de travail, l’impossibilité de fonctionnement de l’explication 1 se consolide. Les raisons évoquent principalement l’impossibilité de la remontée du magma puisque la réserve est profonde. De plus, le magma ne préexiste pas sous forme liquide mais se forme à une certaine profondeur et les failles ne peuvent pas atteindre le manteau.

41L’explication 2 stipule que le magma provient de la fusion du manteau par augmentation de température due aux frottements des deux plaques. Le positionnement des élèves est révélé par le tableau croisé 4 ci-dessous.

Tableau 4 : argumentations des élèves en lien avec l’explication 2

À l’issue du débat
Argumentations « pour » Argumentations « pour » et « contre » Argumentations « contre » Absence de réponse
À l’issue de l’étude des documents Argumentations « pour » Yvan, Pierre-Marin
Argumentations « pour » et « contre » Pierre G., Valentin, Aurélien, Cyril
Argumentations « contre » Corentin, Éléonore, Anne, Marion, Benjamin, Audrey, Lise, Camille, Fanny, Pierre B. Célia, Victor, Lahcen, Mathilde, Sophie, Martin, Antoine Marine, Julie, Hadrien, Adeline,
Absence de réponse Anthony, Paul Fatima

Les élèves situés au niveau de la diagonale principale du tableau croisé n’ont pas changé d’avis.

42Pour les élèves ayant maintenu leur positionnement initial comme Yvan et Pierre-Marin, le fonctionnement de cette explication est possible « car tout frottement s’accompagne d’un dégagement de chaleur, […] pour faire fondre les roches » (Yvan). Les mêmes arguments sont avancés suite au débat par Pierre G., Valentin, Aurélien et Cyril qui évoquent, cependant, des problèmes concernant la remontée et la production permanente du magma. De plus, Pierre G. et Cyril proposent d’inclure la pression parce que l’augmentation de la température ne pourrait pas entraîner seule la fusion. Après l’étude des documents scientifiques, ces élèves notent que l’augmentation de la température n’est pas due aux frottements mais aux séismes. Ce sont surtout « les séismes qui dégagent l’énergie suffisante pour réchauffer la roche » (Aurélien). Le problème de la remontée est toujours mentionné : « On ne sait toujours pas comment le magma remonte » (Pierre G.).

43Au contraire, selon les élèves opposés au fonctionnement de cette explication, si le magma avait pour origine la fusion du manteau par augmentation de la température due aux frottements, il se formerait tout le long de la plaque où les frottements se produisent et la formation des volcans serait plus importante en surface occupée : « Si cette condition était suffisante alors on pourrait penser que du magma pourrait se former n’importe où il y a un frottement entre deux plaques » (Mathilde). De plus, la température n’est pas la seule responsable de la fusion, la pression est également impliquée et le modèle proposé n’en rend pas compte. Les élèves ne semblent pas d’accord avec les mécanismes qui expliquent la fusion. Suite à l’étude des documents, Mathilde avance que l’explication 2 est impossible car la zone de subduction est une zone froide et non chaude comme on pourrait le croire et Martin considère que les frottements ne sont pas à l’origine d’un échauffement. Ce n’est donc pas l’élévation de la température qui est à l’origine du magmatisme.

44Quant aux élèves qui ont changé de positionnement, leurs argumentations ayant viré du « pour » au « contre », ils considèrent, suite au débat, que l’augmentation de la température due aux frottements est responsable de la formation du magma puisque c’est le seul paramètre qui varie. Avec l’étude des documents, les élèves apprennent que la « zone de subduction = zone froide. Donc la température n’augmente pas avec les frottements des plaques » (Corentin). Anne et Éléonore avancent qu’il n’y a pas de frottement mais plutôt des fractures et des ruptures. Ainsi, le magma ne peut pas se former sous les conditions révélées par l’explication 2.

45Suite au débat, Pierre B. semble d’accord avec l’augmentation de la température grâce aux frottements des plaques. Cependant, il considère que si cette explication est plausible le magma serait produit en permanence tout le long de la limite des plaques et il y aurait plus de volcans en surface. Après l’étude des documents, Pierre B. opte pour un positionnement différent. Pour lui, l’explication 2 ne peut pas fonctionner car « la théorie de la température due aux frottements est fausse. La température est due à un changement de pression par la convection mantellique ».

46Nous constatons que les argumentations en faveur de l’explication 2, suite au débat et disponibles à travers le travail sur les caricatures, affirment l’augmentation de la température grâce aux frottements entre les plaques. Tandis que celles opposées précisent que le magma, dans ce cas, se formerait tout le long de la plaque où il y aurait des frottements et qu’il naîtrait, par conséquent, plus de volcans à la surface. Après la phase de documentation, les élèves repèrent une nouvelle donnée empirique disponible dans les documents étudiés. Ils apprennent que la température n’augmente pas avec les frottements et que la zone de subduction est une zone froide ce qui les amène, en nombre important, à appuyer l’impossibilité de fonctionnement de cette explication. Celle-ci, présente de manière importante dans les productions individuelles et de groupe, devient de moins en moins possible après le débat pour s’avérer totalement impossible suite à l’étude des supports documentaires où une nouvelle donnée empirique (la zone de subduction est une zone froide) est repérée et prise en compte. Ainsi, nous pouvons constater que le travail sur les caricatures a permis d’orienter le point de vue des élèves dans l’analyse qu’ils font des documents et qu’il a participé à la prise d’indices effectuée. Ils ont effectivement repéré dans les multiples données fournies par ces documents celles qui permettent de faire avancer et de remettre en cause leurs explications.

47L’explication 3 précise que la diminution de la pression serait responsable de la création du magma à partir d’une fusion du manteau. L’étude du tableau croisé 5 ci-dessous montre le positionnement des élèves.

Tableau 5 : argumentations des élèves en lien avec l’explication 3

À l’issue du débat
Argumentations « pour » Argumentations « pour » et « contre » Argumentations « contre » Absence de réponse
À l’issue de l’étude des documents Argumentations « pour » Benjamin Valentin, Fanny, Pierre B. Martin, Lahcen Paul
Argumentations « pour » et « contre » Aurélien, Cyril
Argumentations « contre » le fonctionnement Éléonore, Anne Corentin, Camille, Mathilde, Sophie, Yvan, Pierre-Marin, Marion, Anthony, Antoine, Hadrien, Adeline, Lise Célia, Pierre G., Marine
Absence de réponse Chloé, Victor Julie

Les élèves situés au niveau de la diagonale principale du tableau croisé n’ont pas changé d’avis.

48Les arguments opposés au fonctionnement de l’explication 3 ne sont pas identiques suite aux deux phases de travail.

49Après le débat, le fonctionnement de l’explication 3 est impossible pour les raisons suivantes :

– La diminution de la pression ne suffit pas à elle seule pour entraîner la fusion des roches mais nécessite l’action supplémentaire de la température : « Il manque les phénomènes de température, car c’est l’adéquation pression/température qui crée du magma » (Lise) ;

– La pression augmente avec la profondeur – là où le magma est créé – et ne diminue pas comme le postule l’explication : « Ne peut pas être possible, car le magma se crée en profondeur, or plus on va profond, plus la pression augmente » (Yvan) ;

– Ce modèle n’est pas particulier aux frontières des plaques et le magma pourrait se former ailleurs qu’au niveau de ces zones : « Cela n’explique pas la présence de magma, car les zones de subduction ne sont pas les seules zones où la pression peut diminuer » (Antoine).

50Suite à l’étude des supports documentaires, les élèves précisent que « La pression augmente avec la profondeur. Les roches sont donc plus denses et moins sujettes à la fusion » (Yvan).

51Les argumentations d’Aurélien et de Cyril s’accordent, suite au débat, avec une fusion causée par la diminution de la pression mais reprochent à l’explication le manque de prise en compte de la température et l’absence d’explication du mécanisme de remontée du magma. Après avoir étudié les documents, ces deux élèves maintiennent leur position concernant la température mais Aurélien avance que la pression n’a rien à voir avec la formation du magma. Il postule que ce sont les séismes qui dégagent l’énergie suffisante pour réchauffer la roche.

52Tandis que Benjamin considère, après le débat, que l’explication 3 peut fonctionner car il n’y a aucune objection concernant l’explication de la création du magma. D’après les documents, il estime que c’est la pression qui est en cause puisque la formation du magma n’est pas due à la température.

53Parmi les élèves qui ont modifié leur positionnement Éléonore et Anne pensaient que l’explication 3 pouvait fonctionner parce que le magma entre en fusion suite à une diminution de la pression accompagnant la remontée des roches du manteau à travers les mouvements de convection. « On retrouve des mouvements de convection comme au niveau des dorsales » (Éléonore). Après avoir étudié les documents, elles notent qu’en profondeur, la pression augmente ce qui les conduit à se positionner contre l’explication 3.

54À l’issue du débat, Lahcen estime que, si le magma se forme grâce à un lien unique avec la pression, chaque séisme serait accompagné d’une remontée de magma. Pour Martin, toute la partie supérieure serait fondue. À l’issue de l’étude des supports documentaires, Lahcen considère que les séismes peuvent entraîner la diminution de la pression et l’explication 3 fonctionnerait. Tandis que Martin précise qu’elle est correcte sans justifier son choix.

55Nous remarquons que les argumentations des élèves s’opposent en majorité au fonctionnement de l’explication 3 suite aux deux phases d’activités réalisées. Le rôle de la pression et de sa diminution dans la fusion des roches est souvent mis en cause. De plus, les conséquences d’une explication basée sur l’unique diminution de la pression sont pointées.

4.3. Étude de la construction du problème du magmatisme des zones de subduction pendant le débat

56L’étude précédente révèle que la construction de l’impossibilité de fonctionnement des explications 1, 2 et 3 pour certains élèves, et de la possibilité des explications 2 et 3 pour d’autres, s’est déroulée pendant le débat. Nous suivons ces constructions afin de comprendre comment elles se sont réalisées en étudiant le débat de la demi classe 1 (groupe 1, 2, 3 et 4). Nous avons pu analyser la problématisation en jeu pendant ce débat suite à l’étude des interventions et interactions langagières des élèves et de l’enseignante. Cette problématisation peut être décrite et représentée sous forme d’espace des contraintes. Nous tentons de reconstituer les liens entre les argumentations écrites des élèves sur les caricatures et la phase de débat, ce qui apporte des éclairages sur les fonctions des caricatures que nous étudions.

4.3.1. Construction de l’impossibilité de fonctionnement de l’explication 1

57Suite à la présentation du modèle du premier groupe (annexe 1) qui explique que le magma remonte à partir d’une poche située dans le manteau inférieur grâce à des failles crées par la subduction, les interventions de Benjamin (17-23) viennent pointer l’aspect contingent de ce modèle. Cet élève se demande – sachant qu’il y a des séismes ailleurs qu’au niveau des zones de subduction – pourquoi ce phénomène se produit spécifiquement au niveau de ces zones et pas ailleurs. Pour le groupe, les séismes seraient toujours parallèles à la limite des plaques (18) et permettent d’expliquer la remontée du magma à partir de la poche. Cela ne satisfait pas Benjamin qui persiste sur le fait que les séismes se produisent ailleurs que sur une limite de plaques (21 ; 23). Un autre élève de la classe (G5) (26) vient appuyer les objections de Benjamin en demandant au groupe pourquoi les phénomènes qu’ils ont expliqués ne se produisent pas à gauche de l’affiche.

17 Benjamin. Oui, des séismes y en a ailleurs alors pourquoi ce phénomène-là se provoque pas ailleurs et juste euh au-dessus d’une limite de plaques ?
18 Antoine. Parce que les séismes ils sont toujours parallèles à la limite des plaques.
19 Benjamin. Non. [rire]
20 Antoine. En général euh les séismes sont sur les limites des plaques.
21 Benjamin. Mais y en a ailleurs !
22 Antoine. Ben oui mais là c’est une représentation euh…
23 Benjamin. Pourquoi ce ne serait pas la même chose ailleurs ? et juste à ce niveau-là.
24 Antoine. Ailleurs, les limites de plaques xxxx, que je viens d’expliquer.
25 Benjamin. Ça tombe bien.
26 G5. Sur ton affiche tout à gauche, pourquoi y aurait pas la même chose ?
27 Antoine. Parce que c’est très schématique.

58Plus loin dans le débat, d’autres interventions d’élèves viennent remettre en cause l’existence d’une poche de magma en-dessous de la zone de subduction. Pour l’élève G3 et pour Lahcen, il apparaît impossible qu’il y ait une poche de magma à chaque limite de plaques et qu’il y ait du magma partout sous Terre à la même profondeur. Les membres du groupe expliquent : « 46 Pierre. Dès que les failles vont dans tous les sens, on peut supposer qu’il y a une poche de magma qui peut les toucher. ». Ces propos laissent penser qu’il y aurait une grande poche de magma en profondeur qui pourrait s’étendre sous des zones plus importantes du globe. Il suffirait que des fractures soient créées par la subduction pour que le magma remonte. Ces explications rappellent celles du modèle central magmatique historique.

59Pour ce groupe, la problématique du magmatisme se limite simplement à sa remontée qui se ferait à l’aide de la pression et des failles créées par la subduction. En effet, lorsque Lise leur demande d’expliquer la formation de ce magma, les élèves sont embarrassés et n’élucident pas cette formation. Ils rappellent que la poche de magma serait plus grande, ce qui sous-entend qu’il y aurait une grande réserve de magma dans le globe. Lahcen réplique en disant que si la poche était plus grande, il y aurait plusieurs lignes de volcan à la surface.

60C’est là qu’intervient l’enseignante pour aller dans le sens des discussions entamées et demander au groupe s’il y a des fissures produites à côté de celles représentées sur le schéma. Suite à leur réponse affirmative, l’enseignante avance que le magma pourrait remonter par ces fissures-là (69) et qu’il y aurait des volcans plus à gauche de la plaque chevauchante (71). En réponse à cette objection, le groupe considère que les séismes créés plus à gauche seraient trop profonds pour que le magma puisse remonter. Cette explication est contestée par Paul (73) qui remet en cause l’idée principale d’une création de failles, à partir des séismes moyens, qui arriveraient jusqu’au manteau inférieur puisque le groupe considère que les failles crées par les séismes profonds seraient très profondes pour faire remonter le magma à la surface.

69 Professeur. Alors s’il y en a, si on raisonne euh selon votre schéma, du magma remonterait aussi par ces fissures qui seraient à gauche ?
70 Antoine. Oui mais là euh…
71 Professeur. Donc on aura des volcans, plus à gauche sur la plaque chevauchante.
72 Antoine. Mais là on imagine aussi que, que là, enfin il y a une très importante profondeur à gauche, puisque on voit bien qu’on a des épicentres, c’est beaucoup plus profond, donc euh ça va peut-être trop loin, la croûte euh ça va peut-être trop loin pour que le magma puisse remonter jusqu’ici. Puisqu’on imagine que sans la poche de magma en fait, il y aurait eu une fissure euh comme ça et que le magma euh puisse les agrandir jusqu'à, jusqu'à la croûte.
73 Paul. Oui mais si on part de votre raisonnement, les séismes qui sont les plus profonds, enfin ils sont quand même à une profondeur qui est, enfin proportionnellement ils sont très très bas et comment est-ce que les séismes de profondeur moyenne ils arriveraient à créer des failles euh jusqu’au manteau inférieur ? Enfin si les autres, les séismes profonds, ils ne peuvent pas remonter à la surface, enfin les failles ne peuvent pas remonter à la surface.
74 Antoine. Bonne question. On n’avait pas pensé à ça…

61Ces moments de problématisation et l’ensemble des objections et des questions avancées par les élèves et l’enseignante conduisent à la construction de l’impossibilité de fonctionnement de l’explication 1. L’intervention de Paul (73) amène la classe à douter du fonctionnement du mécanisme expliquant la remontée du magma. De plus, les interventions précédentes des élèves conduisent à l’impossibilité de préexistence de la poche en-dessous des zones de subduction. Les traces de ces raisons se retrouvent dans la majorité des écrits produits suite au débat comme nous l’avons montré dans les analyses précédentes (4.2.2.). En effet, les élèves mentionnent bien dans ces écrits que l’explication 1 ne peut pas fonctionner car le magma ne préexiste pas et ne peut pas remonter vu que les fractures causées par les séismes ne peuvent pas atteindre la limite manteau/noyau. Si cela était possible, les failles seraient créées partout, le magma remonterait de n’importe où et il y aurait des volcans partout. Ces arguments ont été cités, entièrement ou en partie, par 20 élèves de la classe. Les autres ont formulé des questions ou des arguments difficiles à classer ou incompréhensibles.

4.3.2. Construction de la possibilité et de l’impossibilité de fonctionnement de l’explication 2

  • 3 La réponse du deuxième groupe à cette question est inaudible dans les enregistrements.

62Le deuxième groupe explique la formation du magma par une fusion due à la chaleur produite par le frottement des deux plaques et le troisième groupe rajoute l’action de la pression (annexe 1). Les premières questions posées au deuxième groupe portent sur la remontée du magma à la surface. Puis, l’intervention de Lahcen vient s’opposer à la possibilité de fonctionnement de cette explication : « 153 Lahcen. Si le magma il se forme euh, c’est à cause de la chaleur. Pourquoi il n’y a pas de magma qui se forme sur tout le long des frottements de la plaque ? »3. Cette objection se retrouve dans les arguments écrits opposés au fonctionnement de l’explication 2. À la fin du passage de ce groupe, plus court que le précédent, l’enseignante demande aux élèves d’expliciter les différences pouvant être relevées entre les deux modèles exposés. C’est une différence basée sur la production du magma qui est pointée. « 160 P. La production donc à droite on a une production en permanence à gauche on a une production qui est plus locale liée à la subduction. ».

63Pour le troisième groupe prenant en considération l’action de la pression en plus de la température, Audrey s’interroge sur les raisons qui font que la fusion se produit à l’endroit et à la pression mentionnée et pas à d’autres « 171 Audrey. Pourquoi à cet endroit-là et à cette pression là et pas à d’autres ? ». Pour les élèves du groupe, c’est là où les conditions les plus favorables à la fusion se réunissent. Cette formation aurait pu se produire plus à droite du schéma si les conditions nécessaires y étaient réunies. Les questions suivantes des élèves se focalisent de même sur les raisons qui font que la poche se forme à l’endroit pointé par le groupe et pas à d’autres. Les membres du groupe affirment qu’à cet endroit les conditions sont réunies pour former du magma. De plus, puisque cela fond à cet endroit, c’est que la pression est telle que la roche fusionne. L’élève G3 vient alors noter que ce serait une belle coïncidence que la production du magma au niveau des zones de subduction soit juste au même endroit (194).

194 G3. Non je trouvais que c’était une belle coïncidence quand même que faire toutes les subductions c’était pile au même endroit, les mêmes caractéristiques, c’est beau !
195 L. Ben c’est comme ça, c’est on a supposé ça quoi, on a supposé ça, parce qu’on a vu que c’était que sur une limite, si on avait vu que ça, que ça, on n’en aurait fait d’autres plus bas mais c’est, il y en a qu’une on suppose que c’est ça.

64Concernant la remontée du magma, lorsque l’un des élèves s’interroge « 202 E. Ça remonte comment ? », l’enseignante intervient dans le même sens et demande si le magma remonte en permanence : « 202 : P. Ça remonte tout le temps ? Y a tout le temps du volcanisme à la surface ? Y a tout le temps du magma qui sort ? Comment c’est possible ? ». Cyril considère que les séismes créent des failles empruntées par le magma pour remonter, ce qui diffère du point de vue de son camarade du groupe (Benjamin) pour qui le magma remonte en dehors des séismes.

65Au terme de la présentation du troisième groupe, les élèves rapprochent leur explication de la deuxième proposition où il y a une production de magma due aux frottements mais ils rajoutent l’action de la pression.

66Les élèves construisent, pendant les moments de discussion, la possibilité de fonctionnement de l’explication 2 puisque les frottements produisent de la chaleur à l’origine de la fusion des roches du manteau. De plus, la pression intervient également. Cependant, si cette explication était possible, le magma se formerait en permanence le long de la limite des plaques et la formation des volcans serait plus importante à la surface. Ces arguments ont été mentionnés par 20 élèves dans l’écrit sur les caricatures élaboré après le débat pour accepter ou refuser cette explication. Les autres formulent des questions ou pointent des caractéristiques en lien avec les discussions entamées lors du débat comme Anthony qui postule que cela expliquerait le positionnement des volcans et leur temps d’activités.

4.3.3. Construction de la possibilité et de l’impossibilité de fonctionnement de l’explication 3

67Les élèves du quatrième groupe (annexe 1) estiment que lorsque la plaque subduite s’enfonce, elle produit des mouvements qui entraînent la remontée des roches de la plaque chevauchante. Cette remontée est accompagnée d’une diminution de la pression ce qui permet le passage à l’état de fusion partielle de ces roches. Benjamin demande aux élèves du groupe les raisons pour lesquelles les roches du manteau asthénosphérique, situées au même niveau où se produit la fusion, ne fondent pas et en quoi la subduction est nécessaire pour leur explication (276). L’un des membres du groupe considère que la roche ne fond pas lorsqu’elle se trouve à une température et à une pression donnée. C’est sa remontée qui va perturber cet équilibre et entraîner la fusion (277).

276 Benjamin. Pourquoi les roches qui sont pas au même niveau que celle de la fusion dans le manteau euh asthénosphérique, elles fondent pas à ce niveau-là, pourquoi est-ce qu’elle fusionne pas naturellement ? oui pourquoi la subduction euh
277 I. Je crois que la roche qui était à une température « x » en fait et sous une pression donnée ben elle ne peut pas entrer en fusion. Le fait de la faire remonter en fait, ben à partir du moment où xxxx elles vont entrer en fusion.

68Benjamin persiste avec ses questions pour mieux comprendre la fusion expliquée par le groupe « 280 Benjamin. Oui mais comment est-ce qu’elle fond euh ? Comment est-ce qu’elle entre en fusion ? ». Les élèves mentionnent alors des conditions de température et de pression. Pour ce groupe, les frottements ne produisent pas de la chaleur et la température serait élevée en profondeur.

69L’explication de ce groupe semble un peu ambigüe pour la classe. L’élève G3 essaye de comprendre leur modèle « 300 G3. Donc vous pensez que la surface de la, de la plaque océanique en fait c’est quand elle arrive en profondeur, en fait elle se transforme plus facilement dans du magma en fait, enfin… ». Pour eux, c’est effectivement la remontée du magma et non pas l’enfoncement de la plaque océanique en profondeur qui est à l’origine de la fusion. Cela ne semble pas satisfaire l’élève G3 puisque pour lui, les mécanismes de fusion seraient liés à la plongée de la plaque subduite. L’inscription de cette explication dans le cadre des zones de subduction est justifiée par le fait que c’est la plaque subduite qui va produire le mouvement responsable de la remontée du magma et de la baisse de la pression (318).

317 D. Pourquoi ça se fait pas tout le temps en fait, pourquoi il y ait besoin qu’il y ait une plaque subduite ?
318 I. Ben quand il y a une plaque subduite, il y a du mouvement enfin c’est elle en fait, qui va prendre la roche euh xxx

70À la fin de cette présentation, le groupe positionne sa proposition en lien avec la précédente. Le magma serait le résultat d’une production locale, avec des conditions spécifiques générées par la subduction.

71Cette analyse montre que les éléments de l’explication du quatrième groupe, qui explique la fusion par une diminution de la pression accompagnant la remontée des roches, ont été contestés par les élèves. Si nous comparons avec les écrits produits sur les caricatures suite au débat, nous pouvons constater que certains élèves, comme Éléonore, argumentent en faveur de cette explication en reprenant l’idée que la fusion se fait suite à une diminution de la pression qui accompagne la remontée des roches alors que d’autres vont la rejeter parce que la pression ne suffit pas à elle seule et l’intervention supplémentaire de la température est nécessaire. Par ailleurs, nous n’avons pas retrouvé – au cours du débat – les traces de toutes les argumentations mentionnées dans l’écrit sur les caricatures comme celles d’Yvan par exemple qui considère que la pression augmente avec la profondeur et ne diminue pas. Il est possible qu’elles aient été développées lors du débat de la demi-classe 2 dont il fait partie et que nous n’analysons pas dans cette recherche. De plus, Antoine, membre de la demi-classe 1, avance que les zones de subduction ne sont pas les seules où la pression peut diminuer ce qui n’a été dit de façon explicite pendant les discussions sur l’explication 3.

4.3.4. L’espace des contraintes en jeu lors du débat de terminale S

72Nous représentons la problématisation en jeu, pendant le débat de la demi-classe 1, par l’espace des contraintes ci-dessous (figure 4) afin d’obtenir une vue d’ensemble des savoirs travaillés. Pour les élèves, le fait que les failles créées par les séismes ne puissent pas atteindre la limite manteau/noyau profonde conduit à l’impossibilité de la remontée du magma. La répartition des volcans à l’aplomb des zones de subduction combinée à l’idée que le magma n’existe pas partout, à la même profondeur, sous les zones de subduction amènent à l’impossibilité de l’existence d’une grande réserve de magma à l’intérieur du globe et d’une production permanente du magma. La fusion contrôlée par la température et la pression ainsi que la chaleur produite par les frottements entre les plaques conduisent à la nécessité d’un mécanisme augmentant la température des roches du manteau et d’une production locale du magma. Le registre explicatif est mécaniste et s’appuie sur la tectonique des plaques.

Figure 4 : espace des contraintes en jeu lors du débat

Figure 4 : espace des contraintes en jeu lors du débat

73Si nous comparons cet espace des contraintes en jeu pendant le débat avec celui déterminé par le groupe de recherche et définissant les objectifs d’apprentissage de la séquence forcée (figure 1), nous pouvons constater que les élèves envisagent bien la nécessité d’une formation locale du magma mais les contraintes empiriques qu’ils mobilisent pour sa construction (frottement des plaques produit de la chaleur, fusion contrôlée par la température et la pression) sont différentes de celles fixées a priori (volcans des zones de subduction, manteau solide). De plus, ces contraintes les amènent à construire une deuxième nécessité, celle d’un mécanisme augmentant la température des roches du manteau alors que l’espace des contraintes initial envisage plutôt la nécessité d’un mécanisme faisant baisser la température des roches du manteau (figure 1). Ces traces de problématisation se retrouvent, comme le montre l’analyse qualitative des arguments écrits (4.2.2.), dans les écrits individuels des élèves et leur premier travail sur les caricatures. Ce n’est qu’avec le deuxième travail sur les caricatures et en se basant sur les supports documentaires que les élèves s’aperçoivent que la température n’augmente pas avec les frottements des plaques et que les zones de subduction sont, au contraire, froides. L’étude précédente des argumentations sur la caricature représentée par l’explication 2 en atteste (voir 4.2.2.). Ainsi, le travail sur les caricatures a contribué à l’orientation des élèves vers la prise en compte de ces nouvelles contraintes empiriques disponibles dans les documents dans le but de réinterroger les arguments écrits produits suite au débat. Ils ont bien sélectionné ces contraintes dans les nombreux documents proposés pour remettre en question ce qu’ils pensaient.

5. Conditions didactiques induisant la problématisation et fonctions des caricatures

74L’analyse des séances construites par le groupe de recherche avait pour objectif d’étudier la construction des savoirs raisonnés dans le domaine du magmatisme au cours d’une séquence proposant un débat et fondée sur l’utilisation de caricatures.

75Tout d’abord, cette étude montre l’apport du débat sur les modèles explicatifs des élèves pour amorcer le travail de problématisation et construire des arguments relatifs à des possibilités et des impossibilités de fonctionnement. La focalisation, pendant cette phase, était sur la dimension apodictique des savoirs et sur les raisons et non pas sur la recherche de la bonne solution. Des traces importantes de problématisation ont été repérées dans un débat riche en questions, en arguments et en objections. Cela a été possible parce que les élèves ont travaillé sur un problème explicatif et qu’ils ont produit des modèles explicatifs soumis à la discussion (Orange, 2012). De plus, les interventions de l’enseignante familiarisée avec le cadre théorique de la problématisation n’avaient pas pour but de trancher, elles demandaient des explicitations et venaient appuyer certaines idées. Par ailleurs, les principales difficultés des élèves lors du débat se rapportaient aux contraintes empiriques dont ils disposaient pour construire les nécessités. Ces contraintes, différentes de celles construites par les scientifiques, les ont emmené vers la nécessité d’un mécanisme augmentant la température des roches du manteau.

76Ensuite, le travail sur les caricatures proposées, dans cette recherche, sous forme de texte après le débat scientifique et l’exploitation des documents a permis de poursuivre la focalisation sur les argumentations et d’éviter le basculement vers les solutions. Ce dernier processus est souvent observé dans les séquences ordinaires surtout lorsqu’il s’agit de passer au travail sur les documents avec lequel les traces de la problématisation sont perdues (Orange & Orange Ravachol, 2007 ; Chalak, 2014). Dans leur première utilisation, suite au débat, les caricatures permettent de faire le point, de comparer les différentes explications et de garder des traces des arguments développés pendant les discussions orales. Les productions écrites des élèves donnent à voir des argumentations qui rejettent, en majorité, deux explications pourtant présentes dans leurs productions initiales : le magma provient d’une réserve située dans le manteau/noyau et remonte par des fissures dues à la subduction ; le magma est issu de la fusion du manteau suite à une diminution de la pression. Elles sont plus ou moins favorables à celle qui postule que le magma, est issu de la fusion du manteau par augmentation de température due aux frottements des deux plaques au niveau des zones de subduction. Cela représente une première phase de fermeture des possibles, après les avoir explorés pendant le débat, puisque deux explications sur les trois ont été écartées après cette phase d’échange. La tendance à privilégier l’explication en question rejoint les résultats des recherches menées sur la problématisation du magmatisme des zones de subduction par les élèves (Orange Ravachol, 2003, 2012). Rappelons que leur registre empirique les amène à penser que la zone de subduction est chaude grâce aux frottements des plaques qui produisent de la chaleur. C’est là qu’un deuxième travail sur les caricatures après l’étude de plusieurs documents scientifiques a permis de produire des arguments qui s’opposent à ce modèle explicatif puisque les élèves ont pris en considération de nouvelles contraintes empiriques (la température n’augmente pas avec les frottements et les zones de subduction sont des zones froides) non accessibles lors du débat. Ils les ont effectivement repérées dans les documents ce qui a conduit à la construction de l’impossibilité de cette explication qu’ils privilégiaient. Ils se retrouvent donc avec trois explications qui ne fonctionnent plus et ne répondent pas au problème posé. La deuxième phase de fermeture des possibles est ainsi achevée. Par ailleurs, le travail sur des caricatures sous forme de texte ne semble pas avoir d’incidences, dans cette recherche, sur les argumentations obtenues. Qu’elles soient sous forme de textes ou de schémas, les caricatures semblent jouer, dans le cas étudié, un rôle d’aide à la problématisation et à la réduction du champ des possibles. Cependant, une comparaison avec la séquence déjà réalisée en classe de quatrième (Chalak, 2012b) est nécessaire pour approfondir cet aspect. Le travail n’est pas terminé dans la séquence étudiée car les argumentations pour chaque caricature sont variées – comme c’était le cas dans l’étude précédente sur le magmatisme en quatrième (Chalak, 2012b) – et les trois explications en question ne fonctionnent pas. Comment poursuivre une telle séquence pour permettre une mise en texte problématisée et répondre au problème posé ? Faut-il introduire un travail sur les raisons puis sur les solutions comme les séquences déjà réalisées sur le problème des mouvements du bras en classe de CM1-CM2 (Orange & Orange Ravachol, 2007) et le fonctionnement des volcans en classe de quatrième (Chalak, 2012b) ? Nous pensons effectivement que la séquence devrait se poursuivre, dans un premier temps, avec un travail sur les raisons au risque de perdre les traces de la problématisation.

Conclusion

77Nous cherchions à explorer les fonctions des caricatures au sein de 3 séances issues d’une séquence forcée traitant le problème du magmatisme des zones de subduction pour mieux avancer dans l’étude de la construction des savoirs problématisés. Il semble que la problématisation développée lors du débat scientifique se poursuit au cours de deux phases de travail sur des caricatures construites à partir des productions et des modèles explicatifs des élèves. La première phase, réalisée après le débat, garde les traces de la problématisation développée lors de ce moment et révèle les explications privilégiées ou rejetées par les élèves ainsi que les raisons de ce positionnement. La deuxième phase, après l’exploitation de la documentation scientifique, permet aux élèves de réinterroger les arguments écrits produits après le débat et joue un rôle dans le maintien de la logique de problématisation. De nouvelles contraintes empiriques sont repérées dans les documents et l’explication plus ou moins privilégiée par les élèves est ainsi écartée. Des impossibilités de fonctionnement sont ainsi construites et consolidées après les deux phases de travail. Ainsi, nous pouvons constater que le travail sur les caricatures, dans cette recherche, a permis aux élèves, après l’exploration du champ des possibles, d’avancer vers la fermeture de ce champ. Cependant, les explications qu’ils ont proposées au départ ne fonctionnent plus et il s’agit de poursuivre le travail de problématisation en construisant les raisons qui font que cela peut fonctionner. Cette recherche prolonge les travaux déjà menés sur la problématisation et le magmatisme des zones de subduction au sein du CREN par l’étude de plusieurs séances forcées d’enseignement fondées sur l’utilisation de débat et de caricatures pour suivre l’évolution de la construction des savoirs problématisés. Mais le chantier n’est pas terminé et il est nécessaire de poursuivre les investigations au regard des résultats obtenus. Ainsi, nous pensons qu’un suivi individuel de quelques élèves de la classe ainsi qu’une analyse des types d’arguments produits permettraient d’avancer dans la recherche des fonctions jouées par un travail sur les caricatures dans la problématisation.

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Annexe

Annexe 1 : productions de groupes des élèves

Figure 1 : affiche du groupe 1

Figure 1 : affiche du groupe 1

Figure 2 : affiche du groupe 2

Figure 2 : affiche du groupe 2

Figure 3 : affiche du groupe 3

Figure 3 : affiche du groupe 3

Figure 4a : affiche du groupe 4

Figure 4a : affiche du groupe 4

Figure 4b : affiche du groupe 4

Figure 4b : affiche du groupe 4

Annexe 2 : documentation scientifique distribuée aux élèves suite au débat - Séquence forcée terminale S

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Fig. 7 : Schéma en coupe d'un édifice volcanique

Fig. 7 : Schéma en coupe d'un édifice volcanique

Fig. 8 : propagation des ondes sismiques

Fig. 8 : propagation des ondes sismiques

Lorsqu'un matériau rigide est soumis à des contraintes, il va d'abord se déformer de manière élastique, puis, lorsqu'il aura atteint sa limite d'élasticité, il va se rompre, en dégageant de façon instantanée toute l'énergie qu'il a accumulée durant la déformation élastique. C'est ce qui se passe lorsque la lithosphère est soumise à des contraintes. Sous l'effet des contraintes causées le plus souvent par le mouvement des plaques tectoniques, la lithosphère accumule l'énergie. Lorsqu'en certains endroits, la limite d'élasticité est atteinte, il se produit une ou des ruptures qui se traduisent par des failles. L'énergie brusquement dégagée le long de ces failles causent des séismes (tremblements de terre). Si les contraintes se poursuivent dans cette même région, l'énergie va à nouveau s'accumuler et la rupture conséquente se fera dans les plans de faille déjà existants.

Là où les deux plaques lithosphériques rigides entrent en collision et se courbent, les fractures dans la lithosphère produisent des séismes de faible profondeur. L'enfoncement d'une plaque rigide dans l'asthénosphère plastique ne se fait pas sans ruptures et fractures dans cette plaque, ce qui déclenche des séismes intermédiaires et des séismes profonds. Puisque les séismes ne peuvent être initiés que dans du matériel rigide, cassant, on a ici une belle démonstration qu'il y a bel et bien enfoncement de plaque lithosphérique rigide dans l'asthénosphère. C'est la raison pour laquelle les séismes intermédiaires et profonds sont confinés aux frontières convergentes. La répartition des foyers des trois classes de séismes dans cette plaque qui s'enfonce explique la répartition des épicentres en surface.

Les mouvements qui se produisent sous la lithosphère (convection) se font dans une asthénosphère plastique et par conséquent ne peuvent engendrer de ruptures.

Fig. 9 : Les séismes dans la zone de convergence Kouriles-Japon

Fig. 9 : Les séismes dans la zone de convergence Kouriles-Japon

Répartition des isothermes, courbes d'égale températures (en °C), dans la lithosphère. Ce schéma est une situation idéalisée de la partie supérieure du globe, dans le cadre de la Tectonique des Plaques. Do, la dorsale océanique, se situe à la verticale des parties ascendantes des cellules convectives du manteau (flèches).

Dans une zone de subduction (Zs), à la verticale des parties descendantes des cellules convectives, la lithosphère océanique froide s'enfonce dans le manteau chaud.

Cependant, elle ne se réchauffe que lentement, car les roches ont une mauvaise conductivité thermique. En conséquence, les isothermes vont s'enfoncer dans le manteau.

Fig. 10 : répartition des isothermes dans la lithosphère

Fig. 10 : répartition des isothermes dans la lithosphère
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Notes

1 Voir annexe 2

2 La diagonale correspond aux cases de croisements des lignes et colonnes qui portent le même intitulé après le débat et la documentation scientifique. Valentin par exemple est au niveau de la diagonale. Ses argumentations étaient « pour » et « contre » après les deux phases de travail. Il a donc gardé le même positionnement.

3 La réponse du deuxième groupe à cette question est inaudible dans les enregistrements.

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Table des illustrations

Titre Figure 1 : espace des contraintes envisageable pour le niveau terminale scientifique (17-18 ans) (Orange Ravachol, 2010, p. 49)
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1423/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 312k
Titre Figure 2 : exemple de caricatures distribuées à des élèves de quatrième après un débat scientifique (Chalak 2012b, p. 129)
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1423/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 89k
Titre Figure 3 : exemple de production argumentative individuelle sur des caricatures produite par un élève de terminale S à l’issue du débat et de l’étude de la documentation scientifique
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1423/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 350k
Titre Figure 4 : espace des contraintes en jeu lors du débat
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1423/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 294k
Titre Figure 1 : affiche du groupe 1
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1423/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 399k
Titre Figure 2 : affiche du groupe 2
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1423/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 106k
Titre Figure 3 : affiche du groupe 3
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1423/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 268k
Titre Figure 4a : affiche du groupe 4
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1423/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 338k
Titre Figure 4b : affiche du groupe 4
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1423/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 315k
Titre Fig. 5 : structure interne de la Terre
Légende http://www2.ggl.ulaval.ca/​personnel/​bourque/​img.communes.pt/​str.interne.terre.htmlhttp://www2.ggl.ulaval.ca/​personnel/​bourque/​img.communes.pt/​str.interne.terre.html
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1423/img-10.jpg
Fichier image/jpeg, 372k
Titre Fig. 6 : résumé de la structure interne de la Terre
Légende http://www2.ggl.ulaval.ca/​personnel/​bourque/​img.communes.pt/​str.interne.terre.htmlhttp://www2.ggl.ulaval.ca/​personnel/​bourque/​img.communes.pt/​str.interne.terre.html
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1423/img-11.jpg
Fichier image/jpeg, 335k
Titre Fig. 7 : Schéma en coupe d'un édifice volcanique
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1423/img-12.jpg
Fichier image/jpeg, 166k
Titre Fig. 8 : propagation des ondes sismiques
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1423/img-13.jpg
Fichier image/jpeg, 548k
Titre Fig. 9 : Les séismes dans la zone de convergence Kouriles-Japon
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1423/img-14.jpg
Fichier image/jpeg, 1,2M
Titre Fig. 10 : répartition des isothermes dans la lithosphère
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/1423/img-15.jpg
Fichier image/jpeg, 194k
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Pour citer cet article

Référence papier

Hanaà Chalak, « Outils d'aide à la problématisation : l'utilisation des caricatures autour du magmatisme des zones de subduction en terminale S », RDST, 14 | 2016, 63-94.

Référence électronique

Hanaà Chalak, « Outils d'aide à la problématisation : l'utilisation des caricatures autour du magmatisme des zones de subduction en terminale S », RDST [En ligne], 14 | 2016, mis en ligne le 31 décembre 2018, consulté le 08 décembre 2019. URL : http://journals.openedition.org/rdst/1423 ; DOI : 10.4000/rdst.1423

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Auteur

Hanaà Chalak

Université de Nantes, Centre de recherche en éducation de Nantes (CREN)

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