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Dossier

Le dessin comme outil d’enseignement-apprentissage en sciences à l’école maternelle

Drawing as a teaching and learning tool for preschool science
Alice Delserieys et Maria Kampeza
p. 93-122

Résumés

L’enseignement-apprentissage des sciences à l’école maternelle présente de nombreux enjeux dans un contexte complexe du fait de l’âge des enfants, de leurs capacités à exprimer leurs idées en sciences, et des moyens à disposition des enseignants pour accéder à ces idées. Cet article propose de s’intéresser au dessin pour explorer la manière qu’ont les enfants d’utiliser leurs dessins pour exprimer des idées scientifiques et le potentiel de ces dessins à fonctionner comme un outil d’enseignement et d’apprentissage des sciences. Il s’appuie sur plusieurs recueils de dessins d’enfants de 4 à 6 ans, réalisés en contexte scolaire, en lien avec une première approche du phénomène physique de formation des ombres. Un cadre d’analyse est proposé pour analyser les caractères productifs et réceptifs des dessins réalisés par les enfants. Il ressort de cette analyse que les enfants font preuve d’une grande créativité pour produire une diversité de signes et contourner les difficultés de représentations du réel. Les dessins permettent de repérer des évolutions individuelles dans la représentation du phénomène de formation des ombres au cours de l’intervention didactique. Les implications pour l’enseignement sont ainsi discutées.

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Mots-clés :

dessin, ombre, école maternelle
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Texte intégral

Introduction

1L’importance d’une éducation scientifique auprès des jeunes enfants est reconnue par de nombreux chercheurs (voir par exemple Eshach & Fried, 2005 ; Orange & Plé, 2000). En effet, lorsqu’ils sont mis en situation d’apprendre en sciences, les enfants peuvent être encouragés à penser dans un environnement approprié qui favorise les explorations individuelles et collectives et fournit aux enfants des moyens de donner un sens au monde qui les entoure. En revanche, la place des sciences dans l’éducation préscolaire et la façon dont les chercheurs l’abordent prennent des formes très diverses. Dans une perspective cognitive, l’attention est portée sur les sciences en tant qu’objet d’apprentissage et les questions concernent la capacité des jeunes enfants à développer une pensée scientifique et une première compréhension des concepts scientifiques associés (Ravanis, 2010 ; Weil-Barais & Resta-Schweitzer, 2008). Dans une perspective sociale ou curriculaire, les sciences peuvent être considérées comme un contexte d’enseignement dans lequel des activités quotidiennes fournissent des expériences et des objets plus ou moins liés aux sciences mais qui participent au développement social et linguistique des jeunes enfants (Coquidé & Lebeaume, 2003 ; Chauvet-Chanoine, 2018 ; Ledrapier, 2010). Cet article, adopte une position intermédiaire, inspirée d’une perspective socio-culturelle (Fleer & Veresov, 2018) et multimodale (Kress, 2005). Parmi la diversité des modes de communication présents en maternelle, nous mettons le dessin au cœur de notre approche. Ce choix est motivé par le contexte de l’école maternelle qui encourage le recours au dessin (Picard & Zarhbouch, 2014). Mais il s’inscrit aussi dans une vision contemporaine des approches multimodales en général qui reconnaît une prédominance de l’image dans les situations de communication, bien au-delà de son rôle illustratif ou ludique (Stöckl, Caple & Pflaeging, 2020). Pourtant, Leroy (2020) met en évidence un déclin du dessin d’observation ou d’imagination dans l’école maternelle française depuis plusieurs années. L’activité de dessin est souvent dirigée dans le but de faire acquérir des gestes graphiques pour développer des compétences en lecture et écriture, tandis que le dessin libre est relégué à des moments où les enfants sont en autonomie (accueil du matin, transitions entre activités, etc.) (ibid.). Les dessins d’enfants sont au cœur de recherches dans différents domaines, particulièrement en psychologie où les dessins sont utilisés, sous certaines conditions, pour repérer des caractéristiques personnelles, développementales ou repérer une pathologie (Picard, 2014) ou pour étudier la façon dont les compétences graphiques se développent chez les enfants (Lange-Kuttner & Thomas, 1995 ; Luquet, 1977). Le point de vue que nous adoptons cherche à exploiter les résultats de telles recherches, initialement ancrées dans une approche psychologique ou linguistique, au profit d’une réflexion en didactique des sciences. Il s’agit ainsi de repérer la façon dont les jeunes enfants utilisent leurs dessins pour exprimer des idées scientifiques reconnaissables et, en même temps, comment un contexte scientifique permet aux jeunes enfants d’inventer des moyens de représenter un objet ou un phénomène. La terminologie simple de dessin utilisée ici s’inscrit dans le contexte spécifique de la maternelle et désigne des « dessins produits par l’apprenant » (Picard, 2016, p. 55), dans lesquels les enfants construisent leurs propres représentations d’un phénomène, et en particulier, dans cet article, nous nous focalisons sur le phénomène de formation des ombres. L’expression « jeune enfant » est utilisée dans cet article en référence à des enfants de 4-6 ans, c’est-à-dire des enfants qui, en général, s’expriment oralement, commencent à intégrer des formes figuratives dans leurs dessins (Baldy, 2005 ; Luquet, 1977) mais n’accèdent pas encore à la lecture/écriture de textes alphabétiques (Wright, 2019).

2Plusieurs études soulignent d’étonnantes capacités chez les jeunes enfants pour exprimer, bien plus tôt que par des textes écrits, leur compréhension conceptuelle et leur imagination par le dessin (Brooks, 2005), allant au-delà de ce qu’ils peuvent raconter en passant par l’oral uniquement (Wright, 2019). Pourtant, alors qu’ils progressent dans leur parcours scolaire, les enfants apprennent rapidement que le dessin est une activité peu valorisée (Anning, 1999) et doit laisser place à des modes de communication considérés plus académiques, l’écriture en particulier (Leroy, 2020). Cela va à l’encontre de l’idée défendue par certains auteurs qui considèrent que le dessin offre un outil viable de communication, de prise de sens et de résolution de problèmes (Brooks, 2005). Pour les jeunes enfants, qui ne maitrisent pas encore les codes du langage écrit et parfois encore peu ceux du langage oral, le dessin peut permettre une autre approche, et correspond à une activité socialement ancrée dans l’éducation préscolaire (Picard & Zarhbouch, 2014). À l’aide de dessins, les enfants peuvent exprimer un monde imaginaire et commencer à expérimenter un langage « décontextualisé » (Wright, 2019). Les enfants combinent habituellement leurs propres symboles avec des symboles qu’ils obtiennent de leur environnement quotidien et scolaire (par ex., lettres, chiffres, enseignes), qu’ils peuvent utiliser à leur façon pour communiquer leurs idées (Papandreou, 2014). En tant que tel, le fait de participer à des activités de dessin est important pour le développement des compétences symboliques des enfants et pour les inciter à reconnaître le pouvoir des symboles linguistiques et non linguistiques (Lange-Kuttner & Thomas, 1995). En permettant aux enfants d’effectuer un éventail d’opérations de plus en plus large à l’intérieur d’un système de symboles, les activités de dessin peuvent engager un développement de la pensée abstraite, de l’imagination et du raisonnement logique (ibid.). Les travaux que nous venons de citer sont, certes, en dehors du champ de la didactique des sciences, mais identifient, selon nous, des caractéristiques du dessin qui peuvent être rapprochées de concepts fondateurs de didactique des sciences, et en particulier, les travaux qui font des liens entre représentations multimodales et modélisation dans l’enseignement-apprentissage des sciences (Bécu-Robinault, 2018). Comme le souligne Bisault (2010), à l’école maternelle, l’éducation scientifique est constituée de moments scolaires de sciences qui empruntent et entremêlent divers cadres et contextes issus d’autres « moments scolaires ou non scolaires ». Nous proposons ainsi, dans la partie suivante, un cadre qui questionne deux dimensions de la pratique du dessin dans une éducation scientifique à l’école maternelle.

1. Dessiner en sciences à l’école maternelle

  • 1 Nous faisons référence dans cet article à une forme de dessin libre, c’est-à-dire, dans lequel l’e (...)
  • 2 Ce texte est issu d’une collaboration internationale dans laquelle le travail est réalisé en angla (...)

3Willats (2005) rappelle qu’il y a beaucoup de confusion dans la façon de considérer les dessins de jeunes enfants. Il n’est pas facile pour les adultes de comprendre un dessin réalisé par un enfant1, et, à notre connaissance, il n’existe pas de cadre clair pour appréhender ces dessins (Brooks, 2009a), et encore moins lorsqu’il s’agit de s’intéresser à ce qu’ils apportent pour soutenir un apprentissage en sciences (Prain & Tytler, 2012). De la même manière que pour le langage oral, lorsque les jeunes enfants commencent à dessiner, leurs dessins tendent à utiliser des règles non conformes aux codes communément partagés par les adultes. « Apprendre à dessiner et apprendre à parler dépendent tous deux de l’acquisition de règles de plus en plus complexes et efficaces » (Willats, 2005, p. 132). En revanche, il existe une différence majeure car les règles du langage oral et des textes écrits sont basées sur des conventions (un petit cercle désignera toujours la lettre o dans un texte) alors que les dessins, même s’ils sont parfois ancrés dans un cadre culturel donné, peuvent échapper aux conventions (un cercle peut être une tête, un soleil, une roue, ou complètement autre chose selon ce que décide l’auteur du dessin). Un dessin peut utiliser des symboles en dehors des normes et va être dérivé de ce que chacun est en mesure de percevoir et de voir, et de ce que chacun choisit de retranscrire sur le papier (ibid.). Ainsi, Chang (2012) rappelle qu’un adulte, devant le dessin d’un jeune enfant, se trouve dans une position où les règles utilisées par l’enfant doivent être inférées du contexte, des explications de l’enfant sur le dessin et de sa propre connaissance de la situation.

4On trouve plusieurs orientations, en fonction du cadre théorique considéré, pour étudier les dessins réalisés par de jeunes enfants dans un contexte scientifique. Dans une approche psychologique étudiant le développement de l’enfant, Resta-Schweitzer (2011) repère le passage d’une dimension perceptive d’un phénomène (associée aux propriétés des objets), à une dimension relationnelle de ce phénomène en comparant dessins d’enfants et entretiens. Il ressort de son étude que pour des enfants de fin de maternelle, le dessin facilite l’expression des relations spatiales pour expliquer le phénomène de formation des ombres (Resta-Schweitzer & Weil-Barais, 2007). Dans la littérature anglophone en science education plusieurs études mettent le dessin au cœur de leur réflexion sur l’enseignement des sciences. Par exemple, Ainsworth, Prain et Tytler (2011) considèrent les dessins en sciences selon leur fonction : dessiner pour 1) améliorer l’engagement en classe, 2) apprendre à représenter la science, 3) raisonner, 4) comme stratégie d’apprentissage, 5) communiquer. Cependant, ces catégories se recoupent si l’on considère le rôle central de l’engagement et de la communication dans l’apprentissage dans une perspective socioculturelle (Fleer & Robbins, 2003 ; Kampeza & Delserieys, 2019). Dans des recherches plus avancées, Prain et Tytler (2012) proposent trois dimensions pour examiner comment la construction de représentations visuelles soutient l’apprentissage scientifique. Leur travail s’inscrit dans une perspective socioculturelle et considère le processus de création de sens pour les élèves avec 1) une perspective sémiotique, axée sur la capacité des élèves à reconnaître et à utiliser des outils matériels et symboliques, 2) une perspective épistémique, qui relie l’utilisation de ces outils à la recherche scientifique en classe, et 3) une perspective épistémologique, considérant comment les élèves participent au processus de construction et d’interprétation de leurs propres représentations. Ces dimensions sont intéressantes car elles considèrent l’activité de dessin en science au-delà de l’idée d’apprendre à utiliser les conventions propres aux représentations scientifiques. En effet, en nous intéressant aux sciences à l’école maternelle il est difficile d’aborder le dessin selon une vision normalisante dans laquelle l’objectif serait de faire acquérir aux élèves des règles de représentations canoniques propres aux sciences telles que présentées par exemple par Drouin (1987). Les dessins que nous étudions dans cet article ont été réalisés au cours d’une intervention didactique abordant la formation des ombres, mais avec des consignes ouvertes, permettant des représentations qui ne seraient pas standards. Ils se rapprochent des dessins étudiés par Prain et Tytler (2012) dans le sens où il s’agit de représentations « non reconnues dans les courants socio-sémiotiques actuels de l’apprentissage des sciences » (p. 2769, traduction par les auteurs). Ainsi, les dimensions proposées par Prain et Tytler (2012) dépassent les usages traditionnels du dessin dans l’enseignement des sciences en faisant abstraction des pratiques dirigées vers la maîtrise des conventions sémiotiques propres aux sciences. Cependant, leur cadre d’analyse est utilisé avec des dessins d’élèves plus âgés, qui suppose de la part des apprenants un engagement vis-à-vis des concepts en science, des pratiques scientifiques et un niveau de maîtrise de différents modes de représentation déjà ancrés dans des pratiques scolaires, ce qui n’est pas le cas d’enfants d’âge préscolaire. Nous proposons donc de concentrer notre attention sur des dimensions qui tiennent compte du contexte spécifique de la maternelle. En effet, les jeunes enfants témoignent d’une part de capacités graphiques émergentes et tâtonnantes (Luquet, 1977), ne comptant pas l’écriture, et d’autre part d’une compréhension précoce du monde physique qui permet aux enfants, dès le plus jeune âge, d’interpréter des faits observés (Baillergeon, 2000), et de s’engager spontanément dans de premières formes d’activités scientifiques (Ravanis, 2010 ; Ledrapier, 2010). Nous proposons donc un cadre fondé sur deux dimensions inspirées de Prain et Tytler (2012) :

  1. la productivité du dessin, qui reprend partiellement la perspective sémiotique proposée par Prain et Tytler (2012), considère le caractère créatif de l’activité de dessin et la spontanéité des jeunes enfants en lien avec le savoir scientifique en jeu ;
  2. la réceptivité du dessin, qui prend appui sur une perspective épistémologique pour envisager l’enseignement et l’apprentissage en sciences en relation avec la construction et l’interprétation de ses propres représentations (Prain et Tytler, 2012).

1.1. Productivité

5La première dimension considère le dessin comme un acte d’expression créative, où les émotions et les considérations esthétiques sont prédominantes. Lange-Kuttner et Thomas (1995, p. 148) parlent des années préscolaires et des premières années du primaire comme de la « période dorée » du dessin des enfants en ce sens que c’est une activité qui attire les enfants et leur procure du plaisir. Cependant, le dessin, vu dans cette perspective créative, pourrait venir à l’encontre des formes canoniques des dessins en sciences (Fox & Lee, 2013 ; Calmettes, 2000). Selon les disciplines, et l’objet étudié, le dessin scientifique peut être associé à une variété de productions graphiques, pouvant aller des dessins d’observation pour représenter les détails d’une situation naturelle ou physique réelle, aux schémas ou diagrammes où certaines caractéristiques spécifiques d’une situation sont représentées en référence à un modèle scientifique sous-jacent et suivant des codes de représentation normalisés (Drouin, 1987). Pour certains auteurs, il est important que, dans le cadre scolaire, les dessins produits « se transforment et deviennent finalement une création de nature scientifique car socialement construite, validée expérimentalement, structurée autour de caractéristiques qui permettent une conceptualisation » (Calmettes, 2000, p. 22). Plusieurs auteurs ont déjà démontré la capacité d’enfants à apprendre, avec des conseils appropriés, comment ils peuvent produire des dessins scientifiques (Fox & Lee, 2013 ; Calmettes, 2000). Ainsi, les enfants peuvent être initiés aux multiples littératies utilisées en sciences pour construire et transcrire leurs connaissances (Ainsworth, Prain & Tytler, 2011). Cette construction est très progressive : même dans des dessins d’enfants de l’école primaire, réalisés dans le cadre d’activités scientifiques, on trouve une superposition « d’éléments scientifiques des objets et des phénomènes en jeu » et « d’éléments imaginaires enfantins ou/et de stéréotypes » (Calmettes, 2000, p. 20). Willats (2005) précisent que les jeunes enfants ne dessinent pas ce qu’ils voient, mais ont tendance à représenter ce qu’ils savent. Autrement dit, les dessins d’enfants d’école maternelle s’éloigneront du phénomène ou de l’objet observé, pas seulement en raison de capacités graphiques limitées, mais surtout parce que leur dessin est dépendant du traitement intellectuel qui leur permet de passer de leur connaissance du phénomène à son dessin. Ainsi, dans cet article, qui aborde exclusivement des dessins d’enfants de maternelle lors d’activités scientifiques en classe, il ne nous semble pas pertinent de considérer comment enseigner aux enfants les règles et les codes nécessaires pour maîtriser la production de dessins scientifiques et acquérir une « littératie visuelle de la science ». L’activité de dessin est vue comme une stratégie d’apprentissage, dans laquelle la combinaison de l’imagination et de la créativité que les enfants peuvent exprimer dans leurs dessins est vue comme un atout pour aller au-delà de leurs limites d’expression, pour « organiser leurs connaissances plus efficacement et intégrer une compréhension existante à une nouvelle » (Ainsworth, Prain & Tytler, 2011, p. 1096). C’est dans cette perspective créative que nous souhaitons repérer une productivité des dessins, ou, en d’autres termes, repérer, dans les dessins, les solutions inventées par les enfants pour représenter un phénomène physique. Il s’agit à la fois de repérer, dans les dessins, la diversité des solutions pour contourner une difficulté liée à une représentation graphique (par exemple le passage de 3D à 2D), et les particularités graphiques dont on peut inférer un sens en lien avec le phénomène scientifique étudié.

1.2. Réceptivité

6La deuxième dimension est dérivée du concept de readiness en anglais, qui correspond à une estimation de « la proximité effective de l’élève par rapport à un niveau donné de connaissance, compréhension et compétences » (Tomlinson & Imbeau, 2010, p. 16). L’usage du terme « réceptivité » ne traduit que partiellement ce concept, pour lequel, il n’y a pas, à notre connaissance de traduction en français. Le concept readiness n’est pas synonyme de capacité. En effet, le terme capacité a tendance à renvoyer à un point que nous croyons plus ou moins fixe, alors que le concept de readiness, suggère une condition temporaire qui dépend du moment précis ou de la compréhension exprimée à ce moment précis et qui est amenée à changer, en particulier au cours d’un enseignement. Ainsi, un même enfant peut exprimer différents niveaux de readiness selon le contenu enseigné (Tomlinson & Imbeau, 2010). Dans cet article, nous traduisons ce concept en termes de « réceptivité », qui consiste à envisager comment l’enfant est réceptif à un concept, et comment les traces de son activité en classe peuvent permettre d’indiquer, à l’enseignant, le niveau de réceptivité de cet enfant. Nous considérons donc la réceptivité exprimée dans un dessin en prenant en compte le sens exprimé par l’enfant à un moment donné, en lien avec les savoirs abordés par l’enseignant, qui dans notre cas, se rapportent au phénomène de formation des ombres. L’activité de dessin peut encourager l’expression des idées de chaque enfant en lui offrant la possibilité de créer des représentations simples ou plus complexes et permettre à chaque éducateur de reconnaître les différents niveaux de réceptivité du concept ombre chez les enfants. En ce sens, c’est une activité qui place l’enfant dans une situation de rendre explicite et communicable sa compréhension d’un phénomène scientifique, tout en le mettant face à des contraintes de représentation favorisant le recours à l’abstraction, la recherche de cohérence, le repérage de régularités (Prain & Tytler, 2012). À partir de ce point de vue, nous nous appuyons sur l’idée de réceptivité pour examiner comment le dessin peut attirer l’attention des enfants sur le concept scientifique de formation des ombres en leur permettant de mettre en relation les éléments du système source lumineuse-objet-ombre. L’utilisation de dessins qui permettent de faire émerger une productivité, a l’avantage de mettre à disposition des chercheurs comme des enseignants, différentes manières de comprendre un même concept.

1.3. Problématique

7Nous avons mis en évidence l’intérêt manifeste pour comprendre les rôles des dessins pour soutenir l’apprentissage des élèves en sciences (Ainsworth, Prain & Tytler, 2011 ; Brooks, 2009a ; Papandreou, 2014). Le dessin peut offrir aux jeunes enfants la possibilité d’avoir recours à un vocabulaire graphique pour exprimer des idées complexes et de premières explications scientifiques. Pourtant, Boyer, Cohen-Azria et Zaïd (2016) montrent, dans une recherche portant sur l’usage du cahier d’expérience en science avec de jeunes enfants, que les écrits textuels sont privilégiés par les enseignants, au détriment d’autres formes d’écrits comme le dessin.

8Il y a cependant des limites et des contraintes à faire dessiner de jeunes enfants lors d’une activité scientifique à école maternelle, surtout si l’on souhaite utiliser ces dessins comme révélateur d’un niveau de compréhension du phénomène scientifique considéré. Les difficultés peuvent être d’ordre graphique, soit parce que les jeunes enfants ne maîtrisent encore pas certains gestes, soit parce que le concept scientifique abordé est lui-même difficile à dessiner. Les difficultés sont aussi dans l’interprétation des dessins produits par les enfants, surtout lorsque le dessin est conçu dans une perspective créative, et non dans un cadre normalisé de dessin scientifique. L’usage de dessins dans une séquence de classe nécessite des compromis. L’objectif de cet article est d’explorer le potentiel de dessins produits par des enfants de maternelle à fonctionner comme un outil d’enseignement et d’apprentissage des sciences. En nous appuyant sur un exemple concernant une approche du phénomène de formation des ombres en maternelle, nous questionnons deux dimensions dans l’activité de dessin en science, que nous avons définies comme productivité et réceptivité. Il s’agit ainsi d’explorer :

  • d’une part la productivité d’une activité de dessin en sciences en maternelle, c’est-à-dire la possibilité pour des enfants de produire une diversité de dessins dans lesquels il est possible de reconnaître ce que les enfants expriment en lien avec le phénomène de formation des ombres ;
  • et d’autre part, la réceptivité de ces dessins, ou en d’autres termes, la possibilité d’exploiter ces dessins pour repérer, en classe, un niveau de compréhension du phénomène et son évolution au cours d’une intervention didactique.

2. Méthodologie

9Le cadre méthodologique est dérivé d’une perspective socioculturelle (Delserieys et al., 2017 ; Fleer & Robbins, 2003 ; Papandreou, 2014) dans laquelle l’attention est portée sur les types d’expériences que vivent les enfants, les objets et outils culturels qu’ils utilisent, et en particulier dans cet article, sur ce qu’ils dessinent dans un contexte d’enseignement des sciences à l’école maternelle. Les connaissances et expériences des enfants sont considérées dans leur intérêt pour mettre à jour une variété de conceptions à partir desquelles l'apprentissage peut avoir lieu. Dans cette perspective l’apprentissage est compris comme l’appropriation d’outils culturels qui servent de médiateurs pour l’apprenant qui s’engage dans une activité. Une attention particulière est accordée à la façon dont certains outils spécifiques peuvent transformer les connaissances plutôt que les transmettre (Fleer & Robbins, 2003 ; Kampeza & Delserieys, 2019). C’est dans ce cadre général que des interventions didactiques (ID) ont été proposées, par des chercheurs, et travaillées avec des enseignants sur plusieurs thématiques différentes. Ces interventions ont en commun un usage fréquent du dessin. Dans cet article nous focalisons notre analyse sur une seule intervention en lien avec le phénomène de formation des ombres (ID-Ombre). L’objet de cet article n’est pas de discuter et d’analyser les détails de la mise en œuvre de l’ID-Ombre par les enseignants. En revanche, nous reviendrons sur les objectifs a priori pour ensuite centrer notre attention sur l’analyse des dessins produits par les élèves au cours de l’ID-Ombre.

2.1. Une intervention didactique sur la formation des ombres

10Le phénomène de formation des ombres a fait l’objet de plusieurs études auprès de jeunes enfants (voir par exemple Resta-Schweitzer, 2011 ; Chen, 2009 ; Ravanis et al., 2005 ou Herakleioti & Pantidos, 2016). C’est un phénomène qui présente divers intérêts pour l’école maternelle. Il est familier des enfants, facilement observable dans la vie courante et les enfants en ont souvent leur propre représentation (Chen, 2009). Par ailleurs, il permet des approches expérimentales faciles à mettre en œuvre en classe, avec vérification immédiate du résultat. C’est un phénomène qui requiert à la fois de reconnaître les propriétés d’objets pris indépendamment (lumière comme « entité distincte et autonome, indépendante des sources qui la produisent et des effets qu’elle provoque, existant dans une certaine région de l’espace » [Ravanis, 2012, p. 72]). De plus, il est nécessaire d’intégrer les relations entre ces objets pour expliquer le phénomène de formation des ombres (Parker, 2006). Dans une approche développementale, Resta-Schweitzer (2011), en reprenant les travaux de Garcia et Piaget (1983, cité par Resta-Schweitzer, 2011), considère que l’explication du phénomène de formation des ombres requiert le passage d’un traitement intra-objectal (centration sur les objets et leurs propriétés), à un traitement inter-objectal (centration sur les relations entre les objets). Ainsi, les recherches ont pointé des difficultés dans la compréhension de ce phénomène par de jeunes enfants, et en particulier une vision substantialiste de l’ombre qui émanerait de l’objet, ignorant, de fait, le rôle de la lumière (Chen, 2009), ou identifiant l’ombre comme une image miroir de l’objet correspondant, lui attribuant ainsi des détails ou des couleurs (Gallegos-Cázares, Flores-Camacho & Calderón-Canales, 2009). Les enfants expriment aussi des difficultés à définir la place de l’ombre par rapport à celle de la source lumineuse et de l’objet (Ravanis, 2010).

11Dans l’intervention didactique mobilisée pour cette recherche, l’objectif était d’encourager les enfants à se représenter l’ombre comme une absence de lumière, et d’attirer leur attention sur l’objet qui bloque le passage de la lumière. Cette intervention didactique se décline en plusieurs tâches (résumées dans la figure 1) que les enseignants ont reprises en classe. Nous donnons, ci-dessous, les principes qui ont sous-tendu la construction de l’intervention didactique :

  • Principe 1 : une activité expérimentale testée dans une précédente recherche

12L’ID-Ombre repose partiellement sur une activité expérimentale qui a été développée et testée dans le cadre d’une recherche précédente dans des classes françaises auprès d’enfants de 5-6 ans (Impedovo et al., 2016 ; Delserieys et al., 2018). Cette activité expérimentale est réalisée en petits groupes et accompagnée par l’enseignant. Elle vise la déstabilisation des idées des enfants en introduisant notamment une tâche impossible dans laquelle les enfants sont invités à former une ombre du même côté qu’une source lumineuse (lampes de poche) par rapport à un obstacle (cylindre en plastique opaque).

  • Principe 2 : différents modes de représentation des ombres
  • 3 Album de Jean-Pierre Kerloc'h et Fabric Turrier, Il ne faut pas faire pipi sur son ombre, Milan je (...)

13Par rapport à la recherche précédemment citée (Impedovo et al., 2016 ; Delserieys et al., 2018), l’intervention didactique construite pour cette recherche visait l’introduction d’une plus grande diversité de modes de représentation des ombres. Le choix a été fait d’ajouter une tâche reposant sur la lecture d’un album de fiction3 et des tâches reposant sur la réalisation d’un dessin par les enfants.

14L’album n’a pas été choisi pour son histoire qui, comme d’autres histoires sur les ombres, joue sur une personnification de l’ombre (« elle [l’ombre] m’a fait une vilaine grimace ») et sur la matérialisation de l’ombre (ombre qui peut s’échanger entre personnages). Les pages 17 à 22 de l’album sont d’ailleurs omises lors de la lecture dans les classes tout en gardant une histoire qui a du sens. En revanche, l’album contient des illustrations qui représentent presque à chaque fois le système source lumineuse-objet-ombre et la source lumineuse est mentionnée à plusieurs reprises dans le texte (« un, deux, trois lampadaires, ombre unique, double ou triple sur le trottoir »). C’est à notre connaissance rarement le cas dans les albums de littérature de jeunesse qui ont tendance à se focaliser sur le couple objet-ombre. La lecture de l’album par l’enseignant est donc l’objet d’échanges entre les élèves et l’enseignant pour rapprocher le concept d’ombre à un vécu quotidien des élèves, tout en discutant des conditions nécessaires pour obtenir une ombre (à partir des illustrations) et de l’expérience imaginaire du personnage principal avec son ombre.

15La réalisation de trois dessins est proposée en début, milieu et fin d’intervention didactique. Le 1er et le 3e dessin sont faits sur une feuille blanche, avec une consigne ouverte de l’enseignant qui demande aux élèves de se dessiner avec leur ombre et ce qu’il faut pour voir cette ombre. Ces dessins font appel aux procédures de dessin de bonhomme, familières pour des enfants de 4-6 ans (Baldy, 2005). Pour le 2e dessin, une ombre issue de l’album lu en classe a été reproduite sur une feuille et les élèves sont invités à compléter le dessin pour expliquer comment une telle ombre peut se former. Les dessins ont été faits individuellement, avec des consignes comparables dans les classes engagées dans la recherche, et « de mémoire » (Calmettes, 2000), c’est-à-dire que les enfants ne dessinaient pas ce qu’ils étaient en train d’observer.

Fig. 1 : enchaînement des tâches durant l’intervention didactique sur les ombres (ID-Ombre)

Fig. 1 : enchaînement des tâches durant l’intervention didactique sur les ombres (ID-Ombre)

2.2. Contexte de la recherche et corpus

16Ce travail s’inscrit dans la continuité de précédents travaux qui considèrent un modèle précurseur (Lemeignan & Weil-Barais, 1993) du phénomène de formation des ombres en maternelle (voir en particulier Delserieys et al., 2018). Dans une méthodologie reposant sur des entretiens, ces travaux précédents ont permis de retenir des éléments saillants d’un modèle explicatif simple de formation des ombres pour de jeunes enfants qui repose sur l’idée d’ombre comme une absence de lumière, et insiste sur le rôle de l’objet qui bloque le passage de la lumière. Ce cadre alimente à la fois la définition de l’ID-Ombre, et les catégories d’analyse du corpus de la présente étude (voir tableaux 1 et 2). Par rapport à ces précédents travaux, l’étude proposée dans cet article, s’inscrit davantage dans un fonctionnement usuel de la classe avec le dessin comme trace de l’activité des élèves.

17La présente étude s’appuie sur une description qualitative de trois séries de dessins en lien avec le phénomène de formation des ombres, ainsi que les commentaires des enfants au sujet des dessins recueillis sous forme de dictée à l’adulte par les enseignants et parfois complétés de commentaires des enseignants pour mettre en contexte les propos de l’enfant ou lorsque l’enfant ne s’exprime pas. Au total, 99 dessins, réalisés par 33 enfants de 4 à 6 ans, ont été recueillis dans deux classes de maternelle (en France et en Grèce) sur un intervalle de trois semaines environ. Tous les enfants d’une même classe ont participé à l’ID-Ombre, en revanche, seuls les dessins des enfants présents à toutes les activités ont été analysés. Nous verrons que cela permet d’analyser l’évolution des dessins pour un même enfant. Les dessins ont été réalisés individuellement, en contexte scolaire, et dans le cadre du déroulement de la classe, selon des consignes relativement ouvertes données par leurs enseignants, et sans intervention directe de la part des chercheurs. Le choix des classes, et donc des écoles, a été déterminé par l’engagement volontaire des enseignants de ces classes. Dans les deux classes, les enfants font des dessins presque quotidiennement, sans que cela ait donné lieu à un travail spécifique. Les écoles maternelles sont situées dans des environnements urbains de grandes villes en France et en Grèce. Ce sont de petites écoles maternelles publiques avec des classes d’environ 25 enfants. Cette étude ne prétend pas proposer une approche comparative entre deux systèmes éducatifs car les données recueillies ne permettent pas de repérer de spécificités liées à tel ou tel système éducatif. Il s’agit d’une approche cumulative dans laquelle la variété des données enrichit l’analyse proposée. Il nous semble tout de même important de souligner une certaine proximité dans l’organisation de l’enseignement préscolaire en France et en Grèce, et la manière dont les sciences sont considérées en maternelle, par rapport à d’autres pays dans lesquels l’éducation préscolaire relève d’un cadre institutionnel très différent (Eurydice, 2019). Les contextes grecs et français reposent tous deux sur un curriculum national avec des orientations générales sur les objectifs éducatifs. Les prescriptions concernant le contenu à aborder en sciences ne sont pas considérées comme une éducation directe aux concepts scientifiques. Ils peuvent être perçus davantage comme une introduction pour expérimenter et explorer des phénomènes qui entourent l'enfant et comme un moyen de l’encourager à en parler (voir par exemple Coquidé, 2007, pour la France). Une distinction majeure entre le contexte français et le contexte grec repose sur la formation des enseignants. En Grèce, les enseignants du préscolaire sont titulaires d’un diplôme spécialisé dans l’enseignement préscolaire avec un nombre important d’heures de formation (obligatoires et facultatives) consacrées aux sciences avec de jeunes enfants (module de didactique des sciences, mathématiques et technologies à l’école maternelle). En France, les enseignants sont titulaires d’un master pour enseigner dans l’enseignement primaire en France (de 3 à 10 ans). Leur formation initiale comprend une part réduite de contenus spécifiques à l’enseignement en maternelle, et ils expriment souvent un manque de connaissances pour enseigner les sciences auprès de jeunes enfants (Chauvet-Chanoine, 2018). Dans notre étude, les deux enseignants impliqués (français et grecque) sont expérimentés (plus de 10 ans d’expérience), et engagés dans une réflexion sur leurs propres pratiques par une implication dans la formation des enseignants (maître formateur pour l’enseignant français). Dans cette recherche nous considérons donc que cette différence dans la formation initiale des enseignants a une influence négligeable sur les productions des élèves.

2.3. Analyse des données

18L’analyse des données s’appuie sur des catégories d’analyse construites dans un aller-retour entre analyse a priori s’appuyant sur des travaux précédents (Delserieys et al., 2018, Resta-Schweitzer, 2011) et ajustements de ces catégories a posteriori. Dans un premier temps, l’ensemble des 99 dessins, produits au cours de l’ID-Ombre, a été considéré pour repérer des éléments graphiques et leur inférer un sens, en croisant avec les commentaires des enfants et/ou des enseignants. Il s’agit de repérer, dans les dessins, comment les élèves représentent les différents objets du système source lumineuse/objet/ombre, et comment les élèves représentent une relation entre ces objets, en particulier dans leur agencement dans le dessin. Dans un deuxième temps, nous avons défini des niveaux de construction du concept d’ombre repérables dans les dessins en nous appuyant à la fois sur les niveaux d’explication intra-objectal et inter-objectal repris par Resta-Schweitzer (2011), et sur la méthodologie de construct map qui consiste à rechercher des régularités dans les progressions observées selon différentes caractéristiques d’un concept (Plummer et al., 2020). Un graphique en pente (généralement connu sous le nom de slopegraph) permet de représenter une évolution au court du temps sur une échelle ordinale. De telles représentations sont utilisées par d’autres auteurs s’intéressant au développement des idées d’enfants au cours d’une intervention didactique en sciences (Yeo et al., 2020 ; Plummer et al., 2020). Le slopegraph est utilisé ici pour repérer un niveau de compréhension et son évolution au cours de l’intervention didactique. Dans un slopegraph, chaque ligne représente une trajectoire, le passage d’une idée à une autre.

3. Résultats

3.1. Diversité des représentations et sens des dessins

19Une description qualitative des résultats est proposée dans cette partie. Chaque dessin est référencé, par exemple F1_d1 correspond au dessin 1 de l’enfant 1 dans la classe française. Nous avons cherché à repérer les éléments présents dans le dessin (source lumineuse, objet, ombre), et des particularités graphiques pour chaque élément en lien avec l’idée qu’un objet opaque bloque le passage de la lumière, ou autrement dit, des particularités graphiques qui indiquent une première approche relationnelle du phénomène de formation des ombres (voir la colonne 1 du tableau 1). Puis, nous avons relevé l’agencement entre ces éléments pour repérer une idée d’alignement source lumineuse–objet–ombre, que ce soit par simple juxtaposition, dans une tentative de projection, ou avec d’autres éléments graphiques qui symbolisent cet alignement (voir colonne 1 du tableau 2). L’objectif ici est d’inférer un sens aux choix de représentation faits par les enfants. Nous nous appuyons ici sur l’idée d’une productivité des dessins, c’est-à-dire l’idée que les enfants proposent des solutions pour représenter le phénomène de formation des ombres, même si ces solutions sont diverses et atypiques. La signification d’un dessin est construite par son lecteur, dans le cas présent, les chercheurs. Cette signification est liée à ce que le lecteur veut voir de l’image et dépend donc de l’idée qu’il s’en fait (Drouin, 1987). En l’occurrence, dans le cas des dessins présentés dans cet article, il s’agit, certes, de dessins ouverts, dans le sens où ils ont été faits sur une feuille blanche, mais ils ont été réalisés dans un cadre défini (celui d’une activité scientifique) qui oriente la lecture qui en est faite. Le regard que nous avons porté sur les dessins est en lien avec le phénomène de formation des ombres, et ce que l’on sait des idées de jeunes enfants à ce sujet. Nous présentons dans les figures 2A et 2B, deux exemples de dessins et le repérage de certains éléments graphiques en lien avec une explication du phénomène de formation des ombres.

Fig. 2A : exemple de repérage des éléments graphiques [G8_d1]

Fig. 2A : exemple de repérage des éléments graphiques [G8_d1]
  • 4 Ce commentaire a été traduit du grec au français par les auteurs.

[Commentaire enseignant] Il commence son dessin en regardant l’ombre de sa main sur la table. « J’ai dessiné le soleil pour qu’il y ait l’ombre, je l’ai fait en hauteur [haut du dessin]. [Les lignes qui sortent du soleil] c’est le soleil qui m’éclaire et mon ombre apparaît quand les nuages s’ouvrent. »4

Fig. 2B : exemple de repérage des éléments graphiques [F14_d1]

Fig. 2B : exemple de repérage des éléments graphiques [F14_d1]

[Commentaire de l’enseignant] Elle commence par se dessiner et l’indique, puis dessine une ombre qu’elle désigne et explique : « Quand il y a du soleil, quand elle marche là-bas, l’ombre elle la suit ».

20Les deux exemples de dessins retenus en figure 2 se distinguent fortement par la quantité d’éléments graphiques associés à une explication du phénomène de formation des ombres. Dans le dessin F14_d1, seule la zone sombre sous le personnage retient notre attention. Le dessin, associé au commentaire, témoigne d’une idée très partielle du phénomène de formation des ombres, associant l’ombre à un objet, et à la présence du soleil. En revanche, rien n’indique un premier niveau de compréhension du phénomène comme lumière bloquée par un objet. Au contraire, le dessin G18_d1 comprend de nombreux éléments graphiques, corroborés par le commentaire de l’enfant, qui témoignent d’une construction déjà bien élaborée d’un traitement inter-objectal du phénomène (prise en compte des objets du système et des relations entre ces objets). Des imprécisions graphiques peuvent être néanmoins repérées : imprécision du plan de projection, remplissage partiel de l’ombre. D’après Willats (2005), le dessin comportera nécessairement de telles imperfections qui correspondent à un « sous-produit » du dessin d’enfant, révélant l’effort de l’enfant pour produire une représentation efficace. Dans la réception du dessin par l’adulte, la difficulté est donc de considérer ou non ces imperfections comme révélatrices d’une difficulté de compréhension du phénomène de formation des ombres.

21En considérant l’ensemble des dessins, nous avons repéré des éléments graphiques associables aux caractéristiques du phénomène de formation des ombres. Les dessins présentés dans les tableaux 1 et 2 permettent d’illustrer les catégories d’analyse et d’exemplifier comment une catégorie d’analyse renvoie à un élément graphique spécifique. En revanche, nous voyons dans la figure 2 que chaque dessin comporte généralement des éléments graphiques relevant de plusieurs catégories.

Tableau 1 : différentes solutions pour dessiner ombre et lumière

Tableau 1 : différentes solutions pour dessiner ombre et lumière

22Si l’on observe, par exemple, la catégorie « forme de l’ombre », c’est une caractéristique qui peut engendrer des difficultés liées à la représentation graphique de deux formes comparables, mais qui comporte aussi une difficulté intrinsèque dans la mesure où la projection de l’ombre engendre une distorsion plus ou moins importante par rapport à la forme de l’objet correspondant. Pourtant, les enfants semblent contourner ces difficultés, et on repère dans les dessins que les enfants vont retenir un détail tel que la forme de la main et le chapeau (G6_d3) ou les bras vers le bas (F11_d2). Ces détails permettent d’exprimer cette similitude de forme, alors même que la forme générale de l’ombre est assez éloignée de l’objet (bonhomme filiforme pour l’ombre de F11_d2). Nous associons ce résultat à ce que Willats (2005) a mis en évidence en dehors du contexte scientifique. Ainsi, les enfants ne produiraient pas un dessin réaliste, mais une représentation efficace, c’est-à-dire une représentation dans laquelle quelque chose de spécifique peut être vu et reconnu sans ambiguïté (Willats, 2005).

23Le dessin permet aussi aux enfants de se focaliser sur un système. Ainsi, il ne s’agit pas seulement de représenter l’ombre, mais de représenter l’ombre dans son lien avec l’objet auquel elle se rapporte. La question de l’alignement nous semble particulièrement intéressante ici, car les difficultés conceptuelles et graphiques sont toutes deux importantes pour de jeunes enfants. Cela nécessite de leur part de considérer à la fois comment les trois éléments du système source lumineuse-objet-ombre sont agencés, mais aussi comment représenter cet agencement sur papier, et en particulier, représenter une projection. Les différentes catégories d’agencement du système, repérées dans les dessins, sont présentées dans le tableau 2. Le choix de dessins juxtaposés est souvent fait (F2_d1 et G11_d3) et lorsque l’alignement ne fonctionne pas, certains élèves ont recours à des flèches pour exprimer leur idée d’alignement (G17_d1 et G21_d2). Le recours aux flèches dans ces dessins nous engage à les considérer davantage comme des schémas. Ces dessins ne sont pas uniquement figuratifs, mais ils permettent de représenter ce qui n’est pas observable directement. Si la signification des flèches est multiple, on peut considérer que dans les dessins G17_d1 et G21_d2, les flèches servent essentiellement à matérialiser des rayons lumineux. C’est un usage que Lavarde (1996) relève de manière précoce dans les dessins d’enfants. Nous notons un deuxième type de flèche dans le dessin G17_d1 pointant vers le soleil. Il est difficile d’en donner une interprétation avec les données dont nous disposons. Nous pouvons faire l’hypothèse que cette flèche joue un rôle que Lavarde (1996) identifie comme « pointeur » pour désigner le soleil et rectifier la trajectoire, indiquer le point de départ effectif des rayons lumineux matérialisés ensuite. Pour le dessin G21_d2, les propos de l’élève sur son dessin explicitent le rôle de la flèche pour indiquer une direction :

  • 5 Traduction du grec au français par les auteurs.

« D’abord le soleil, il éclaire le bonhomme et il [le bonhomme] a une ombre. Les rayons vont dans cette direction [montrant le bonhomme] donc j’ai dessiné le soleil qui éclaire sur lui et ensuite son ombre apparaît »5.

24Les figures 3A et 3B donnent deux exemples qui illustrent la recherche de solution par deux enfants. Pour l’enfant F11, le plan de la feuille est une première difficulté par rapport à l’idée qu’il semble avoir construite d’une ombre « derrière » l’obstacle. Il dépasse cette difficulté en adoptant une représentation par juxtaposition. Notons que, dans ce dessin F11_d3, l’enfant utilise un bonhomme pour représenter la source lumineuse. L’enseignant explique ce choix en racontant un moment informel dans lequel elle a fait jouer trois élèves pour incarner le système source lumineuse-objet-ombre. Le dessin F11_d3 est le seul dans la classe à évoquer ce moment. C’est à ce titre une illustration intéressante de l’interaction entre différentes modalités, graphiques et gestuelles, pour accompagner l’enfant dans sa construction de sens.

Fig. 3A : exemple de dessins, et commentaires associés, illustrant les difficultés rencontrées pour représenter un alignement source lumineuse-objet-ombre [F11_d3, 4 ans]

Fig. 3A : exemple de dessins, et commentaires associés, illustrant les difficultés rencontrées pour représenter un alignement source lumineuse-objet-ombre [F11_d3, 4 ans]

[Commentaire de l’enseignant] Il dessine d’abord un rond autour du bonhomme « je ne peux pas la [l’ombre] dessiner derrière à cause de la feuille », après hésitation, il dessine de part et d’autre du bonhomme. Il désigne l’ombre d’un côté en noir et la lumière de l’autre en jaune.

Fig. 3B : exemple de dessins, et commentaires associés, illustrant les difficultés rencontrées pour représenter un alignement source lumineuse-objet-ombre [F6_d3, 5 ans]

Fig. 3B : exemple de dessins, et commentaires associés, illustrant les difficultés rencontrées pour représenter un alignement source lumineuse-objet-ombre [F6_d3, 5 ans]

[Commentaire de l’enseignant] Elle dessine d’abord le bonhomme, puis le soleil, puis commence 3 dessins d’ombres à 3 positions différentes avant de dessiner une ombre projetée à une 4e position.

25Le dessin F6_d3 illustre le tâtonnement de certains enfants pour arriver à une position de l’ombre qui les satisfait. Le dessin permet ainsi à l’enfant de réviser ses propositions tout en gardant une trace des premières propositions. L’activité de dessin peut ainsi être perçue comme un problème ouvert dans laquelle les enfants élaborent leurs propres représentations (Papandreou, 2014) et engage de premières stratégies de résolution de problème précédemment retrouvées chez de jeunes enfants telles que le tâtonnement, le recours à des connaissances antérieures ou à des observations, ainsi que le recours à des représentations symboliques (Allard & Samson, 2019).

Tableau 2 : différentes solutions pour représenter l’alignement entre source lumineuse-objet-ombre

Tableau 2 : différentes solutions pour représenter l’alignement entre source lumineuse-objet-ombre

3.2. Progression dans les représentations des ombres

26Nous nous sommes ensuite intéressées à la progression dans les dessins produits au cours de l’intervention didactique en repérant des niveaux de réceptivité des enfants, ou leur niveau de compréhension du phénomène de formation des ombres. Nous nous appuyons pour cela sur une approche développementale, considérant le passage d’une vision intra-objectale à une vision inter-objectale du phénomène de formation des ombres (Resta-Schweitzer, 2011), ainsi qu’à l’approche par construct map (Plummer et al., 2020), pour définir différents niveaux de sophistication de l’idée d’ombre à l’école maternelle (tableau 3).

Tableau 3 : niveaux de description du phénomène de formation des ombres et catégories de traitement associées

Tableau 3 : niveaux de description du phénomène de formation des ombres et catégories de traitement associées

27Chaque dessin d’enfant a ainsi été associé à un niveau de construction en fonction des éléments graphiques repérés dans le dessin et des catégories de sens auxquels ils renvoient. Cela a nécessité un choix de hiérarchisation des catégories identifiées en tableau 1 et 2 pour définir des niveaux de complexité croissante allant d’une vision intra-objectale à une vision inter-objectale. Ce choix a porté essentiellement sur les catégories considérant la présence des objets du système et leur alignement. En effet, les catégories associées au dessin de l’ombre (remplissage, détails) ne permettent pas de repérer de progression cohérente. Ainsi, pour les dessins présentés en exemple en figures 2A et 2B (rappelés dans le tableau 3), G8_d1 présente des éléments graphiques (trois éléments du système, alignement, représentation de rayons lumineux) qui l’associent au niveau 4 ; F14_d1 présente des éléments graphiques moins développés (objet-ombre) qui l’associent au niveau 1.

28Nous avons ensuite tracé un slopegraph, pour représenter graphiquement les changements observés d’un dessin à l’autre et repérer des régularités dans les progressions (figure 4), nous permettant ainsi de discuter de la réceptivité de ces dessins. Rappelons que dans un slopegraph, chaque ligne représente une trajectoire, le passage d’une idée à une autre. L’épaisseur d’une ligne est proportionnelle au nombre d’enfants ayant suivi cette trajectoire. Nous avons représenté en bleu les progressions et stagnations, et en jaune les régressions. La tendance générale observée sur le tableau 4 correspond à une progression vers des niveaux plus élaborés de l’idée d’ombre. En début d’intervention didactique, une majorité des enfants expriment des idées que nous avons catégorisées de niveau 1, c’est-à-dire, relevant d’une vision inter-objectale du phénomène, et associant l’ombre à un objet uniquement. La tendance observée est une progression vers le niveau 3 au milieu de l’ID-Ombre (14 enfants passent du niveau 1 à 3, 5 du niveau 2 à 3), puis une stabilité en fin d’intervention. Certains enfants continuent à progresser avec une sophistication des dessins observée en fin d’intervention didactique (plan de projection de l’ombre, rayon lumineux, flèches, etc.). Quelques régressions sont observées mettant en évidence que les idées des enfants ne sont pas nécessairement stabilisées.

Figure 4 : évolution dans les idées des enfants exprimées dans les dessins au cours de l’intervention didactique

Figure 4 : évolution dans les idées des enfants exprimées dans les dessins au cours de l’intervention didactique

Progression-stagnation en bleu ; régression en jaune. Le nombre entre parenthèses correspond au nombre d’enfants dont les idées ont été catégorisées dans un niveau (33 au total).

29Des exemples de trajectoires, avec les dessins correspondants sont présentés dans le tableau 4. Ces dessins sont accompagnés des commentaires des enfants, lorsque ceux-ci dépassent la désignation d’éléments reconnaissables dans le dessin (« ça c’est moi, ça c’est mon ombre, ça c’est la soleil »). Notons que les premiers dessins sont accompagnés de davantage de commentaires, par ailleurs particulièrement nécessaires pour interpréter les dessins. Les dessins suivants ont fait l’objet de moins de commentaires de la part des enfants. Il peut cependant être nécessaire de faire expliciter certains choix graphiques opérés par les enfants. Ainsi dans son commentaire du dessin 3, l’enfant G13 signifie un choix esthétique qui n’est pas en lien avec son explication du phénomène de formation des ombres. Le choix de couleur semble guidé davantage par un critère affectif et moins par un critère de réalisme (Burkitt, Barrett & Davis, 2004), et l’enfant intègre volontairement, dans son dessin, des éléments imaginaires qui vont à l’encontre de l’observation. Calmettes (2000) avait relevé chez des élèves plus âgés, la « possibilité d’interférences dans leurs productions avec des aspects d’ordre affectifs » (p. 10), et la difficulté observée jusqu’à l’âge de 10-11 ans de séparer ce qui est inventé de ce qui est observé. En revanche, la remarque de l’enfant G13 dans notre travail témoigne d’une intentionnalité « je sais qu’en réalité […] mais j’ai envie » qui peut justement servir de levier pour introduire progressivement avec les enfants ce qui caractérise des dessins de nature scientifique, en lien avec des observations, des caractéristiques associées à un phénomène ou un concept (ibid.).

30Par ailleurs, les trajectoires tracées dans la figure 4, et dont nous donnons des exemples dans le tableau, mettent aussi en évidence l’intérêt du dessin 2. La tâche proposée aux enfants s’appuie sur une ombre déjà dessinée et extraite des illustrations de l’album lu (figure 1). Les enfants doivent remonter à l’objet qui a pu produire cette ombre. Tous les enfants représentent une source lumineuse dans ce deuxième dessin. Pour une grande partie (23/33), l’objet est positionné entre la source lumineuse et l’objet. L'ombre déjà dessinée dans le dessin 2 semble donc fonctionner comme un étayage pour les enfants. En effet, ces dessins 2 expriment davantage une similarité entre les formes de l'objet et de l'ombre, et un agencement efficace de l'objet et de la source lumineuse par rapport à cette ombre. En revanche, nous observons aussi une régression entre le dessin 2 et le dessin 3 pour quatre enfants, tous plus jeunes (4-5 ans), qui positionnent l’ombre entre l’objet et la source lumineuse dans le dessin 3. On peut faire l’hypothèse que la tâche associée au dessin 2 facilite la représentation pour les élèves et en particulier les plus jeunes, même si leur compréhension du phénomène n’est encore pas stabilisée.

31Au-delà de tendances repérables pour l'ensemble des dessins, une observation fine de certains dessins permet d'inférer des aides spécifiques qui pourraient être apportées pour que les enfants progressent dans leur explication du phénomène de formation des ombres. Par exemple, dans le dessin G8_d1 (figure 2A), on trouve un alignement et un contour de l’ombre assez précis qui peuvent être considérés comme avancé pour un enfant de cet âge (Luquet, 1977). On note cependant que l’ombre représentée n’est pas uniformément sombre. L’enfant a choisi de griser uniquement le chapeau, laissant un doute sur son intention de représenter l’ombre comme absence de lumière. Au contraire, sur le dessin G2_d1 (tableau 2), l’ombre correspond assez précisément à la forme de l’objet correspondant, et la couleur sombre uniforme de cette ombre donne au dessin une certaine précision par rapport au phénomène réel. En revanche, la position de la source lumineuse par rapport à l’objet et à son ombre ne permet pas d’expliquer la formation de cette ombre. Pour ces deux dessins, l’attention des enfants doit être portée sur un aspect différent du dessin pour leur permettre de progresser : pour l’un, il s’agit de se concentrer sur l’ombre elle-même (pourquoi griser une partie de l’ombre seulement et un contour pour le reste ?), pour l’autre, c’est l’alignement du système qui doit être travaillé. Le travail d'analyse didactique permet d'inférer une réceptivité des enfants au concept d'ombre. Au delà du travail du chercheur, repérer la réceptivité des enfants au concept ombre dans les dessins peut aider l'enseignant à concevoir des activités qui apportent des aides spécifiques et, le cas échéant à travailler avec des petits groupes d'enfants ayant des idées similaires.

Tableau 4 : exemples de séries de dessins illustrant différentes trajectoires

Tableau 4 : exemples de séries de dessins illustrant différentes trajectoires

4. Discussion et conclusion

32Dans cet article, nous nous sommes appuyées sur des séries de dessins réalisés par des enfants de 4 à 6 ans au cours d’une intervention didactique portant sur le phénomène de formation des ombres. Le contexte de production des dessins dans une activité scientifique donnée a permis d’inférer un sens aux éléments graphiques présents dans les dessins. De plus, le regard porté sur ces dessins s’inscrit dans deux dimensions, la productivité des dessins et la réceptivité des dessins. L’analyse met en évidence que l’activité de dessin proposée dans cette intervention didactique sur la formation des ombres est productive. Elle permet à de jeunes enfants, même avec une expression graphique naissante, de trouver des solutions pour produire des représentations efficaces, c’est-à-dire, en reprenant la définition de Willats (2005), des représentations dans lesquelles certains éléments graphiques peuvent être reconnus sans ambiguïté. Les dessins des enfants sont approximatifs, et parfois d’une très grande simplicité (bonhomme têtard) en particulier en ce qui concerne l’alignement du système, ou la représentation de l’ombre elle-même (projection, remplissage en particulier). Il n’en reste pas moins que l’analyse des dessins met en évidence des recherches de solutions, par les élèves, pour représenter le phénomène de formation des ombres. La productivité de l’activité de dessin est bien mise en évidence par des solutions inventées par les enfants pour contourner une difficulté (un rond qui entoure le dessin pour exprimer une ombre derrière, des flèches pour signifier l’interposition de l’objet entre la source lumineuse et l’objet même si l’alignement n’est pas respecté) et exprimer néanmoins un niveau de compréhension du phénomène de formation des ombres. Ainsi, les enfants n’hésitent pas à introduire dans leurs dessins des caractéristiques graphiques, qui selon nous, sont les précurseurs d’une pensée scientifique émergente, et sont les signes d’une première activité de modélisation d’un phénomène physique (Delserieys et al., 2018; Lemeignan & Weil-Barais, 1993). C’est le cas, par exemple, des dessins qui utilisent des flèches pour symboliser le trajet lumineux.

33Bien que les élèves de notre étude soient beaucoup plus jeunes, nous rejoignions les conclusions de Prain et Tytler (2012, p. 2769) en considérant que le travail de dessin d’ombre dans lequel les enfants se sont engagés au cours de l’ID-Ombre « leur permet d’élaborer des raisonnements et stratégies cognitives pertinentes en sciences », encourage le développement de compétences représentationnelles dans un cadre structurant, tout en étant très motivant du point de vue de l’élève. Nous avons aussi montré dans quelle mesure les dessins permettent de focaliser l’attention des élèves sur quelques points en particulier et de rendre donc ces points plus explicites. En ce sens, le dessin 2, dans lequel les élèves partent d'une ombre déjà dessinée pour remonter au système complet, semble un étayage intéressant qui simplifie la tâche en réduisant ce qu'il faut dessiner. Cette tâche de dessin à compléter focalise l'attention sur la correspondance de forme et le rôle de la source lumineuse. Cependant, nous ne prétendons pas que le dessin puisse se substituer au langage oral ou écrit, ou que, par l’usage du dessin, on pourrait se passer d’autres formes d’explicitation. Nous avons d’ailleurs eu besoin des commentaires des enfants ou des enseignants pour comprendre ce qui était exprimé. Les dessins, réalisés dans un cadre laissant une part importante à l’expression créative des enfants, peuvent conduire à des choix, esthétiques en particulier, qui ne sont pas nécessairement en lien avec le phénomène scientifique en jeu. La dimension affective de ces choix est mise en évidence dans d’autres recherches, dont l’objectif est de repérer comment les enfants expriment leurs émotions (Brechet, Picard & Baldy, 2007) ou comment les choix de couleur ou de taille des objets peuvent être davantage guidés par des critères affectifs que par des critères de réalisme (Burkitt, Barrett & Davis, 2004). Le noir, par exemple, est plus souvent associé à des dessins évoquant une émotion négative. Si cette dimension affective n’a pas été l’objet de notre recherche, les travaux précédemment cités rappellent la grande vigilance nécessaire à l’interprétation de dessins de jeunes enfants. Ainsi, une ombre colorée telle que celle dessinée par l’enfant G13 (tableau 4) peut refléter davantage la couleur préférée de l’enfant et moins sa compréhension du phénomène. En revanche, dans le contexte didactique des recherches que nous menons, le travail n’a pas comme finalité l’usage du dessin comme seul révélateur de ce que pense un enfant. Le dessin peut fonctionner comme un outil d’enseignement et d’apprentissage des sciences. En ce sens, il nous semble qu’avec de jeunes enfants, il est d’autant plus important que les dessins qu’ils produisent permettent de revenir a posteriori sur ce qui a été dessiné et être intégré au milieu didactique, pour rediscuter de ce que chacun a exprimé et compris à partir d’une trace lisible pour les élèves comme pour les enseignants.

34Tout au long de ce travail d’analyse, nous avons cherché à repérer dans quelle mesure les dessins indiquent une certaine réceptivité, c’est-à-dire à repérer un niveau de compréhension. Nous nous sommes appuyées sur des travaux qui documentent les difficultés des élèves pour expliquer le phénomène de formation des ombres (Delserieys et al., 2018) pour guider l’interprétation du sens de certains dessins. Par exemple, le dessin G7_d1 (tableau 2) fait apparaître une confusion ombre et image miroir, les dessins 1 présentés en tableau 4 illustrent bien une centration sur la relation ombre/objet. Selon nous, ces dessins contiennent des caractéristiques qui font sens pour les élèves par rapport à une description scientifique de la formation des ombres, mais ils mettent aussi en évidence des difficultés que les enseignants peuvent retravailler à partir des dessins. Nous montrons, ainsi, dans quelle mesure ces dessins peuvent servir d’indicateur de ce qu’un élève a compris et intégré à un moment donné, pas seulement pour le chercheur, mais aussi pour informer l’enseignant qui accompagne chaque élève dans sa classe. La dimension de réceptivité, telle que nous l’avons définie est dérivée du concept de readiness, intrinsèquement liée à celle de différenciation. Il n’est pas facile de définir des critères de différenciation en fonction du contenu abordé et du niveau de compréhension exprimé par un enfant à un instant donné. Il nous semble que l’activité de dessin, telle qu’utilisée dans cette recherche, peut être relativement facile à exploiter au cours d’un projet (au début, au milieu ou à la fin) et il serait intéressant d’étendre ce travail pour explorer dans quelle mesure une telle activité favorise le développement individuel des enfants en offrant la possibilité de suivre des différences individuelles.

35Les dessins de jeunes enfants en science ouvrent une fenêtre sur leurs idées et la façon dont ils les façonnent, mais aussi leur donnent un outil pour s’engager dans une activité scientifique. En observant de près l’activité de dessin elle-même et le discours qui l’accompagne, nous avons été en capacité de reconnaître différentes façons qu’ont les enfants de penser le monde qui les entoure (Brooks, 2009a) et d’inférer leur progression sur différents niveaux de compréhension (Plummer et al., 2020). En particulier, nous avons vu que les dessins que produisent les enfants peuvent illustrer ou mettre en évidence des obstacles à la compréhension de concepts scientifiques, repérés par d’autres méthodologies. Dans une perspective vygotskienne, Brooks (2019b) propose que le dessin puisse être une représentation visuelle de la pensée, tandis que Picard (2016) rappelle que le modèle mental construit au travers du dessin par l’élève « re-décrit les connaissances verbales sous un format non-verbal (visuel) et les articule les unes aux autres permettant d’expliciter la structure profonde du phénomène étudié » (p. 60). Nos analyses montrent particulièrement que le dessin se distingue de l’usage seul de la parole (orale ou textuelle) car il peut être vu comme un tout et fixe simultanément les différents éléments d’un système. De son côté, la parole implique une forme d’expression linéaire. En considérant le dessin comme un outil de médiation entre une compréhension existante d’un phénomène et une nouvelle (Weil-Barais & Resta-Schweitzer, 2008), il semble intéressant de continuer à explorer comment il contribue à la structuration de la pensée et la construction de sens pour les élèves de maternelle en sciences. Il s’agirait en particulier, de creuser encore davantage une différence ou complémentarité entre une modalité d’expression linéaire encouragée par la parole, et une modalité d’expression systémique encouragée par le dessin. En revanche, Brooks (2009b) rappelle que l'adulte joue un rôle essentiel pour aider l'enfant qui dessine. Au-delà du sens propre que l'enfant donne à son dessin, l'adulte doit s'engager face à ce dessin pour exprimer le sens que lui-même reconnait, et accompagner l'enfant dans des aller-retour entre l'intrapersonnel et l'interpersonnel.En revanche, Brooks (2009b) rappelle le rôle essentiel de l’adulte qui doit s’engager de manière significative face aux dessins produits par un enfant, au risque de compromettre les aller-retour entre l’intrapersonnel et interpersonnel. Ainsi, il est important que les dessins d’enfants soient appréciés pour les informations et les idées qu’ils contiennent plutôt qu’en termes de reproduction de la réalité. Ces conclusions ouvrent des perspectives en termes d’enseignement et d’apprentissage en science, à l’école maternelle de manière encore plus prégnante, pour offrir aux enfants un soutien, du temps et la possibilité de représenter des idées complexes dans leur dessin. Cela suppose, de la part des enseignants de pouvoir tenir compte des capacités des enfants à maîtriser le dessin et de la confiance qu’ils expriment dans une situation de dessin. Il nous semble ainsi crucial que les enseignants reconnaissent et développent les représentations graphiques des enfants, car ce faisant, ils aideront les enfants à naviguer entre leurs propres symboles informels et le symbolisme abstrait qu’ils devront s’approprier par la suite. Cependant, l’accent mis sur les représentations graphiques des enfants tel que nous l’avons proposé, dans un contexte scientifique à l’école maternelle, est exigeant pour les enseignants, tant du point de vue de leur compréhension conceptuelle, que dans leur manière de gérer la classe. Cela ouvre la voie à des recherches centrées davantage sur les pratiques de classe pour explorer comment, par le dessin en science, les enseignants peuvent développer des opportunités pour exploiter le potentiel des enfants en tant que penseurs, constructeurs et communicants de leurs réalités.

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Notes

1 Nous faisons référence dans cet article à une forme de dessin libre, c’est-à-dire, dans lequel l’enfant ne recopie pas un autre dessin et ne suit pas des instructions guidées pas à pas.

2 Ce texte est issu d’une collaboration internationale dans laquelle le travail est réalisé en anglais. Plusieurs références sont issues d’une littérature anglophone. Les citations utilisées ont été traduites par les auteurs pour faciliter la lecture en français.

3 Album de Jean-Pierre Kerloc'h et Fabric Turrier, Il ne faut pas faire pipi sur son ombre, Milan jeunesse.

4 Ce commentaire a été traduit du grec au français par les auteurs.

5 Traduction du grec au français par les auteurs.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 : enchaînement des tâches durant l’intervention didactique sur les ombres (ID-Ombre)
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/3358/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 130k
Titre Fig. 2A : exemple de repérage des éléments graphiques [G8_d1]
Légende [Commentaire enseignant] Il commence son dessin en regardant l’ombre de sa main sur la table. « J’ai dessiné le soleil pour qu’il y ait l’ombre, je l’ai fait en hauteur [haut du dessin]. [Les lignes qui sortent du soleil] c’est le soleil qui m’éclaire et mon ombre apparaît quand les nuages s’ouvrent. »4
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/3358/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 223k
Titre Fig. 2B : exemple de repérage des éléments graphiques [F14_d1]
Légende [Commentaire de l’enseignant] Elle commence par se dessiner et l’indique, puis dessine une ombre qu’elle désigne et explique : « Quand il y a du soleil, quand elle marche là-bas, l’ombre elle la suit ».
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/3358/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 180k
Titre Tableau 1 : différentes solutions pour dessiner ombre et lumière
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/3358/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 443k
Titre Fig. 3A : exemple de dessins, et commentaires associés, illustrant les difficultés rencontrées pour représenter un alignement source lumineuse-objet-ombre [F11_d3, 4 ans]
Légende [Commentaire de l’enseignant] Il dessine d’abord un rond autour du bonhomme « je ne peux pas la [l’ombre] dessiner derrière à cause de la feuille », après hésitation, il dessine de part et d’autre du bonhomme. Il désigne l’ombre d’un côté en noir et la lumière de l’autre en jaune.
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/3358/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 141k
Titre Fig. 3B : exemple de dessins, et commentaires associés, illustrant les difficultés rencontrées pour représenter un alignement source lumineuse-objet-ombre [F6_d3, 5 ans]
Légende [Commentaire de l’enseignant] Elle dessine d’abord le bonhomme, puis le soleil, puis commence 3 dessins d’ombres à 3 positions différentes avant de dessiner une ombre projetée à une 4e position.
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/3358/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 262k
Titre Tableau 2 : différentes solutions pour représenter l’alignement entre source lumineuse-objet-ombre
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/3358/img-7.jpg
Fichier image/jpeg, 305k
Titre Tableau 3 : niveaux de description du phénomène de formation des ombres et catégories de traitement associées
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/3358/img-8.jpg
Fichier image/jpeg, 321k
Titre Figure 4 : évolution dans les idées des enfants exprimées dans les dessins au cours de l’intervention didactique
Légende Progression-stagnation en bleu ; régression en jaune. Le nombre entre parenthèses correspond au nombre d’enfants dont les idées ont été catégorisées dans un niveau (33 au total).
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/3358/img-9.jpg
Fichier image/jpeg, 183k
Titre Tableau 4 : exemples de séries de dessins illustrant différentes trajectoires
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/3358/img-10.jpg
Fichier image/jpeg, 438k
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Pour citer cet article

Référence papier

Alice Delserieys et Maria Kampeza, « Le dessin comme outil d’enseignement-apprentissage en sciences à l’école maternelle »RDST, 22 | 2020, 93-122.

Référence électronique

Alice Delserieys et Maria Kampeza, « Le dessin comme outil d’enseignement-apprentissage en sciences à l’école maternelle »RDST [En ligne], 22 | 2020, mis en ligne le , consulté le 27 octobre 2021. URL : http://journals.openedition.org/rdst/3358 ; DOI : https://doi.org/10.4000/rdst.3358

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Auteurs

Alice Delserieys

Aix-Marseille Université, ENS Lyon, ADEF (EA 4671)

Articles du même auteur

Maria Kampeza

Université de Patras, Department of Educational Sciences and Early Childhood Education, Grèce

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Droits d’auteur

© Éditions de l’École normale supérieure de Lyon

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