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Dossier

Analyse comparée de séances de géologie à l'école primaire. Problématisation et action conjointe élève-professeur

Comparative Analysis of Geosciences. Classroom Sessions at Primary School. Problem Based-Learning and Teacher-Students' Joint Action
Jérôme Santini et Patricia Crépin-Obert
p. 25-52

Résumés

Dans cet article, nous menons des analyses didactiques d’études de cas de séances de géologie en école primaire. Nous conduisons nos analyses dans les cadres théoriques de l’apprentissage par problématisation et de l’action conjointe en didactique. Nos conclusions portent sur les conditions didactiques qui permettent à l’élève d’étudier en classe. Elles interrogent également le travail mené par les professeurs pour aménager ces conditions. Enfin, la comparaison des résultats produits permet de discuter les convergences et les divergences des deux cadres théoriques mobilisés dans cet article, et d’établir des possibilités de travaux communs.

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Texte intégral

Introduction

1Nous étudions ici deux séances de géologie dans les classes de professeurs expérimentés et, par un double éclairage théorique, nous cherchons à faire avancer la connaissance sur les situations les plus propices à l’étude des savoirs scientifiques par les élèves. Nous conduisons nos analyses respectivement au sein de la théorie de l’apprentissage par problématisation (TAP) (Fabre & Orange, 1997 ; Orange, 2012) et de la théorie de l’action conjointe en didactique (TACD) (Sensevy & Mercier, 2007 ; Sensevy, 2011). Dans la suite de l’article, nous utilisons, pour plus de commodités, les sigles TAP et TACD. Dans une perspective comparatiste, la deuxième visée de cet article est d’éprouver, et d’expliciter, les possibilités de travail commun entre didacticiens de deux théories utilisées en didactique des sciences.

1. Une double perspective théorique en didactique

2Dans le cadre imparti de cet article, nous ne pouvons faire qu’une présentation très succincte des deux cadres théoriques, complétée par des références à des textes séminaux (sans chercher l’exhaustivité). Nous pouvons également signaler que ces deux cadres sont mobilisés dans des articles de numéros précédents de la revue RDST et qu’ils peuvent donc être familiers pour certains lecteurs qui pourront aller directement à la sous-partie 1.3 de comparaison liminaire.

1.1. La théorie de l’apprentissage par problématisation (TAP)

3La TAP est basée sur la participation de l’élève à la construction de problèmes, depuis l’élaboration du problème jusqu’à sa résolution. Elle s’oppose d’un point de vue épistémologique aux pédagogies de la réponse qui se rabattent sur la solution en écrasant le problème. A l’inverse, la TAP envisage de libérer le sens de la recherche en déployant au maximum « l’espace problématique » (Fabre, 1993). Plusieurs caractéristiques des savoirs scientifiques les rendent opérants et les lient étroitement aux problèmes : ces savoirs permettent de résoudre des problèmes explicatifs par une articulation raisonnée d’arguments empiriques et explicatifs, soumis à la critique collective, et ces savoirs sont apodictiques dans la mesure où ils sont construits dans une articulation de nécessités (Orange, 1997, 2012).

1.2. La théorie de l’action conjointe en didactique (TACD)

4La TACD appréhende l’étude des situations d’enseignement/apprentissage depuis le primat de la grammaire de l’action (au sens de Wittgenstein, 2004 ; Sensevy & Mercier, 2007) c’est-à-dire en attribuant une prééminence à la logique interne, et immanente aux pratiques, de l’action didactique pour mieux la comprendre. Cette perspective théorique s’actualise dans une modélisation de l’action didactique dans un système de cinq types de jeux de savoirs (Sensevy, 2011 ; Santini, 2013) : un jeu didactique générique qui se décline en jeux d’apprentissage spécifiques du savoir en jeu, un jeu épistémique source modèle d’une pratique sociale de référence (Martinand, 1986 ; Johsua, 1997) et composé de jeux épistémiques élémentaires et, à l’articulation didactique/épistémique, des jeux épistémiques émergents, en actes, de l’action didactique.

1.3. Comparaison liminaire des deux cadres théoriques

5Au préalable, notre projet de comparaison nécessite de s’arrêter a minima sur les questions de ce que nous comparons et du pourquoi nous comparons (Vigour, 2005). Dans cette perspective, nous nous inscrivons à la suite de Detienne (2000), en particulier à partir de la citation suivante : « Les comparables, ce sont les plaques d’enchaînement décidées par un choix, un choix initial. Historiens et anthropologues sont entraînés à travailler ensemble, privilégient des assemblages réalisés à partir de choix logiques, voisins mais différents » (p. 54). Dans cet article, nos comptes rendus des analyses des cas étudiés peuvent se comprendre comme des « plaques d’enchaînement décidées par un choix [...] initial », c’est-à-dire des ensembles d’analyses conduites à partir des hypothèses fondant nos cadres théoriques. De même que les historiens et anthropologues cités par Detienne, les didacticiens de la TAP et de la TACD ont mutatis mutandis des « choix logiques, voisins mais différents » en didactique des sciences.

6D’un point de vue théorique de didactique des sciences, cela mérite de questionner a priori les hypothèses concernant la modélisation du savoir et le processus d’apprentissage en TAP et en TACD. De manière succincte, en TAP, le savoir est modélisé en lien avec des problèmes explicatifs, sans se réduire à leur solution, et est raisonné (Orange, 2012). Tout aussi succinctement, en TACD, le savoir est modélisé comme un système de capacités épistémique, épistémologique, esthétique, etc. (Sensevy, 2011). Concernant le processus d’apprentissage, il est appréhendé en TAP dans la construction de l’apodicticité des savoirs et, en TACD, dans la continuité entre jeux d’apprentissage et jeux épistémiques. TAP et TACD constituent ainsi deux constructions théoriques différentes mais proches. En effet, il semble difficile de gagner des capacités nécessaires aux savoirs scientifiques (TACD) sans lien avec les problèmes explicatifs qui les fondent (TAP) ainsi que, a contrario, de travailler des problèmes explicatifs (TAP) sans gagner de nouvelles capacités pour une plus grande puissance d’agir (TACD). De même, en TAP, la construction de l’apodicticité se fait dans des mises en relation entre éléments des différents registres et, en TACD, ces mises en relations peuvent également se comprendre en termes de continuité entre jeux d’apprentissage et jeux épistémiques.

7Le travail commun des études de cas vise à nous permettre d’aller plus loin que ces premières proximités didactiques entre TAP et TACD, et notamment dans les irréductibilités entre nos deux cadres théoriques. En retour, nous attendons que ce travail de comparaison prolonge, et alimente, notre question initiale de recherche concernant les situations didactiques propices à l’étude des élèves.

2. Éléments méthodologiques

2.1. Des convergences méthodologiques

8Les études de cas présentées ici se composent, pour moitié, d’une reprise de travaux publiés (Crépin-Obert, 2010, Santini, 2012) et, pour l’autre moitié, d’analyses originales par un auteur de l’article sur le corpus de l’autre auteur, travaillées spécifiquement pour cet article. Ce travail est rendu possible par de fortes convergences méthodologiques, qui facilitent d’autant pour chacun l’échange de corpus.

9Une première convergence entre nos deux études (et, plus largement, entre les études menées en TAP et en TACD) est qu’elles ont pour objet l’action didactique effective. En effet, nos deux travaux s’intéressent à ce qui s’est réellement déroulé dans les classes, au plus près de l’action. Nous ne nous contentons pas des déclarations des acteurs sur ce qui s’est passé, mais, au-delà du souvenir de l’action, nous développons des dispositifs méthodologiques d’enregistrement de traces de l’action, en particulier avec l’outil vidéo.

10Nos deux études sont ainsi deux études cliniques (au sens de Foucault, 1963). Il s’agit ainsi d’être, métaphoriquement, au chevet du malade pour mieux le comprendre, à partir d’une observation conceptuellement outillée et d’une anamnèse de son vécu. Toutefois, en didactique, il convient de souligner que « l’équivalent du “lit” du malade est, pour l’enseignement, “la classe” et non pas “l’élève” » (Chevallard, in Leutenegger, 2000, p. 226), ni d’ailleurs « l’enseignant » (ibid.). Dans cette veine, nos études cliniques se donnent bien comme objet le système didactique dans son ensemble, ce qui constitue un deuxième point fort de convergence.

11Un troisième point fort de convergence concerne le type de données produites. Dans nos deux études, les données travaillées sont semblables : il s’agit de films de séances de classe, de leur retranscription et de traces associées aux séances filmées (documents distribués, productions des élèves, etc.). Toutefois, nous avons pu noter une divergence dans les choix de retranscription vis-à-vis de la ponctuation. Nous avons aisément dépassé cette difficulté par un retour aux films et une harmonisation de nos choix de transcription par le recours à une référence tierce et reconnue (Vion, 2000).

2.2. Une dimension comparatiste

12Outre nos cadres théoriques respectifs, nous mobilisons une approche comparatiste en didactique (Mercier, Schubauer-Leoni & Sensevy, 2002 ; Sensevy, 2008), tel qu’elle se construit, notamment, au sein de l’Association pour des recherches comparatistes en didactique (ARCD, 2014) ou dans le champ des comparative didactics (Hudson & Meinert, 2011). Dans le cadre de cet article, notre approche comparatiste est double : il s’agit à la fois de comparer des séances de classes différentes, mais également de comparer les résultats produits par l’analyse de ces séances dans chacun des deux cadres théoriques mobilisés.

13Notre corpus se compose de la transcription de deux séances de classe filmées, de leurs documents associés, conçus par l’enseignant ou produits par la classe. Pour cette étude, nous sélectionnons deux pratiques professorales se réclamant d’une démarche d’investigation et dont une précédente analyse a pu montrer une certaine efficacité (Crépin-Obert, 2010b ; Santini, 2012). Toutefois, à la suite de Schubauer-Leoni & Leutenegger, nous abordons l’analyse de ces deux séances comme deux séances ordinaires au sens de « ce qui peut être rencontré partout » (2002, p. 228).

14Notre approche comparatiste peut donc s’appuyer sur plusieurs points de similitude : un même niveau d’enseignement (le cycle 3 de l’école primaire, c’est-à-dire des élèves de 9-10 ans), un enseignement dans un même champ scientifique (la géologie), des professeurs expérimentés et reconnus comme tels par l’institution scolaire (maîtres-formateurs), et une pratique de classe articulée autour d’un débat, semblable au « débat scientifique dans la classe » tel que décrit par Johsua et Dupin (1989), et qui fait suite à des activités de classe conçues par le professeur comme préparatoires au débat.

15Dans les deux classes, l’enseignant a conduit l’étude des élèves vers une démarche d’investigation, respectivement sur l’origine des fossiles en CM1 (4e primaire) ou sur le mécanisme des séismes en CM2 (5e primaire). Pour chaque cas, nous allons présenter un synopsis commun de la séance étudiée, une analyse commune des savoirs scientifiques étudiés, une première analyse didactique depuis la TAP par P. Crépin-Obert, puis une deuxième analyse didactique depuis la TACD par J. Santini. À la suite, nous discutons les résultats de nos études de cas dans la double visée des questions de recherche travaillées dans cet article, à savoir contribuer à la connaissance des situations propices à l’étude des sciences et faire dialoguer deux cadres théoriques, TAP et TACD, utilisés en didactique des sciences.

3. Deux études de cas de séances de géologie

3.1. Une séance sur l’origine des fossiles en CM1

3.1.1. Synopsis commun de la séance étudiée

16Le professeur en CM1 est un professeur des écoles, maître-formateur, ayant un cursus universitaire en biologie végétale et ayant sept ans d’ancienneté. Le projet de séquence qu’il a menée se réfère au modèle pédagogique par investigation-structuration (Astolfi & Develay, 1989). La séance étudiée est la quatrième d’une séquence, où les premières activités (tri, classement puis recueil des conceptions initiales des élèves) ont favorisé l’observation de la diversité des êtres vivants, actuels et anciens, et le questionnement des élèves en donnant matière à un problème paléontologique à faire vivre à la classe. Cette séance privilégie une situation de débat à partir de la confrontation de quelques conceptions, sélectionnées par l’enseignant, sur la définition d’un fossile, sa formation et son intérêt. La séance est découpée en trois phases : 1) une consultation libre par les élèves de toutes les réponses exposées de la classe, 2) une discussion organisée autour de l’explication par chacun des élèves retenus (huit au total) de sa conception sur les fossiles soumise à la critique collective, et 3) une synthèse des idées débattues qui donne lieu à un texte écrit par l’enseignant sous la dictée des élèves.

3.1.2. Analyse commune des savoirs scientifiques

17En TAP, comme en TACD, les analyses didactiques sont nécessairement adossées à une analyse des savoirs scientifiques mis à l’étude dans les classes. Dans l’espace de cet article, nous rendons compte de cette analyse à partir d’une grille d’analyse développée, en didactique des sciences, par Buty, Tiberghien et Le Maréchal (2004). Dans cette grille, l’apprentissage s’envisage dans des relations entre un monde idéel de « théorie/modèle » et un monde réel d’« objets/événements ». Les hypothèses d’apprentissage discutées par ces auteurs (p. 582-586) sont compatibles avec celles que nous avons présentées ici pour la TAP et la TACD (Sensevy & Santini, 2006, p. 181-182).

Tableau 1 : analyse des savoirs paléontologiques à enseigner au cours moyen (4e et 5e primaire)

Déjà appris Déjà connu du quotidien À enseigner
Théorie/modèle La variété des êtres vivants se subsument en espèces.
L’Homme actuel est une évolution d’hommes préhistoriques.
La chronologie.
Des êtres vivants familiers, comme le chien ou la rose, appartiennent un même ensemble (l’espèce) mais présentent des variétés morphologiques.
Un moule permet de donner une forme.
Un fossile est une trace naturelle d’un être vivant, végétal ou animal.
Les êtres vivants fossilisés ont vécu à la période où les sédiments formant la future roche sont déposés.
Les êtres vivants fossilisés s’inscrivent dans l’évolution et l’extinction des espèces.
Les fossiles sont les témoins de l’histoire de la Terre.
Relations Certains êtres vivants ont des caractères de ressemblance.
Les éléments d’une frise sont rangés par antériorité.
Ce sont des relations d’analogie morphologique qui permettent de subsumer des êtres vivants particuliers sous une catégorie plus générale.
La matière remplit les creux du moule, puis se solidifie.
Des êtres vivants, aujourd’hui disparus, ont vécu dans les temps géologiques.
Un lien de parenté peut être construit entre des espèces actuelles et des espèces fossiles
La matière de l'être vivant (coquille, os, partie molle, etc.) peut être remplie ou remplacée par de la matière minérale et garder sa forme.
Le processus de fossilisation est d’une durée supérieure à celle de l’échelle humaine.
Objets/événements Des collections taxonomiques exemplaires.
Des frises chronologique.
Animaux familiers.
Végétaux usuels.
Des moulages.
Des fossiles d’animaux et de végétaux, des reproductions, des descriptions ou des images de ces fossiles :
- être vivant complètement fossilisé,
- morceau d’être vivant fossilisé,
- moulage interne,
- moulage externe,
- trace de vie laissée par un être vivant.
Des représentants actuels d’espèces analogues de fossiles (e.g. Nautile et Ammonite).
Datations de roches ou de fossiles.

18Ce travail d’analyse des savoirs paléontologiques fonde nos analyses didactiques, suivantes, en TAP et en TACD, notamment dans la reconstruction d’une certaine normativité dans l’apprentissage des sciences.

3.1.3. Analyse didactique en TAP

19Depuis les perspectives développées en TAP, nous nous sommes concentrés, dans l’analyse de cette séance, sur le problème explicatif de l’origine des fossiles. Pour en rendre compte, nous commençons par présenter un espace des contraintes en jeu lors du débat sur l’origine des fossiles (cf. fig. 1) obtenu par l’analyse du verbatim de la séance dans le cadre de la TAP. Il représente la dynamique d’argumentation lors d’un extrait de la séance menée en CM1 (12 minutes). Nous sélectionnons ce moment de classe car un grand nombre d’élèves, douze sur les vingt-neuf que compte la classe, participent au débat collectif d’une confrontation de conceptions initiales (extrait 1 infra). Il y a une co-construction du problème de l’origine des fossiles au sein du groupe classe qui constitue la controverse principale, en réseau avec d’autres problèmes (tels que leur formation en synergie, ou non, avec la pierre encaissante).

20Afin de caractériser, dans cette séance, la construction d’un savoir scientifique apodictique, nous y analysons également les contraintes dans les raisonnements des élèves. Ici, un registre empirique est mis en tension avec deux logiques explicatives : une logique d’artificialisme, où les fossiles sont façonnés par l’homme, versus une logique de naturalisme, où les fossiles sont issus d’un modelage naturel. Les contraintes mobilisées par les élèves concernent des éléments du registre empirique relatifs à l’ornementation précise des coquilles fossiles, la complémentarité de forme moulée entre la roche et la coquille, l’incrustation du fossile emprisonné dans sa gangue rocheuse ou encore le morcellement d’un fossile récolté et sa taille. De plus, l’habilité manuelle et l’utilité des fossiles pour les hommes préhistoriques sont remises en cause en regard des poteries qu’ils ont pu fabriquer. Ainsi, l’ensemble de ces contraintes rend peu probable le fait que les hommes préhistoriques aient pu tailler les fossiles comme d’autres poteries. Cette proposition initiale d’élève devient, au fil de la discussion, une impossibilité, contrainte par réfutat. Quels jeux d’ouverture sur des possibles et de fermeture sur des nécessités dans cette controverse scolaire ? C’est de l’alternance entre des objections et des possibles que peu à peu émergent les nécessités convergentes vers une origine naturelle : nécessité d’un temps long de millions d’années, condition nécessaire mais insuffisante ; nécessité d’un autre état de la roche actuelle, dure, pour que le fossile puisse prendre forme ; nécessité d’une fossilisation de l’animal au cours de la diagénèse du sédiment originel. Nous poursuivons cette analyse sur l’ensemble de la séance, ce dont nous rendons compte avec l’espace de contraintes ci-après.

21Extrait 1

3.1.4. Analyse didactique en TACD

22Nous commençons par présenter un tableau synoptique de l’analyse de la séance dans le cadre de la TACD. C’est une première macroanalyse de la séance, avant de procéder à une analyse microdidactique d’extraits.

Tableau 2 : tableau synoptique de l’analyse de la séance sur les fossiles en CM1

Jeu d’apprentissage Temps (TdP) Objets du milieu didactique matériels (M) et symboliques (S) introduits par : Jeu épistémique émergent
P E P & E
1- lire les affiches sur la définition et l’origine des fossiles (produites lors de la séance précédente) 10’ environ 1S 0 1M confronter des hypothèses sur la nature et la formation des fossiles
2- débattre de la fabrication de fossiles par les hommes préhistoriques (extrait 1) 4'-16'
(4P-116P)
0 13S 1M argumenter l’origine artificielle des fossiles
3- débattre de la formation des fossiles par croissance minérale 16'-24'
(117E-253E)
0 6S 1M argumenter le processus de fossilisation
4- débattre de la correspondance entre fossiles et animaux morts (extrait 2) 24'-31'
(254P-354P)
1S 6S 1M argumenter l’origine naturelle des fossiles
5- débattre de la fossilisation préférentielle des parties dures 31'-34'
(355P-396P)
0 0 1M + 1S argumenter le processus de fossilisation
6- débattre de la durée du processus de fossilisation 34'-38'
(397E-458E)
0 2S 1M + 1S
7- débattre de la croissance de l’animal dans la roche 38'-43'
(459P-517E)
0 5S 1M
8- débattre de l’origine de la roche dans le processus de fossilisation 43'-48'
(518E-558P)
0 5S 1M
9- retrouver les idées du débat 48'-60'(?) 0 0 1M faire le compte rendu d’un débat scientifique sur la nature et la formation des fossiles

23Ce tableau montre une succession de neuf jeux d’apprentissage, dont sept ont un élément de débat sur les fossiles pour enjeu. Le déroulement de ces sept jeux d’apprentissage de débat fait émerger deux jeux épistémiques d’argumentation, un sur l’origine (artificielle ou naturelle) des fossiles et un sur le processus de fossilisation. À la suite de Tiberghien, Buty et Le Maréchal (2005), argumenter est entendu ici au sens de Ohlsson : « Argumenter, c’est énoncer des raisons pour (ou contre) une position particulière sur une certaine question, et par ce moyen augmenter (ou diminuer) la confiance du destinataire dans l’exactitude de la position. » (1996, p. 51, notre traduction).

24La lecture de la troisième colonne « objets du milieu didactique » fait apparaître un grand nombre d’objets introduits par les élèves. Ce qui nous conduit à un grain plus fin, à présenter l’analyse de deux extraits de la séance (replacés, en gras, dans la figure et le tableau précédents).

Extrait 1

4 P1 : alors maintenant + ce qu’on va faire, je vais demander à certains d’entre vous + j’ai tiré des transparents de votre travail et vous allez venir expliquer aux autres ce que vous avez fait + on va le lire ensemble et vous expliquez ce que vous avez fait + d’accord + et après on en discute + c’est pas du tout pour se moquer + pour dire c’est juste c’est faux + c’est pas un problème +++ et on verra après si quand tout le monde aura travaillé + on aura terminé sur les fossiles on verra si c’était plus ou moins juste ou plus ou moins faux + HU + viens ici + merci +++ alors la première à qui je vais demander de venir + est CL +++ non mets-toi sur le côté +++ chut
(...)
37 P1 : à ton avis ? CL comment est-ce qu’ils ont bien pu faire pour les fabriquer ?
38 CL : ben je sais pas +++
39 P1 : chut ! c’est AL qu’a la parole + AL
40 AL : ils auraient pu tailler la pierre
41 P1 : ils auraient pu tailler la pierre ! qu’est-ce que vous en pensez ? MA ?
42 MA : mais aussi ils peuvent pas tailler la pierre parce que des fois c’est un gros heu beaucoup des fois on voit que ça ressort et des fois c’est incrusté dans la pierre + donc c’est impossible qu’ils le font + et on a retrouvé des animaux qui vivaient à la préhistoire et ils étaient sur des fossiles ++
43 P1 : VI ?
44 VI : mais heu mais comment ils ont pu disparaître ++ les fossiles + ils peuvent pas les dinosaures + ils peuvent pas disparaître comme ça d’un coup ?
45 P1 : alors ? par rapport à ça ? ++ AM qu’est-ce que t’en penses toi ? ++ t’en penses rien ?
46 HU : mais heu ++ les fossiles ça peut pas être les hommes préhistoriques qui les ont taillés + c’est les animaux qui ++ au bout du temps ils ont été dans de la boue ou de la terre et pis à force elle a séché la terre et puis c’est devenu de la pierre et puis ils ont dû faire on sait pas comment mais ils ont ils sont ++ y a quelque chose qui fait qu’ils se sont incrustés dans la pierre et puis y a la trace dans la pierre +++
47 P1 : elle nous parle de boue aussi + de la boue et de la terre + EM ?

25Au début de cet extrait, P1 définit le jeu d’apprentissage du débat comme un débat d’idées (4P1). Pour initier ce jeu d’apprentissage, P1 demande à CL de présenter sa production la première. C’est elle qui va initier l’artificialisme, c’est-à-dire la possibilité de la fabrication par l’homme, comme première explication publique dans la séance concernant la formation des fossiles. P1 joue ici en seconde main en octroyant à CL la responsabilité de cette proposition qui va être débattue à plusieurs reprises. P1 agit ainsi dans le sens d’une topogénèse (Chevallard, 1992) favorable à la participation des élèves au débat.

26Puis, cet extrait exemplifie un élément saillant de notre tableau synoptique (cf. tableau 2) : un grand nombre d’objets du milieu sont introduits par les élèves. Il s’agit de la taille de la pierre (40AL), des fossiles à l’intérieur de roches (42MA), de la disparition des dinosaures (44VI), de l’enfouissement des animaux (46EHU) et de la terre qui en séchant devient de la pierre (46HU). Ce ne sont pas des objets matériels, comme peuvent l’être les affiches, mais des objets symboliques, de discours. Cet extrait montre également une forte réticence didactique de P1 qui ni ne dément un énoncé erroné (40AL-41P1), ni ne confirme un énoncé relativement correct (46HU-47P1), alors qu’il sait pertinemment que les fossiles n’ont pas été façonnés par l’homme. Nous notons toutefois que P1 donne un certain écho dans le débat à l’énoncé erroné en renvoyant la proposition au groupe, ce qu’il ne fait pas avec l’énoncé correct.

27Avec l’extrait 2, nous voyons P1 momentanément donner son avis sur un élément du débat.

Extrait 2

308 VI : il se dégrade pas + comme vous dîtes il se biodégrade pas + il se décompose
309 P1 : alors ?
310 VI : il se décompose + parce que les fossiles c’est comme les humains ça se décompose
311 P1 : alors un fossile ça se +++ chut c’est intéressant + écoutez voir + VI me dit qu’un fossile se dégrade
312 VI : non il se décompose
313 P1 : se décompose
314 VI : oui se décompose
315 P1 : alors dis voir + explique voir
316 VI : ben quand ça décompose c’est des petites bêtes qui viennent enlever la peau la chair les boyaux les intestins
317 P1 : oui d’accord
318 VI : et pis à la fin il reste plus que le squelette
319 P1 : oui plus que le squelette

28Dans cet extrait, P1 valide les énoncés de VI qui établit une correspondance entre fossiles et animaux morts par le processus de décomposition organique. P1 opère ainsi une micro-institutionnalisation (Sensevy et al., 2002, p. 93) qui règle la question de l’origine naturelle ou artificielle des fossiles. Ceci n’est d’ailleurs plus questionné par la suite. La décomposition est une cause qui devient raison : si les animaux se décomposent, alors c’est que les squelettes fossiles ne sont pas taillés mais naturels. Ainsi, P1 n’agit pas comme un simple régulateur du débat, mais comme un acteur qui joue en seconde main à partir du jeu de l’élève pour faire avancer le temps didactique.

3.2. Une séance sur le mécanisme des séismes en CM2

3.2.1. Synopsis commun de la séance étudiée

29Le professeur P2 est un enseignant maître-formateur d’une vingtaine d’années d’ancienneté au cycle 3. Notre analyse d’ensemble du corpus nous permet de caractériser sa pratique comme une démarche inductive, avec des séances dont la construction est inspirée du modèle pédagogique PHERIC (Problème, Hypothèse, Expérience, Résultat, Interprétation et Conclusion). P2 met à l’étude le thème du mécanisme sismique lors de sa troisième et dernière séance sur les séismes. Elle est construite autour d’une question notée dès le début sous la forme d’un titre au tableau : « Qu’est-ce qui provoque un séisme ? ». Lors des séances suivantes, P2 mettra à l’étude la dimension souterraine du phénomène sismique. Dans cette première séance, P2 commence par faire travailler les élèves à partir d’une carte d’isoséistes (cf. fig. 2).

Figure 2 : cartes d’isoséistes du tremblement de terre d’El Asnam en 1980 (Tavernier & Lamarque, Bordas, 1996, p. 428)

Figure 2 : cartes d’isoséistes du tremblement de terre d’El Asnam en 1980 (Tavernier & Lamarque, Bordas, 1996, p. 428)

30Il demande aux élèves de trouver les intensités dans différentes villes, mais également de formuler une hypothèse relative au tremblement de terre d’El Asnam capable d’expliquer la forme partiellement concentrique des isoséistes. P2 conduit ensuite la mise en commun de ces hypothèses, puis il fait la démonstration du fonctionnement d’un modèle analogique des dégâts d’un séisme dans une ville, avec des bâtonnets de bois figurant des constructions. Le fonctionnement de ce modèle analogique a pour objectif d’éprouver les hypothèses mises en commun et notées au tableau. P2 explique ensuite comment le jeu d’une faille est à l’origine d’un séisme et illustre son propos par un bloc-diagramme et des photographies. Cette séance se termine par un texte lacunaire complété collectivement et une schématisation individuelle du modèle concret.

3.2.2. Analyse commune des savoirs scientifiques

31Le tableau suivant rend compte de notre analyse des savoirs sismologiques en vue des analyses didactiques de la séance présentée ci-dessus.

Tableau 3 : analyse épistémique des savoirs sismologiques à enseigner au cours moyen (4e et 5e primaire)

Déjà appris Déjà connu du quotidien À enseigner (sismologie)
Théorie/modèle Dans un sens scolaire strict, rien n’a été appris sur les séismes puisqu’il s’agit au cours moyen du début du curriculum de géologie. Un macroséisme est une manifestation de l’activité de la Terre. Un séisme se manifeste en surface par des secousses brèves, plus ou moins violentes, du sol.
Les microséismes ne sont pas perceptibles mais seulement enregistrables.
La propagation en surface du séisme est concentrique depuis l’épicentre.
L’origine d’un séisme est profonde.
L’origine d’un séisme est mécanique.
Relations Le macroséisme est la cause des dégâts. Les dégâts d’un séisme sont fonction du contexte local.
Un sismographe est solidaire des mouvements de la Terre.
Plus on s’éloigne de l’épicentre, plus l’intensité du séisme diminue.
Le séisme se propage depuis le foyer dans toutes les directions.
Une masse rocheuse soumise à de fortes contraintes se fracture.
Objet/événement Macroséismes sous leur aspect de catastrophe naturelle destructrice (articles, photographies, reportages, etc.). Mesures sur l’échelle M.S.K. ou sur l’échelle de Richter.
Comptes rendus de séismes de forte magnitude causant peu de dégâts et vice-versa.
Sismographes et sismogrammes.
Cartes d’isoséistes.
Affleurements de faille.

32Ce tableau 3 est construit de manière similaire au tableau 1. Il en partage à la fois l’argumentaire et les finalités.

3.2.3. Analyse didactique en TAP

33La question principale que nous sommes amenés à soulever dans le cadre de la problématisation est celle de la construction d’un problème scientifique dans la classe. Nous rendons compte de cette analyse avec l’espace des contraintes ci-après (cf. fig. 3), comme nous l’avons fait pour la première séance analysée dans cet article. Nous avons retenu le temps, essentiel en TAP, de position et de construction du problème de l’intensité variable d’un séisme.

34Considérons dans un premier temps la nature, empirique ou explicative, des raisons élaborées lors de la construction du problème, illustrée avec l’analyse de l’extrait 3 d’un travail en binôme.

Extrait 3

51 P2 : c’est ça que imaginez une hypothèse même si elle est fausse c’est pas grave c’est mais ensemble + [à la classe] ah on a dit on chuchote on a dit on chuchote ++ [P2 s’adresse au binôme d’élèves MOR et CLY] ça veut dire quoi ça ?
52 CLY : je sais pas il prend forme c’est là où naît le séisme le séisme
53 P2 : parce que je comprends pas selon la phrase qu’est-ce que vous voulez dire
54 CLY : ben en fait si on est plus loin
55 P2 : de quoi
56 CLY : du séisme où il prend forme par exemple si on est à cent kilomètres
57 P2 : on le sent quand même
58 CLY : oui
59 P2 : d’accord qu’est-ce que tu entends par prendre forme ?
60 CLY : ben c’est là où il commence à trembler
61 P2 : là où il commence tu penses que ça tremble pas en même temps là et là
62 CLY : si mais c’est là où y a le plus gros des dégâts pour
63 P2 : ah ça dépend si y a pas d’habitations il fera pas de dégâts parce que
64 CLY : c’est là où il est le plus gros le séisme
65 P2 : le plus gros c’est-à-dire comment on pourrait appeler cet endroit ?
66 CLY : là où il tremble le plus
67 P2 : qu’est-ce que tu nous as dit toi ? comment on pourrait appeler cet endroit où il prend forme ? c’est bien comme idée de prendre forme mais comment on pourrait appeler cet endroit ?
68 CLY : le plus la zone la plus violente du tremblement de terre

35Dans cet extrait, deux éléments du registre empirique sont mobilisés par les élèves dans la position du problème. Le premier concerne les différentes intensités qu’ils ont relevées sur leur feuille pour les trois villes représentées sur la carte (respectivement 9, 5 et 4 pour El Asnam, Alger et Oran). Le second concerne le centre des isoséistes, formulé de différentes façons par les élèves, soit par une indication géographique (52CLY ; 56 CLY ; 60CLY), soit à partir d’une gradation des intensités relevées (64CLY ; 66CLY ; 68CLY).

36En définitive, du point de vue épistémologique, la principale difficulté qu’ont les élèves est d’articuler le registre empirique avec le registre des modèles. En effet, même si les élèves utilisent les connecteurs logiques « parce que » et « car » qui pourraient laisser croire à cette articulation, ils en restent néanmoins sur un registre empirique lors de la première activité en binôme « parce que les secousses, là ça fait de moins en moins fort » (44MAH) ou, plus tard, lors de la phase collective « l’intensité est différente parce qu’El Asnam est le plus fort alors que Orléans [confusion avec Oran] » (202CA). Le problème pris en charge par les élèves est celui d’une relation entre deux grandeurs : la distance à la ville d’El Asnam et l’intensité des isoséistes. Or, la corrélation de faits n’est pas synonyme d’une explication et certains élèves restent bloqués sur cette simple corrélation. La variété des intensités marquée par les courbes isoséistes est essentiellement prise en compte et retournée en tous sens, sans pour autant que le problème explicatif de l’atténuation du séisme ne soit abordé. L’enseignant semble identifier cette difficulté de problématisation et la renvoie d’une façon pertinente aux élèves « qu’est-ce qu’on peut leur dire est-ce qu’ils ont répondu à la question ? […]  donc ça c’est quoi + est-ce que c’est une explication ? » (207P2 ; 209P2).

Figure 3 : espace de contraintes d’un débat en CM2 sur l’atténuation de l’intensité sismique (avec Hx pour hypothèse n° x évoquée par les élèves, cf. page suivante).

Figure 3 : espace de contraintes d’un débat en CM2 sur l’atténuation de l’intensité sismique (avec Hx pour hypothèse n° x évoquée par les élèves, cf. page suivante).

37Considérons dans un second temps la fonction, nécessaire ou possible, des raisons construites par les élèves lors de la problématisation. La diversité des hypothèses énoncées par les élèves montre le problème qui prend sens pour eux : le ralentissement du séisme qui se déplacerait, l’intensité du séisme qui diminuerait avec l’éloignement au centre sismique et, enfin, la position géographique des villes, soit par rapport à la mer soit par rapport au relief. La première hypothèse formulée est celle du ralentissement du séisme en fonction de l’éloignement de l’épicentre « car le séisme va aller de plus en plus loin et il va ralentir » (108GS) ou « l’intensité est différente selon les endroits parce que le séisme part d’un endroit précis et dans les endroits éloignés il ralentit » (118MI). La deuxième hypothèse concerne un centre sismique et une diminution d’intensité avec l’éloignement du centre « plus on est loin du centre du séisme moins on le ressent » (110GB) ou « l’intensité est moins forte parce qu’ils sont loin de la secousse » (170MAH).

38Enfin, la troisième hypothèse, illustrée par l’extrait 4 ci-dessous, envisage la localisation des villes ou le relief (128SE ; 132SE).

Extrait 4

128 SE : on a mis ça dépend des villes parce que Alger et Oran sont plus près de la mer que
129 P2 : ah !
130 SE : El
131 P2 : El Asnam
132 SE : El Asnam c’est plus loin
133 P2 : donc ça dépend de la distance à la mer c’est ça
134 SE : oui
135 P2 : qu’est-ce que vous pouvez dire ++ oui + non non mais qu’est-ce que vous pouvez dire à ça rien c’est bon ah
136 CLY : c’est faux
137 P2 : pourquoi c’est ?
138 CLY : parce que ils nous disent le niveau huit il touche la mer
139 P2 : ah oui
140 E : [inaudible]
141 P2 : oui mais regardez le niveau huit ou le niveau sept carrément comme il dit il est par rapport à la mer
142 SE : non parce que si Oran et Alger ils sont euh ils sont collés au trait qui sépare la mer
143 P2 : de la côte
144 SE : de la côte
145 P2 : d’accord donc tu penses que c’est parce qu’ils sont près de la mer
146 FV : non mais maître mais même comme elle a dit le niveau quatre il est collé à la mer et le séisme ça prend une petite partie de la mer
147 P2 : ah est-ce que ça veut dire que dans la mer on ne sent pas de tremblement de terre ?
148 E [plusieurs] : si
149 P2 : ah donc on pourrait continuer
150 CLM : maître ça peut former des raz-de-marée si ça tremble

39Nous pouvons nous demander si l’enseignant n’est pas surpris lui-même par cette proposition inattendue. Dans ce dernier cas, les désaccords formulés spontanément par les élèves marquent aussi leur prise en charge effective du problème de la relation entre la distance à l’épicentre et l’intensité sismique (136CLY ; 138CLY ; 146FV). La réfutation de cette hypothèse de localisation géographique, construite par les élèves est acceptée par un consensus guidé par l’enseignant.

40Ainsi seules les deux premières hypothèses, le ralentissement d’un séisme ou la distance au séisme, seront retenues pour être mises à l’épreuve d’un modèle concret. C’est dans cette phase que sera construite la nécessité d’une onde sismique depuis l’épicentre, sur un mode magistral et dialogué de l’enseignant. Il est intéressant de repérer la place de l’analogie et de la modélisation d’un séisme dans les apprentissages des élèves de CM2. Remarquons que les deux simulations concrètes vécues dans la classe lors de cette séance ont des statuts différents (cf. fig. 3 supra). L’une est spontanément proposée par une élève pour observer un phénomène similaire aux ondes sismiques ; dans ce sens elle appartiendrait au registre empirique du raisonnement. L’autre est gérée par l’enseignant pour aider les élèves à entrer dans la recherche d’explication et de validité d’une hypothèse ; dans ce sens elle appartiendrait au registre explicatif du raisonnement. Remarquons aussi le besoin de passer par de nombreuses analogies pour comprendre le phénomène géologique de séisme, qui n’est pas reproductible en classe. De fait ont été mobilisés soit par les élèves soit par le professeur : l’analogie du choc d’une pierre jetée dans l’eau pour comprendre la décroissance de l’intensité des ondes de choc en fonction de l’éloignement de l’impact (177KL), un modèle analogique des dégâts d’un séisme dans une ville (249P2), ainsi que l’analogie avec la fracture d’un tibia (481E) pour comprendre la nécessité de failles de la croûte terrestre associées au séisme.

3.2.4. Analyse didactique en TACD

41Depuis la TACD, notre analyse nous amène à caractériser une succession de sept jeux d’apprentissage que nous résumons avec le tableau ci-dessous.

Tableau 4 : tableau synoptique de l’analyse de la séance sur les séismes en CM2

Jeu d’apprentissage Temps Objets du milieu didactique matériels (M) et symboliques (S) introduits par : Jeu épistémique émergent
P E P & E
1- expliquer une carte d’isoséistes (extrait 3) 8'20'' 2M 0 0 expliquer la forme concentrique des isoséistes
2- mettre en commun les éléments d’explication produits (extrait 4) 11'24'' 0 0 2S
3- faire fonctionner un modèle concret des dégâts d’un séisme 8'33' 1M 0 0 critiquer des hypothèses sur le mécanisme sismique à partir du fonctionnement d’un modèle concret
4- schématiser un modèle concret des dégâts d’un séisme 16'19'' 1M + 1S 0 0 écrire un texte expliquant le mécanisme du phénomène sismique
5- compléter le texte de la leçon 6'40'' 1M 0 0
6- expliquer des photographies montrant des déplacements du sol par des décalages au sein de constructions humaines 14'42'' 5M 0 0 expliciter le mécanisme cassant d’une faille géologique à partir de l’analyse d’un discours de vulgarisation scientifique
7- compléter la suite du texte de la leçon 8'12'' 2M 0 0 écrire un texte expliquant le mécanisme du phénomène sismique

42Dans cette séance, P2 mène l’étude du fonctionnement du mécanisme sismique dans une démarche depuis la propagation du séisme en surface, avec une carte d’isoséistes, au jeu d’une faille au foyer avec un bloc-diagramme. Nous nous appuyons sur les extraits 3 et 4 (cf. supra) pour donner à voir le type d’analyses que nous conduisons sur les deux premiers jeux d’apprentissage.

43Le premier jeu d’apprentissage du thème, débute par un travail sur une carte d’isoséistes à partir de laquelle les élèves doivent trouver, par binômes, l’intensité variable d’un séisme et formuler une hypothèse expliquant les différences. L’extrait 3 montre la position topogénétique basse qu’adopte P2 lors de ses interventions auprès de binômes d’élèves. Outre un partage topogénétique en faveur des élèves, P2 tire également parti de rétroactions du milieu didactique en confrontant les énoncés des élèves avec la carte d’isoséistes « tu penses que ça tremble pas en même temps là et là » (61P2). Ce faisant, dans son jeu sur le jeu des élèves, P2 accentue la part du milieu didactique par rapport à celle du contrat didactique. D’ailleurs, lorsqu’une avancée est produite, P2 ne donne pas son avis et s’éloigne vers un autre binôme. P2 met ici en œuvre une technique qu’il renouvellera à plusieurs reprises et qui consiste à confronter les énoncés des élèves avec des rétroactions du milieu, depuis une position topogénétique basse où le professeur joue en seconde main.

44Lors du jeu d’apprentissage suivant, les hypothèses produites lors du travail de groupe sont mises en commun. Avec l’extrait 4 (cf. supra), nous voyons comment P2 remonte dans la topogénèse par rapport à l’extrait 3. Ici, P2 participe plus directement à l’élaboration du savoir par des reformulations et des regroupements des énoncés d’élèves. Ceci dit, il joue toujours en seconde main, en mettant en exergue systématiquement l’élève comme l’énonciateur de l’hypothèse exprimée. Le partage topogénétique est donc ici relativement équilibré, chacun, élèves et professeur, étant impliqué dans le travail des hypothèses.

45En définitive, ces deux jeux d’apprentissage ont pour enjeu une production d’hypothèses expliquant la propagation du séisme en surface selon des isoséistes. La stratégie gagnante d’un tel jeu épistémique consiste à construire une relation entre les intensités décroissantes des courbes isoséistes et leur distance à la ville d’El Asnam, au centre des isoséistes, par une atténuation du séisme à partir de son épicentre. Dans leur participation aux jeux d’apprentissage n° 1 et n° 2, les élèves peuvent ainsi se rendre capables de jouer au jeu épistémique émergent « expliquer la forme concentrique des isoséistes ». La caractérisation de ce jeu épistémique émergent et des suivants, et surtout leur mise en système, nous sert à décrire, d’un point de vue actionnel (Tiberghien & Sensevy, 2014), la compréhension du concept de séisme que sont susceptibles de s’approprier les élèves de ce professeur.

4. Discussion

46À partir des résultats de nos études de cas, nous discutons, tour à tour, deux points  : un premier point qui concerne l’étude des savoirs géologiques menée en classe, et un second sur un questionnement réciproque des cadres théoriques de la TAP et de la TACD.

4.1. Mener l’étude des savoirs géologiques dans la classe

47Pour discuter ce que peut être mener une étude des savoirs géologiques dans une classe, nous adoptons, tour à tour, le point de vue de l’élève (qu’est-ce qui permet à l’élève d’étudier ?) et du professeur (comment le professeur organise-t-il l’étude de l’élève ?).

4.1.1. L’étude de l’élève

48Du point de vue de l’élève, le problème d’une intensité variable d’un séisme en CM2 est initialement proposé par le professeur P2, puis par les élèves qui l’ont perçu et explicité (extrait 2). Dans la classe de CM1, les quatre problèmes abordés (origine naturelle ou artificielle des fossiles, nature organique ou minérale, mécanismes de fossilisation, catastrophe extraterrestre) sont co-construits par des élèves et le professeur P1 (extrait 1). En effet, l’enseignant a sélectionné des productions d’élèves qu’il évalue représentatives de modèles explicatifs erronés et dont la critique collective va permettre de poser le problème.

49Par la suite, la formulation du problème s’est traduite par une dévolution (Brousseau, 1998) effective aux élèves qui ont pu formuler leurs idées et en débattre (extraits 1 et 4). L’analyse de la discussion de trois explications possibles du mécanisme sismique, abordé en CM2, et des deux logiques explicatives (artificialisme versus naturalisme) animant la controverse sur l’origine des fossiles, en CM1, montrent cette prise en charge effective du problème par les élèves. Dans les deux cas, le nombre d’élèves participant au débat, la pertinence de leurs arguments et les mises en relation qu’ils établissent entre eux nous semblent remarquables. Par contraste, deux autres problèmes évoqués dans le débat (formation spontanée des fossiles in situ comme des « graines de pierre » et catastrophe par une météorite) ne sont pas travaillés par les élèves. Ces deux problèmes sont peu partagés et leur proposition reste isolée. Du point de vue des élèves, il semble que ces problèmes ne méritent pas de se lancer dans une étude.

50La résolution du problème de l’origine du séisme s’effectue dans la mise à l’épreuve des solutions envisagées par les élèves à l’aide du fonctionnement d’un modèle concret introduit par P2. Dans la classe de P1, la controverse de la fabrication, ou non, par l’homme des fossiles se résout essentiellement dans le débat entre élèves, sous la conduite du professeur. Mais, dans les deux cas, l’étude est menée à son terme, depuis le problème initial à sa résolution. Pour trivial que cela puisse paraître, il nous semble, toutefois, important de le faire remarquer. En effet, il semble raisonnable d’imaginer que, si le contraire devenait habituel, les élèves refuseraient de s’engager dans un travail qui ne porterait pas ses fruits. Ainsi, si la construction de raisons est primordiale pour les apprentissages scientifiques, du point de vue de l’élève, la résolution du problème fixe l’objectif à atteindre.

51En définitive, dans nos études de cas, les études que mènent les élèves diffèrent. En particulier, le problème peut être posé directement ou indirectement, et sa résolution se faire au moyen d’un argumentaire ou d’une modélisation. Cependant, dans les deux cas, la participation des élèves à un débat est vue comme centrale. L’étude menée en classe est ainsi une étude collective, avec et contre l’autre, qui est rendue possible par la publicité de productions individuelles.

4.1.2. Le travail du professeur dans l’étude de l’élève

52Les analyses des séances montrent que les élèves y ont un vrai rôle à jouer, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas simples spectateurs de l’étude et participent à son élaboration. Ceci est la conséquence d’un travail du professeur qui vise à dévoluer le problème scientifique en jeu à l’élève. Pour ce faire, P1 et P2 explicitent une question qui est liée à un problème explicatif (comment se forment les fossiles ? comment s’amortissent les séismes ?). Dans l’action des deux professeurs, la mise en œuvre de cette dévolution présente des similitudes et des différences dans les moyens mis en œuvre pour aménager les conditions de l’étude de l’élève.

53Dans les deux cas, on peut voir que le professeur donne peu son avis dans les extraits étudiés. P1 et P2 visent ainsi à favoriser la rencontre de leurs élèves avec les possibles et les nécessaires potentiellement disponibles dans le milieu didactique. Lorsqu’ils interviennent, c’est depuis une position topogénétique (Chevallard, 1992) basse et c’est l’élève qui porte la responsabilité du point de vue énoncé. Cependant, dans le déroulement de leur séance, les deux professeurs sortent tous deux de cette posture pour procéder à des micro-institutionnalisations (Sensevy et al., 2002). De cette manière, ils signalent les avancées produites par les élèves et leur permettent de poursuivre leur étude plus avant. Cette gestion de la topogenèse permet ainsi aux professeurs une gestion de la certitude et de l’incertitude propice à l’étude. Si tout était certain, il n’y aurait pas matière à étudier. Si tout était incertain, il n’y aurait pas les moyens de l’étude. La gestion par le professeur d’une dialectique dans la classe entre certitude et incertitude est ainsi un élément déterminant pour permettre à l’étude de l’élève de se déployer.

54Une différence nette réside dans la manière des deux professeurs d’aménager un milieu didactique qui permette à l’élève d’agir, raisonnablement, en première main. Dans la séance sur les fossiles, les objets du milieu initialement proposés par P1 ne peuvent suffisamment jouer ce rôle et permettre à eux seuls de répondre aux problèmes de l’origine des fossiles et du processus de fossilisation. Le choix de P1 est alors d’ouvrir largement la mésogenèse aux élèves, comme le montre le tableau 2. Une comparaison avec le tableau 4 montre que ce n’est pas le choix de P2. Les élèves mènent leur étude essentiellement à partir des objets proposés par P2. Les professeurs P1 et P2 mettent tous les élèves à l’étude à partir d’un problème, mais ils s’opposent sur leur gestion des entrées et des sorties du milieu didactique : P1 met en œuvre une stratégie mésogénétique que nous qualifions d’« ouverte », tandis que, a contrario, P2 adopte une stratégie mésogénétique que nous nommons « fermée ».

4.2. Questionnement réciproque des cadres théoriques

55Notre travail d’analyses croisées entre TAP et TACD d’un corpus commun vise également à discuter ensemble les deux cadres théoriques. Nous reprenons ci-dessous notre analyse des convergences et des divergences rencontrées, des questions posées par la comparaison de nos deux théories didactiques ainsi que des perspectives de travail commun pour les didacticiens de la TAP et de la TACD.

4.2.1. Deux rationalismes pragmatistes

56Selon nous, la TAP et la TACD s’inscrivent toutes deux dans un rationalisme pragmatiste. Ces deux théories didactiques sont rationalistes car elles placent la construction de raisons au cœur de leur cadre. En effet, la TAP postule que, dans les classes comme dans les sciences, cette construction est tout aussi importante, si ce n’est plus, que la résolution du problème travaillé. De même, Sensevy (2011), à la suite de Brandom (2010/2011), propose le jeu de « demander et donner des raisons » comme l’un des fondements de l’action de conceptualisation. La TAP et la TACD sont également pragmatistes, dans la mesure où elles ne s’intéressent à la construction des raisons dans l’action, dans la lignée de ce qu’est le pragmatisme en philosophie (Cometti, 2010). Ces deux cadres théoriques partagent ainsi une question essentielle sur la nature du problème mis à l’étude dans la classe et la manière dont les élèves peuvent apprendre, de cette étude, des savoirs scientifiques. Dans les études de cas présentées dans cet article, ce rationalisme pragmatiste s’actualise respectivement, en TAP, dans l’identification de nécessités (cf. fig. 1 et 3) et, en TACD, dans la caractérisation de jeux épistémiques émergents d’argumentation, de critique ou d’explication (cf. tableaux 2 et 4).

57Cependant, TAP et TACD sont deux rationalismes pragmatistes, et pas un même rationalisme pragmatiste. En comparant nos analyses croisées, nous pouvons mettre en évidence des points de divergence qui, s’ils n’oblitèrent pas les possibilités d’un travail commun tel que le nôtre, nous apparaissent constitutifs du débat dans la structuration du champ des recherches en didactique des sciences. Une première divergence concerne le primat accordé, au sein d’un rationalisme pragmatiste, au savoir ou à l’action. Dans le cadre de la TAP, le primat est épistémique, et le travail mené privilégie le repérage d’une problématisation scientifiquement intéressante pour rendre compte de l’action didactique qui a permis de la construire. La préférence est alors donnée, parmi les différents types possibles, aux problèmes explicatifs et les apprentissages scientifiques se conçoivent dans une rupture avec le sens commun. A contrario, la TACD s’établit dans un primat de l’action, et de la grammaire de l’action. Il s’agit d’étudier l’action didactique pour caractériser les pratiques avec les savoirs qui sont en jeu, et ainsi reconstruire la problématisation effective dans la classe, quels que soient les types de problèmes. Dans cette veine, les apprentissages scientifiques marquent tout autant des ruptures avec la pensée commune qu’ils établissent des continuités avec les expériences vécues du quotidien.

58Ceci nous amène à formuler deux questions comme éléments de conclusion intermédiaire. Que gagne-t-on, ou que perd-on, à restreindre l’analyse des séances de sciences à l’étude des problèmes explicatifs dans la classe ? Quelle dialectique entre rupture et continuité est la plus favorable pour les apprentissages scientifiques ?

4.2.2. Des perspectives pour poursuivre un travail commun

59La comparaison de nos études de cas nous a permis de discuter (cf. 4.1.1 et 4.1.2) de déterminations didactiques dans la conduite de l’étude des élèves, et par les élèves, dans la classe. Cette comparaison fait également apparaître des similitudes qui nous semblent particulièrement fécondes pour envisager la poursuite d’un travail commun entre didacticiens de la TAP et didacticiens de la TACD.

60Tout d’abord, nos travaux, et plus largement les travaux de TAP et de TACD, produisent tous deux des visions synoptiques (Wittgenstein, 2004) des situations d’enseignement/apprentissage, sous la forme d’espaces de contraintes (cf. fig. 1 et 3) ou de tableaux de jeux de savoirs (cf. tableaux 2 et 4). Ces productions synoptiques articulent des échelles d’analyse différentes, d’une échelle micro de l’énoncé (voire d’un contenu propositionnel d’un énoncé) à une échelle macro de la caractérisation du problème scientifique actualisé dans la séance de classe (voire de plusieurs séances de classe). Dès lors, il est également possible d’établir des liens didactiques entre ces productions synoptiques, tout en conservant la référence commune aux retranscriptions des séances de classe (voire, dès que nécessaire, aux films des séances de classe). Nous entrons ainsi dans une pluralité des régimes de description (Sensevy, 2011), dont le travail d’articulation permet de montrer de nouveaux systèmes de significations dont chaque description ne peut rendre compte séparément. En particulier, nous avons montré comment le milieu didactique nourrit les différents registres du problème, et ce quelle que soit la stratégie du professeur (stratégie « ouverte » de P1 ou stratégie « fermée » de P2). Nous pouvons également imaginer que cette pluralité articulée de descriptions nous permet d’analyser, encore plus avant, les relations entre la conceptualisation élaborée en classe et celle élaborée en sciences que des études séparées de TAP et de TACD ont pu le faire (Crépin-Obert, 2010 ; Santini, 2012).

61Une autre perspective de travail concerne une même question travaillée en TAP et en TACD que nous formulons ainsi : dans l’étude du problème en classe, qu’est-ce qui peut suffisamment résister à l’arbitraire de l’action de l’élève pour une appropriation effective des savoirs scientifiques ? Nous entendons ici « résister » dans sa double acception de qui peut supporter l’action de l’élève, lui fournir des appuis, mais également de ce qui peut s’opposer, ou être opposé, à des hypothèses erronées. Des travaux de TAP travaillent cette question en termes de résistance du problème suivant le modèle des inducteurs de problématisation (Musquer & Fabre, 2010) ou la méthode des situations forcées (Orange, 2007). Des travaux de TACD l’abordent sous l’angle de la résistance du milieu didactique, dans la recherche d’une transposition didactique en jeux d’apprentissage de jeux épistémiques élémentaires préalablement caractérisés comme pertinents (Lefeuvre, 2012). Si nous suivons l’argument que nous venons de développer plus haut, à savoir que le milieu didactique nourrit les registres du problème, un travail commun consisterait alors dans l’élaboration de situations didactiques avec un travail des milieux et des problèmes pensés ensemble dès les premiers instants.

5. Conclusions

62Les résultats de nos analyses croisées sont de deux ordres : un premier qui porte sur des déterminations didactiques de l’étude des savoirs géologiques menée dans la classe, et un second qui concerne des éléments de comparaison entre les cadres théoriques de la TAP et de la TACD.

63Nos études de cas ont pour objets des séances de classes de professeurs expérimentés dans l’enseignement des sciences et reconnus comme tels par l’institution scolaire. Nos analyses ont visé à comprendre comment, dans ces deux classes, les élèves mènent une étude des savoirs géologiques, sous la conduite du professeur. Du point de vue des élèves des classes observées, nous avons vu que tous les problèmes ne sont pas équivalents et ne méritent pas de se lancer dans une étude. En effet, étudier pour arriver à une solution est coûteux, en temps et en effort. Du point de vue des professeurs enquêtés, ce n’est pas tant la solution du problème qui est recherchée mais la phase de débat qui permet de la construire. Afin de permettre aux élèves d’investir le débat, les deux professeurs adoptent une topogenèse basse, depuis laquelle ils jouent en seconde main par rapport aux élèves et ils réservent leur avis pour attester, ponctuellement, d’avancées. Pour ce faire, P1 et P2 aménagent le milieu didactique de telle sorte que ce soit lui qui résiste (dans la double acception de supporter et de s’opposer, signalée plus haut) à l’action des élèves, et non la parole du professeur. Toutefois, nous avons pu observer que P1 et P2 adoptent deux stratégies opposées de gestion des entrées/sorties du milieu. Le milieu initialement proposé par P1 n’est pas suffisant pour permettre le débat et P1 adopte une stratégie mésogénétique « ouverte », c’est-à-dire qu’il favorise l’introduction de nouveaux objets dans le milieu par les élèves. A l’inverse, le milieu proposé par P2 est suffisant pour le débat. P2 adopte une stratégie mésogénétique « fermée » et favorise la rencontre des élèves avec les objets du milieu déjà présents.

64Les analyses croisées, entre la TAP et la TACD, présentées dans cet article nous ont également amené à comparer nos cadres théoriques. Outre des premières similitudes sur des méthodologies d’étude clinique de l’action, nous avons vu que notre travail commun est rendu possible par un positionnement épistémologique comparable que nous qualifions de rationalisme pragmatiste. Le rationalisme pragmatiste de la TAP se caractérise par un primat épistémique, c’est-à-dire une prééminence de la logique du problème sur la logique de l’action, où les problèmes relèvent d’un monde des idées partiellement autonome (un « troisième monde » dixit Popper, in Orange, 2005, p. 80). Dans la TACD, le primat est grammatical : c’est la logique de l’action qui prime et les problèmes sont immanents aux pratiques. Nous retrouvons ici des éléments discutés par Doussot (2013) et Cariou (2013) en didactique de l’histoire. Une possibilité de programme de recherche commun pourrait résider dans la recherche d’éléments de problématisation et de milieu didactique, entrelacés, susceptibles d’offrir une résistance suffisante à l’action de l’élève pour la construction de problèmes et l’appropriation des savoirs scientifiques en jeu. Une confrontation des dispositifs de situations forcées de la TAP et des dispositifs de transposition didactique de jeux épistémiques sources de la TACD serait à même de constituer une entrée en matière.

65Ainsi, du point de vue des théories didactiques de la TAP et de la TACD, il n’y a pas un éclatement du champ des recherches en didactiques des sciences (ni dans d’autres disciplines, si on considère la discussion en histoire entre didacticiens de l’histoire que nous venons de citer), mais un débat scientifique entre didacticiens dont la poursuite apparaît fécond, à la fois pour chacun et dans les possibilités de collaboration offertes.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 
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Titre Figure 2 : cartes d’isoséistes du tremblement de terre d’El Asnam en 1980 (Tavernier & Lamarque, Bordas, 1996, p. 428)
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/991/img-2.jpg
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Titre Figure 3 : espace de contraintes d’un débat en CM2 sur l’atténuation de l’intensité sismique (avec Hx pour hypothèse n° x évoquée par les élèves, cf. page suivante).
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Pour citer cet article

Référence papier

Jérôme Santini et Patricia Crépin-Obert, « Analyse comparée de séances de géologie à l'école primaire. Problématisation et action conjointe élève-professeur », RDST, 11 | 2015, 25-52.

Référence électronique

Jérôme Santini et Patricia Crépin-Obert, « Analyse comparée de séances de géologie à l'école primaire. Problématisation et action conjointe élève-professeur », RDST [En ligne], 11 | 2015, mis en ligne le 21 septembre 2017, consulté le 15 décembre 2019. URL : http://journals.openedition.org/rdst/991 ; DOI : 10.4000/rdst.991

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Droits d’auteur

© Éditions de l’École normale supérieure de Lyon

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