1Cet article est issu de ma note de synthèse en vue de l’obtention de l’habilitation à diriger des recherches (HDR) en sciences de l’éducation et de la formation intitulée Un cadre d’analyse didactique de l’autonomie des élèves et de son développement par les enseignants en classe de physique. Elle a été présentée en novembre 2023 à l’université de Reims Champagne-Ardenne. Ce cadre d’analyse a été développé en réponse au contexte institutionnel évoquant l’autonomie sans qu’une ou des définitions ne soient proposées et pour combler un manque dans les recherches en didactique de la physique sur ce sujet. Notre hypothèse est qu’il est nécessaire de caractériser l’autonomie avant de se poser la question de la façon dont un élève devient autonome et comment un enseignant peut y aider.

1.  De l’analyse des pratiques d’enseignement à la question de l’autonomie des élèves

3Cette partie positionne mes recherches en didactique de la physique. Elle explicite les contextes dans lesquels elles ont été réalisées et permet de montrer comment elles m’ont conduite à questionner l’autonomie.

1.1.  Caractéristique de mes recherches autour des pratiques d’enseignement en physique

4Mon travail scientifique en didactique questionne les pratiques d’enseignement de la physique dans le secondaire au collège comme au lycée. Ces pratiques peuvent s’appuyer sur des activités expérimentales, des activités de construction et résolution de problème ou encore des activités de modélisation (Boilevin, 2013). L’analyse de ces pratiques est par nature complexe (Buty et al., 2012). Pour faire face à cette complexité, je convoque, dans toutes mes recherches, trois concepts théoriques se recouvrant en partie : les interactions didactiques, le processus de modélisation et la sémiotique.

1.1.1.  Interactions didactiques entre enseignant et élèves

5Je postule que la nature des interactions en classe influence les apprentissages des élèves. Dans la continuité de Lorenza Mondada (2005, p. 111), je considère que les interactions ne se limitent pas à la dimension verbale et s’organisent « grâce à une pluralité de ressources multimodales : les gestes, les regards, les postures corporelles, les mouvements, l’agencement spatial des participants ». En classe, les interactions prennent leur sens autour de la situation construite par l’enseignant visant un objectif d’apprentissage défini. Ainsi, par interaction, j’entends ce qui se dit (pôle verbal) et ce qui se montre (pôle non verbal). Ces interactions sont caractérisées par les connaissances lors des échanges entre un enseignant et les élèves (Badreddine & Buty, 2009 ; El Hage & Buty, 2013, 2014 ; El Hage, 2012) et changent en fonction des savoirs à aborder, des objectifs fixés. Nous faisons la distinction entre connaissances et savoirs en transposant les travaux de Guy Brousseau (1990, p 316) issus de la didactique des mathématiques : « À propos d’une même notion mathématique, on peut donc envisager une famille de situations où cette notion fonctionne comme une connaissance (situations d’action), une famille de situations où elle figure comme un savoir (par exemple situations de validation), une famille de situations où apparaît l’identification d’un besoin de connaissances et la possibilité de le satisfaire par la communication du savoir correspondant ».

6Claire Margolinas (2012, p. 8) spécifie la notion de savoirs par « ce que l’on peut retenir schématiquement de ces distinctions, c’est déjà que la connaissance vit dans une situation, alors que le savoir vit dans une institution ».

7Plusieurs approches permettent la prise en compte des savoirs lors des interactions didactiques en classe et la caractérisation de leur nature. Je fais appel, dans mes travaux, à l’approche communicative d’Eduardo Mortimer et Philip Scott (2003).

8Les interactions multimodales ne sont pas mobilisées seules et sont accompagnées par des écrits. Prenons comme exemple un cours portant sur l’électricité ; quand un enseignant parle d’un circuit électrique, il va accompagner ses interventions orales d’un dessin ou d’un schéma. De ce fait, je fais appel à la modélisation et aux registres sémiotiques (Duval, 1995) pour décrire et comprendre les savoirs accompagnant l’oral lors des interactions multimodales.

1.1.2.  Processus de modélisation

9Toutes mes recherches depuis la thèse (El Hage, 2012) font également appel au processus de modélisation. En effet, du point de vue épistémologique, il est possible de caractériser le fonctionnement de la physique comme la recherche de relations entre les phénomènes, les concepts et les lois permettant d’expliquer, d’interpréter, de prédire ces phénomènes (Bunge, 1973 ; Bachelard, 1979 ; Hacking, 1983). Ces relations de modélisation, fondatrices de l’élaboration des savoirs en physique, sont aussi au cœur de l’enseignement de cette discipline (Martinand, 1992 ; Tiberghien, 1994) ce qui se justifie par la nécessité de faire concorder la science en train de se faire et les stratégies pédagogiques adoptées.

10Andrée Tiberghien (1994) distingue deux mondes, d’une part le monde des objets et des événements : un monde constitué par des objets matériels et des événements perceptibles, et d’autre part, le monde des théories et modèles.

11Le processus de modélisation permet de faire le lien entre les deux mondes. Il s’agit d’un double processus : l’un déductif partant de la théorie pour la rendre plus concrète et l’autre inductif partant de l’expérience pour la rendre plus abstraite. Ces relations de modélisation convoquent des modèles.

12Les modèles et la modélisation sont présentés comme un enjeu majeur de la formation scientifique depuis les programmes du lycée de 2001 (Bécu-Robinault, 2018) et font appel à différentes représentations sémiotiques (El Hage, 2014).

1.1.3.  Registres sémiotiques

13Pour Raymond Duval (1995), les représentations sémiotiques sont des productions constituées de signes appartenant à un système de représentations qui a ses propres contraintes de signifiance et de fonctionnement. Ces systèmes de signes sont dénommés registres de représentations sémiotiques.

14Lors des activités de modélisation, un ensemble de représentations sémiotiques pourrait être mobilisé (graphe, dessin, schéma, tableau). Ces registres varient parfois en fonction du monde où ils se situent (un dessin fidèle à la réalité observée se situe dans le monde des objets et des événements du point de vue de la modélisation alors qu’un schéma se situe dans le monde des théories et des modèles).

15Dans les recherches en didactique de la physique, les relations de modélisation, fondatrices de l’élaboration des savoirs en physique ainsi que les éléments sémiotiques sont mobilisés ensemble (El Hage & Buty, 2013, 2014 ; Pantidos & Givry, 2021). Nous pouvons y retrouver le même postulat de départ formulable ainsi : les élèves donnent du sens aux modèles en articulant différentes représentations sémiotiques pour un même concept en physique. Un cadre intitulé épistémo-sémiotique a d’ailleurs vu le jour récemment (Bécu-Robinault, 2018). Ce dernier permet de concevoir des séances d’enseignement, d’analyser l’enseignement et l’apprentissage de la physique grâce à deux composantes liées aux fonctionnements de la physique : l’une liée à la nature épistémologique de la physique (processus de modélisation) et l’autre liée à la sémiotique.

1.2.  Mise à l’épreuve des éléments théoriques dans trois contextes différents

16Cette combinaison des trois concepts a montré son efficacité suite à sa mobilisation dans plusieurs contextes. Ces concepts ont été mobilisés pour étudier des pratiques des enseignants de physique-chimie du secondaire, au collège lors d’une séance d’enseignement portant sur la synthèse additive (El Hage et al., 2010), sur une séquence d’enseignement en optique (El Hage et al., 2013) et au lycée lors d’une séquence d’enseignement de l’électricité (El Hage & Buty 2012 ; 2014). Cette dernière recherche a été prolongée afin de comparer le décalage éventuel entre ce que l’enseignant inscrit au tableau et les écrits des élèves dans leurs cahiers. Ainsi, une méthodologie de recherche spécifique a été conçue, faisant appel aux trois cadres théoriques précédemment cités (El Hage & Buty, 2016). Les résultats montrent un décalage entre les écrits des élèves et les inscriptions de l’enseignant au tableau mais aussi entre les élèves eux-mêmes. Ces résultats renvoient à des questions sur le rôle de ces traces dans les apprentissages des élèves, sur « l’autonomie » laissée aux élèves pour : a) organiser les savoirs dans leur cahier, b) choisir et sélectionner les éléments de savoir à garder dans leurs cahiers, ainsi que les représentations sémiotiques pour garder ces éléments de savoir.

17Ces éléments théoriques ont servi en partie à mener des recherches visant à mieux comprendre les sciences en train de se faire (par les chercheurs physiciens et par les mathématiciens) afin de pouvoir repenser les stratégies pédagogiques et didactiques transposables dans l’enseignement au secondaire, en physique (El Hage & Ouvrier Buffet, 2018 ; Sabra & El Hage, 2019 ; El Hage, 2021).

18Le travail mené sur la trace m’a amenée à questionner l’autonomie des élèves, celle qui leur est « laissée ».

2.  E-fran-IDEE : point de bascule sur les sujets de recherche

19En 2018, j’ai contribué au projet IDEE (Interactions digitales pour l'enseignement et l'éducation) visant à favoriser la transformation des usages de ressources numériques par les enseignants et dont un des objectifs consiste à réduire les inégalités de parcours éducatif. Ce projet était divisé en trois volets, dont le volet CERAD (Collectif d'enseignants et ressources pour l'autonomie des élèves) auquel j’ai participé.

20Au sein du collectif CERAD qui s’intéresse aux usages du numérique par les enseignants, la question de l’autonomie et de son développement pour les élèves s’est posée. Différentes disciplines ont été impliquées : mathématiques, anglais et physique.

21Ma participation à ce collectif constitue l’évènement déclencheur qui m’a amenée à m’interroger de manière approfondie sur la notion d’autonomie et sur ce qu’est l’autonomie, ce qu’est un élève autonome en physique.

22Dans ce contexte, mes réflexions sur l’autonomie impliquent plusieurs axes : réanalyser mes corpus pour comprendre la place de la question de l’autonomie et le nouvel éclairage apporté ; repérer dans les demandes institutionnelles sous quel angle et avec quelles définitions elle est abordée et enfin réaliser une analyse de la littérature scientifique pour en extraire une ou plusieurs définitions de l’autonomie en repérant consensus et dissensus.

24Chacun de ces axes est développé brièvement ci-dessous.

2.1.  Requestionner mes travaux de recherche entre 2009 et 2018

25Je considère que l’enseignant coopère et coconstruit avec l’élève des savoirs par le biais des interactions didactiques. Or, en classe il y a des moments sans interactions didactiques explicites, par exemple la phase a-didactique durant laquelle l’enseignant n’enseigne ni de façon verbale ni de façon gestuelle et laisse l’élève interagir avec le milieu, « les règles du jeu » ayant été définies au préalable. Ainsi, la phase de dévolution est une phase d’installation du contrat didactique visant à supprimer les interactions didactiques durant la phase de recherche. L’ouverture des tâches proposées aux élèves nous renvoie à la question de l’autonomie des élèves. Certaines tâches demandent à l'élève d’opérer des choix (comme le chercheur en fait pour sélectionner un cadre ou modéliser). Il doit donc faire preuve d’une certaine autonomie dans sa conduite cognitive. Ainsi, l’entrée par les interactions laisse apparaître, en creux, l’absence d’interaction.

26En reprenant mes premiers travaux, j’ai pris conscience qu’il existait un élément transversal déjà présent. Ce dernier renvoie à l’expression « autonomie des élèves » sans pour autant qu’elle ne soit, à ce stade, clairement délimitée :

• passer d’une représentation sémiotique à une autre ne nécessite-t-il pas une certaine autonomie dans la façon de raisonner et de réfléchir de la part des élèves ?

• faire modéliser une situation par les élèves ne nécessite-t-il pas des choix tacites ?

• sélectionner ce qu’il faut garder ou pas dans son cahier, choisir une représentation sémiotique ne sont-ils pas dépendants d’une marge d’autonomie ?

• est-il possible d’enseigner des modèles, de demander aux élèves de les utiliser en classe de physique sans indication ou sollicitation de la part de l’enseignant ?

27En somme, les différentes recherches menées seule ou avec des collègues (analyse des interactions didactiques notamment à travers les traces, analyse des démarches des enseignants-chercheurs…) soulèvent la question plus générale de l’autonomie des élèves ou des étudiants. Cette question n’avait pas été traitée à cette époque, en l’absence de réflexion spécifique sur l’autonomie et définition claire de cette dernière.

2.2.  Autonomie et prescriptions officielles

Tableau 1 - Synthèse des concordanciers obtenus par l’analyse dans le logiciel IRaMuTeQ

Autonomie et …	Créativité	Responsabilité	Mode de travail	Poursuite des études	Prise des initiatives	Projet	Citoyen	Compétence vis-à-vis de la démarche
Programmes
1997 (5ème – 4ème et 3ème)	X	X
2005			X	X			X
2008 (collège)	X	X	X	X	X	X
2020 (collège)		X	X	X
2020 (lycée)	X				X	X		X

29Ce tableau montre : a) que l’intérêt pour l’autonomie n’est pas récent, b) qu’il y est présent, quel que soit le programme de physique-chimie (PC) et c) qu’une ligne directrice continue est absente des différents programmes d) et qu’une définition explicite n’apparait pas. Il s’avère qu’il y a une forme de récurrence des associations de termes liés à l’autonomie sans pouvoir en dégager ni de progressivité, ni réellement de filiation nette entre les années. Ainsi, nous pouvons, par exemple, constater que les termes autonomie et créativité sont associés et font partie des programmes du collège de 1997 et 2008, mais ne le sont pas dans ceux de 2005 et 2020.

30Ce constat m’amène à me questionner sur :

• le sens de l’autonomie accordée par l’institution scolaire ;

• la façon dont les enseignants peuvent développer cette autonomie sachant qu’ils manquent d’informations sur comment y parvenir et sur ce qu’est un élève autonome en physique-chimie. Un paradoxe apparaît ici pour l’enseignant qui doit accompagner l’élève dans son autonomie pour l’amener à ne plus être accompagné.

31Cette étude, avec le logiciel IRaMuTeQ, permet donc de dégager des associations entre autonomie et autres termes définissant, ainsi, des visions de l’autonomie : travailler seul, décider, créer, mener sa vie citoyenne et son orientation, travailler en projet. La recherche en didactique donne-t-elle plus d’éléments pour cadrer ce terme ?

2.3.  Autonomie et recherche en didactiques

32Pour faire un état de l’art autour de l’autonomie, je me suis, dans un premier temps, penchée sur les travaux de recherche concernant l’autonomie des élèves en classe de physique dans les publications francophones ou anglophones. J’ai ensuite eu recours à des travaux en sciences de l’éducation.

2.3.1.  Autonomie et recherche scientifique anglophone en didactiques

33Il s’agit de réaliser une revue de littérature des publications dans les recherches en éducation et en didactiques pour m’éclairer sur ce qu’est un élève autonome en classe de physique. Tout d’abord, j’ai lancé deux recherches bibliographiques en parallèle : une sur les publications anglophones et l’autre francophones.

35Une dizaine de textes sur les 28 trouvés relèvent de l’autonomie en classe de physique. Suite à la lecture de ces textes, j’ai constaté que les publications retenues (Basten et al., 2014 ; Jungert & Koestner, 2015 ; Hofferber et al., 2016 ; Jang et al., 2016 ; Vedder-Weis & Fortus, 2018 ; Vorholzer & Aufschnaiter, 2019 ; Großmann & Wilde, 2020 ; Wang & Tsai, 2020 ; Zhang et al., 2020, etc.) s’intéressant à l’enseignement scientifique et à l’autonomie faisaient essentiellement référence à la théorie de l’autodétermination développée par Edward Deci et Richard Ryan (2000).

36Dans le contexte anglo-saxon, la théorie de l'autodétermination issue de la psychologie et des théories de la motivation (Deci & Ryan, 2000 ; Ryan & Deci, 2017) donne lieu à de très nombreuses études autour des liens entre autonomie et apprentissages dans le cadre scolaire. Au sein de ce courant de recherche, « l'autonomie est comprise comme un besoin fondamental de l’être humain afin de s'auto-organiser et se gouverner lui-même » (Chirkov, 2009, p. 254, traduction personnelle). En effet, le besoin d’être autonome constitue un des postulats de base de cette théorie affirmant que l'être humain a une tendance naturelle à s'engager dans des activités intéressantes, exercer ses compétences et se sentir efficace dans les activités entreprises, développer des relations sociales et intégrer des expériences psychiques et interpersonnelles dans une relative unité. Qu’en est-il des recherches publiées en français ?

2.3.2.  Autonomie et recherche scientifique francophone en didactiques

37En parallèle de mes recherches sur la base de recherche ERIC, je suis allée chercher dans les revues classiques publiant en didactiques et en langue française comme : Aster, Didaskalia, Recherches en Didactique des Sciences et des Technologies (RDST), Recherches en éducation (Ree), Recherches en Didactiques, revue canadienne de l’éducation, etc. Une émergence de certains travaux montre l’intérêt pour le questionnement de l’autonomie en didactique de différentes disciplines, notamment scientifiques (mathématiques, physique, chimie, etc.). Ainsi, l’autonomie est traitée dans différentes didactiques.

38En didactique de la chimie, les travaux de Rania El Bilani et ses collègues (2007) étudient l’autonomie et la motivation des élèves dans une situation d’enseignement et d’apprentissage sur l’énergie des liaisons chimiques. L’autonomie dans cette étude renvoie au travail sans l’enseignant en travaux pratiques (seul ou en binôme). L’hypothèse de départ, dans cette recherche, est qu’une situation avec simulateur permet l’expression de l’autonomie (associée à la théorie de l’autodétermination de Deci et Ryan, 2000). De plus, la façon dont les questions sont formulées dans les tâches peut impacter la motivation des élèves tout au long de leur activité sous son aspect cognitif (Small & Venkatesh, 2000) en relation avec le besoin de clôture (besoin créé en cas de déstabilisation des besoins fondamentaux).

39En didactique des sciences de la vie et de la Terre (SVT) on peut se référer aux travaux de Réjane Mono-Ansoldi (2010), Éric Sanchez (2015, 2023) et leurs collègues. Mono-Ansoldi et ses collègues (2010) se sont intéressées à l’autonomie des élèves dans le cadre de la mise en œuvre d’un enseignement fondé sur des investigations en SVT. Elles ont ainsi réalisé une enquête en ligne auprès d’une cinquantaine d’enseignants de l’option « Mesure, Informatique et SVT » pour étudier notamment leurs représentations concernant l’autonomie des élèves dans le cadre de la mise en œuvre des démarches d’investigation. Les enseignants ont pu choisir des indicateurs dont dépendrait l’autonomie des élèves (tableau 2).

Tableau 2 - Fréquence des réponses d’enseignants à la question « Parmi les propositions ci-dessous lesquelles définissent en priorité pour vous un élève autonome ? » (Monod-Ansaldi et al., 2010)

L’élève ….	Effectifs	Fréquence
… échange et aide ses camarades	33	69 %
… trouve les informations dont il a besoin pour agir par des recherches documentaires	26	54 %
… a le choix entre différentes stratégies pour résoudre un problème	26	54 %
… est placé dans une situation où l’erreur est permise	25	52 %
… construit seul son raisonnement, un protocole	22	46 %
… est placé dans une situation où il peut évaluer la pertinence de ses stratégies	14	29 %
… maitrise un outil sans aide	12	25 %
… s’auto-évalue et corrige seul ses erreurs	10	21 %
… choisit le matériel sans aide	9	19 %
… sait poursuivre un protocole ou une fiche technique sans aide	6	12 %
… est libre de se déplacer dans la salle	4	8 %
… ne pose pas de questions à l’enseignant	1	2 %
Total/répondants	48

40Certaines réponses ne mettent pas en avant le lien entre autonomie et savoir en jeu dans le sens où la moitié des enseignants ne se représente pas l’autonomie des élèves comme dépendante des savoirs travaillés dans l’investigation en cours. Ils considèrent que pour aborder une investigation de manière autonome très peu de connaissances sont nécessaires.

41Quant à Sanchez (2023), il met en avant le lien entre la ludicisation et l’autonomie. Pour lui, la ludicisation consiste à changer le contexte d’une situation d’apprentissage de façon qu’elle soit perçue comme amusante à travers une histoire, une situation fictive, etc. Il s’agit de faire réaliser aux élèves des activités scolaires tout à fait habituelles, mais à l’aide de jeux (absence de conséquences négatives en cas d’échec, liberté du joueur) au cours desquels les élèves devront mobiliser des savoirs.

42Quant aux publications avec des définitions de l’autonomie en physique et/ou en mathématiques, on retrouve celles récentes réalisées dans le cadre du projet E-fran (Gueudet & Lebaud, 2019 ; Gueudet & Jofreddo-Lebrun, 2021 ; Le Bouil, 2022 ; Le Bouil et al., 2019, 2021). L’ensemble de ces publications fait appel aux travaux de Brigitte Albero (2004) qui mobilise une approche multidimensionnelle de l’autonomie en lien avec l’usage des technologies numériques afin de penser les moyens permettant de développer l’autonomie auprès des adultes. Pour celle-ci, l’autonomie peut être décomposée en sept domaines qui sont liés les uns aux autres :

• technique : maîtriser les technologies, maîtriser l'expérimentation, etc.

• informationnel : maîtriser les outils de la recherche documentaire ; savoir chercher, stocker et restituer l'information, etc.

• méthodologique : savoir organiser son travail selon les objectifs fixés (personnels et/ou institutionnels), planifier son activité, etc.

• social : communiquer pour apprendre, coopérer, échanger, partager l'information, etc.

• cognitif : repérer des indices, créer des liens, des catégories, comparer, discriminer, synthétiser, recourir à des opérations mentales diversifiées (induction, déduction, abduction), anticiper par formulation d'hypothèses, etc.

• métacognitif : mener une activité réflexive sur l'action, autoévaluer la démarche d'apprentissage choisie, réguler, etc.

• psychoaffectif : réguler ses émotions, assumer sa part de responsabilité dans l'apprentissage, etc.

43En dehors des publications citées, j’ai pu constater que le terme autonomie était parfois employé par des didacticiens de la physique sans être défini explicitement. Citons, à titre d’exemple, les travaux de Jean-Marie Boilevin (2017) évoquant l’autonomie en la reliant aux enseignements fondés sur l’investigation en sciences ou les travaux de Karine Becu-Robinault (2018) faisant appel à l’autonomie dans le sens commun (travailler seul sans l’enseignant). J’ai donc pu déduire que l’autonomie des élèves et son développement dans le cadre scolaire sont peu investis et notamment en didactique de la physique. Il apparaît un manque à combler à la fois du point de vue scientifique et notamment en didactique de la physique afin de sortir de la naturalisation de ce terme. Ainsi, suite à ces résultats, j’ai éprouvé le besoin de compléter mes recherches en m’orientant vers des travaux menés en sciences de l’éducation et de la formation.

2.3.3.  Autonomie et recherche scientifique en éducation

44La question de l’autonomie est investie par la recherche en éducation et formation (avec des milliers de publications comportant ce terme), beaucoup plus qu’en didactiques disciplinaires. Cependant, ce terme est employé avec des significations plurielles et selon différentes approches dans des situations d’enseignement et d’apprentissages. Il est le plus souvent non défini et associé à d’autres notions : autonomie et autoformation (Albero, 2004 ; Eneau, 2018) ; autonomie et numérique (Denouël, 2017) ; autonomie et motivation (Deci & Ryan, 2000 ; Ryan & Deci, 2020) ; autonomie et autorégulation (Cosnefroy, 2013) ; autonomie et croyances des enseignants (Berger & Girardet, 2016), etc. Par exemple, pour Philippe Foray (2017), l’autonomie est « la capacité à agir par soi-même, à choisir et à penser par soi-même ». Il rajoute que l’autonomie est au centre de la philosophie d’Emmanuel Kant (1785, p. 5) qui l’envisage sous l’angle de la rationalité : « agir et choisir de façon autonome implique un usage de la raison ». Mais, comme le souligne Claire Ravez (2020), cette vision fonctionnelle de l’autonomie est insuffisante dans le contexte scolaire : « cette capacité à agir a par ailleurs à voir avec la construction d’une indispensable autonomie intellectuelle », visant ainsi un idéal émancipateur (Freire, 1996).

45Adoptant un point de vue sociologique, Bernard Lahire (2001) évoque deux pôles de l’autonomie à l’école : l’autonomie politique (respect des règles de la vie collective) serait liée au fait « d’être un élève-citoyen autonome » et l’autonomie cognitive correspondrait à l’appropriation des savoirs, la compréhension des tâches scolaires et de leur finalité par les élèves. Pour Lahire, ces deux pôles ne sont pas contradictoires puisqu’il est d’ailleurs fréquent de les retrouver conjointement dans les situations étudiées. D’autres chercheurs préfèrent l’expression « autonomie scolaire » à celle d’autonomie cognitive. À partir d’une approche interactionniste en psychologie inspirée de Lev Vygotski, Raphaëlle Raab (2014, p. 2) définit l’autonomie scolaire comme « la capacité d’un élève, d’un groupe d’élèves ou d’une classe à mener une activité productive (la tâche) au service d’une activité constructive (les apprentissages) en dehors de la présence directe de l’enseignant ». Raab (ibid.) évoque ici une distinction entre deux types d’autonomie : l’autonomie individuelle et l’autonomie de groupe. Quant aux travaux menés par Albero (2000 ; Albero & Poteaux, 2010), la question des moyens permettant de développer l’autonomie a été traitée dans le cadre de la formation d’adultes.

46Cette revue de littérature fournissant des éclairages sur la question de l’autonomie montre une absence de consensus et de cadre théorique commun définissant l’autonomie des élèves. De plus, ces recherches ne précisent pas toujours si l’autonomie est une finalité éducative, un moyen d’enseignement (Barbot, 2000) voire un prérequis (Rivens Mompean & Eisenbeis, 2008).

47Dans ces travaux, nombreuses sont les définitions de l’autonomie où elle est considérée d’une manière globale sans prise en compte explicite des savoirs en jeu. En particulier pour le cas des sciences, la dimension épistémologique de la discipline semble absente. Or, en tant que didacticienne de la physique, je considère qu’une définition de l’autonomie devrait être reliée aux savoirs, aux connaissances dans un contexte bien identifié et précis.

48Ces différents constats sur l’autonomie, avec d’une part les prescriptions demandant aux enseignants de développer l’autonomie des élèves et d’autre part, la littérature scientifique mettant en lumière une importante diversité de définitions revêtant différents statuts sans pour autant fournir un cadre d’analyse permettant de décrire l’autonomie des élèves en classe de physique m’amènent à me poser une série de questions relevant de niveaux différents :

• l’autonomie est-elle un état ou est-ce un processus ?

• comment pourrions-nous prendre en compte l’autonomie dans les recherches en didactique de la physique ?

• de quoi l’enseignant de physique a-t-il besoin pour développer l’autonomie de ses élèves en classe de physique ?

49Pour répondre à ces questions et éclairer les zones d’ombre existantes, je propose de développer un cadre d’analyse dual que j’ai dénommé ATA2d pour Autonomie transversale autonomie didactique disciplinaire. Il permet d’étayer les caractéristiques d’un élève autonome de façon transversale mais aussi en physique, en prenant en compte les aspects épistémologiques de la discipline.

3.  Cadre d’analyse AtA2d

3.1.  Fondements du cadre d’analyse

50L’analyse précédente invite, à l’instar de Ghislaine Gueudet et Marie-Pierre Lebaud (2019), à distinguer deux formes d’autonomie : d’une part l’autonomie transversale (At) qui correspondrait aux travaux considérant les aspects de l’autonomie sans spécificités liées à la discipline et d’autre part, l’autonomie didactique disciplinaire (A2d). Pour prendre en compte, à nouveau, les différents domaines de l’autonomie présentés, nous nous appuyons sur les travaux d’Albero (2004) et nous déclinons At et A2d chacune en sept domaines construits autour d’une série d’indicateurs. Les indicateurs de l’At sont créés sur la base des indicateurs génériques proposés par Albero (ibid.). Nous utilisons pour les indicateurs de l’A2d, comme arrière-plans théoriques, les relations de modélisation, fondatrices de l’élaboration des savoirs en physique, au cœur de l’enseignement de cette discipline (Tiberghien, 1994) d’une part, et la sémiotique permettant de communiquer les éléments du savoir en classe de physique (Bécu-Robinault, 2018), d’autre part. Nous choisissons de prendre en compte des éléments psychologiques et motivationnels de l’élève (Deci & Ryan, 2000) qui permettent de ne pas réduire ce dernier à un sujet épistémique. Tout cela amène donc à la singularisation des indicateurs de l’At au regard de la nature des savoirs et savoir-faire susceptibles d’être activés dans la classe de physique. Autrement dit, le tableau 3 présente le cadre d’analyse ainsi construit : pour chaque domaine (colonne 1) des indicateurs sont présentés en distinguant At (colonne 2) de A2d (colonne 3). Quant à la colonne 4, elle vise à illustrer, par quelques exemples, les conduites attendues d’élèves en lien avec les apprentissages concernant des thématiques en physique.

Tableau 3 - Indicateurs permettant de caractériser les domaines de l'autonomie des élèves (At et A2d) lors de la réalisation des activités avec des exemples en physique à spécifier en fonction du type de tâche

Domaines de l’autonomie	Indicateurs de l’autonomie transversale	Indicateurs de l’autonomie didactique disciplinaire	Exemples en physique
Technique	Maîtrise des technologies numériques utilisées et capacité à s’adapter face à la diversité des outils et supports.	Prélèvement d’informations sur des grandeurs mesurables. Maîtrise des tâches numériques (utilisation des logiciels/des applications en physique) ou du matériel expérimental (instrument de mesure, etc.).	L’élève est capable d’utiliser seul un voltmètre et/ou un ampèremètre en électricité pour réaliser une mesure.
Informationnel	Recherche et traitement de l’information : maîtriser les outils de recherche documentaire, savoir rechercher et trouver l’information, etc.	Recherche et traitement de l’information sur des sites dédiés en physique, recherche dans son cours, dans son manuel, etc. Identification de la nature de l’information.	L’élève distingue les photos des dessins, des schémas d’un circuit électrique à la suite d’une recherche documentaire.
Méthodologique	Organisation de son travail en classe ou à la maison en tenant compte des objectifs et des contraintes diverses.	Organisation de son activité en physique dans le temps. Mise en œuvre d’un protocole expérimental donné par le professeur. Proposition d’un protocole avec des étapes.	L’élève propose un protocole permettant d’étudier l’évolution de la tension en fonction du temps quand un condensateur se charge (choix de matériel, montage calibrage relevé des valeurs tracé de la courbe).
Social	Collaboration avec d’autres élèves et/ou avec le professeur. Développement d’une attitude d’empathie, d’ouverture et de tolérance envers ses pairs.	Échange et coopération avec d’autres élèves au sujet d’une situation en physique. Sollicitation, à bon escient, du professeur en classe de physique.	En cas de blocage, l’élève sollicite un joker de la part de l'enseignant pendant la mise en œuvre d’une investigation. L’élève travaille avec ses camarades autour du choix d’une procédure expérimentale visant à tester la validité d’un modèle.
Cognitif	Aspects individuels de la construction d’une stratégie de travail. Création des liens entre les éléments nouveaux et les éléments stabilisés dans les représentations.	Réinvestissement des connaissances apprises plus tôt en physique pour résoudre une tâche sur un autre thème du programme. Établissement d’un lien entre le monde des objets/évènements et le monde des théories/modèles. Recours à des opérations mentales variées concernant des connaissances et savoirs disciplinaires de physique.	L’élève mobilise l’exponentielle et l’équation différentielle, vues plus tôt dans l’année en électricité pour résoudre un exercice en radioactivité. Lors d’une activité, l'élève fait le lien entre ce que l’écran de l’application « carte du ciel » donne à voir et le ciel qu’il observe.
Métacognitif	Activité réflexive sur : l’action entreprise ; l’efficience des modalités d’apprentissage choisies.	Capacité à s’autoévaluer et utiliser ses erreurs pour faire évoluer une stratégie en physique. Être conscient de ses propres stratégies en physique. Contrôle de ses résultats en physique.	En mécanique, l’élève connait le principe d’inertie, mais il est conscient qu’il a du mal à les mobiliser pour interpréter des mouvements simples en termes de forces.
Psycho-affectif	Estime de soi : oser répondre lorsqu’une question est posée à la classe entière, oser montrer son travail à tous. Motivation extrinsèque et/ou intrinsèque par rapport à l’apprentissage ?	Prise des initiatives lors de la résolution d’un exercice ou d’une activité expérimentale en physique. Motivation extrinsèque et/ou intrinsèque pour des savoirs en physique, pour la compréhension du fonctionnement de la physique.	L’élève choisit une thématique en physique qui l’intéresse pour le grand oral du baccalauréat en France. L’élève est passionné pour faire des expériences en physique. L’élève continue à s’investir en cours de physique malgré l’obtention d’une mauvaise note.

51Ce cadre d’analyse constitue un pas de côté par rapport à mon premier objet d’étude portant sur les pratiques enseignantes. Or, pour étudier des pratiques d’enseignants permettant de développer ou freiner le développement de l’autonomie des élèves, il me semble nécessaire de caractériser au préalable ce qu’est un élève autonome dans une classe de physique. L’enseignement et l’apprentissage en classe de physique ont des spécificités comme la modélisation (Tiberghien, 1994) ; l’investigation scientifique (El Hage & Ouvrier buffet, 2018) ; le travail expérimental lors des travaux pratiques ? etc. Par ailleurs, le cadre d’analyse AtA2d peut contribuer, pour un chercheur comme pour un enseignant, à caractériser l’autonomie des élèves en classe de physique et à penser aux leviers et stratégies permettant de développer les différents domaines de l’autonomie.

52Il montre que la caractérisation de l’autonomie d’un élève en classe de physique par un chercheur ou un enseignant ne peut pas se faire d’une façon générale ; l’autonomie n’est pas une caractéristique stable d’un élève. En fonction des indicateurs, il est possible d’inférer la dimension dans laquelle l’élève est autonome pour une tâche et un contexte donné. Ainsi, ce cadre n’est pas une caractérisation dans l’absolu de l’autonomie, mais dépend bien des tâches à réaliser, de la nature de la démarche à mettre en place, du positionnement dans le curriculum, des concepts en question, des modèles en jeu inséparables d’une programmation didactique, de l’âge de l’élève, etc.

53Pour des questions de lisibilité, le cadre est présenté par un tableau. Cela ne doit pas donner l’idée qu’il faut travailler indépendamment chaque domaine. En effet, chaque indicateur de l’autonomie n’est pas un objectif à atteindre pour acquérir une dimension de l’autonomie et, in fine, l’autonomie en elle-même. Je considère que l’autonomie est holistique et que le cadre permet de prendre des informations ponctuelles. Pour caractériser l’autonomie à partir du cadre, je considère que le tout (l’autonomie) est supérieur à la somme des sept domaines. Ainsi, ce cadre répond aux différentes interrogations autour de la définition de l’autonomie dans le cadre scolaire et de la place de l’autonomie dans les recherches en didactique de la physique.

3.2.  Mises à l’épreuve du cadre d’analyse

54Le processus de conception du cadre AtA2d a été progressif ; il s’est fait non seulement à partir d'une réflexion théorique, mais également à partir de recherches empiriques. Ce processus dynamique a ainsi fait évoluer les indicateurs entre la première version de ce cadre et celle présentée, ici, dans le tableau 3.

55Ce cadre a été opérationnalisé pour analyser des prescriptions officielles. De plus, il a servi pour analyser les points de vue des enseignants et repérer les caractéristiques d’un élève autonome en classe de physique grâce à des données qualitatives recueillies par entretiens (El Hage et al., 2021 ; El Hage & Maigret, 2022 ; El Hage, 2023). En effet, des entretiens ont été réalisés avec 9 enseignants de PC du secondaire et codés selon les deux formes et sept domaines de l’autonomie. Les résultats montrent :

• des éléments de convergence dans les points de vue en termes d’At. En effet, tous les enseignants évoquent comme caractéristiques d’un élève sa capacité à travailler avec les autres (domaine social), à s’organiser et finir une tâche dans le délai donné (domaine méthodologique). Par ailleurs, aucun enseignant ne donne de caractéristique relevant du domaine métacognitif ;

• une divergence en termes d’A2d en physique . En effet, nous n’avons pu identifier aucun point de consensus entre les 9 interviewés.

57Le cadre d’analyse AtA2d prend en compte des éléments du sujet psychologique et la motivation de l’élève tout en faisant appel à des théories se situant dans des champs extérieurs à la didactique. Ce cadre apporte un éclairage complémentaire aux recherches en didactique de la physique qui sont essentiellement centrées sur les processus cognitifs en laissant de côté, de manière relative, les aspects psychologiques et sociaux des élèves. Ainsi, l’autonomie prenant en compte une dimension psychologique de l’élève permet d’analyser les difficultés de mise en œuvre en classe ordinaire d’une ingénierie didactique reconnue comme valide par les chercheurs l’ayant conçue et évaluée.

58L’ensemble des travaux initiés en lien avec ce cadre sont nombreux et visent à mieux interpréter les points de vue des enseignants, à comprendre les pratiques effectives d’enseignement en classe et à identifier ce qui peut perturber l’enseignement, l’étude et l’apprentissage de la physique en termes d’autonomie tout en dépassant le sujet épistémique. Je présente ci-après les projets à moyen et long termes permettant de consolider le cadre et de réaliser de nouveaux développements autour de la problématique de l’autonomie. Il s’agit de recherches en didactique de la physique et de recherches pluridisciplinaires.

4.  Perspectives

59La synthèse ci-après revient sur les principaux apports du cadre d’analyse AtA2d dans les travaux en cours ainsi que sur les pistes de recherche à venir.

4.1.  Travaux initiés : AtA2d pour supporter des recherches quantitatives et qualitatives

60De par sa nature, le cadre AtA2d permettrait de catégoriser de grands corpus de type questionnaire ou analyse de ressources. En fixant des indicateurs pour chacun des domaines, il autorise le traitement de réponses d’enseignants à des questionnaires d’un point de vue quantitatif. Sa capacité à soutenir des recherches quantitatives est donc assez naturelle, mais il pourrait être utilisé comme un cadre d’analyse qualitative des situations de classe. Il s’agit de le mobiliser pour mieux comprendre à la fois les pratiques d’enseignement en classe de physique et le processus d’autonomisation des élèves dans le temps. Les exemples de publications présentés dans la note de synthèse font appel à des méthodes qualitatives notamment des entretiens donc à des données déclaratives. Pour passer à une analyse de ce qui se passe en classe, le cadre AtA2d nécessite d’être mis à l’épreuve dans des études qualitatives dépassant cet aspect déclaratif. C’est le cas dans des travaux doctoraux et des projets de recherche en cours. Je codirige deux thèses dont les résultats permettront de tester ces hypothèses.

61Une première thèse en cours mobilise AtA2d autour de méthodes qualitatives et quantitatives grâce à un questionnaire avec plus de 50 % de répondants auprès de 375 enseignants de physique en lycées publics au Liban. Ce questionnaire permet d’examiner leurs points de vue et attentes vis-à-vis de ce que serait un élève autonome. La doctorante cherche également à identifier des leviers qu’un enseignant peut activer pour développer l’autonomie des élèves en classe.

62La deuxième thèse en cours met à l’épreuve AtA2d pour étudier des pratiques effectives, comprendre le lien entre les pratiques enseignantes et l’autonomie des élèves en classe de chimie. Le cadre AtA2d, adapté pour la chimie, est utilisé comme un outil d’analyse des pratiques instrumentées au sens de Pierre Rabardel (1995). Pour cela, la double approche didactique et ergonomique (Robert & Rogalski, 2002) sera combinée à l’approche instrumentale et au cadre AtA2d. Un des enjeux méthodologiques est de croiser le cadre AtA2d avec d’autres cadres théoriques. L’approche dans ce travail sera donc centrée sur une analyse qualitative.

63Ces recherches mettent à l’épreuve le cadre d’analyse selon deux méthodologies de recherche différentes.

4.2.  Projets de recherche avec utilisation du cadre AtA2d pour des recherches en didactique de la physique

66Au-delà de ce travail déjà initié, d’autres études sont nécessaires pour enrichir le cadre d’analyse AtA2d contribuant à documenter ce qu’est l’autonomie des élèves en physique. Le cadre d’analyse AtA2d pourrait être utilisé dans trois directions.

68Par la suite, de nouvelles recherches avec une utilisation a priori du cadre d’analyse AtA2d permettront :

• d’enrichir l’outillage classique proposé aux concepteurs dans les recherches collaboratives en physique (contrat didactique, modélisation, etc.) dès la conception des scénarios de classe (mobilisation a priori) et de penser les caractéristiques des situations mises en place par l’enseignant permettant de constituer ou non des aides pratiques des élèves, c’est-à-dire élaborer des séquences en utilisant le cadre AtA2d pour développer l’autonomie didactique en physique dans ses différents domaines. L’idée est que l’élève agissant dans le système didactique s’engage dans une tâche scientifique.

• de mener des projets de recherche pluridisciplinaires. Le cadre d’analyse AtA2d se situe à l’intersection de la didactique de la physique, des sciences de l’éducation et de la psychologie. Ce cadre caractérise ce qu’est un élève autonome et peut donner des éléments de réflexion pour penser les manières dont un enseignant de PC développe l’autonomie des élèves. Prenons à titre d’exemple, la mobilisation du cadre AtA2d conjointement avec le « Professional Development Program » (Tiberghien & Venturini, 2023). AtA2d permet de caractériser, sous l’angle de l’autonomie, l’effet des évolutions professionnelles des enseignants dans le temps en repérant des traces et des indicateurs liés à des évolutions professionnelles suite à des formations (Shaharabani & Tal, 2017 ; Thompson et al., 2019 ; Venturini & Boilevin, 2021), de caractériser des leviers du développement de l’autonomie. Une esquisse de synthèse des recherches sur le rôle de l’enseignant dans le développement de l’autonomie en classe m’amène à identifier plusieurs leviers qui opèrent en amont ou durant le déroulement de la tâche.

69Dans la littérature anglo-saxonne, des expressions différentes sont utilisées « autonomy support » et « autonomy supportive ». Les difficultés de traduction et les arrière-plans théoriques sous-jacents à ces expressions restent néanmoins à questionner et peuvent constituer un de mes futurs axes de recherche. Ces pistes prolongeront le travail développé sur les leviers et seront approfondies grâce à des recherches empiriques. Cela nécessite néanmoins de poursuivre le travail sur l’arrière-plan théorique pour distinguer et définir les contours des termes comme guidage, soutien, support, stratégie, levier, etc. De plus, les soutiens à l’autonomie peuvent correspondre soit à ce que j’appelle des leviers, soit à des stratégies, soit à des attitudes et des comportements de la part de l’enseignant. Un des prolongements de ce travail consiste à questionner la littérature scientifique faisant appel à ces termes pour pouvoir comprendre ce qu’ils englobent.

5.  Conclusion

70L’analyse des pratiques professionnelles des enseignants en PC m’a conduite à poursuivre mes recherches autour de l’idée d’autonomie. Rappelons que ce terme qui apparaît tant dans les programmes que dans plusieurs recherches s’avère recouvrir des dimensions variées allant de la capacité à faire des choix pour sa propre orientation à déterminer le modèle adapté pour représenter un phénomène physique. L’autonomie fait aussi apparaître des paradoxes comme le fait qu’un élève autonome soit celui capable de faire seul, mais aussi celui qui sait interroger l’enseignant au bon moment. Ainsi, il m’a semblé important de penser d’abord à caractériser ce qu’était un élève autonome en classe de physique afin de pouvoir ensuite penser aux rôles des enseignants dans le processus visant à développer l’autonomie des élèves. Le cadre que j’ai construit tente d’utiliser les différentes dimensions apparues dans la recherche bibliographique en prenant en compte les spécificités liées aux apprentissages en PC et des dimensions transversales. Notre ambition est qu’il devienne un outil pour objectiver le regard sur l’autonomie et s’intègre à des cadres théoriques leur ouvrant de nouveaux angles d’analyse.