Didactique des Sciences vs

Science Education Research

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Les principales revues françaises

Didactique des sciences expérimentales Didaskalia ASTER

Didactique des mathématiques Recherches en didactique des maths Repère IREM

Général Revue française de pédagogie Recherche et formation

Les principales revues étrangères

International Journal of Science Education Review of Educational Research Journal of Research in Science Teaching Science Education

International Handbook of Science Education

Part 1 Learning Teaching Educational Technology Curriculum Learning environments

Part 2 Teacher education Assessment and evaluation Equity History and philosophy of science Research methods

Ressources internet

Banque de donnée ERIC http://www.eric.ed.gov/

SUDOC (général) http://www.sudoc.abes.fr/

Conceptions STCSE http://www.ipn.uni-kiel.de/aktuell/stcse/stcse.ht

ml Conceptions « ideas previas » (Mexican National

Council for Science and Technology)

http://ideasprevias.cinstrum.unam.mx:2048/

Science Education Research

Tendances, questions de recherche et méthodologies

Classification des types de recherches

D’après Duit & Treagust (1998)

Concept learning perspective Developmental perspective Differential perspective Problem solving perspective

Concept Learning perspective

Etude qualitative des différentes conceptions utilisées par les élèves pour expliquer les phénomènes scientifiques

Etude de la compréhension par les élèves des concepts scientifiques

Driver, Duit, McDermott

Developmental perspective

Etude plus globale de l’apprenant Evolution des conceptions d’un individu au

cours du temps (changement conceptuel)

Duit, Posner, Hewson (didactique)

Carey, Vosniadou (psychologie développementale)

Differential perspective

Différences interindividuelles concernant les performances / aptitudes des élèves

Relations entre les perfomances / aptitudes et les types d’enseignement

Distribution des performances / aptitudes à travers des groupes démographiques (facteurs contextuels et socio-culturels)

Problem solving perspective

Procédures / processus utilisés par des individus pour répondre à des questions scientifiques

Caractérisation des résolutions de problèmes experte et novice

Influence des connaissances scientifiques sur les capacités de résolution de problème

Exemples de recherche

La physique à l’université(IDP: Institut für Didaktik der Physik)

Co-ordination de la théorie et de la preuve (CSSME: Centre for Studies in Science

and Mathematics Education )

Aspects culturels de l’apprentissage (Cobern & Aikenhead)

Apprendre à partir de modèles (Gilbert)

Institut für Didaktik der Physik (Brême, Allemagne)

H. ScheckerH. Niedderer

S. von AufschnaiterH. Schwedes

Projets de recherche

Les ordinateurs pour l’enseignement Enseignement de la mécanique quantique Les processus d’apprentissage de la

physique Le développement des programmes de

science

Didactique de la physique à l’université

D’après l’article de Niedderer (1999) La motivation et l’intérêt des étudiants Les conceptions des étudiants Les processus d’apprentissage Les cours magistraux Les nouvelles technologies Les travaux pratiques

La motivation et l’intérêt des étudiants

Diminution du nombre d’étudiants inscrits en physique à l’université

Augmentation du nombre d’abandon après un an

Questions de recherche

Quels sont les sujets, les types d’enseignement et de média qui motivent / intéressent les étudiants ?

Quelles sont les attentes des étudiants ?

Pendant le cours, qu’est-ce qui intéresse / motive les étudiants ?

Quelles sont les raisons qui poussent les élèves à abandonner la physique ?

Méthodologies

Entretiens Questions ouvertes Questionnaires visant à évaluer l’intérêt des

étudiants

Etudes qualitatives et quantitatives

Les conceptions des étudiants

Travaux importants depuis 30 ans sur « alternative frameworks »

Différence entre ce qui est enseigné et ce qui est appris.

Informations générales sur la compréhension des cours par les étudiants

Questions de recherche

Comment la compréhension des concepts de base de la physique peut être améliorée ?

Comment peut-on évaluer la compréhension des étudiants ?

Quels types de connaissances les étudiants ont-ils après les cours de physique ? Comment sont-elles organisées ?

Quelles connaissances ont été acquises en fonction des différentes approches proposées ?

Méthodologies

Conception de tests d’évaluation standardisés

Questionnaires écrits à réponses ouvertes Entretiens individuels

Etudes qualitatives et quantitatives

Processus d’apprentissage

Effets d’éléments spécifique de l’environnement sur l’apprentissage

Nécessité de prendre en compte les conceptions intermédiaires développées par les étudiants

Questions de recherche

Quels sont les états intermédiaires des connaissances pendant le cours?

Quel est l’état des connaissances à la fin d’un cours?

Quels sont les effets spécifiques de l’environnement d’apprentissage sur le développement des connaissances?

Méthodologies

Enregistrement du processus complet (situation de laboratoire)

Catégorisation interprétative

Etudes qualitatives

Les travaux pratiques

Développement des compétences expérimentales

Articulation théorie et pratique Développement de la motivation

échec

Questions de recherche

Quels types de processus d’apprentissage pendant les TP?

En quoi les TP sont-ils efficaces pour atteindre des objectifs d’apprentissage spécifiques?

Comment modifier les interactions tuteurs-étudiants pendant le TP? (formation)

Comment modifier les activités des étudiants pendant le TP ? (feuille de TP)

Quels sont les TP motivants pour les étudiants?

Méthodologies

Enregistrements continus de séances de TP Analyse interprétative des données

transcrites Catégorisation « à la volée » des activités

des étudiants pendant le TP.

Etudes essentiellement qualitatives

Cours magistraux

Recherches centrées sur l’efficacité des cours

Quelle est la contribution de ces cours à la compréhension/apprentissage de la physique?

Quel est le point de vue des étudiants sur les différents types de cours? Quels effets sur la motivation?

Quelle est la vision des étudiants sur l’apprentissage? (métaconnaissances sur l’apprentissage)

Questions ouvertes, entretien visant à tester la compréhension

Utilisation des NTE

Quels sont les effets de l’utilisation des NTE Sur la motivation des étudiants? Sur la compréhension et l’apprentissage de la

physique? Comment les NTE peuvent-elles être utilisées

pour développer l’apprentissage, la compréhension et la motivation des étudiants?

Centre for Studies in Science and Mathematics Education (University of Leeds)

J. Donnelly

J. Leach

P. Scott

Projets de recherche

Développement de la compréhension conceptuelle en science

Enseigner les sciences pour comprendre Compréhension des sciences par le public Rôle du langage dans l’acquisition des

concepts scientifiques Image des sciences des étudiants

Travail sur article

Students’ understanding of the co-ordination of theory and evidence in scienceJ. Leach, 1999, International Journal of Science

Education, Vol. 21, n° 8, 789-806.

Cadre théorique

Question de recherche

Méthodologie

Résultats

Learning Science through Models and Modelling

J. Gilbert

Hypothèse pour l’enseignement

« an understanding of learning in science education necessarily involves an

understanding of the models and modelling » (p.53)

QuestionHow models can and do contribute to learning

in classrooms and other contexts ?

Une typologie des modèles

Target systemsSystèmes existants dans l’expérience quotidienne et qui doivent être représentés

Mental modelsmodèles personnels, privés, qui sont des représentations du système cible

Expressed modelsmodèles exprimés par un individu à travers une action, un discours ou un écrit

Une typologie des modèles

Consensus modelsModèles exprimés qui ont été soumis à un groupe social. Ces modèles peuvent être ceux de la communauté scientifique qui ont été approuvés par une personne compétente

Teaching modelsmodèles spécialement construits pour aider à la compréhension d’un modèle consensuel

Exemple: les élèves et les modèles

Comment les modèles sont-ils perçus par les élèves?

Etude menée à partir d’interviews d’élèves de 9, 12 et 16 ans, UK

Compréhension du mot « théorie »

Les modèles Sont utilisés dès le plus jeune âge Sont un moyen pour mieux comprendre les théories Permettent de générer des prédictions qui pourront ensuite

être testées de manière empirique Peuvent être transférés à d’autres contextes

Critères des bons « teaching models »

Contiennent les éléments correspondant aux éléments essentiels du modèle consensuel

Permettent d’introduire le modèle consensuel que les étudiants reconnaissent comme importants mais difficile à comprendre

Sont basés sur un source connue des étudiants de préférence expérimentale

Peuvent être utilisés en combinaison avec d’autres modèles, toujours en respectant le modèle consensuel

Hypothèse pour l’apprentissage

La capacité des élèves à former et exprimer des modèles peut être améliorée s’ils ont l’opportunité de

connaître leurs propres modèles mentaux et si l’enseignant leur donne explicitement l’occasion

d’exprimer ces modèles.

Etude (Paton, 1996)

Lorsque les conditions sont remplies, la capacité à former/exprimer des modèles est améliorée

Formation, nature et usage des modèles

Grosslight et al (1991) Etude américaine Interviews d’étudiants 12-13, 16-17 ans et

d’experts (professeurs d’université) 3 grands niveaux de modèles pour leur

formation, leur nature et leur usage

Niveau 1

Les modèles sont pensés comme étant des copies de la réalité qui peuvent être incomplètes, parce que le concepteur du modèle l’a souhaité ainsi.

Niveau 2

Les modèles sont pensés comme ayant été produits avec un objectifs précis, spécifique, certains aspects ayant été omis, supprimés ou mis en valeur.

A ce niveau, l’accent est mis plus sur la réalité et sa modélisation que sur les idées théoriques sous-jacentes à la description.

Niveau 3

Le modèle est vu comme ayant été construit pour servir et développer des idées plus que pour copier la réalité. Le concepteur du modèle joue un rôle essentiel et actif dans le processus de modélisation, dans sa manipulation et les tests permettant le développement des idées.

Etudiants / experts

Les étudiants conçoivent les modèles principalement au niveau 1 et 2

Le niveau 3 reste le domaine exclusif des experts

Cultural aspects of learning science

W. Cobern

G. Aikenhead

Cadre général

Passage des perspectives sur l’apprenant en tant qu’individu à des perspectives prenant en compte les aspects sociologiques

Contextualiser l’apprentissage Approche socio-constructiviste Objectifs sociaux de la science Cognition située

Hypothèse d’apprentissage

Apprendre, c’est construire du sens dans un milieu culturel donné

Questions Dans le milieu culturel d’un élève, quelles sont

les connaissances importantes? Quelles sont celles qui ont du sens?

Comment les connaissances scientifiques sont reliées au milieu culturel de l’élève?

Question de recherche

Comment la culture des élèves peut affecter son apprentissage de la science?

Enseigner la science, c’est transmettre une culture Apprendre la science, c’est acquérir une culture

Une culture, c’est un système ordonné de symboles et de significations, dans les termes desquels les interactions sociales peuvent se produire

Des sous-groupes influençant l’apprentissage

La famille Les pairs (autres élèves, autres enfants)

L’école Les média L’environnement matériel, social

et économique

Il est possible d’appartenir

simultanément à différents

sous-groupes

Enculturation / assimilation

Enculturation: l’apprentissage est un soutien, la culture scientifique transmise est en harmonie avec celle de la vie quotidienne

Assimilation: l’apprentissage est source de perturbation, les deux cultures sont en désaccord, deux manières de raisonner cohabitent dans la tête des élèves

Résistance à l’assimilation

Certains élèves jouent un « jeu » à l’école Ce jeu peut avoir des règles explicites Il permet de réussir les examens de science Il ne permet pas d’apprendre de manière

significative les contenus d’enseignement

Méthodologie: Interviews et entretiens Conversations naturelles

Résultat

La capacité et la motivation à maîtriser, critiquer les connaissances scientifiques semble dépendre de la facilité avec laquelle les élèves traverse la frontière entre leur monde quotidien et le monde de la science

Implication pour l’enseignement

Rendre le passage entre les deux mondes explicite Faciliter le passage de la frontière Promouvoir le discours de manière à ce que les

étudiants, et pas seulement l’enseignant, parlent de science

Justifier et construire à partir des connaissances personnelles et culturelles des élèves

Enseigner les savoirs dans le contexte de leur rôle sociétal (social, économique, politique)

Présentation ARDIST

Association pour la Recherche en Didactique des Sciences et des

Techniques

Association crée le 8 juin 1998 qui a pour but: de promouvoir et développer la recherche et la formation à

la recherche en didactique des sciences et des techniques ; de promouvoir et diffuser les résultats de cette recherche

auprès des milieux scientifiques et professionnels, des formateurs de formateurs et des responsables des politiques éducatives ;

rencontres scientifiques tous les deux ans enjeux, problématiques, méthodes et résultats de recherche

entre toutes les didactiques des disciplines scientifiques et techniques.

Prochaines rencontres à La Grande Motte les 17, 18, 19 octobre 2007

Site internet: http://www.aix-mrs.iufm.fr/ardist/index.php

Présentation ESERA

Communauté internationale de chercheurs en didactique des sciences

Association de chercheurs européens en didactique des sciences constituée à Leeds, en Avril 1995.

Conférences tous les 2 ansPrésentation des recherches, méthodes, objectifs, résultats, perspectivesConférences articulées autour d’un thème, tables rondes, symposium…

Ecoles d’été entre chaque conférences (45 étudiants, 20 chercheurs encadrants)

Présentation des travaux de thèsesdiscussions avec d’autres étudiants et chercheurs expérimentés

ESERA: objectifs Accroître les champs et la qualité de la recherche et de la

formation à la recherche des sciences en Europe

Fournir un espace de collaboration pour la recherche en didactique des sciences entre pays européen.

Représenter les intérêts professionnels des chercheurs en didactique des sciences en Europe

Chercher de relier la recherche et la politique en didactqiue des sciences en Europe.

Renforcer les liens en la communauté des chercheurs en didactique des sciences en Europe et d’autres communautés similaires à travers le monde.