Ce texte présente
la spécificité de l'apprentissage de l'enfant au cycle 2 et précise le rôle de
l'enseignant en classe de sciences.
Au cycle 2
l’enfant mène une scolarité de 5 à 8 ans. Il termine sa scolarité maternelle en
entrant dès 5 ans en GS, classe qui ouvre au cycle 2 ou cycle des
apprentissages fondamentaux. Ce cycle 2 comprenant ainsi la Grande section,
conduit alors l’enfant de 6 à 8 ans, du cours préparatoire au cours élémentaire
1ère année — rappel : l’école maternelle et l’école élémentaire
constituent le cycle primaire de l’enseignement.
La grande section de l’école maternelle lui
emprunte sa pédagogie pour commencer le cycle des apprentissages fondamentaux.
Le cycle 2 fonde
une première formation de base —
laquelle se complexifie au fil des années en posant les apprentissages
fondamentaux : la nature des activités, les concepts et démarches, présentent
ainsi au cycle 2 un degré d’élaboration plus élevé qu’au niveau précédent — ce
dont l’enseignant de cycle 2 doit tenir compte.
Ce cycle est celui
des premières opérations concrètes — comparaison, tri, recherche d’invariants — de l’accès à la
pensée logique, de la maîtrise du tableau à double entrée, enfin de l’entrée
dans l’écrit scientifique en même temps que de l’initiation systématique à la
maîtrise de la langue.
D’où la réaffirmation
que les principes sur lesquels repose l’apprentissage au cycle 2 sont les mêmes
qu’auparavant :
-
principe de progressivité des
apprentissages,
-
principe de construction des
connaissances par l’enfant apprenant,
-
principe d’une approche langagière
dans la conduite des activités scolaires, y compris activités scientifiques expérimentales.
I. Construction de l'intelligence
chez l’enfant
1. La représentation,
l’une des premières manifestations de l’intelligence
On retiendra que
l'intelligence de l'enfant se construit peu à peu, de pair avec sa maturation
physique. Ainsi, par le développement de la fonction symbolique au cycle
1, l’enfant a acquis le concept de représentation, outil
indispensable au développement de son intelligence au cycle 2. Par la fonction
symbolique, l’enfant sait donner du SENS à ses actions, comprendre ce qu’il
agit et prévoir le monde qui l’entoure.
La représentation
se concrétise par le dessin d’observation, véritable lien
entre les questions de l’enfant au monde environnant et les réponses qu’il en
retire. En maternelle, l’enfant a manipulé pour une première compréhension du
monde — « pour voir ».
Au cycle 2, l’enfant va plus loin, il représente ce qu’il fait ou voit dans une
perspective de répondre aux questions qui lui sont posées ou qu’il se pose. Le
dessin devient un outil d’exploration du monde.
C’est pourquoi cette
faculté de l’enfant de donner du sens à ses actions par le dessin
d’observation, doit intéresser au premier plan le pédagogique.
2.
Qu’est-ce que construire ses connaissances ?
Reposant sur les
caractéristiques de la pensée enfantine, la démarche d'apprentissage est celle
de la construction de son savoir par l’enfant (son groupe, sa
classe) sous le pilotage de l’enseignant[1]. Le rôle du
maître n’est pas moindre : à la fois médiateur et pilote des conduites de
sa classe, l’enseignant permet ainsi à l’enfant d’acquérir des connaissances —
notionnels ou méthodologiques — au terme du scénario pédagogique qu’il aura
lancé par des situations de travail prévues et conçues par lui ; elles
mettent l’enfant en demeure d’agir, observer, comparer, tester, représenter,
communiquer……etc.… toutes activités visant l’élaboration d’un savoir.
Les résultats
apportés par la psychologie cognitive permettent de dégager quelques lignes de
force pour l’enseignant, dans sa compréhension de l’apprentissage des sciences
par l’enfant. Le rôle du langage y apparaît comme essentiel dans
son intrication à la construction des connaissances, et réciproquement.
v
Situation
de départ – Situation-problème ?
ll revient à
l’enseignant de choisir ou d’élaborer les situations travail par lesquelles débute
l’apprentissage : en pédagogie ce sont les « situations de départ ».
Il peut utiliser les questions des élèves qui reviennent régulièrement
Il s’en suit que
ces situations doivent s’inspirer des évènements de la vie quotidienne de
l’enfant ou de celles de son environnement — habituel ou provoqué, que ce soit
par du matériel ou des apports extérieurs. Et, pour que les situations de départ
permettent aux élèves d’identifier des recherches, des observations ou
investigations à entreprendre, il faut nécessairement que ces situations lui
posent problème, ou constituent un moment d’interrogation pour lui, ou le
mettent « en déséquilibre cognitif » — selon l’adage qui veut que « l’on
n’apprend que par les questions que l’on se pose ».
Ces situations
deviennent ainsi pour la classe des « situations-problèmes » que
les enfants et les groupes ont à résoudre, étudier, analyser, etc… pour fournir
des réponses. En conséquence, si la situation ne fait pas problème pour
l’enfant, ou, si ce dernier n’identifie pas un problème dans la situation posée,
celui-ci ne pourra élaborer ni réponse ni concept et donc, ne construira aucune
connaissance stable.
On comprend que la
compétence du maître repose sur la pertinence de la situation de départ laquelle
dépend de la crédibilité de la question initiale pour l’enfant, de la curiosité
qu’elle suscite, de l’envie d’entreprendre qu’elle déclanche.
II. Qu’est-ce que construire un
concept ?
v 1. Faire construire un concept « notionnel »
en classe par les élèves ?
Généralement
on s’accorde à penser qu’un enfant
va à l’école « pour apprendre », « pour savoir », sans préciser
quoi. Car les savoirs et les connaissances constituent des « concepts »,
terme abstrait qui renvoie pourtant à des exemples connus.
On distingue deux
catégories de concepts :
- les concepts notionnels (ceux qui définissent une catégorie
comme celle de liquide ou de solide, un phénomène comme la conduction électrique
ou l’écoulement du temps entre deux levers de soleil).
- les concepts relationnels (c’est-à-dire les relations,
ou, futures lois physiques au lycée) expriment les variations auxquelles est
soumis un concept. Par exemple : plus la surface de la flaque d’eau est
large, plus l’eau s’évapore vite… ; Plus le soleil est bas sur l’horizon,
plus l’ombre du gnomon augmente).
En sciences, à l’école
élémentaire, les contenus notionnels enseignés correspondent à ceux tels que :
solide, liquide, fusion, jour, évaporation, propagation (de la lumière), température,
ébullition, condensation, nutrition, croissance, reproduction, espèce, chaîne
alimentaire, prédateur … etc. Leur
construction par les élèves obéit à l’enchaînement d’étapes maintenant bien repérées
par la psychologie cognitive. Il revient à chaque enseignant de les mettre en œuvre,
d’autant plus qu’elles sont cohérentes avec les démarches des savants qui ont établi
ces concepts — ce que l’histoire des sciences nous apprend[2].
La construction
d’un concept notionnel s’opère généralement en trois temps :
1. Les
situations de départ (elles doivent être concrètes) auxquelles sont confrontés
les élèves, par lesquelles celui-ci donnera un sens au concept à construire,
2. Les invariants, (ou régularités) obtenus au terme des opérations de
pensée (comparer, trouver les égaux, etc…) qui interviennent au cours du
traitement de la situation,
3. Les symboles ou « représentant du concept » ainsi construit (généralement,
c’est le « mot » employé, encore dit signifiant, ou, une lettre — par
exemple la lettre « V » pouvant désigner en mathématiques un volume).
Si l’on cherche à
construire les concepts de solide et de liquide, il convient que l’enfant soit
invité à émettre des prévisions — par exemple, après une interrogation suivie
d’une observation telle que « Comment grouper les échantillons de matière ?
Quelles prévisions faites‑vous ? Expliquer votre raisonnement».
Au cycle suivant,
en électricité, sur le thème conducteurs / isolants, on demande « quels
objets /quelles matières peuvent remplacer un fil électrique ? ». Les
recherches et manipulations de l’enfant lui permettent de construire le concept
de « conducteur » ou « isolant » électrique. En astronomie,
on invite l’enfant à identifier la constance d’un phénomène comme celui des
levers du soleil pour établir leur durée voisine et construire le concept de « jour ». En écologie, on vérifie que toutes les
chaînes alimentaires commencent avec la production végétale et que la matière
vivante est transférée de la proie au prédateur quel que soit le milieu étudié.
C’est à l’intérieur
de ces contextes de recherche et d’activité intellectuelle et manipulatoire que
l’enfant observe, compare, relève des résultats, classe… : il met en œuvre
des opérations logico‑mathématiques qui lui permettent de dégager des invariants
(ce qui ne change pas, ce qui est pareil…la propriété commune, ce qui a la même
valeur, etc…). La recherche de ces invariants est l’occasion de dresser des
tableaux — de classification, logiques et d’accéder ainsi à la maîtrise de
la pensée logique, en même temps qu’à une maîtrise du langage
scientifique en particulier le « tableau logique » ou
tableau à double entrée dont l’utilisation est l’un des objectifs majeurs du
cycle 2.
Enfin, après ces
deux étapes, il devient nécessaire de fournir un symbole — souvent, un
mot, ou une lettre en mathématiques — qui exprime ce que l’on vient d’établir :
c’est à l’enseignant de fournir ce symbole qui constitue ainsi le
signifiant du concept ainsi construit.
En conclusion, la démarche de construction d’un concept se déroule en trois temps
dont l’énonciation du symbole qui le désigne (son signifiant) constitue la
troisième et dernière étape.
Conséquence pédagogique : On comprend que réduire l’étude d’un concept à la seule définition par
l’enfant (ou du mot/symbole qui le désigne) ne peut absolument pas remplacer la
démarche de construction de ce concept. C’est à ce prix que l’élève
pourra donner un premier sens véritablement stable et authentique à ses
apprentissages. Et c’est le prix à payer pour que, par cet apprentissage,
l’enfant parvienne à l’opération d’abstraction que constitue le concept[3].
On notera que
certains concepts, plus complexes, ne seront construits qu’au cycle 3 — comme,
par exemple, le concept de durée du jour, celui de condensation de la vapeur
d’eau, de cycle de l’eau dans la nature ou de source d’énergie. L’enseignant
doit respecter la progressivité des apprentissages conformément aux programmes
officiels, auxquels il doit se référer pour s’assurer que les objectifs de
contenu et de méthode qu’il se fixe sont bien en cohérence avec l’âge de
l’enfant et le niveau de la classe.
v 2. Faire construire un concept « relationnel»
en science par les élèves ?
Au cycle 2, l’élève
commence à s’interroger sur le fonctionnement de la nature.
Lorsqu’un phénomène
physique ou biologique intervient dans le temps, l’élève peut se demander
comment le provoquer ou agir sur
lui ?
Ainsi sur la
fusion de la glace, les élèves rechercheront comment l’accélérer ? comment
la retarder ? Sur la flottaison des corps, l’enfant s’interroge sur
l’effet de la matière ou de son volume. Il désigne ainsi ce que l’on nomme les « facteurs »
du phénomène.
Au cycle 2, l’établissement
d’une relation simple du type
oui/non est recherchée : par exemple, « la chaleur fait fondre le glaçon » ;
« il faut des objets en bois ou en liège pour qu’ils flottent ».
La formulation demeure
simple, élémentaire, causale. Elle est qualitative et se limite au type :
cause… effet ; condition… effet.
À l’école, la
relation s’exprime donc généralement de façon qualitative. Pour l’élève,
c’est la maîtrise du langage qui est ainsi directement corrélée avec la
formulation d’une relation explicative : en faisant des sciences selon la
démarche de construction de savoir, l’enfant perfectionne sa maîtrise de la
langue tout en acquérant des connaissances.
AU CYCLE
3 :
En revanche, au cycle 3 l’investigation est poussée plus loin : on
vise l’établissement d’une relation logique plus complexe à satisfaire.
Par exemple, la vitesse d’évaporation de l’eau est conditionnée par la
taille (aire) de la surface du récipient où s’effectue l’évaporation, ou par la
température ambiante. En électricité, le courant passe d’autant mieux dans le
circuit — l’ampoule cible y brille plus ou moins — que le nombre des autres
lampes est plus petit, ou bien (si l’on intercale une mine de crayon[4])
que la mine de crayon est petite, ou, grosse. La relation est ici celle de la
vitesse d’évaporation avec l’aire de la surface libre du liquide à évaporer, ou
de la valeur de la température de l’expérience ; en électricité, il s’agit
de la relation entre le degré d’éclairage de l’ampoule cible avec soit le
nombre des ampoules dans le circuit, soit avec la longueur / grosseur de la
mine résistante introduite dans le circuit. La germination des graines et la
croissance des plantes dépend des conditions environnementales (chaleur, lumière,
nutriments …). On nomme facteurs du phénomène (de la relation), la surface d’évaporation,
la température, le nombre des lampes, ou la longueur de la mine, ou sa
grosseur, la quantité de chaleur, d’eau et de lumière disponible dans le
milieu.
La relation (quantitative ou qualitative) entre les facteurs permet de
faire des prévisions sur le phénomène : c’est la relation
logique liant les deux facteurs actifs du phénomène. Plus tard, au niveau
de l’enseignement secondaire, cette relation exprimera la loi naturelle à
laquelle est assujetti le phénomène.
La phrase attendue au cycle 3 est celle du type : plus…… plus…… (exemples :
plus la surface d’évaporation est large, plus la vitesse de l’évaporation est
grande, ou bien, plus le nombre de lampes est grand, plus l’éclairage de notre
ampoule diminue ; ou encore, plus la longueur de la mine intercalée dans
le circuit est grande, plus l’ampoule perd de l’éclat)[5]. Elle caractérise
les variations simultanées de ces deux facteurs : l’un des facteurs
commande les variations de l’autre. Linguistiquement, la complexité s’exprime
ici par l’utilisation des comparateurs logiques.
Cette relation
logique à construire en classe appartient au champ plus général de « concept
relationnel » qui constitue la deuxième catégorie épistémologique
des concepts en jeu dans l’apprentissage. On notera que, comparé au concept
notionnel (voir paragraphe précédent), le concept relationnel augmente
en complexité : c’est donc,
seulement au cycle 2 qu’il commence à être introduit sous sa forme « cause
– conséquence » ; ce n’est que plus tard, au cycle 3, que les
comparateurs logiques sont utilisés (plus… plus…).
Il est donc déconseillé
de vouloir des élèves qu’ils utilisent des tournures relationnelles avant le
cycle 2, ceux-ci n’ayant pas encore la maturité intellectuelle suffisante. Ils
doivent d’abord être capables d’une maîtrise de la causalité (comme au cycle
2). Ce n’est que plus tard (au cycle 3), que l’on incitera les élèves à anticiper
sur le résultat (sous la forme d’hypothèse) et à formuler un jugement logique —
mettant en œuvre les compétences mentales en construction au cycle 3 (on pourra
se reporter aux bibliothèmes déjà parus pour le cycle 3).
REMARQUE : Si
à l’école primaire, la relation est exprimée par une phrase, on la dit « relation
qualitative » : cela ne veut pas dire que la relation n’est pas
rigoureuse. La rigueur de l’information transmise et la justesse de sa
formulation tiennent lieu de la rigueur souhaitée. Que cette information soit
codée par une relation mathématique — désignée encore comme langage « formel »
— n’entame en rien la rigueur du raisonnement précédent mais seulement ses
limites et son champ d’exploitation. Le langage formel (l’équation mathématique)
n’est qu’une autre modalité de s’exprimer en utilisant le langage symbolique
mathématique. Il est exclu du champ de compétence de l’école primaire — sauf et
exceptionnellement en fin de cycle 3, où des opérations très simples (par
exemple : le produit « masse x distance » est constant dans le
cas de l’équilibre)[6] peuvent prendre
place.
III.
Le rôle du maître s’ajuste au niveau de l’enfant
Si pour le petit
enfant de maternelle, apprendre le monde c'est jouer en « faisant pour
voir », en tâtonnant, en explorant et en « dessinant ce qu’il voit ou
ce qu’il a fait », dès son entrée en grande section — au cycle 2 —
l’enfant est invité à mettre en œuvre les premiers rudiments de la pensée
logique. Il compare, classe, ordonne, etc… , toutes opérations mentales s’exerçant
sur les objets qui lui sont proposés : c’est le début des opérations concrètes[7]
de son apprentissage.
L’enfant au début
du cycle 2 développe une pensée additive, dénombre et découvre l’addition au
CP. Il acquiert une bonne maîtrise du tableau logique à double entrée, et
construit les premiers concepts notionnels tels que longueur, masse, solide,
liquide, fusion, etc….
Puis au CE1, sa
pensée se complexifie, : il maîtrise la multiplication où deux données se
croisent (sans s’additionner) pour l’obtention du résultat : sa pensée
devient multiplicative. L’enfant peut se lancer dans de modestes investigations
pour trouver les réponses aux questions qui se posent à lui, en faisant des
tests essais – erreurs.
La progressivité
des apprentissages marque ainsi les démarches : celles en vigueur aux
cycles 1 sont reprises et dépassées au cycle 2 (voir les démarches en sciences
au cycle 2 dans la partie générale). De même au cycle 3 on assiste à une
complexification des démarches lesquelles, en reprenant celles des deux cycles
antérieurs, les dépassent en s’exerçant sur des champs plus complexes (mélanges,
astronomie, électricité, reproduction etc…).
Les concepts
notionnels sont de plus en plus élaborés : du concept de contact électrique
au cycle 2, on passe à celui de circuit électrique au cycle 3 ; du concept
d’évaporation construit au cycle 2, l’élève entreprend celui de condensation au
cycle 3. Du concept de moment, l’élève passe à celui de temps et de jour au
cycle 3 où sont aussi abordés les concepts d’hétérogénéité, de changement
d’état, de reproduction sexuée ou végétative, etc … tout ceci sans pour autant
rompre avec la démarche générale de construction de concept notionnel.
Au cycle 2 les élèves
construisent les savoirs notionnels propres au cycle 2 (cf. programmes et
instructions officielles).
La nouveauté au
niveau du cycle 2 consiste en une première approche du fonctionnement des phénomènes.
Les élèves cherchent à comprendre comment fonctionne la nature : ils font
des suppositions, mènent des investigations pour trouver des réponses. Ils
peuvent alors proposer des rudiments d’explications : l’eau s’évapore plus
vite quand il fait chaud, pour que l’objet flotte il faut le choisir en bois ou
en liège ou en polystyrène, pour faire briller la lampe avec la pile il faut établir
deux contacts électriques avec les bornes de la pile, etc….
REMARQUE :
Au cycle 3, en plus de faire des prévisions et des investigations, les élèves
sont parfois invités à pratiquer une démarche scientifique expérimentale
au terme desquelles ils établissent des relations logiques. Ils peuvent alors
proposer des explications à la faveur des prévision qu’ils proposent :
l’eau s’évapore plus vite si on élargit la surface du liquide, la lampe brille
davantage si on réduit la longueur de la mine placée dans le circuit, la
reproduction sexuée permet le brassage et la transmission des caractères des
deux parents.
On voit ainsi augmenter la complexité logique des expressions, caractéristique
du cycle 3.
Pour cela, le maître
doit concevoir les situations de départ, situations‑problèmes
qui lancent l’activité. Ces situations doivent être incitatives, semi - dirigées
pour permettre l’initiative de l’enfant ; surtout elles doivent ouvrir sur
une curiosité, amener l’élève à une véritable activité expérimentale sur
l’environnement pour trouver des réponses.
Par-dessus tout,
l’enseignant les choisit de façon assez proche de ce que connaît l’enfant pour lui
permettre d’avoir prise sur elles ; cependant, il doit les concevoir
suffisamment éloignées de lui pour qu’il y trouve de l’intérêt[8].
Pour cela
l’enseignant devient médiateur entre le savoir et l’enfant. Il
assure aussi l’étayage[9]
indispensable au travail de l’enfant. Il
organise les activités de la classe : les échanges oraux, les mises
en commun, le débat dans la classe, etc..
Enfin, en accompagnant l’enfant dans ses
activités, ses observations, ses prévisions et ses expériences, ses
interactions avec les autres, le maître favorise l'activité
langagière de l'enfant, sa rencontre avec l’altérité et favorise son ouverture
aux autres comme élément central de la construction de la pensée.
Par son intérêt
porté aux sciences, l’enfant progresse autant dans sa maîtrise de la langue que
dans ses savoirs scientifiques. En participant à son apprentissage, non
seulement l’enfant s’inscrit dans une histoire, mais se construit comme sujet
singulier.
[1] La psychologie de l’intelligence rejoint ici la psychologie cognitive.
Elle est initiée par Piaget (1896 – 1980), Vygotski (1896 – 1934) et leurs
successeurs tel Bruner (né en 1915).
[2] Voir PIAGET Jean, Psychogenèse et histoire des sciences,
ouvrage où Piaget essaie de modéliser la démarche d’appropriation d’un concept
par l’enfant, en référence à celle de sa construction dans l’histoire par un
savant.
[3] Cette opération mentale est désignée par Piaget du nom de «
abstraction empirique » : il évoque l’idée de partir des
manipulations et du concret palpable et manipulable pour construire une entité abstraite, ici, un concept.
[4] Elle joue le rôle de ce que l’on nomme en physique, une résistance électrique.
[5] Le cas d’une relation-inverse est aussi possible (exemple de l’équilibre
du levier : plus une masse est éloignée de l’axe, moins sa masse devra être
lourde pour un équilibre donné).
[6] La relation qualitative décrite en mots au niveau élémentaire
deviendra plus tard, au lycée, la loi (mathématique) du phénomène — exprimée
par une équation mathématique).
[7] Voir Piaget J. et Inhelder, « La Psychologie de l’enfant »,
Paris, PUF, coll. Que sais-je ?. 12e édit., 1986.
[8] On désigne ainsi la « zone proximale de développement de
l’enfant », concept défendu par Wygostky. Voir Vygoski Lev, Pensée
et langage, Editions la Dispute, paris, 1997.
[9] Un concept introduit par Jérôme Bruner. Voir Bruner Jérôme, Le développement
de l'enfant, Savoir faire, savoir dire, PUF, Paris, 1981. Etayage : « ensemble
des interactions d’assistance de l’adulte permettant à l'enfant d'apprendre à organiser ses conduites afin de pouvoir résoudre
seul un problème qu'il ne savait pas résoudre au départ". Wikipedia :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Jerome_Bruner
Aucun commentaire:
Enregistrer un commentaire