L'enseignement de notion de modèle : quels modèles pour faire comprendre la distinction entre modèle et réalité ?
Résumé
Models are found in physics, chemistry, biology, and geology alike, and for this reason, they can create coherence in the teaching of the different sciences. The French curriculum requires teachers to first tackle models in junior high school, in spite of the fact that research has shown that both pupils and teachers have difficulty understanding the notion which are due to its epistemology. It is for this reason that in this paper we have focussed on a form of teaching which could help to make the distinction between the model and what it represents. It is this distinction which is problematic, and thus central from an epistemological point of view. In this perspective, we suggest a way of teaching model, which is supported by an epistemological analysis, so as to examine what could make it easier for pupils to make the distinction, and lead them to consider how naively realistic their conception of science is in most cases. It is found that the models chosen by teachers to facilitate pupil understanding need to meet three requirements. They need to be based on a perceptible empirical referent ; enable pupils to break the biunivocal correspondence between the object and the representation of the object ; and to be significantly different from the phenomenon being studied. 25 beginner physics and chemistry teachers in French secondary schools took part in a questionnaire-based study. The study showed that most of these teachers do not approach model in this way, which leads us to question how they are trained and the place given to models in school curricula. The best conditions for building model notions that can be used in all experimental sciences being determined, we discuss the issue within the framework of science and technology integrated teaching.
La notion de modèle, en tant que notion commune à la physique, la chimie, la biologie, la géologie, est susceptible de donner une cohérence aux enseignements scientifiques. Les programmes français demandent aux enseignants d'aborder la notion de modèle dès le collège alors que des recherches ont montré que cette notion pose des problèmes de compréhension aux élèves et aux enseignants qui touche à son épistémologie. C'est pourquoi dans cette recherche nous nous sommes intéressés à un enseignement capable de favoriser la distinction entre le modèle et ce qu'il représente qui est centrale du point de vue épistémologique mais fait difficulté. Dans cette perspective, nous faisons une proposition didactique soutenue par une réflexion épistémologique afin d'examiner ce qui peut faciliter cette distinction chez les élèves et les conduire à interroger le réalisme naïf qu'une majorité d'entre eux manifeste à l'égard de la conception de la science. Il résulte que les modèles choisis par les enseignants pour favoriser cette compréhension des élèves devraient satisfaire à trois conditions : s'appuyer sur un référent empirique perceptible ; permettre de rompre la relation biunivoque entre l'objet et la représentation de l'objet ; présenter un écart important avec le phénomène étudié. Une étude menée par questionnaire auprès de 25 enseignants débutants français de physique-chimie en collèges et lycées, montre que la grande majorité des enseignants ne situent par leur enseignement dans ce cadre, ce qui interroge la formation des enseignants ainsi que la place des modèles dans les programmes. Après avoir cerné les conditions favorables à la construction de la notion de modèle commune aux sciences expérimentales, nous replacerons cette discussion dans le cadre de l'enseignement intégré de science et technologie (EIST).
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