Inutile de tenter d'éliminer ou de changer les (mis)conceptions... : apports récents des neurosciences sur la manière dont un cerveau apprend les sciences
Deux conférences grand public ( et une formation pour formateurs voir plus bas)
Pourquoi les élèves changent si difficilement leurs conceptions …
Vos élèves ont de la peine à appliquer, lors des évaluations, les explications physiques, chimiques ou biologiques du monde que vous avez fort bien expliquées et illustrées...
En vous inspirant d'un modèle basé sur l'idée de
changer les conceptions (changement conceptuel, Posner, 1982), vous avez pourtant pris la peine de faire émerger les conceptions initiales (p. ex Giordan, De Vecchi, 1987), discuté les modèles naïfs, vous les avez mis en défaut et montré combien le modèle que vous leur présentez explique bien mieux les faits observés.
… et pourtant les conceptions naïves ressortent, vos élèves persistent à colorer en rouge vif l'artère pulmonaire, à dessiner des tuyaux qui conduisent les aliments vers les organes sans passer par le sang (
ici), à dessiner un tuyau qui relie la bouche de la mère par le cordon ombilical au foetus(
ici), à écrire qu'un mobile ralentit dès qu'il n'est plus soumis à une force (cf
ici ), etc. ;-((
On peut se désoler, s'énerver, se résigner…, ou comprendre comment un cerveau apprend et comment on peut changer ses enseignements.Puis discuter comment on peut changer ses enseignements.
Comment rendre les élèves capables d'utiliser les modèles enseignés pour prédire / expliquer …
Notre compréhension de ce qui se passe quand un cerveau apprend les sciences a été bousculée par des recherches récentes - notamment en neurosciences avec les travaux de Houdé (2019) sur l'inhibition des concepts naïfs - pour accéder à une compréhension plus avancée.
Les modèles de changement conceptuel classiquement enseignés (Strike & Posner, 1982) ) sont remis en question et un nouveau modèle s'impose : les implications pour l'enseignement sont profondes.
recommande chaudement à chaque enseignant de sciences - ou à chaque bibliothèque d'école un excellent ouvrage complet mais abordable, par le conférencier du 26 février à l'UniGE
détails ici.pdf
Potvin (2016,) résume ce constat p. 244
recommande chaudement Potvin, P. (2019).
- Lorsqu'on examine les erreurs que les apprenants commettent lors de leurs tentatives de s'approprier certains contenus scientifiques, on remarque que celles-ci présentent une certaine récurrence ainsi qu'une structure cohérente;
- ll est alors déraisonnable de croire que de telles erreurs soient de simples fautes commises passivement ;
- ll faut plutôt reconnaître qu'elles sont vraisemblablement le résultat de résistances actives motivées par des adhésions antérieures; des croyances déjà là;
- Les chercheurs ont appelé conceptions de telles adhésions. Ce sont des représentations mentales que les individus créent ou entretiennent à propos de ce que les choses sont ou de ce qu'elles font, pour les soutenir dans leur compréhension du monde;
- Malheureusement, certaines de ces conceptions s'inscrivent en infraction avec le savoir scientifique enseigné à l'école et causent alors des interférences. On les appelle parfois misconceptions;
- La première étape pour parvenir à surmonter les difficultés que causent de telles conceptions est de s'intéresser à leur origine.
Potvin (2016,) résume les causes de ces conceptions tenaces p. 274
recommande chaudement Potvin, P. (2019).
- Les conceptions que les élèves entretiennent relativement au fonctionnement du monde trouvent leur origine dans les interactions sociales, mais aussi dans les interactions physiques (muscles, sens) que ces derniers ont avec leur environnement ;
- […]
- Pour mieux agir sur - et prévenir - les conceptions inattendues, il est important d'en reconnaître l'existence et de se mettre en projet d'en comprendre l'origine et les propriétés;
- Dans la tourmente du métier, ce diagnostic peut être mené utilement de manière intuitive, mais il peut aussi être mené plus systématiquement, par l'emploi de questions pièges et la compilation des réponses;[…]
…Changement conceptuel ?
Potvin (2016,) résume les modèles classiques du changement conceptuel p. 282
recommande chaudement Potvin, P. (2019).
- Les premiers modèles de changement conceptuel étaient basés sur l'ambition de remplacer les conceptions personnelles des élèves par des conceptions qui se rapprochent de celles admises par la communauté scientifique;
- ll est alors supposé, si les réponses des élèves s'améliorent, que les conceptions initiales indésirables soient abandonnées, oubliées ou bannies;
[…]
- Le modèle le plus emblématique de cette tradition est celui de Posner et al, qui propose le respect de quatre conditions permettant de favoriser les échanges conceptuels: (1) insatisfaction (à l'égard de la conception initiale), (2) intelligibilité, (3) plausibilité et (4) fertilité (de la conception à faire apprendre);
- Toutefois, les conflits cognitifs n'atteignent pas toujours facilement leur objectif car les élèves ont tendance à les éviter ou à en réduire la portée par toutes sortes de mécanismes psychologiques qui sont étrangers aux considérations épistémiques ;
- De plus, les dynamiques de conflit, bien qu'elles ne visent pas les personnes, peuvent parfois accidentellement (et malgré les précautions) porter atteinte à l'estime de soi des apprenants;
[…]
Jump-To-Science avec l'IUFE, le Neurocenter et la faculté des Sciences remercient le Prof. Patrice Potvin de l'Université du Québec à Montréal (UQAM) de venir partager son expertise sur ces changements le 26 février avec
2 conférences (voir plus bas).
Sa vision très large et approfondie mais aussi concrète lui permet d'ancrer son discours dans les questions épistémologiques, de développer la didactique, et de faire état de recherches très récentes. Il est aussi capable de parler aux enseignants de manière claire et adaptée - en français comme en anglais !
Potvin (2016,) résume cette nouvelle approche p. 350
recommande chaudement Potvin, P. (2019).
- Plusieurs études basées sur des méthodologies issues des sciences cognitives et des neurosciences appuient aujourd'hui l'hypothèse selon laquelle les conceptions initiales des élèves ne disparaissent pas lors des processus de changements conceptuels ;
[…]
- Nous avons ainsi proposé un modèle de changement conceptuel que nous avons appelé la prévalence conceptuelle et qui sbppose à l'idée que l'apprentissage des concepts diff ciles est un processus de remplacement ou de transformation. Ce modèle se déploie en trois étapes;
- Puisque le statut des conceptions initiales ne semble pas facilement pouvoir être diminué au moyen de conflits cognitifs, on propose de plutôt tenter de faire entrer le plus rapidement possible les conceptions désirées dans la course. C'est la première étape, qui propose de décrire dès le départ aux apprenants les modèles scientifiques à faire apprendre;
- La deuxième étape consiste à installer des réflexes inhibiteurs qui vont entraîner les apprenants à reconnaître les circonstances où ils devraient résister à utiliser leurs conceptions personnelles et plutôt employer les conceptions apprises lors de létape 1 ;
- La troisième étape consiste quant à elle à automatiser l'emploi des concep- tions à faire apprendre et à étendre leur utilisation au plus grand nombre possible de contextes où elles s'appliquent de manière utile;
- L'ensemble de ces trois étapes, qui prend pour objet de traitement didac- tique non pas les conceptions elles-mêmes, mais leur disponibilité et leur expression (ou leur non-expression), ressemble, à certains égards, à lépi- génétique, qui s'intéresse elle aussi à la disponibilité et à l'expression (des gènes);
- […]
Pour se préparer
encourage le lecteur à aller vérifier dans une sélection d'articles.
- Masson, S., Potvin, P., & Riopel, M. (2009). Utilisation de l'imagerie cérébrale pour l'étude du changement conceptuel en sciences. In M. Riopel, P. Potvin, & J. Vaszquez-Abad (Éd.), Utilisation des Technologies pour la recherche en éducaiton scientifique (p. 197‑222). Québec: Presses de l'Université Laval.
- Potvin, P., Sauriol, É., & Riopel, M. (2015). Experimental evidence of the superiority of the prevalence model of conceptual change over the classical models and repetition. J Res Sci Teach, 52(8), 1082‑1108. https://doi.org/10.1002/tea.21235
Deux conférences ouvertes à tous / une formation de formateurs
Mercredi 26 février 14h -16h U 159 – Uni Dufour
L'apprentissage des sciences et les changements conceptuels à la lumière des développements récents en neuroscience et en sciences de l'éducation.
L'apprentissage des sciences est à un moment charnière. Les modèles classiques du changement conceptuel sont remis en question par des recherches récentes en neurosciences qui montrent que l'apprentissage de nouvelles conceptions de la nature ne remplacent pas les précédentes.
Quelle sont les implications pour l'enseignement et l'apprentissage des sciences?
Le Prof. Patrice Potvin, dans une conférence destinée à la fois aux enseignant·e·s et aux personnes travaillant dans la recherche, discutera de ces nouveaux développements scientifiques et leur de leur impact sur l'enseignement des sciences.
A imprimer pour votre établissement
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Flyer-conference.pdf
Wednesday february,26 18h-19h SCII A150 - at Sciences II Quai Ernest-Ansermet 30, Geneva
Reconsidering conceptual change in science education in light of recent neuroscientific findings
Towards a better understanding of conceptual change:
From challenges by recent research to implications for science teaching and learning strategies.
Prof. Patrice Potvin of UQAM (Université du Québec à Montréal) will discuss these developments with a focus on recent neuroscience research and the deep implications for science teaching and learning. This opens very broad and yet deep perspectives, based on recent research.
The conference (in English) is aimed both at researchers and educators
Une formation pour formateurs (sur inscription)
Jeudi 27 Février 8h15 -12h salle P_S03 UniPignon devant uniMail
Le modèle de prévalence conceptuelle et ses implications pédagogiques,
pour les formateurs d'enseignants,
La recherche récente montre que l'approche classique par le changement conceptuel n'est pas adaptée. Nouvelles conceptualisation des modèles et implications pédagogiques : Comment former les enseignants de sciences à des stratégies plus efficaces
Première partie avec les participants de 8h15 à 9h, conférence de P. Potvin jusqu'à 11h puis bilan avec les participants jusqu'à midi
Ouvert à d'autres formateurs, sur inscription auprès de francois.lombard@unige.ch
- Giordan, A., & De Vecchi, G. (1987). Les origines du savoir : Des conceptions des apprenants aux concepts scientifiques. Delachaux et Niestlé.
- Houdé, O. (2019). Olivier Houdé : « L'inhibition cognitive est la clé de notre intelligence ». La Recherche, 4‑6. avril 2019, intranet.pdf
- Masson, S., Potvin, P., & Riopel, M. (2009). Utilisation de l'imagerie cérébrale pour l'étude du changement conceptuel en sciences. In M. Riopel, P. Potvin, & J. Vaszquez-Abad (Éd.), Utilisation des Technologies pour la recheche en éducaiton scientifique (p. 197‑222). Québec: Presses de l'Université Laval.
- Masson, Steve, Potvin, P., Riopel, M., Foisy, L.-M. B., & Lafortune, S. (2012). Using fMRI to Study Conceptual Change : Why and How? International Journal of Environmental and Science Education, 7(1), 19‑35.
- Strike, K. A., & Posner, G. J. (1982). Conceptual change and science teaching. International journal of science education, 4(3), 231‑240.
- Potvin, P. (2019). Faire apprendre les sciences et la technologie à l'école : Épistémologie, didactique, sciences cognitives et neurosciences au service de l'enseignant. Presses de l'université Laval.
- Potvin, P., Sauriol, É., & Riopel, M. (2015). Experimental evidence of the superiority of the prevalence model of conceptual change over the classical models and repetition. J Res Sci Teach, 52(8), 1082‑1108. https://doi.org/10.1002/tea.21235
