À partir d'une analyse épistémologico-langagière de trois débats scientifiques mettant au travail des concepts relevant de la biologie fonctionnaliste (nutrition dans une classe de 3e) et de la biologie historique (mécanismes de l'évolution dans une classe de première ES ; ancêtre hypothétique commun dans un groupe d'étudiants préparant le concours de recrutement de professeur des écoles), notre recherche vise à comprendre comment les pratiques de savoir et les pratiques langagières des élèves s'articulent étroitement pour permettre une problématisation scolaire visant des apprentissages biologiques. Le type d'analyse mené a permis d'expliciter les liens qui existent entre l'activité de problématisation des élèves, la dynamique de construction d'une explication en biologie et la secondarisation des textes produits oralement par les élèves. Nous avons distingué plusieurs niveaux de problématisation et précisé la fonction des obstacles par rapport au processus de problématisation.

De nombreuses études en didactique des sciences, ainsi que divers rapports nationaux et internationaux, établissent les carences et les dérives des pratiques de classe en matière de démarches scientifiques et de formation de l'esprit scientifique. Une approche empiriste et inductiviste, la crainte des conceptions, hypothèses et propositions des élèves conduit couramment les enseignants à diriger ceux-ci, directement ou à travers un dialogue biaisé, vers des activités imposées de constat ou de simple exécution, à l'opposé d'authentiques démarches d'investigation. L'histoire des sciences et l'épistémologie sont interrogées d'une part pour caractériser les cheminements à l'œuvre dans l'élaboration du savoir, d'autre part pour mettre en lumière la tradition épistémologique qui trouve son prolongement dans l'enseignement des sciences, issue des débats et querelles historiques sur la place des hypothèses dans l'élaboration du savoir par les voies inductive, déductive, hypothético-déductive. Le contexte des proclamations méthodologiques aussi influentes que contestables de Newton est analysé, ainsi que leur impact durable sur les travaux scientifiques ultérieurs et sur l'enseignement des sciences. Tous ces travaux, complétés par les apports des psychologues et des pédagogues, permet de caractériser l'esprit scientifique comme associant esprit créatif et esprit de contrôle, et de proposer un outil privilégiant ces deux composantes à travers l'initiative des élèves. Cet outil associe à un modèle de démarche hypothético-déductive un mode d'emploi incitant les enseignants à baser leurs progressions sur les propositions des élèves. Des exemples détaillés de telles séquences accompagnent ce mode d'emploi. L'analyse de tests encadrant l'enseignement préconisé et de réponses à des questionnaires permettent de constater un accroissement significatif des éléments constitutifs de l'esprit scientifique des élèves. Ces résultats obtenus en biologie-géologie en France sont confortés par une étude menée avec le même outil en Suisse, en physique-chimie.

Pour rénover le métier enseignant, plusieurs systèmes éducatifs, dont celui du Québec, ont introduit, ces dernières décennies, des réformes des programmes de formation initiale à l'enseignement (FIE). La plus récente réforme à toucher les programmes québécois de formation date de 2001. Les nouvelles orientations, qui préconisent une professionnalisation du métier d'enseignant selon le paradigme du maître professionnel, visent le développement des compétences professionnelles chez les futurs enseignants. Ce modèle de professionnalité soulève la question de concevoir les savoirs professionnels du futur enseignant comme un système complexe, en plus de celle de l'approche qui tiendrait compte de la multidimensionnalité de ces savoirs. Par ailleurs, pour des préoccupations entre autres de professionnalisation, certains formateurs d'enseignants, de la France en particulier, font appel à la didactique professionnelle (DP), en tant qu'approche qui recourt à l'analyse du travail en vue de la formation des compétences professionnelles. Notre recherche doctorale a pour but d'étudier les apports (éventuels et effectifs) du recours à la DP, par le questionnement des justifications, des fondements et des modalités de sa mise en oeuvre. En plus d'être documentaires, les données sont issues de deux catégories de sujets: des chercheurs conceptualisateurs de la DP et des sujets formateurs qui utilisent la DP dans leur pratique de FIE. L'essentiel des résultats porte sur les fondements sur lesquels pourrait s'appuyer l'usage de la DP en FIE, sur les changements et adaptations conceptuels éventuels apportés ou à apporter à la DP dans son usage en FIE, sur certaines limites de l'usage de la DP en FIE, ainsi que sur les impacts potentiels que pourrait avoir le recours à la DP sur la FIE et sur la pratique de ce dernier. Enfin, les retombées de cette étude ouvrent à la mise en oeuvre d'une didactique professionnelle intégrative pour constituer un cadre d'analyse de la FIE.

Notre étude porte sur des textes de savoirs (oraux et écrits) produits lors d'une séquence ordinaire (en classe de 4ème) et de deux séquences " forcées " (en classes de 4ème et de Terminale S) dans le domaine du magmatisme, et sur leurs relations avec les pratiques enseignantes de mise en textes. Elle vise à repérer les difficultés et les conditions didactiques d'accès à des savoirs et à des textes problématisés. Nous nous appuyons à la fois sur des outils empruntés au cadre théorique de la problématisation, à la théorie anthropologique du didactique (TAD) et à la didactique professionnelle pour modéliser et mieux comprendre les pratiques de mise en texte enseignantes. Il apparaît que la mise en texte problématisé présente des difficultés en raison de techniques enseignantes centrées sur le repérage et le tri des solutions dans le but d'identifier la bonne solution au problème posé. Ces techniques semblent justifiées par des technologies marquées par les conceptions épistémologiques et didactiques des enseignants et la forme habituelle des savoirs scientifiques scolaires. Par opposition, la construction des savoirs et des textes problématisés nécessite des interventions enseignantes conduisant à des sauts abstractifs permettant de faire passer les élèves des idées aux raisons qui sous-tendent les solutions. Dans une logique de problématisation, nous repérons quelques conditions pour que ces techniques de mise en texte puissent aboutir à la construction de textes problématisés et non propositionnels.

L'étude de l'apprentissage de la mesure montre que les étudiants rencontrent de nombreuses difficultés dans l'acquisition de l'acte de mesurage. Trois enjeux constituant cet enseignement ont été décrits: le savoir-mesurer, l'utilisation de la mesure, le traitement de la mesure. La majorité de ces études ont décrit les problèmes et les idées des étudiants dans des contextes n'impliquant pas la mesure sous son aspect manipulatoire. Nous nous sommes interrogés sur le type de raisonnement utilisé par les étudiants, d'une part lorsqu'ils élaborent un protocole de mesure en manipulant les instruments, et d'autre part lorsqu'ils ne font que répondre à des questions. Pour cela, une première expérimentation a été conçue faisant intervenir des étudiants de L1 dans l'un de leur TP de physique. Ainsi nous avons pu établir que les étudiants utilisent des raisonnements plus proches des raisonnements communs lorsqu'ils doivent élaborer un protocole de mesure. A l'opposé, lorsqu'ils répondent à un questionnaire sur la mesure, ils utilisent des raisonnements proches des raisonnements experts. Dans un deuxième temps, nous nous sommes centrés sur les améliorations possibles des raisonnements des étudiants lors d'un travail d'élaboration de protocole de mesure. Pour cela, nous avons élaboré deux rétroactions spécifiques, intégrées dans une nouvelle expérimentation basée sur l'élaboration de protocoles de mesure. Une liste de résultats concerne l'enjeu du traitement des mesures. Alors qu'un protocole de mesure de qualité moyenne touche les trois enjeux de l'enseignement de la mesure. Les raisonnements, développés par chacun des groupes d'étudiants, nous ont permis de déterminer que ceux ayant reçu la liste de résultats possibles ont réutilisé très partiellement leurs raisonnements dans une situation légèrement différente. Alors qu'un groupe contrôle ainsi que le groupe ayant reçu le protocole de qualité moyenne n'ont pas réutilisé leur raisonnement dans cette nouvelle situation. Un troisième thème de notre étude a porté sur la manière dont les étudiants perçoivent et traitent les différents enjeux de la mesure lors de leur élaboration de protocole. Pour éclairer ce problème, nous avons analysé les étapes de l'acte de mesurage les plus traitées et les thèmes de réponses utilisées pour compléter ces étapes. Nous avons montré ainsi que les étudiants se focalisent sur les enjeux du traitement de la mesure et non sur les enjeux du savoir-mesurer et de l'utilisation de la mesure.

Cette recherche vise à rendre compte d'un champ de pratiques mouvant et mal connu : l'animation scientifique, à partir d'une étude documentaire d'une part, et à partir de l'étude de pratiques observées in situ, d'autre part. L'animation scientifique est située dans son contexte socio-historique, amenant à dégager divers rôles pour l'animateur correspondants à des intentions et à des enjeux sociaux et cognitifs différents. L'analyse du panorama contemporain, montre une hétérogénéité d'acteurs et de formes d'animation. Trois associations de culture scientifique et technique françaises sont plus spécifiquement considérées du fait qu'elles valorisent les activités pratiques et expérimentales, comme moyens d'accès à la science: Graine de Chimiste ; l'Association Nationale Sciences Techniques Jeunesse (ANSTJ) et Les Petits Débrouillards. Ces trois associations sont situées le panorama actuel de l'animation scientifique, d'un point de vue institutionnel et sous l'angle des opérations d'animation. Les études sont menées selon une approche de l'ethnographie de l'action et centrées sur l'analyse du discours de l'animateur, lors d'ateliers ponctuels (fabrication d'un objet technique avec des participants de 9 à 11 ans) et de stages de formation d'animateurs. Trois axes d'analyse sont considérés: situationnel (cadre et situations matérielles), communicationnel (interactions langagières), et épistémologique (savoirs en jeu lors de séquences). Les résultats des analyses (chronologique, propositionnelle et analyse des échanges) montrent des conduites d'animations spécifiques à chaque association: un protocole de fabrication très strict pour Graine de Chimiste, une démarche de projet pour l'ANSTJ, une démarche inductive pour Les Petits Débrouillards. L'originalité de l'animation réside essentiellement dans le fait qu'elle propose des activités en dehors de contraintes scolaires. Les participants peuvent y vivre des expériences originales susceptibles d'enrichir leurs connaissances sur le monde des objets techniques et manufacturés.

Mon mémoire porte sur la conception et l'analyse de situations de travaux pratiques innovantes guidées par un Environnement Informatique pour l'Apprentissage Humain. Nous voulons en particulier clarifier le rôle des représentations symboliques personnelles dans les apprentissages en T.P. de Sciences de la Vie et de la Terre, quand ils sont produits par les élèves à l'aide d'un EIAH. Il s'agit de proposer un modèle qui étaye l'idée que les productions cognitives qu'ils élaborent durant les différentes étapes que comportent un T.P. aident les élèves à donner du sens aux activités expérimentales.

En convoquant le concept de double médiation, cognitive et didactico-pédagogique, définie par Lenoir (1995), nous avons été amenée à présenter le manuel scolaire en sciences à l'école élémentaire, comme un « maître de papier ». A partir, d'une part de ce nous avons désigné comme un « conflit interne de médiation », d'autre part d'une réflexion sur l'enseignement des sciences à l'école, où consultation documentaire et investigation empirique s'épaulent mutuellement, nous avons questionné l'offre éditoriale. Celle-ci se révèle peu performante comme instrument d'apprentissage en sciences et offre une vitrine de pratiques potentielles de classe qui confortent les pratiques réelles. Par ailleurs, en nous appuyant sur le concept « d'instrument subjectif » au sens de Rabardel (2005), nous avons étudié des usages de cet instrument au moyen d'analyses d'entretiens avec 13 enseignants. Nous avons ainsi caractérisé les « genèses instrumentales » de chacun de ces enseignants et dégagé des « figures d'utilisation » du manuel. Celles-ci nous renseignent en particulier sur les nœuds de difficultés que rencontrent les maîtres dans la pratique des activités scientifiques à l'école et font apparaître des pratiques enseignantes placées sous le registre du « primat de l'empirie » et peu favorables à la construction d'un rapport second au monde. En croisant ces deux types de résultats, nous proposons de redonner un statut au livre pour l'élève en sciences et donnons des outils pour concevoir des aides didactiques à l'intention des enseignants en appui à une formation d'enseignants centrée sur des objectifs fondamentaux. / Calling on the concept of double mediation, of a cognitive and didactic/pedagogical nature, as defined by Lenoir (1995), we were brought to present science textbooks in primary schools as “paper teachers”. We have questioned the editorial offer on the combined basis of what we defined as an internal "conflict of mediation ", and a reflection carried out on the teaching of science at a primary school level where documentary consulting and empirical investigation support each other. The editorial offer proves to be a poor learning tool to teach science and provides a showcase of potential teaching practices in the classroom which back up the real practices. Moreover, relying on the concept of “subjective instrument” as described by Rabardel (2005), we have studied the use of this tool through the analysis of post-class interviews led with 13 teachers. We have thus been able to characterize the “instrumental genesis” of each of these teachers and have highlighted the ways in which a textbook is used. This analysis gave us valuable information about the difficulties teachers encounter in their practice of science in primary schools and delineate teaching practices which are related to the “supremacy of the empirical approach” and do not contribute to the construction of a secondary relationship to the world. Crossing these two types of results, we suggest restoring a status to the pupil's textbook in science and give tools to create teaching aids for the teachers supporting a type of teacher training centered on fundamental objectives.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.