L’enseignement des sciences et de la technologie (ST) est dans une condition précaire dans les écoles primaires du Québec. Plusieurs recherches ont démontré que les technologies de l’information et de la communication (TIC) peuvent aider les enseignants à favoriser les apprentissages des élèves dans certaines matières dont en ST (Baron, 2001; Becta, 2005; Tardif, 1998). D’ailleurs, Linard (2001) maintient que les TIC, dans le domaine des apprentissages, peuvent faciliter l’exécution de plusieurs tâches cognitives telles qu’agir, interagir, s’informer, explorer, échanger, expérimenter, créer, etc. Cette recherche décrit les pratiques d’enseignement en ST d’enseignants Maîtres-TIC (MTIC) lors de l’intégration des TIC. Nous avons opté pour une recherche heuristique à méthodologie mixte. Des enseignants MTIC et des étudiants de quatrième année MTIC ont répondu à un questionnaire en ligne. Ensuite, une enseignante a été interviewée pour dresser un portrait plus détaillé des pratiques d’enseignement. À l’aide des données obtenues, nous avons réussi à créer une liste d’avantages de l’intégration des TIC en enseignement des ST ainsi qu’une liste des difficultés liées à cette intégration. Une liste des différentes applications TIC réalisées en enseignement des ST par les enseignants et les étudiants questionnés a aussi été ressortie des données de la recherche. De plus, une liste des avantages de la formation Maître-TIC de l’Université de Montréal a été créée en fonction des données recueillies. Puis, nous précisons quelques apports de cette recherche relatifs aux objectifs de départ et à l’évolution de la formation MTIC. / The teaching of science and technology is in precarious condition in Quebec’s elementary schools. The information and communication technologies (ICT) can help teachers to promote students’ learning in their science education. This research first describes « Maître- TIC» teacher’s practice in science and technology then concerns itself with the ICT integration in the teaching of sciences in elementary schools. Our work includes an heuristic research with a mixed methodology. Some « Maître-TIC » teachers and fourth-year « Maître- TIC » students respond to an online survey. Then, a teacher was interviewed in order to provide a more detailed picture of her teaching practices. Using the data obtained, we created a list of the advantages and difficulties inherent to ICT integration in the teaching of science. We also made a list of various applications of ICT realised in science education by the teachers of this study. A final list has been set up with all the advantages of the University of Montreal’s « Maître-TIC » formation as cited by the teachers and the students. Finally, we specify some contributions of this research to the original objectives and to the evolution of the « Maître-TIC » formation.

Depuis plusieurs années, l’enseignement des sciences joue un rôle de 2e plan, après le français et les mathématiques, chez plusieurs enseignants du primaire (Lenoir, 2000). Peinant à établir des liens entre les savoirs à enseigner et la réalité quotidienne, ces enseignants ayant souvent une formation lacunaire semblent rechercher de nouveaux outils didactiques efficaces. À cet effet, l’intégration de pratiques sociales de référence (Martinand, 1986) aux situations d’apprentissage peut constituer une pratique innovante favorisant la transposition didactique des savoirs disciplinaires. Misant sur l’intérêt grandissant des Québécois pour la cuisine, cette recherche tente de déterminer l’impact d’une formation continue établissant des liens entre les sciences et les pratiques culinaires sur l’enseignement des sciences au primaire. Pour cette étude de cas descriptive, six enseignants du primaire ont participé à deux rencontres de formation durant lesquelles elles ont expérimenté une situation d’apprentissage et d’évaluation (SAÉ) intégrant des activités culinaires. À la suite d’une période de mise à l’essai de cette SAÉ en classe, les sujets ont été interviewés afin d’établir les apprentissages réalisés durant la formation et de dresser une liste des avantages et des obstacles associés à l’utilisation d’activités culinaires pour enseigner les sciences. De plus, les suggestions émises visant l’amélioration de la SAÉ (rapport bilan écrit) ont permis de mettre en relief la prédominance de préoccupations de nature pédagogique, organisationnelle et socioaffective chez les sujets de l’échantillon. Cette recherche entraîne des retombées pour les didacticiens puisqu’elle fournit des données supplémentaires pouvant contribuer à améliorer la qualité du matériel didactique mis à la disposition des praticiens. De plus, la SAÉ développée pour cette étude constitue un outil didactique novateur pouvant être utilisé par les enseignants du primaire. / Science education is frequently neglected by elementary school teachers who prioritize French and mathematics (Lenoir, 2000). These teachers often lack the training and educational tools to link scientific knowledge with everyday life situations. Therefore, the integration of social practices with teaching activities can be considered an innovative teaching method which will enable students and teachers to contextualize many scientific concepts (Martinand, 1986). Capitalizing on the enthusiasm of Quebeckers for cooking, this research investigates the impact of a science-cooking professional development experience on six elementary school teachers. In this descriptive case study, the participants attended two training sessions during which they tried out various science teaching activities. After testing the activities in class, the participants were interviewed to establish the evolution of their knowledge regarding science teaching and to create a list of benefits and obstacles related to the use of cooking activities to teach science. Furthermore, the suggestions given by the subjects to improve the proposed teaching activities show the predominance of organizational and socioemotional concerns when it comes to adapting the instructional materials used in class. The results of this research may be useful for curriculum developers seeking to improve the quality of the educational tools created for the teachers. In addition, this study contributes to the improvement of science education by offering innovative teaching activities to the elementary school community.

Depuis l’entrée en vigueur du Programme de formation de l’école québécoise en 2001, l’astronomie est à nouveau enseignée dans les classes du Québec. Malheureusement, l’école est mal outillée pour enseigner des concepts astronomiques complexes se déroulant pour la plupart en dehors des heures de classe et sur de longues périodes de temps. Sans compter que bien des phénomènes astronomiques mettent en jeu des astres se déplaçant dans un espace tridimensionnel auquel nous n’avons pas accès depuis notre point de vue géocentrique. Les phases de la Lune, concept prescrit au premier cycle du secondaire, sont de ceux-là. Heureusement, l’école peut compter sur l’appui du planétarium, musée de sciences dédié à la présentation, en accéléré et à toute heure du jour, de simulations ultra réalistes de divers phénomènes astronomiques. Mais quel type de planétarium secondera l’école ? Récemment, les planétariums ont eux aussi subi leur propre révolution : ces institutions sont passées de l’analogique au numérique, remplaçant les projecteurs optomécaniques géocentriques par des projecteurs vidéo qui offrent la possibilité de se déplacer virtuellement dans une simulation de l’Univers tridimensionnel complètement immersive. Bien que la recherche en éducation dans les planétariums se soit peu penchée sur ce nouveau paradigme, certaines de ses conclusions basées sur l’étude des planétariums analogiques peuvent nous aider à concevoir une intervention didactique fructueuse dans ces nouveaux simulateurs numériques. Mais d’autres sources d’inspiration seront invoquées, au premier chef la didactique des sciences, qui conçoit l’apprentissage non plus comme la transmission de connaissances, mais plutôt comme la construction de savoirs par les apprenants eux-mêmes, avec et contre leurs conceptions premières. La conception d’environnements d’apprentissages constructivistes, dont le planétarium numérique est un digne représentant, et l’utilisation des simulations en astronomie, complèteront notre cadre théorique et mèneront à la conception d’une intervention didactique à propos des phases de la Lune dans un planétarium numérique s’adressant à des élèves âgés de 12 à 14 ans. Cette intervention didactique a été mise à l’essai une première fois dans le cadre d’une recherche de développement (ingénierie didactique) visant à l’améliorer, à la fois sur son versant théorique et sur son versant pratique, par le biais de multiples itérations dans le milieu « naturel » où elle se déploie, ici un planétarium numérique gonflable de six mètres de diamètre. Nous présentons les résultats de notre première itération, réalisée en compagnie de six jeunes de 12 à 14 ans (quatre garçons et deux filles) dont nous avons recueilli les conceptions à propos des phases de la Lune avant, pendant et après l’intervention par le biais d’entrevues de groupe, questionnaires, mises en situation et enregistrement des interventions tout au long de l’activité. L'évaluation a été essentiellement qualitative, basée sur les traces obtenues tout au long de la séance, en particulier sous la voûte du planétarium. Ce matériel a ensuite été analysé pour valider les concepts théoriques qui ont mené à la conception de l'intervention didactique, d'une part, mais aussi pour faire émerger des améliorations possibles visant à bonifier l'intervention. Nous avons ainsi constaté que l'intervention provoque effectivement l'évolution des conceptions de la majorité des participants à propos des phases de la Lune, mais nous avons également identifié des façons de rendre l’intervention encore plus efficace à l’avenir. / Since the Quebec Education Program came into effect in 2001, Quebec classrooms have again been teaching astronomy. Unfortunately, schools are ill-equipped to teach complex astronomical concepts, most of which occur outside school hours and over long periods of time. Furthermore, many astronomical phenomena involve celestial objects travelling through three-dimensional space, which we cannot access from our geocentric point of view. The lunar phases, a concept prescribed in secondary cycle one, fall into that category. Fortunately, schools can count on support from the planetarium, a science museum dedicated to presenting ultra-realistic simulations of astronomical phenomena in fast time and at any hour of the day. But what type of planetarium will support schools? Recently, planetariums also underwent their own revolution: they switched from analogue to digital, replacing geocentric opto-mechanical projectors with video projectors that offer the possibility of travelling virtually through a completely immersive simulation of the three-dimensional Universe. Although research into planetarium education has focused little on this new paradigm, certain of its conclusions, based on the study of analogue planetariums, can help us develop a rewarding teaching intervention in these new digital simulators. But other sources of inspiration will be cited, primarily the teaching of science, which views learning no longer as the transfer of knowledge, but rather as the construction of knowledge by the learners themselves, with and against their initial conceptions. The conception and use of constructivist learning environments, of which the digital planetarium is a fine example, and the use of simulations in astronomy will complete our theoretical framework and lead to the conception of a teaching intervention focusing on the lunar phases in a digital planetarium and targeting students aged 12 to 14. This teaching intervention was initially tested as part of development research (didactic engineering) aimed at improving it, both theoretically and practically, through multiple iterations in its “natural” environment, in this case an inflatable digital planetarium six metres in diameter. We are presenting the results of our first iteration, completed with help from six children aged 12 to 14 (four boys and two girls) whose conceptions about the lunar phases were noted before, during and after the intervention through group interviews, questionnaires, group exercises and recordings of the interventions throughout the activity. The evaluation was essentially qualitative, based on the traces obtained throughout the session, in particular within the planetarium itself. This material was then analyzed to validate the theoretical concepts that led to the conception of the teaching intervention and also to reveal possible ways to improve the intervention. We noted that the intervention indeed changed most participants’ conceptions about the lunar phases, but also identified ways to boost its effectiveness in the future.

L’enseignement de la science présente plusieurs lacunes : des lacunes en lien avec le contenu scolaire, les activités scolaires et la nature de la science. Qu’en est-il de l’enseignement de la science au Québec par rapport à ces lacunes ? Pour répondre à ces questions, nous avons assimilé l’enseignement de la science à l’enseignement de la modélisation. En effet, « faire la science » revient essentiellement à une activité de modélisation, les scientifiques passent la majorité du temps à construire, à tester, à réviser et à utiliser des modèles scientifiques. Il est important de souligner que cette activité permet, d’une part, de construire les connaissances scientifiques et, d’autre part, de comprendre la nature de la science. Ainsi, l’objectif de cette thèse est d’analyser l’enseignement de la modélisation au Québec en vue de déterminer ses lacunes. Pour préciser cet objectif, nous avons choisi le cas particulier du modèle particulaire, car il est fondamental à l’univers matériel. Pour atteindre les objectifs de cette recherche, nous avons procédé en trois étapes. Dans la première étape, nous avons élaboré des critères de l’enseignement de la modélisation et de l’enseignement du modèle particulaire en s’appuyant sur plusieurs travaux de recherches effectués pour améliorer l’enseignement de la modélisation. Dans la deuxième étape, nous avons décrit l’enseignement de la modélisation tel que présenté dans le programme de formation au secondaire et l’enseignement du modèle particulaire tel que présenté dans le curriculum formel et auprès de certains enseignants. À la troisième étape, cette description a été analysée compte tenu des grilles élaborées à la première étape, ce qui a permis d’identifier plusieurs lacunes dans l’enseignement de la modélisation et l’enseignement du modèle particulaire. Parmi ces lacunes, nous avons relevé l’absence de construction des modèles par les élèves et l’absence du principe de différenciation entre la réalité et le modèle qui l’explique. Ces deux lacunes sont également présentes dans le cas du modèle particulaire. Les élèves ne sont pas amenés à le construire. Son utilisation est inexistante dans le programme de formation et dans la progression des apprentissages au premiers cycle, elle est ambiguë dans les manuels du premier cycle et partielle au deuxième cycle. Les activités qui lui sont associées sont essentiellement des activités de mémorisation et de compréhension des concepts. Ces activités, qui ne sont pas des activités de modélisation, ne permettent pas vraiment de « faire la science » ni de comprendre la nature des modèles et de la science en général. De plus, les énoncés du modèle particulaire sont partiels de sorte que le modèle particulaire ne semble pas une idée centrale à laquelle plusieurs concepts sont reliés. Ces derniers sont plutôt éclatés et décousus. Pour remédier à ces lacunes, plusieurs recommandations ont été proposées. / The teaching of science has several deficiencies : deficiencies related to content, activities and to the nature of science itself. What about the teaching of science in Quebec in relation to those deficiencies? To answer those questions, we have equated the teaching of science with the teaching of modeling. Indeed, "doing science" essentially amounts to a modeling activity. Scientists spend most of their time building, testing, revising and using scientific models. It is important to emphasize that this activity allows, on one hand, to build scientific knowledge and, on the other hand, to understand the nature of science. Thus, the objective of this thesis is to analyze the teaching of modeling in Quebec in order to determine its weaknesses. To clarify this objective, we have chosen the particular case of the particle model, because it is fundamental to the material universe. To achieve the objectives of this research, we proceed in three stages. In the first stage, we developed criteria for the teaching of modeling and the teaching of the particle model based on several research works carried out to improve the teaching of modeling. In the second stage, we described the teaching of modeling as presented in the training program and the teaching of the particular model as presented in the formal curriculum and with certain teachers. In the third stage, this description was analyzed taking into account the grids developed in the first stage, which made it possible to identify several weaknesses in the teaching of modeling and the teaching of the particle model. Among these shortcomings, we noted the absence of construction of the models by the pupils and the absence of the principle of differentiation between reality and the model which explains it. These two deficiencies are also present in the case of the particle model. The pupils do not have to build it. Its use is nonexistent in the training program and in the progression of learning in the first cycle. It is also ambiguous in the manuals of the first cycle and partial in the second cycle. The activities associated with it are essentially activities of memorizing and understanding concepts. These activities, which are not modeling activities, do not really make it possible to “do science” or to understand the nature of models and the nature of science in general. Furthermore, the statements of the particle model are partial so that the particle model does not seem to be a central idea to which several concepts are linked. The latter are rather fragmented and disjointed. To remedy these shortcomings, several recommendations have been proposed.

L’enseignement des sciences est capital dès l’école primaire, mais est souvent délaissé. Les musées scientifiques peuvent palier à cette lacune en offrant des ressources éducatives concrètes, dont les programmes éducatifs. Cette recherche détermine l’impact d’une animation pédagogique de la Biosphère sur certaines conceptions d’élèves du deuxième cycle du primaire. La chercheuse a opté pour une recherche qualitative et la méthode choisie est l’étude de cas, de type exploratoire. Des élèves d’une classe ont participé à l’étude. Ils ont assisté à une visite muséale, insérée au sein d’une séquence didactique. À l’aide de plusieurs outils de collecte de données (questionnaires, entrevues et observations), la chercheuse a été en mesure d’identifier quatre niveaux de modification des conceptions d’élèves (évolution notable, une certaine évolution, stabilité des conceptions, confusion des conceptions). Enfin, elle suggère quelques pistes d’amélioration à la Biosphère afin de maximiser l’impact de la visite sur l’apprentissage des élèves. / Science education is essential in elementary school, but it is often neglected. Science museums can overcome this gap by providing practical educational resources, including educational programs. This research determines the impact of a Biosphere’s educational animation of certain conceptions of students from elementary school. The researcher chose a qualitative research and the chosen method is an exploratory case study. Students from a class have participated to this study. They attended a museum visit, insert in a didactic sequence. Using several data collection tools (questionnaires, interviews and observations), the researcher has been able to identify four levels of modified conceptions of students (significant evolution, a certain evolution, stable conceptions, confusion conceptions). Finally, she suggests some ways of improving the Biosphere’s animation to maximize the impact of the visit on student learning.

La préoccupation centrale de la recherche est de rendre intelligibles les pratiques effectives des enseignants de technologie lors de la mise en œuvre de la "réalisation sur projet" en 3ème. Deux questions liées aux contraintes de l'enseignement sont majeures : la première concerne la cohérence des projets mis en œuvre au fil des séances, la seconde s'intéresse aux variations des pratiques effectives des professeurs selon le public hétérogène. Cette thèse propose et développe un descripteur des pratiques effectives, le "cadre d'action" qui permet, à partir des consignes allouées, d'identifier l'organisation des tâches de l'élève. La reconstruction des pratiques effectives et des cadres d'action s'est effectuée par l'intermédiaire d une immersion dans six classes tout au long des séances consacrées à cette mise en œuvre des projets. L'analyse du corpus, révèle une continuité des contenus entre les différentes séances et des allers-retours entre certaines étapes du projet. La reconstruction des pratiques effectives indique également que la gestion de l'hétérogénéité semble surtout être assurée par le temps alloué aux élèves

L’enseignement des sciences est capital dès l’école primaire, mais est souvent délaissé. Les musées scientifiques peuvent palier à cette lacune en offrant des ressources éducatives concrètes, dont les programmes éducatifs. Cette recherche détermine l’impact d’une animation pédagogique de la Biosphère sur certaines conceptions d’élèves du deuxième cycle du primaire. La chercheuse a opté pour une recherche qualitative et la méthode choisie est l’étude de cas, de type exploratoire. Des élèves d’une classe ont participé à l’étude. Ils ont assisté à une visite muséale, insérée au sein d’une séquence didactique. À l’aide de plusieurs outils de collecte de données (questionnaires, entrevues et observations), la chercheuse a été en mesure d’identifier quatre niveaux de modification des conceptions d’élèves (évolution notable, une certaine évolution, stabilité des conceptions, confusion des conceptions). Enfin, elle suggère quelques pistes d’amélioration à la Biosphère afin de maximiser l’impact de la visite sur l’apprentissage des élèves. / Science education is essential in elementary school, but it is often neglected. Science museums can overcome this gap by providing practical educational resources, including educational programs. This research determines the impact of a Biosphere’s educational animation of certain conceptions of students from elementary school. The researcher chose a qualitative research and the chosen method is an exploratory case study. Students from a class have participated to this study. They attended a museum visit, insert in a didactic sequence. Using several data collection tools (questionnaires, interviews and observations), the researcher has been able to identify four levels of modified conceptions of students (significant evolution, a certain evolution, stable conceptions, confusion conceptions). Finally, she suggests some ways of improving the Biosphere’s animation to maximize the impact of the visit on student learning.