535 - La didactique des sciences et technologies à l'école primaire : formation initiale et développement professionnel

Dans le champ de la didactique des sciences, de plus en plus de voix plaident pour une éducation aux sciences qui encourage les citoyens et les citoyennes à prendre part aux débats et aux processus sociopolitiques de prise de décisions au sujet de controverses sociotechniques. Dans le même ordre d'idées, il est attendu de la part des enseignants et des enseignantes du Québec qu'ils développent « un rapport plus libre devant les experts » et qu'ils puissent penser un recours éclairé aux experts scientifiques par leurs élèves. C'est dans ce contexte que nous nous intéressons aux relations que de futures enseignantes du primaire entretiennent avec les personnes qu'elles estiment être des experts et des expertes scientifiques. Nous avons d'abord invité des futures enseignantes du primaire à prendre position par écrit par rapport à un énoncé mis en forme par Aikenhead et Ryan (appelé item VOSTS) qui porte sur les personnes qui devraient prendre les décisions concernant les controverses sociotechniques qui traversent nos sociétés. Sept d'entre elles, séparées en deux groupes, ont participé à une séance du jeu de société Decide, pendant laquelle elles ont discuté de la controverse entourant les nanotechnologies, elles se sont forgé une opinion et elles ont adopté une politique à son sujet. Enfin, nous avons rencontré ces participantes en entretien individuel. Dans cette communication, nous présentons quelques résultats de notre étude liés à la séance du jeu Decide.



Le thème des conceptions initiales des élèves a particulièrement été étudié par la recherche didactique depuis la fin des années 1970. Plusieurs modèles ont tenté d'expliquer l'origine de ces conceptions puis de prescrire des stratégies d'enseignement appropriées. L'existence d'une stratégie ultime est discutable, mais chose certaine, peu importe le détail du modèle de changement conceptuel considéré, le fait de s'intéresser aux idées des élèves apparaît dans une certaine mesure efficace (diSessa, 2006).

Former les futurs enseignants du primaire à tenir compte des conceptions des élèves constitue généralement un des objectifs d'un cours de didactique des sciences. Il s'agit d'ailleurs là d'un des éléments de la 3^e compétence professionnelle, tel que formulé par le MEQ (1999). Plusieurs moyens peuvent être employés par les formateurs afin d'atteindre cet objectif. Amener les futurs enseignants à analyser les explications et réponses données par des élèves semble une voie particulièrement intéressante, du fait du caractère concret et réaliste d'une telle tâche.

Dans cette communication, nous partagerons le fruit d'un projet de développement pédagogique portant sur les conceptions des élèves, dont la réalisation s'est étalée sur deux ans. Le projet visait la création d'une banque d'entrevues réalisées auprès d'élèves des trois cycles du primaire. Le contexte du projet, la démarche employée, les productions générées de même que les utilisations potentielles seront présentés et discutés.

La formation des jeunes en sciences et en technologies suscite un intérêt certain chez l'ensemble des intervenants en éducation scientifique de base. Force est de constater qu'une telle formation soulève par contre plusieurs défis, entre autres celui de la formation des enseignants. Des travaux réalisés de part le monde soulignent la formation déficiente des enseignants en exercice pour dispenser un tel enseignement (OCDE, 2005). Pour remédier à cette situation, plusieurs pays comme la Finlande, la France et l'Italie, développent de plus en plus de programme s'adressant aux enseignants et non à leurs élèves et ce, en leur proposant de réaliser des expérimentations constructivistes pour leur faire acquérir des notions de base en sciences et en technologies.

La présente communication s'inscrit dans cette perspective et présentera la structure conceptuelle d'un livre numérique proposant aux enseignants en formation et en exercice des expériences à réaliser dans le domaine de la physique et de la biologie. Ainsi, ils sont invités à mettre la main à la pâte tout en acquérant les rudiments de la démarche expérimentale. Nous allons illustrer, à l'aide des circuits électriques, les cinq étapes retenues pour bâtir notre livre numérique : expérimentation, synthèse des observations, notions scientifiques, évaluation des connaissances et suggestion d'expérience. Cette réalisation contribuera, nous l'espérons, au développement professionnel des futurs enseignants du primaire.



L'intégration des technologies de l'information et de la communication (TIC) dans l'enseignement est une étape importante dans la professionnalisation des enseignants. Cependant, au Québec, la littérature sur la compétence professionnelle à intégrer les TIC et ses composantes constitue l'une des plus faibles comparativement aux 11 autres compétences professionnelles (Castonguay, Desbiens, et  Mellouki, 2005). Le but de cette étude est d'explorer les déterminants de l'intégration pédagogique des TIC par les étudiants en formation initiale à l'Université de Sherbrooke. Cela amènera à étudier respectivement la relation entre la compétence perçue et l'utilité perçue dans l'intégration des TIC dans l'enseignement des sciences et technologies. L'analyse des données sera construite autour d'une approche descriptive et corrélationnelle. Utilisant une méthodologie quantitative, le recrutement de participants permettra de collecter les données sur la base de questionnaires semi-structurés qui incluent des questions à échelle de Likert et des questions à réponse libre. L'étude de ces variables permettra de mieux comprendre les facteurs de résistance qui sont liées à la perception de la compétence et l'utilité auprès de futures professeurs. Cette étude s'ancrera dans une perspective plus grande de compréhension des facteurs permettant une intégration réussite des TIC  dans l'enseignement de ces disciplines.



Certains auteurs ont pointé au lien qui existe entre le sentiment d'autoefficacité en enseignement des sciences et les pratiques des enseignants ou des futures enseignants quant aux activités scientifiques qu'ils réalisent avec leurs élèves. D'autres ont sondé les croyances épistémologiques des enseignants et futurs maitres pour tenter de les lier aux choix de pratiques en classe de sciences. Nous avons voulu combiner ces deux idées et étudier leur évolution sur quelques mois auprès d'étudiants en formation initiale. Les questions de recherche sont: Quelles sont les croyances épistémologiques et quel est le sentiment d'autoefficacité en enseignement de sciences d'étudiants de 3^e année au BEPEP lorsqu'ils amorcent leur cours de didactique des sciences et technologie. Sont-ils les mêmes une fois le cours de didactique terminé puis par la suite ?

En 2011-2012, les étudiants ont donc été invités à répondre à un questionnaire qui serait répété trois fois. La première passation fut réalisée tout juste avant de commencer l'unique cours de didactique des sciences et technologie de leur programme. La deuxième passation fut réalisée en toute fin de trimestre. Finalement, une fois le trimestre d'hiver complété, pendant lequel les étudiants en stage avaient l'opportunité de concevoir et piloter des activités en sciences et technologie, ils ont été sollicités de nouveau. Vingt-sept étudiants ont complété trois fois le questionnaire. Nous présenterons les résultats de cette étude.



Plusieurs recherches mettent en évidence que les  activités scientifiques pratiquées par  les enseignants de l'école primaire sont sous le registre du « primat de l'empirie ». Cette conception de l'enseignement est particulièrement résistante car de nombreuses idées spontanées  ou même véhiculées par la formation en assurent la cohérence. On peut donc la qualifier d'obstacle, empêchant les élèves d'accéder à un « rapport second » au monde (Bautier & Rochex, 2007). Une des clés pour  aider les enseignants à franchir cet obstacle est de leur faire prendre conscience de l'apport du « problématique » dans une activité d'investigation. Pour ce faire, nous nous proposons de présenter les caractéristiques des mises en situation d'investigation (MESI) des enseignants afin qu'ils éprouvent eux mêmes le plaisir d'accéder à ce que Astolfi (2008) nomme la « saveur des savoirs ». Cependant ce passage n'est pas automatique et nécessite de discuter les choix qui prévalent à la mise en place de ce type de dispositif de formation. En particulier,  nous mettrons l'accent sur, la nature du problème à convoquer (Dewey ou Bachelard) et l'usage « d'écrits de travail » par les formés lors de ces MESI. Ces écrits ne relèvent pas du registre épistémologique du « vrai ou du faux » (Orange, 2001) mais sont momentanément suspendus à la validation afin que puissent s'exercer l'esprit critique et l'argumentation.



De nombreuses études relèvent le malaise éprouvé par la plupart des futures enseignantes du primaire à l'égard des sciences et des technologies. Dans la littérature spécialisée, un double diagnostic est souvent porté : 1) le faible sentiment de compétence qu'éprouvent les maîtres face à l'enseignement des sciences au primaire et 2) d'importantes lacunes dans la formation scientifique de base des futurs enseignants.

Pour faire face à ce double défi de formation, une collaboration entre la Faculté des sciences de l'éducation de l'Université Laval et le Centre de démonstration en sciences physiques (CDSP) au Cégep Garneau vise à expérimenter l'intégration de démonstrations scientifiques en formation initiale. Misant sur l'observation directe de phénomènes qui confrontent certaines conceptions « naïves », l'usage proposé de la démonstration vise à remettre en question ces idées reçues ainsi qu'à outiller les enseignants afin de faciliter leur prise en charge des cours de sciences et technologies.

Dans le cadre de cette communication, nous discuterons de l'intérêt et des défis liés à l'intégration d'une composante « démonstration scientifique » dans le cadre de la formation initiale des enseignants. Nous présenterons notre caractérisation d'une approche par démonstration, une situation d'enseignement-apprentissage à la formation initiale des enseignants du primaire mettant à profit la démonstration, ainsi que le mode d'évaluation prévu pour mesurer les retombées de ces interventions.



Dans une perspective de formation et de développement professionnel d'enseignants du primaire en sciences et technologie, cette communication présente une analyse didactique d'ajustements de pratiques (Savoie-Zajc, 2005) d'enseignants ayant participé à une communauté d'apprentissage (Couture, Dionne, Savoie-Zajc, Aurousseau, Laurin, à paraître). L'intention première de la communauté d'apprentissage est de soutenir le développement professionnel d'enseignants en sciences et technologie à partir des besoins qu'ils expriment mais aussi, des pratiques qu'ils déploient. Cette analyse didactique d'ajustements de pratique met en perspective la place du questionnement en sciences et technologie, l'importance de réfléchir l'utilisation de modèles (Martinand, 2010), le but de l'expérience (Coquidé, 2003) ainsi que les prudences à considérer dans l'utilisation du tableau blanc électronique. Cette analyse montre comment, à partir de ce que font les enseignants, il est possible de travailler les contenus d'apprentissage tout en réfléchissant aux démarches d'investigation qui contribuent à les construire. Les résultats de cette analyse apportent un éclairage pour la formation et le développement professionnel des enseignants.



La problématique de l'enseignement des sciences par les enseignants du primaire n'est pas nouvelle. Déjà, en 1988-1989, le programme de sciences de la nature était peu enseigné au Québec (MELS, 2006). Selon une étude plus récente (Martin et al., 2004), seulement 34 % des élèves de quatrième année du primaire au Québec ont un enseignant qui se sent bien préparé à enseigner les sciences. Des lacunes quant au contenu scientifique et quant aux connaissances didactiques engendrent cet inconfort chez les enseignants, qui enseignent peu ou pas les sciences et qui les enseignent de façon transmissive ou dogmatique (lorsqu'ils les enseignent) (Duit et al., 2008). Dans le cadre d'une recherche développement (Artigue, 1988; Harvey et Loiselle, 2009), une formation a été conçue pour familiariser les enseignants avec les pratiques d'enseignement favorisant le changement conceptuel dans le contexte de l'électricité. Cette formation a initialement été développée en tenant compte du portrait des enseignants dressé dans les écrits scientifiques. Les dix-sept enseignants des cohortes ayant participé aux mises à l'essai partagent certaines caractéristiques véhiculées dans les écrits, mais divergent sur d'autres, notamment sur leur confort à enseigner les sciences et sur le temps accordé à cette matière. Cette communication portera sur la comparaison des caractéristiques des enseignants qui ont participé aux mises à l'essai et celles des enseignants du primaire décrits dans les écrits scientifiques.

La «science et technologie» est, malheureusement, de l¹aveu même de nombreux enseignants, l¹une des matières scolaires les plus «secondaires» de toutes
celles qui sont enseignées au primaire (MELS, 2007 ; Lenoir et autres, 2000; CSE 1982). Les raisons, souvent peu convaincantes (telles que le manque de
matériel ou le manque de temps), invoquées pour expliquer cet état de fait masquent, dans bien des cas, un manque de formation continue dans ce
domaine. Cette communication vise d¹abord à faire un état de la question au sujet de la façon dont la discipline «science et technologie» est enseignée
au primaire, ainsi qu¹au sujet des lacunes dans la formation continue des enseignants et autres personnes impliquées dans l¹éducation scientifique et
technologique (conseillers pédagogiques, auteurs de manuels scolaires et autre matériel didactique, animateurs de musées scientifiques, etc.). Cette
communication vise également à proposer des pistes, parmi les plus réalistes possible, pour améliorer la formation continue et assurer une bonne
coordination entre toutes les personnes concernées par l¹éducation scientifique et technologique.