Moyenne et vitesse d'apprentissage

Toujours dans le livre de Alain Rieunier, je trouve levé un paradoxe qui doit être banal pour les connaisseurs de la sphère pédago-didactique mais qui a levé une question que je ne m'étais jamais posée. 

On sait que les élèves mettent des temps différents pour réaliser un apprentissage, savoir faire une addition par exemple. Mettons que cet apprentissage débute en début d'école primaire et qu'il soit évalué à Noël, au CP. Un certain nombre d'enfants sauront effectivement faire une addition à Noël et auront une bonne note. Pour d'autre, il sera trop tôt, et ils obtiendront une note moyenne, voir une mauvaise note. Par contre à la fin de l'année, ils sauront peut être faire une addition aussi bien que ceux qui ont eu une bonne note à Noël, mais leur moyenne tiendra compte du fait qu'à Noël ils ne savaient pas. 

La moyenne ne reflète donc pas les connaissances d'un élève, mais sa capacité à apprendre vite. Est ce l'objectif affichée de cette note?

Evaluer l'intelligence ou la compréhension du cours?

En ce moment je lis en diagonale un ouvrage emprunté à la BUFM de Alain Rieunier et un paragraphe a attiré mon attention. Il s'agit d'une petite remarque sur l'évaluation : 

Évaluer les élèves en posant une question que l'on n'a pas traitée en cours mais qu'un élève "raisonnablement intelligent" (sic) peut résoudre, en lui donnant en plus 4 ou voir même 8 points sur 20 comme c'est souvent le cas, revient à faire de la fonction enseignante une fonction de sélection (sur l'intelligence) et non de facilitation des apprentissages. 

On peut tout à fait poser ce genre de questions lors d'évaluation formative (ne conduisant pas à une note dans la moyenne), mais lors d'une évaluation sommative, c'est à dire donnant une note, c'est éthiquement nettement plus discutable!

On teste mon TP

Déroulement d'un tir

Depuis l'an passé, je prépare un TP sur la mesure dans le cadre de mon mémoire en didactique. Bon, aujourd'hui, c'était le grand jour de pré-test,  et évidemment j'étais à la bourre, grave. En sautant la case repas, ça passait tout juste, mais évidemment, mes cobayes têtes en l'air étaient en retard, quand les autres étaient au taquet... 

Or donc, j'avais deux binômes : 

• Un de "naïfs" avec une étudiante en M1 et une autre en L3
• Un de moins "naïfs" avec un chercheur et une doctorante

Et un TP non directif, ouhlàlà, c'est trop dur d'enseigner sans parler! Heureusement que A était là pour me surveiller car j'ai du mal à ne pas rajouter d'informations pour les laisser réellement travailler en autonomie. C'était aussi difficile pour eux d'ailleurs. 

Le TP était organisé sous la forme d'un jeu : ça ça a bien marché, ils étaient ultra-motivés, ils se sont amusé, bref, côté dévolution, je me mets 10/10!

Les étudiants ont passé pas mal de temps à appréhender la manip au départ, et donc je pense que je gagnerai du temps à expliquer l'objectif du jeu en faisant la démonstration d'un lancer devant eux (réglage de la longueur du fil, nœuds, etc. ).

Par contre, dans les objectifs du TP, je voulais que mes étudiants modélisent le système étudié, et ça clairement, ça ne fait pas partie de leurs habitudes en TP. En discutant avec eux à la fin, ils m'ont expliqué que pour eux, dans un TP en temps limité, on manipule mais on ne pose pas d'équations, donc ils n'ont pas osé poser des équations. Clairement, je me suis retrouvée face à un problème de contrat didactique, et dans la discussion qui a suivie, on a décidé d'appeler cette séance un "TD expérimental", et de rajouter un schéma de la manip qui oriente la modélisation. 

Mon système est très amusant, car un fil est coupé par un cutter, et ça je sais que ça joue dans la motivation, ça change des systèmes classiques que l'on voit en TP. Par contre ça a l'inconvénient majeur qu'un binôme ne peut pas faire beaucoup de statistiques et du coup L. me proposait le TP équivalent avec la gouttière en lieu et place du pendule. Mais du coup la dispersion des résultats serait beaucoup moins importante, et à court terme je n'ai pas le temps de changer d'ici mardi prochain où je teste la séquence sur une classe entière. Je me dis que je peux contourner cette difficulté en indiquant que cette manche est le préalable à un contest entre les deux demi-classes qui aura lieu la semaine suivante en classe entière, et que donc, il faut qu'ils notent soigneusement chacun les résultats de chacun des tirs pour pouvoir ensuite travailler sur une stat raisonnable. 

Je leur avais laissé une grille pour qu'ils notent le résultat de chaque lancé, mais je n'avais pas mis d'indication sur les colonnes. Je pense que je pourrais rajouter les paramètres pertinents, ils perdraient surement moins de temps au départ, et pourraient peut être passer plus de temps sur ce qui m'intéresse. 

Enfin, je n'ai quasiment aucune trace écrite par les étudiants. A. avait raison, si on ne les force pas, ils n'écrivent rien. Du coup, pour remédier à ce point ainsi qu'aux non tentatives de modélisation, je pense proposer un temps où ils n'ont pas le droit de manipuler et où ils doivent communiquer par écrit une stratégie pour gagner. 

En tous cas c'était super intéressant, les étudiants étaient content de participer à ce test, ils ont trouvé ça beaucoup plus sympa que les TPs habituels, alors c'est déjà encourageant!

10 m under

Il est huit heure moins dix. Dans 5 minutes les premiers étudiants vont arriver ; moi, je suis là depuis sept heure et demi. J'ai eu le temps d'ouvrir ma salle, d'échanger quelques mots avec la personne qui fait le ménage puis avec la technicienne du labo, d'allumer le vidéoprojecteur, de réparer les pin du câble pour le relier au PC avec une fourchette faute d'outils adéquats, ouf ça marche. Je suis passée en salle des formateurs récupérer mes énoncés de TD à la repro, j'ai fait des jolis tas sur la première table de la classe. J'ai passé plus de dix heures à préparer ces deux heures de cours, j'ai veillé tard mercredi soir sur un fichu calcul où je multipliais les erreurs de calcul, j'ai fait les schémas, tapé les énoncés, écrit les corrections, détaillé les objectifs de la séance et les choses que je devais ajouter lorsque je passerai dans les rangs... 

Maintenant il est huit heure moins cinq, les étudiants arrivent, j'ai hâte que le cours commence, mais en même temps je savoure ce laps de temps. La satisfaction du travail bien fait et bien prêt, l'envie de voir leur réaction sur les exos choisis, d'entendre leurs questions, celle à laquelle je n'aurais pas pensé. Je crois que c'est un peu comme pour un acteur de théâtre, les quelques minutes avant que la pièce ne commence, il n'y a pas de trac, juste un peu d'excitation. 

Il est huit heure, j'ai répété dix fois de venir prendre les énoncés sur la table devant, la prochaine fois je les mettrai au fond de la salle, le cours commence, je suis heureuse, j'ai vraiment un chouette métier que j'aime!

Les référentiels galiléens

Je n'aimais pas la mécanique du point, et encore moins la mécanique du solide car j'ai eu souvent l'impression d'y faire plus de maths que de physique, et de devoir mesurer des trucs évidents quand par hasard il y avait un TP (vérifier la première loi de Newton sur la table à coussin d'air etc). 

Cette année en didactique, je vois énormément de travaux portant sur la didactique de la mécanique, pire, l'expérience sur laquelle porte mon mémoire appartient à la mécanique, et ma foi, ça devient petit à petit intéressant... 

En ce moment je lis le livre d'Einstein : l'histoire des idées, le chapitre sur les champs où il reparle de mécanique en introduisant les référentiels galiléens. Bah oui, parce qu'en fait, jusqu'à cette partie là de l'histoire, il n'en parle pas. Il fait de la mécanique sans préciser : on considère que la Terre est un référentiel galiléen. Sacrilège, mais il n'a pas le droit!!! Tous les cours de mécanique depuis la première commencent par cette précision, même si on ne voit pas à quoi ça sert, on sait que le principe d'inertie n'est valable que dans un tel référentiel, et on sait qu'en général la Terre, c'est bon. 

En fait, je trouve ça très intéressant. Le physicien sait que dans l'énoncé moderne du principe d'inertie, il faut préciser le référentiel, mais l'élève de lycée n'a pas besoin de cette précision pour le moment. Il peut apprendre qu'un objet soumis à des forces qui se compensent ne change pas sa vitesse. C'est à dire qu'un livre sur une table soumis à son poids et à la réaction de la table ne bouge pas, et que si il n'y avait pas de frottement, que je coupais le moteur de ma voiture, je roulerai indéfiniment à la même vitesse sur une route horizontale. 

Mais le physicien n'aime pas qu'on enseigne des trucs qui ne sont pas toujours vrai, ben oui, dans le train qui tourne, ma valise, elle tombe! Que dire? Que faire?

Un choix pédagogique pourrait être  : 

1. D'énoncer le principe d'inertie sans parler de référentiel galiléen, ni de changement de référentiel, ni même de référentiel.Les élèves disposeront alors d'un certains temps pour appréhender le principe en le mettant en œuvre dans un certain nombre de situations.
2. Dans un deuxième temps on pourrait aborder le mouvement de translation (le contrôleur de train sur le quai et celui dans le train), et donc introduire la nécessité d'un système de coordonnées et d'un référentiel. On traitera alors les problèmes des changements de référentiel en ne prenant qu'une classe de référentiel en translation uniforme les uns par rapport aux autres.
3. Et puis enfin,  en prenant l'exemple du train qui tourne et qui fait tomber la valise, on montrera que tous les référentiels ne sont pas équivalents et on définira les référentiels galiléens.

Un exemple de transposition didactique : l'énergie au collège

Sources d'énergie

Cette réflexion vient directement de ma dernière lecture pour le master de didactique : Les Connaissances Naïves. Cet exemple est traité dans le chapitre sur les connaissances naïves en physique, mais ce qui me plait le plus est l'éclairage sur la transposition didactique qui pour la première fois pour moi est devenu très éclairant. 

L'énergie en physique est un concept très abstrait et mathématique : il s'agit d'un nombre qui se conserve. Prenons par exemple les réflexions de Feynman, grand physicien, prix Nobel de physique, à ce sujet : 

"De toutes les lois de conservation, celle qui traite de l'énergie est la plus difficile, la plus abstraite et cependant la plus utile, elle est plus difficile à comprendre que celles que je viens de décrire ; en effet, pour la charge [électrique] et ces autres lois de conservation, le mécanisme est clair, c'est plus ou moins la conservation de certains objets [...]. La conservation de l'énergie est un peu plus difficile, car, cette fois, nous avons un nombre qui ne varie pas avec le temps, mais ce nombre ne représente aucun objet en particulier"

C'est donc un concept très compliqué à introduire pour le physicien sans rentrer directement dans un formalisme mathématique plus que pénible pour des collégiens. Donc ça n'était enseigné qu'à partir du lycée.
Oui mais, le savoir à enseigner dans la classe n'est pas le seul produit des scientifiques, il est aussi influencé par la noosphère, c'est à dire les politiques, la société étouça. Et aujourd'hui, pas un JT sans que l'on ne parle d'énergie renouvelable, d'énergie fossile... Il faut donc introduire la notion d'énergie dès le collège.

Une transposition didactique intéressante consiste, en se basant sur les connaissances initiales des élèves, à introduire le concept d'énergie en se basant sur certaines propriétés de l'énergie, sans chercher à la définir per se. On introduit alors un modèle qui n'est pas le modèle en vigueur dans le monde de la recherche scientifique, mais qui permet d'introduire la notion en étant compatible avec ce qui sera introduit plus tard dans l'enseignement.

  Je trouve ce travail très intéressant, ça ouvre pas mal de perspectives quant à l'enseignement de certains domaines de la physique réservés au post bac qui ont atterrit en term S, ou dans un tout autre domaine, aux connaissances scientifiques de l'éthologie qui doivent désormais être enseignées au plus grand nombre dans le cadre des nouveaux galops.

Références :
Les connaissances naïves, J. Lautrey, S. Rémi-Giraud, E. Sander, A. Tiberghien,
Solomon (1985), Teaching the conservation of energy, Physics education, 20 (2), 165-170

Oraux du capes

La semaine dernière je suis allée assister à une matinée des oraux du CAPES de physique-chimie. Il faut se renseigner avant sur l'heure à laquelle passe la première fournée de candidat, sinon on poireaute ou on loupe le départ...! 

Tout d'abord le montage de physique. J'ai choisi une salle d'optique géométrique, vu que ça fait partie de ce que j'ai enseigné, je voulais voir quel était le niveau attendu. Le jury était cordial avec le candidat, les questions posées étaient bien pensées, et le niveau, ben, au niveau du candidat, qui comme souvent s'attendait à ce qu'on le cuisine sur de l'optique ondulatoire alors qu'il n'avait pas compris l'optique géométrique... En particulier, il faut comprendre à quoi servent chacun des éléments du montage d'optique, et ne pas oublier la fente dans un montage de spectroscopie.
Je ne comprends toujours pas pourquoi les candidats font des appels du pieds à des questions auxquelles ils ne savent pas répondre, ce que l'on voit d'ailleurs dès leur appel du pied! Mais j'ai bien aimé le fait d'allumer une petite lampe de paillasse quand il éteignait la lumière générale.

Ensuite l'EOD. Le candidat a tiré un sujet sur l'acoustique adaptative. Il s'agissait d'un sujet d'examen que le candidat devait corriger et commenter (grosso merdo). Prestation basique, les questions du jury encore une fois très pertinentes et intéressantes. Puis la compétence agir en fonctionnaire patati patata, là, prestation carrément mauvaise, et encore questions intéressantes du jury. L'an prochain, c'est promis, j'y vais plusieurs jours! 

En conclusion, je n'ai vu que 2 candidats, donc ça n'est pas représentatif. Ils ont tout 2 essayé de recaser leurs expériences perso d'enseignement dans la discussion (manip que j'ai présentée en 2de, quand j'ai enseigné en ZEP... ) Je n'ai aucune idée de comment s'est perçu, mais moi, je n'ai pas aimé du tout. La gestion du tableau lors du montage m'a particulièrement étonnée : aucun schéma des manips, pas de tableau de valeurs, juste le plan et quelques graffitis en cours d'explication... 

Les conseils que je donnerai l'an prochain :

• Toute manip' a son schéma au tableau avec la valeur des composants, focale des lentilles ... 
• Aucun appel du pied sur une notion non maitrisée
• On n'aborde que ce que l'on maîtrise, quitte à faire une leçon pauvre. 
• Tout doit être prêt 20' avant la fin, car là il faut: 
• Préparer l'intro et la conclusion
• Vérifier les chiffres significatifs
• Vérifier que les manips sont prêtes à fonctionner. 
• En optique, on allume une petite lampe de paillasse quand on éteint la salle.