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  • COMPTES RENDUS D'INNOVATIONS

    Un dispositif didactique utilisant une approche conceptuelle en cologie, l'apprentissage par rsolution de problmes et le dbat socio-cognitif l'universit

    Christian REYNAUD, Daniel FAVRE

    Laboratoire de Modlisation de la Relation Pdagogique (quipe ERES) Universit Montpellier Il CP. 089, Place Eugne Bataillon 34095 Montpellier cedex 5, France.

    Rsum

    Le conceptd'cosystmesparaliques, dvelopppardes chercheurs en cologie, permet d'apprhender d'une manire innovante le fonctionnement de divers milieux littoraux pourproposer des solutions des problmes concrets tels que la recherche de sites d'implantation de fermes d'levage depoissons, la reconstitution de palo-environnements ou encore la recherche de sites de forages ptrolifres. En collaboration avec ces chercheurs, nous avons labor un mode de prsentation organisant les caractristiques formelles de ce concept et faisant rfrence aux problmes qu'il permet de rsoudre. Le dispositif didactique qui est propos introduit successivement cette approche originale du concept, la rsolution de situations-problmes et un dbat entre les participants.

    Mots cls : concept, cosystme paralique, attributs, dbat socio-cognitif.

    Didaskalia - n 10 - 1997- pages 113 135 113

  • Christian REYNAUD, Daniel FAVRE

    Abstract

    Theparalic ecosystems concept, developedbyresearchers in ecology, provides an innovative way to understand the functioning of various littoral habitats in order to propose solutions to practicalproblems such as the research ofsetting up sites for fish farms, the reconstitution ofpaleo-environments or the research ofdrilling oil sites. In collaboration with those researchers, we have developpeda waytopresent this concept that organizes its formal characteristics and makes reference to problems it is able to solve. This teaching experience introduces successively our approach of the concept, the resolution of problems-situations and a debate between participants.

    Key words : concept, paralic ecosystem, attribute, socio-cognitive debate.

    Resumen

    Elconcepto de ecosistemasparalicos, desarrolladoporinvestigadores en ecologa, permite aprehender de una manera innovadora el funcionamiento de diversos medios litorales para proponer soluciones a problemas concretos tales como la investigacin de sitios de implantacin de granjas de criaderos de pescados, la reconstitucin de paleo-ambientes, o an ms la investigacin de sitios de perforamientopetrolferos. En colaboracin con esos investigadores, se ha elaborado un modo de presentacin organizando las caractersticas formales de ese concepto y hacindose referencia a los problemas que elpermite de resolver. El dispositivo didctico que es propuesto introduce sucesivamente este mtodo original del concepto, la resolucin de situationes-problemasyun debate entre losparticipantes.

    Palabrasclaves :concepto, ecosistemaparalico, atributos, debatesocio-cognitivo.

    1. INTRODUCTION

    Le dispositif didactique expos dans cet article constitue une mise en actedepropositionsissuesdetravauxantrieursconcernantlaformalisation et la communication d'un concept d'cologie marine (Reynaud et al., 1993, 1995,1996a, 1996b). Avant de dcrire ce dispositif, il parat utile de rappeler brivement le contexte thorique au sein duquel a t labor le concept dont nous voulons tudier l'appropriation par des tudiants.

    L'cologie scientifique semble s'tre progressivement dissocie de l'tude naturaliste, fonde surl'observation des tres vivants, en dveloppant une cologie applique dans laquelle se confrontent la demande sociale, des situations d'expertise, et les problmatiques thoriques (Delage, 1991 ; Drouin, 1991). De cette confrontation peuvent natre des concepts

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    cologiques qui vont nourrir la recherche fondamentale, comme en tmoigne l'uvre de Mbius base sur une analyse conomique de l'exploitation des hutres et qui va consacrer le concept de biocnose (ibidem).

    De manire semblable, depuis le dbut des annes 1980, Guelorget et Perthuisot (1983,1992) ont introduit le domaine paralique en gologie et en cologie des milieux littoraux pour proposer une trame conceptuelle permettant d'unifier la comprhension du fonctionnement de cet espace. La possibilit de participer la stabilisation sociale de recherches innovantes constituant une opportunit remarquable pour une tude didactique, nous l'avons saisie en collaborant avec les chercheurs concerns afin de formaliser un modle didactique susceptible de faciliter la communication et l'appropriation de ce champ scientifique.

    Dans les publications spcialises, le qualificatif paralique se retrouvant associ aux termes de milieux, cosystmes, domaine, environnements, et bassins, nous avons considr que ce qualificatif tait le terme susceptible de vhiculer l'information relative aux travaux concerns. Nous reprendrons donc ces vocables dans ce texte en essayant de rserver l'expression cosystme paralique pour dsigner la structure conceptuelle que nous avons formalise dans le cadre de notre contribution des colloques d'cologie des milieux littoraux (Reynaud et al., 1995, 1996a, 1996b).

    Dans cette optique, une dfinition du concept a en effet t labore partir des attributs du concept. Selon B.M. Barth, les attributs essentiels (par opposition aux attributs non essentiels qui peuvent caractriser un exemple particulier mais qui ne sont pas reprsentatifs de tous les exemples du concept) sont les qualits qui permettent de distinguer une catgorie d'objets, d'noncer leurs caractristiques communes afin de spcifier un concept (Barth, 1987,1993). Appliqus au domaine paralique, six attributs permettent de diffrencier les cosystmes appartenant ce domaine des autres types de milieux (Reynaud et al., 1995). La prsentation de ces attributs fait fonction de modle original pouvant faciliter la communication, son efficacit a donc t teste dans le cadre didactique sensu stricto.

    DanscecadreJ'objectifdecommunicationestexplicitementl'acquisition d'un savoir par les apprenants. Mais, si "savoir", c'estd'abordtre capable d'utiliser ce qu'on a appris, de le mobiliserpour rsoudre un problme ou clarifierune situation (Giordan & De Vecchi, 1987, p. 5), l'enseignement ne devrait pas seulement transmettre un savoir en soi, il devrait aussi trouver un moyen de le prsenter comme un systme producteur de sens, efficace dans l'exprience de tout un chacun. Comme Brousseau l'a en effet montr pour l'apprentissage des mathmatiques, nous pensons que c'est travers des situations et des problmes rsoudre qu'un concept acquiert du sens pour un individu (Brousseau, 1986). L'apprentissage par rsolution de

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    problmes (Problem Based Learning) semble alors donner des rsultats probants pour rpondre ce projet de formation (Pochet, 1995).

    Ces rflexions nous ont amens utiliser des rapports d'expertise afin d'en tirerdes questions pourlesquelles le concept d'cosystmes paraliques pourrait tre un outil permettant d'exercer un rle d'expert dans des situations concrtes. Ces situations-problmes constituent, avec le modle formalis partirdes attributs du concept, les supports exploits dans notre proposition. L'exploitation de ces outils est associe la mise en place d'une phase de dbat socio-cognitif pour complter le dispositif tel qu'il est prsent ici.

    Aprs avoir rsum la problmatique ayant guid la conception du dispositifdidactique, cet article expose les diffrentes tapes qui le constituent. L'accent sera mis d'une part sur le rle jou par les situations-problmes, qui permettront aussi d'valuer l'appropriation du concept par des tudiants de licence de l'Universit de Montpellier, et d'autre part sur les conditions d'existence d'un vritable dbat entre tudiants qui vise favoriser les dstabilisations cognitives et les transferts ncessaires l'apprentissage.

    2. PROBLMATIQUE GNRALE

    Permettre aux tudiants d'laborer des modles s'appuyant sur leurs conceptions initiales mais intgrant des connaissances nouvelles constitue un des objectifs principaux d'un enseignement scientifique bas sur les apports de la recherche en didactique (Astolfi & Develay, 1989 ; De Vecchi & Giordan, 1989 ; Johsua & Dupin, 1993). Le but de cet article est de proposer un dispositifdidactique en rupture avec la pratique d'enseignement traditionnelle.

    L'hypothse fondamentale de cette approche s'appuie surla ncessit de varier les modes d'activit des tudiants dans des squences intgres un dispositif didactique. Cette ncessit semble se manifester partir des critiques mises contre des modles d'enseignement constructivistes trop exclusifs (Astolfi & Peterfalvi, 1993 ; Johsua & Dupin, 1993). Ainsi le thme des conceptions dont disposent les apprenants au sujet des concepts scientifiques a conduit des propositions didactiques qui se sont trop souvent limites leur mergence et leur prise en compte (Rumelhard, 1986 ; Giordan & De Vecchi, 1987 ; Clment, 1991). De mme, la notion d'obstacle pistmologique (Bachelard, 1938) conduit gnralement l'laboration de stratgies cherchant faire franchir ces conceptions inadquates. La notion d'objectif-obstacle, propose par Martinand (1986), pose ainsi les obstacles franchissables comme objectifs essentiels d'un enseignement scientifique. Ce point de vue amne donc favoriser des

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    situationsdidactiquesayantpourprojetunetransformation,unereconstruction des systmes explicatifs utiliss par les apprenants.

    Or, l'apprentissage ne se limite pas une modification des conceptions, il suppose aussi des moments de progression par application de nouvelles situations des concepts non directement remis en cause. Douady (1986) a particulirement bien dvelopp cette idetravers la notion de dialectique outil-objet. Un concept devrait ainsi tre abord alternativement comme un outil permettant de rpondre une certaine classe de problmes, et aussi comme un objet pouvant tre tudi pour lui-mme. Nanmoins, cette tape de stabilisation des connaissances apprises ne devrait pas tre trop contraignante afin de ne pas se constitueren obstacle lorsque ventuellement le concept acquis ne se rvlera plus adquat pour une nouvelle situation.

    Par consquent, nous avons tent de proposer un dispositif articulant dans une mme sance quelques principes issus des recherches en didactique. La logique de cette approche n'est pas directement centre sur un obstacle dpasser mais plutt sur un objectif conceptuel. La suite des activits proposes nous semble toutefois mettre en uvre des conditions favorisant la transformation des conceptions des tudiants dont l'analyse fera l'objet d'un autre article (Reynaud & Favre, paratre).

    3. DESCRIPTION DU DISPOSITIF DIDACTIQUE

    Ce dispositif s'inscrit dans des sances exprimentales d'environ trois heures de travaux dirigs d'cologie, s'adressant des tudiants de biologie niveau bac+3. L'enseignant introduit l'originalit de cette approche en prcisant qu'elle est centre sur un concept rcent d'cologie marine. Il signale aussi que les applications portent sur des situations-problmes issues d'tudes d'expertise surces milieux et pourlesquelles il est ncessaire de mobiliser et de matriser le concept.

    Le concept, objet d'appropriation de cette sance, est abord partir de la diversit des cosystmes littoraux tels qu'ils sont gnralement dcrits en cologie et en gologie (Reynaud et al., 1993). Selon les champs disciplinaires, trois types d'cosystmes peuvent en effet tre distingus :

    - des zones de mlange des eaux marines avec les eaux d'origine continentale : les eaux saumtres,

    - des interfaces soumises alternativement l'mersion puis l'immersion par des eaux marines : les surfaces de balancement des mares, souvent appeles estrans,

    - et des espaces rattachs au domaine continental mais pouvant tre aliments par la mer : les milieux vaporitiques (Guelorget & Perthuisot, 1983 ; Perthuisot & Guelorget, 1992).

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    Peu comparables partir des connaissances antrieures, ces milieux vont tre regroups travers un concept nouveau, qui s'avre ainsi crateur d'unit et de rgularits. En effet, le concept d'cosystmes paraliques rassemble ces diffrentes classes en leur donnant une structure et une organisation homognes dont l'exemple type est la lagune (Reynaud et al., 1996a).

    3 .1 . Une situation-problme pour faire merger les conceptions

    Avant d'aller plus loin avec les tudiants, une situation-problme devrait permettre chacun, en dix minutes, de faire individuellement le point de ses connaissances sur ces milieux partir d'un problme concret.

    La premire situation propose est celle de la lagune de Guemsah (voir document 1 en annexe). Un document rappelant la question pose l'expert, l'nonc de quelques donnes rapidement accessibles sur le terrain, et comportant un fond de carte, est accompagn d'un agrandissement de la carte sur une seconde feuille permettant de formuler une rponse. Ce premier exercice a aussi l'avantage d'encourager la mobilisation de conceptions pralables (Giordan & De Vecchi, 1987). Chacun a ainsi la possibilit d'estimer l'efficience de ses systmes explicatifs en matire de rsolution de problme.

    L'expos qui suit cette premire tape consiste prsenter, en une vingtaine de minutes, des exemples choisis pour leur reprsentativit des milieux pris en considration. Malgr la forme magistrale d'une telle prsentation, l'enseignant peut laisser la place des phases d'interactivit pendant l'expos.

    3.2. Contenu du premier expos : sept exemples, un contre-exemple

    Aprs avoir rappel que les espaces entre mer et continent ont longtemps t considrs comme des lieux de transition prsentant un mlange des caractres des deux domaines, l'exemple de la lagune (stricto sensu) est reprsent par le complexe palavasien (Guelorget & Perthuisot, 1983, figure 26)1. Une dfinition synthtique de la lagune est cite cette occasion (Reynaud et al., 1993). Dans ces tangs, des mesures de biomasse et de production des populations benthiques et phytoplanctoniques permettent

    1 Ce document est prsent sur transparent pendant la sance. De mme que tous ceux qui ont dj t publis, il n'est pas reproduit ci mais la rfrence permet de le retrouver.

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    de mettre en vidence une variation continue de ces paramtres en fonction de l'loignement de la communication avec la mer. Le long de cet axe se superposent les principales communauts identifies dans le milieu (Guelorget & Michel, 1979 ; Guelorget & Perthuisot, 1983). Pour dcrire cette organisation, l'cosystme peut tre subdivis en six zones pouvant tre distingues partir des tres vivants qui les caractrisent (Guelorget & Perthuisot, 1992, figure 9B)1.

    Une zonation biologique similaire a t identifie dans d'autres lagunes du pourtour mditerranen(Guelorget & Perthuisot,1983,1992).Lapresence de certaines espces dans les tangs palavasiens, prsentant des salinits infrieures celles de la mer, comme dans des la...

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