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Approches psychologiques de situations de malentendu dans des activités de didactique des sciences. Understanding Misunderstandings in Science Education Activities: Integrating Psychological Approaches
Résumé Cette recherche porte sur l’apprentissage de la physique newtonienne en milieu scolaire, et plus spécifiquement au niveau des observations empiriques sur l’apprentissage de la physique newtonienne. Après un
brève présentation des difficultés de la perspective focalisée sur les conceptions individuelles des élèves, elle propose une théorisation de l’apprentissage en tant que processus multi-dimensionnel, où les cheminements de pensée des élèves et de l’enseignant ne peuvent se comprendre que relativement à des processus communicationnels
et sociaux déployés dans la classe, et à des processus historiques, culturels et sémiotiques constitutifs des savoirs enseignés. Ces processus sont mis en évidence à l’occasion d’incidents critiques :
des situations de malentendu, qui fournissent une explication alternative ou complémentaire à l’attribution des difficultés des élèves à leurs propres conceptions, couramment utilisée dans la littérature.
Pour aborder l’apprentissage des sciences à travers des situations de malentendu, cette recherche coordonne plusieurs approches théoriques issues de recherches en psychologie, sciences du langage et de la
communication, sémiologie et didactique des sciences. Ces approches sont coordonnées dans une théorisation intégrative (1), basée sur une épistémologie perspectiviste, mais sans en faire une théorie générale : la
coordination des approches théoriques s’effectue à l’occasion de la recherche singulière présentée, comme la théorisation scientifique d’un cas particulier que toutes les perspectives évoquées participent à élucider.
Par la construction et la mise en oeuvre d’une séquence didactique basée sur l’argumentation entre élèves et l’expérimentation, cette recherche crée une situation d’apprentissage particulière dans une classe de lycée en laboratoire de physique. La dimension expérimentale et les échanges argumentatifs sont tous deux renforcés par la mise à disposition d’outils des nouvelles technologies, et par l’organisation du travail en petits groupes d’élèves. Cette situation permet d’analyser dans sa complexité les activités d’une classe pendant un semestre, notamment parce qu’elle favorise la production d’échanges entre les élèves et fournit ainsi des traces pour étudier leurs cheminements de pensée.
Ce travail ne vise donc pas une généralisation de l’influence de quelques variables sur l’apprentissage ou la tendance à voir des malentendus émerger en classe, mais cherche à construire un regard nouveau sur
des problèmes anciens et robustes, et propose notamment une redéfinition du problème des conceptions des élèves et de leur évaluation à partir de réponses souvent très lacunaires et ambiguës. Poser le problème des situations de malentendu dans des activités didactiques est une manière de mettre sur pied d’égalité élèves et enseignants, pris comme interlocuteurs au cours de processus complexes de communication et de pensée dont les ratés ne peuvent rarement être attribués à l’un ou à l’autre individu sans les simplifier
outre mesure.
La contribution scientifique de cette thèse repose sur cette théorisation intégrée d’un phénomène complexe, et comprend l’élaboration d’une démarche d’analyse des situations de malentendu permettant
d’assurer la continuité, dans le discours produit par le chercheur, des réflexions théoriques aux traces analysées, et vice versa. Chaque analyse de situation de malentendu constitue une enquête particulière.
Ces enquêtes se focalisent sur trois échelons d’observation : (1) la construction du sens selon les divers points de vue d’élèves ou de l’enseignant, (2) les interactions, permettant d’aborder les processus sociaux de construction de sens qui émergent des échanges, et (3) la situation d’interlocution, permettant d’aborder chaque situation de malentendu dans sa singularité et de disposer d’un référentiel pour décider quant aux divergences entre les points de vue.
Cela permet au chercheur d’aborder les significations sans forcément les attribuer à un individu, de reconstruire la manière dont elles circulent dans la classe au fil de la séquence, et de faire des hypothèses sur
le sens qu’elles prennent du point de vue de l’enseignant ou d’élèves spécifiques à des moments particuliers. Cela permet au chercheur de discuter des points de vue des élèves et de l’enseignant relativement aux connaissances de mécanique classique sans devoir les juger “vraies” ou “fausses”. Les résultats montrent que certaines difficultés des élèves à interpréter la mécanique classique remontent à des malentendus lors
de son élaboration au cours de l’histoire, ou à des difficultés également rencontrées par les auteurs des théories enseignées.

(1) Ce terme fait surtout référence ici à l’intention d’une coordination explicite entre les perspectives utilisées, et au soin apporté à leur choix dans le but d’assurer une cohérence à l’ensemble et une compatibilité épistémologique entre toutes les perspectives articulées.


Abstract:
This research draws from empirical observations of newtonian physics teaching and learning activities at school, to propose a theorization of learning as a multi-dimensional process. In order to overcome known
issues with research perspectives focusing on student’s individual conceptions, it takes into consideration the student’s own pathway of thinking (cheminement de pensée) relatively to communicative and social processes situated within its ecological context, and relatively to historical, cultural and semiotic processes, which are constitutive of the knowledge being taught.
Such processes are brought to light with the analysis of critical incidents, emerging from the class activities in its ecological context, for each of which an investigation is carried out in order to decide wherever there is, or is not, a situation of misunderstanding, that could provide an explanation for students’difficulties in learning, alternative or complementary to explanations in terms of individual misconceptions
frequently used in literature.
In order to investigate situations of misunderstanding during science learning, several theoretical frameworks are coordinated, taken from psychology, communication sciences, language studies, semiology
and educational sciences. The integrative (1) approach is funded on a perspectivist epistemology, without any claim to a general theory of learning : the coordination of the various theoretical frameworks is made
for the singular research presented here, as the scientific theorization of a particular case.
The students’ activities under study constitutes a particular case, at least for resulting from the implementation of a teaching sequence aiming at classroom discussion, argumentation, and inquiry learning.
These pedagogical objectives are supported by the use of specifically designed tools in information and communication technology (ICT), and by the social organisation of the classroom activities into small groups of students, regulated exchange among peers, etc. These specific features of the teaching sequence allow for studying learning with an innovative teaching sequence and in the complexity of its natural environment,
notably thanks to the high production of verbal interactions among peers, which are providing the empirical traces for microscale scrutiny of the students learning processes.
The research results do not aim at generalizing the influence of any specific variable on learning, nor the tendency to have more or less frequently situations of misunderstanding emerging ; Rather, it proposes
a new outlook on old and sturdy issues, notably a new interpretation for (some) issues so far addressed in literature as the problem of students own conceptions, which are here considered as constructed during the
actual school activity and through the hasty evaluation made by teachers, when interpreting the all too short answers provided by students, most often ambiguous. Addressing the issue of situation of misunderstanding in teaching and learning activities, allows to set students and teachers on equal ground, and lead to consider the complex communication and thought processes all interlocutors are involved in, of which the occasional failures cannot be easily attributed to one or the other individual without oversimplifying it.
Hence, the scientific contribution of this philosophical dissertation rests on the integrated theorization of a complex phenomena, and includes the elaboration of a method of analysis of situations of misunderstanding
allowing a continuity, in the discourse produced by the researcher, from the theoretical discussion to the empirical observations, and vice versa. Each analysis of a situation of misunderstanding constitutes
a specific inquiry.
Such inquiries are focusing on three levels of observation : (1) the meaning making from each of the various points of view involved, be it from students or teachers, (2) the interactions, which allows to
approach social processes in the meaning making, such as it emerges from the actual interactions, and (3) the interlocutary situation, which allows to study each situation of misunderstanding in its own singularity,
as in case studies, and provides a referential in order to decide, during the analysis of meaning making, wherever there is - or not - some divergence between various points of view.
Analysis on multi-levels allow the researcher to approach meaning without having to attribute it to a specific individual, to reconstruct the way such meaning may flow throughout the sequence, and to make
hypotheses on the singular way it makes sense from the point of view of the teacher and of particular students at specific moments. These analyses allow, subsequently, the researcher to explicitly discuss the
various points of view adopted by students and by the teacher, relatively to the classical knowledge in Newton Mechanics, without having to judge wherever it is “true” or “false”. Results show that some of the
students’ difficulties in learning physics are precisely related to misunderstandings occuring during history of science, that Newton encountered during his theorizing process.

(1) This term most importantly refers here to the intention of an explicit coordination of the selected perspectives, and to the care taken in the coherence of both the selection and the epistemological compatibility of the related perspectives.
   
Mots-clés apprentissage; approche clinique; argumentation; communication; complexité; concept; intersubjectivité; perspective; préconception; raisonnement; didactique des sciences; sémiotique; situation de malentendu; argumentation; clinical approach; communication; complexity; concept; intersubjectivity; learning; perspectives;
preconception; reasoning; science education; semiotics; situation of misunderstanding;
   
Citation Kohler, A. (2020). Approches psychologiques de situations de malentendu dans des activités de didactique des sciences. Understanding Misunderstandings in Science Education Activities: Integrating Psychological Approaches, Doctorat, Université de Neuchâtel, Neuchâtel.
   
Type Thèse (Français)
Année 2020
Departement academique Faculté des lettres et sciences humaines, Institut de psychologie et éducation
Université Université de Neuchâtel (Neuchâtel)
Degré Doctorat