Le mot représentations est pris ici au sens de représentations mentales. Certains auteurs utilisent aussi le terme conceptions.

Il désigne, selon G. de Vecchi et A. Giordan, un ensemble d’« images mentales, de modèles [relatifs à un sujet donné] avant même qu’une activité quelconque ne débute » (1) . Une définition encore plus large est donné par J. P. Astolfi et M. Develay qui parlent de « déjà là conceptuel, qui même s’il est faux sur le plan scientifique sert de système d’explication efficace et fonctionnel pour l’apprenant » (2). C’est à partir de l’ensemble, plus ou moins cohérent mais stabilisateur, des représentations dont il dispose, que l’enfant (ou l’adulte) peut appréhender le réel, et assimiler des connaissances nouvelles : par exemple, l’affirmation « la Terre est ronde » peut-être comprise par l’élève comme « la Terre est ronde,.. comme une pizza » , pour organiser de façon logique cette information nouvelle et l’expérience sensible qui, tous les jours, lui fait percevoir la Terre comme étant plate.

Construire un véritable savoir scientifique avec les élèves consiste donc plus à favoriser l’évolution de leurs représentations vers des formes plus élaborées, qu’à leur transmettre une grande somme de connaissances, qui ne pourront être correctement intégrées qu’en fonction de l’état de ces représentations.

     

Emergence :

C’est toujours en étant confronté à un problème, scientifique ou technologique (phénomène naturel à expliquer, objet à construire ou à analyser…), que les enfants sont amenés à mobiliser leurs représentations. Afin de permettre à chaque enfant un investissement intellectuel personnel, et au maître un diagnostic fiable (qui ne doit pas être fondé sur les réponses de quelques leaders), il est souhaitable de privilégier un recueil individuel, si possible par écrit en encourageant tous les moyens d’expression : texte et dessins notamment. Des discussions complémentaires sont parfois nécessaires pour permettre à certains enfants de mieux expliciter leur pensée.

Pour un problème donné, les représentations des enfants peuvent être exprimées à travers des réponses aux formulations assez variées. Néanmoins, elles se réduisent le plus souvent à un nombre relativement restreint de catégories significatives, que le maître doit identifier.

Exemple : Réponses données par des élèves d’une classe de CE1/CE2 pour expliquer l’alternance des jours et des nuits.

     
Réponses types
Analyse
Rotation de la terre sur elle-même en 1 jour (héliocentrisme). Réponse correcte, explicative du phénomène étudié.
Révolution du soleil autour de la Terre en 1 jour (géocentrisme). Réponse correcte, mais néanmoins explicative du phénomène étudié : modèle de la Grèce antique.
Association du jour à la présence du soleil et de la nuit à celle de la lune. Réponse fausse, en ce qui concerne le lien nuit/lune, et non explicative (analogies sans relation de cause à effet).
Nécessité du phénomène à notre propre vie : pour pouvoir vivre, dormir et travailler, etc. Raisonnement finaliste, qui interprète le monde en fonction de nos propres besoins, sans hypothèse pouvant être testée.
Besoin pour le soleil de se reposer : reprendre de l’énergie, dormir, etc. Humanisation du phénomène, encore interprété en fonction de soi, sans hypothèse pouvant être testée.
 
Les réponses fournies par les enfants deviennent alors le point de départ des séances futures : le maître détermine à partir d’elles les objectifs prioritaires et le moyen de les atteindre.
     

Confrontation :

Pour remettre en cause leur pensée, et la faire évoluer, les enfants doivent en éprouver les limites. Leurs représentations doivent donc être confrontées avec celles des autres (conflits socio-cognitifs) et avec le réel (conflits cognitif). Les principales représentations, au sein desquelles le débat scientifique aura lieu, doivent donc être dégagées : elles constituent les hypothèses qui seront testées par les voies d’investigations les mieux adaptées (démarche scientifique).

Exemple : à partir des réponses proposées pour l’alternance des jours et des nuits.

     
Réponses types
Pistes de travail
Besoin pour le soleil de se reposer : reprendre de l’énergie, dormir, etc.

- Réflexion, remise en question : le soleil est-il un être vivant comme nous ?
- Documentation :
- Où va le Soleil lorsque nous ne le voyons plus ?
- Il fait jour ailleurs sur la Terre lorsqu’il fait nuit en France.

Nécessité du phénomène à notre propre vie : pour pouvoir vivre, dormir et travailler, etc. Réflexion, remise en question : certaines personnes travaillent la nuit...
Association du jour à la présence du soleil et de la nuit à celle de la lune. - Documentation (calendrier La Poste) : la recherche des heures de lever et de coucher de la lune démonte cette hypothèse.
- Observation : à des dates choisies, la lune peut être directement observée le jour.
Rotation de la Terre sur elle-même en 1 jour. Modélisation : la terre est représentée par une boule et le soleil par une lampe. Le test est probant.
Révolution du Soleil autour de la Terre en 1 jour. Idem. Le test est également probant.
   
Dans cet exemple, les deux dernières hypothèses restent acceptables à cette étape. Une nouvelle recherche, de type documentaire, permet de trancher : images satellites, texte retraçant l’évolution historique des idées sur la question (le modèle géocentrique faisait autorité jusqu’à la renaissance, puis les travaux de Copernic et de Galilée ont montré que c’est la terre qui est en mouvement ). La mémoire accompagnant l’activité permet sa structuration, et favorise l’évolution des représentations.
 

Références :

(1) L’enseignement scientifique, Comment faire pour que ça marche, G. de Vecchi et A. Giordan, Z’Edition.
(2) La didactique des sciences, J. P. Astolfi et M. Develay, Collection Que sais-je, P.U.F. 

 
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