Questions aux experts
Domaine Pédagogique
Schémas et abstraction en sciences
Comment peut-on amener des élèves à schématiser des expériences en sciences de la vie et de la Terre? En quoi consiste l'abstraction?
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Le dessin scientifique est une représentation figurative d'un objet (animal, fleur, etc.) vue et donc représentée selon un point de vue bien précis (dessins d'identification qui fera ressortir les caractéristiques de l'espèce, dessin anatomique qui mettra en valeur les particularités anatomiques de l'appareil étudié, etc.). Ce n'est surtout pas une représentation "objective" ni "fidèle" et encore moins "neutre" de la réalité mais une première manière de s'approprier certaines caractéristiques de cette réalité afin d'en faire un objet de communication (une base de discussion avec d'autres compères). Le dessin va se caractériser par un respect des proportions et des formes qui permettra au lecteur de reconnaître du premier coup d'il la fleur ou l'animal en question.
Le schéma est une déstructuration de la réalité ne respectant ni la forme ni les proportions des objets. Les éléments figuratifs sont généralement représentés sous une forme très épurée, souvent très désincarnées (un être vivant ou un organe pouvant être représenté par une "patate"). Le schéma va mettre l'accent sur les relations (physiologiques, chronologiques, ...)
entre les objets plutôt que sur les objets eux même. L'abstraction va donc naître du fait que l'objet va peu à peu s'effacer derrière sa fonction dans un système de relations entre différents objets (l'estomac n'a plus d'intérêt en soi mais ne représente qu'un maillon dans le processus de la digestion). C'est le premier niveau qui n'est déjà pas simple. Là où les choses se compliquent c'est que l'on associe souvent à ce premier niveau d'abstraction un second qui est celui du graphisme : pour que le schéma soit facile à reproduire on va introduire des codes et des simplifications graphiques (un organe patatoïde censé représenter tous les organes, un
poumon qui ressemble plus à un sac dégonflé qu'à un vrai poumon, etc.). Et là, plus l'écriture se simplifie plus le niveau d'abstraction augmente ; donc plus on croit faire simple (graphiquement) plus on fait compliqué (conceptuellement). Exemple : tout le monde a retenu la formulation E=MC2, peu de gens sont capables d'expliquer tout ce qu'il y a derrière cette formule. On est donc devant un vrai paradoxe : si je veux que mes élèves soient capables de mémoriser et de reproduire mon schéma il faut qu'il soit simple graphiquement mais s'il est graphiquement simple il sera forcément abstrait donc difficile à comprendre. Cela ne veut pas dire pour autant qu'il ne faille rien faire, bien au contraire.
La première règle est que c'est aux élèves de construire leur schéma ; comme cet outil (ou ce modèle) est censé représenter une synthèse, c'est à eux de le construire en deux trois ou quatre étapes successives. A chacune de ces étapes on passera à un degré d'abstraction supplémentaire (augmenter les liens, simplifier le graphisme) ; il est important qu'au départ les représentations graphiques des objets soient aussi figuratives que possibles (il faut qu'un poumon ressemble à un poumon) afin que la fonction soit bien associée à une structure pour, progressivement amener l'élève à gommer la structure au profit de la seule fonction (dans un réseau alimentaire le lapin n'est plus un lapin c'est l'illustration d'une population faisant partie du régime alimentaire du renard). D'où la nécessité de procéder par étapes qui feront passer le schéma d'une représentation graphiquement explicite mais complexe à reproduire à une représentation très fortement chargée d'implicite (principe du codage) mais graphiquement simple à réaliser. D'autres questions ?