L'impact de la stratégie de simulation
dans l'enseignement et l'apprentissage
des sciences de la vie et de la Terre au Maroc

Sabah Belaaouja, Ahmed Belmouden
 

Résumé
L'intégration des TICE reste marginale à l'heure actuelle dans l'enseignement des SVT au Maroc, bien que leur place est explicitement décrite dans les nouveaux programmes scolaires. La présente étude a été établie essentiellement dans le but d'étudier l'impact de la stratégie de simulation dans l'enseignement et l'apprentissage des SVT. L'originalité de cette recherche consiste essentiellement dans le fait qu'elle intègre la stratégie de simulation dans l'enseignement des sciences de la vie dans une classe réelle et évalue la qualité des apprentissages réalisés par les apprenants pendant cette expérimentation.

Les résultats de cette recherche nous ont permis de retenir que, approximativement les deux tiers des élèves interrogés, ont appris, de manière significative les concepts étudiés.

Mots clés : Didactique de la biologie, Nouvelles technologies de l'information et de la communication, Stratégies de simulations, Enseignement-Apprentissage, Connaissances.

Introduction, contexte et questions de recherche

   Les nouvelles technologies, avec l'essor considérable qu'elles ont connu récemment en tant qu'approche essentielle à la résolution de nombreux problèmes des plus épineux, ainsi que leur utilisation dans les divers domaines sont devenues une composante majeure dans la culture scientifique générale. Les nouvelles technologies de l'information et de communication (NTIC) sont présentes dans tous les aspects de la vie quotidienne, une maîtrise suffisante des technologies usuelles devient nécessaire à l'insertion sociale et professionnelle de nos élèves.

   L. Dubois (2002, p. 13) souligne que « L'avenir risque de nous apporter bien des surprises. Les spécialistes des réseaux de communication prévoient, en effet, des bouleversements dans tous les domaines. Les loisirs et les médias (télévision, cinéma, presse...), n'auront certainement plus grand-chose à voir avec ce que nous connaissons actuellement. L'ensemble des services tels que les administrations, les banques, les entreprises de communication, évolueront d'une manière irréversible. L'accès à la connaissance sera également touché par cette mutation ».

   Certes, l'informatique et les Technologies de l'Information et de la Communication (TIC) sont fort présentes dans nos sociétés dans lesquelles elles contribuent à faire évoluer toutes les pratiques incluant la pratique pédagogique. En fait, elles constituent un vaste corpus de connaissances qui a fait évoluer de nombreuses disciplines scientifiques, non seulement dans leurs méthodes, mais aussi dans leurs objets.

   Actuellement, il est presque impossible d'imaginer une séparation entre la science et la technologie et leurs implications dans la société. En fait, l'évolution des sociétés se fait en fonction des retombées scientifico-technologiques. Donc l'introduction des NTIC dans les programmes d'enseignement devient une obligation.

   Dans les nouveaux programmes et curricula marocains, les Nouvelles Technologies de l'Information et de la Communication occupent une place importante, elles ont été considérées comme outils d'évolution, de rénovation et d'amélioration de la qualité de l'éducation. En effet, la Charte Nationale de l'Éducation et de Formation (1999) valorise l'intérêt pédagogique indéniable de l'utilisation des NTIC dans l'enseignement (Levier 10). Dans ce sens, le ministère de l'éducation nationale marocain mène depuis de nombreuses années, en parallèle avec la nouvelle réforme pédagogique, une politique d'impulsion en faveur de l'usage des Nouvelles Technologies de l'Information et de la Communication dans l'Enseignement (NTICE), qui vise à promouvoir la généralisation de l'intégration des NTIC à tous les établissements scolaires marocains. De même, au collège et au lycée, notre système d'enseignement vise aussi l'introduction des NTIC dans les domaines scientifiques pour consolider l'enseignement des disciplines. Cependant, une telle vision demande d'abord l'équipement matériel « les ordinateurs et les périphériques », les logiciels (le système d'exploitation, les programmes, les simulations...) qui facilitent le travail dans une approche libre et propriétaire autant pour l'enseignant que pour l'élève. D'autre part, elle nécessite l'organisation des formations continues subjectives des professeurs qui vont utiliser ce matériel en cas de sa présence et qui vont le structurer en fonction des besoins et suivant la situation.

   Sur le terrain, l'introduction des NTIC au carrefour des sciences de la vie et de la Terre disciplines expérimentales reste marginalise, on ne trouve que quelques tentatives personnelles réalisées par des professeurs.

   Dans notre recherche nous nous intéressons à étudier l'impact de la stratégie de simulation dans l'enseignement et l'apprentissage des Sciences de la vie dans une classe réelle.

   Pour ce faire nous nous posons les questions suivantes :

• Comment concevoir les simulations dans la pratique des sciences de la vie ?

• Quelle qualité d'apprentissage peut-on avoir à partir des séquences d'enseignement qui utilisent les stratégies de simulation ?

   Dans le but de recueillir des éléments de réponse à ces questions, nous avons conduit la recherche suivante, qui consiste en la conception, l'organisation et la réalisation d'une séquence d'enseignement apprentissage.

2. Méthodologie

   Pour réaliser ce travail nous avons construit une séquence d'enseignement définie par un certain nombre de caractéristiques et nous avons évalué la qualité des apprentissages réalisés par les apprenants pendant cette expérimentation.

2.1. La construction de la séquence d'enseignement-apprentissage

   À partir du moment où nous avons fixée pour objectif d'étudier l'impact de la stratégie de simulation dans l'enseignement et l'apprentissage des SVT, il devient indispensable d'intégrer la complexité d'une classe réelle, de réaliser des expériences, des observations et/ou utiliser des simulations, faire des va-et-vient entre ce qui est observé et la théorie qui lui correspond. Pour ce faire, nous avons choisi un sujet scientifique étroitement lié à la vie quotidienne des élèves, il s'agit de « l'immunologie ». Notre choix a porté sur ce champ d'investigation parce que c'est un domaine pour lequel il est matériellement impossible de construire facilement un champ empirique. Sur le terrain, les professeurs ne réalisent qu'une ou deux expériences. Le reste est impossible à réaliser. D'autant plus que la mise en évidence de l'immunologie apparaît importante pour l'élève. En effet elle représente une partie de sa vie qui rentre dans le centre de ses intérêts.

   De même, la séquence est construite sous forme d'une trame de situations-problèmes (11 situations) passant du plus simple au plus complexe en tenant compte des questions soulevées par les élèves lors des différentes activités. Nous avons choisi pour chaque situation problème une simulation qui lui convient. Nous supposons que dans chaque nouvelle situation de la séquence, des nouvelles significations sont produites qui coordonnent les perceptions, les hypothèses, les théories et les actions. Dans notre séquence, il s'agit en plus de résoudre les problèmes posés, d'utiliser des outils didactiques, « les simulations » qui facilitent l'acquisition et la construction des connaissances chez l'apprenant.

   Pendant la séquence, les élèves exploitent les différentes ressources (documents pédagogiques, textes, données, les simulations...) pour résoudre le problème et répondre aux questions posées dans le document mis à leur disposition.

   En conséquence, l'élaboration de notre séquence est fondée sur une « complexification » progressive du contenu afin d'exploiter judicieusement les outils méthodologiques utilisés et d'acquérir les schèmes nécessaires à l'élaboration et à l'intégration des connaissances scientifiques.

2.2. l'évaluation des apprentissages

   Dans le contexte de notre recherche, en vise à évaluer la qualité d'apprentissage réalisé par les élèves à partir des séquences d'enseignement qui utilisent des simulations. Pour ce faire, nous avons utilisé deux instruments d'étude : les situations-problèmes résolues par les élèves pendant la séquence d'enseignement-apprentissage et la carte conceptuelle construite par chaque élève à la fin de la séquence.

3. Résultats et discussions

   Pour analyser les données recueillies, nous avons fait une analyse des situations-problèmes résolues par les élèves pendant les séquences d'enseignement-apprentissage par une grille élaborée à cette fin. Notre objectif ici est d'étudier l'influence des simulations sur les évolutions conceptuelles des élèves.

   Les analyses des situations-problèmes montrent que, dès la première situation, les élèves sont engagés dans les différentes activités pédagogiques, ils se sont montrés aussi très actifs et motivés en utilisant l'ordinateur.

   De même, dans cette séquence nous avons dévoilé une bonne utilisation de l'outil informatique par les élèves, ce qui témoigne de l'importance des apprentissages précoces des élèves dans l'informatique (discipline spécifique) et même leurs pré-acquis personnels.

   L'exploitation des simulations dans les situations-problèmes où chaque élève travaille individuellement selon ses compétences, ses acquis, son rythme et son profil pédagogique, favorise la différenciation entre les élèves. Ce qui nous a permis de constater que les apprentissages de chaque élève viennent dans un ordre adapté à la démarche de celui qui apprend.

   De cette recherche, nous avons relevé que l'apprenant a pu élaborer lui-même ses connaissances en passant par plusieurs étapes d'interaction, d'échange et voire de conflit cognitif dans une démarche de résolution de problèmes suivant des stratégies de simulation et que les simulations permettent, non seulement d'améliorer l'univers conceptuel de nos élèves mais aussi de développer leur réflexion métacognitive et d'élargir leur compétence scientifique en développant chez eux une attitude de responsabilité personnelle en tant que acteurs actifs.

   Les analyses montrent qu'en passant de la situation N° 1 à la situation N° 11 nous remarquons l'existence d'une complexité croissante des savoirs de nos apprenants due à l'utilisation des stratégies de simulation.

   La courbe suivante montre l'évolution des scores d'un sujet moyen.

   En général, l'allure de cette courbe est croissante. L'augmentation observable des scores au fur et à mesure des situations-problèmes montre l'existence d'une évolution chez un sujet moyen, passant d'une situation à une autre, ce qui a pour signification qu'il y a construction progressive des connaissances.

   Le tableau ci-dessous présente la catégorisation des moyennes des élèves.

Catégorisations des moyennes.

   En résumé, les données de nature objective et subjective issues de notre étude incitent à conclure que l'utilisation des simulations participent activement à la complexification progressive des connaissances et au développement des compétences de résolution de problèmes.

Conclusion

   De cette recherche nous avons pu conclure aussi que les Nouvelles Technologies de l'Information et de la Communication (NTIC) se prêtent bien à l'enseignement et à l'apprentissage des sciences de la vie et de la Terre au collège marocain quand elles sont inclues convenablement dans des activités intégrantes. L'implication des Nouvelles Technologies de l'Information et de la Communication (NTIC) dans l'enseignement des sciences de la vie participe à une explicitation des contenus disciplinaires précise permettant de les acquérir dans une approche globale, cohérente, structurée et progressive ; ce qui amène l'apprenant à comprendre les problèmes de la vie active en favorisant la créativité et l'inventivité, et dégage un peu de temps pour le professeur afin d'accompagner au plus près et le plus individuellement possible les élèves en difficulté.

   L'utilisation des simulations demeure essentielle au processus d'apprentissage des concepts scientifiques.

Sabah Belaaouja
Laboratoire Interdisciplinaire de Recherche en Sciences,
Éducation et Formation (LIRSEF) – ESEF Berrechid,
Université Hassan1^er,
Ahmed Belmouden
Faculté des Sciences de l'Éducation,
Université Mohammed V Rabat.

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