Quelle est l`efficacité des outils de l`analyse fonctionnelle dans les

Quelle est l’efficacité des outils de l’analyse fonctionnelle
dans les processus d’enseignement et d’apprentissage
pour l’étude de systèmes techniques ?
Doctorant : F. Gunther
Directrice de thèse : M. Chatoney
contacts : [email protected] / [email protected]
Équipe GESTEPRO
INTRODUCTION
Des outils issus du monde industriel sont utilisés par les enseignants pendant les cours de technologie au collège. Ces outils sont censés faciliter la compréhension des systèmes techniques qui occupent une place centrale dans cet
enseignement. Ils sont rattachés à l’analyse fonctionnelle qui apporte une vision systémique des objets techniques. Le thème principal de cette recherche est de déterminer quels savoirs doivent être transmis quand on effectue des
analyses de systèmes. La question est de cerner les variables qui peuvent rendre l’enseignement des outils de l’analyse fonctionnelle efficace.
CONTEXTE ET
REPÈRES THÉORIQUES
RÉSULTATS
MÉTHODES
La méthodologie utilisée se compose de trois parties
Différents outils de l’analyse fonctionnelle
L’analyse fonctionnelle vient du monde de la production industrielle, et plus
précisément de ce que la technologie industrielle classe sous le terme d’
« Analyse Systémique et Fonctionnelle » (Howard, 2007).
Elle traite de l'approche technique des systèmes. Cette analyse repose sur
plusieurs méthodes, principalement pour la conception ou l'amélioration
des objets techniques.
1°) Une analyse curriculaire pour identifier les outils de
l’analyse fonctionnelle présents notamment dans les
programmes de technologie au collège et dans différents
ouvrages utilisés par les enseignants.
L’analyse fonctionnelle apparait dans les programmes de technologie mais
elle est fortement dépendante de l’objet et ce sont des termes comme
fonction, fonctionnement ou représentation fonctionnelle qui sont privilégiés.
2°) Un questionnaire suivi d’entretiens avec les
enseignants pour déterminer les outils de l’analyse
fonctionnelle qu’ils utilisent et quels usages ils en font.
3°) Une expérimentation in situ pour étudier les pratiques
effectives en classe.
Analyse curriculaire
Sur quoi
agit il ?
A qui rend il
service ?
?
?
Élément 1
Fonctions
principales
Produit
Élément 5
Produit
Élément 2
Contraintes
Élément 3
Repérage de la présence du nombre d’occurrence de certains
termes à travers les différents programmes de technologie au cours
du temps. Le traitement a été effectué avec le logiciel Iramuteq.
Analyse de ce que disent les manuels scolaire sur 3 générations.
Élément 4
Dans quel but ?
Questionnaire enseignant
(Source APTE ®)
Le diagramme des besoins
Le graphe des interacteurs
Présence lexicale dans les
programmes de technologie de 4e et 3e
Un questionnaire a été diffusé à 1200 professeurs d’éducation
technologique sans aucune distinction (âge, sexe, expérience,
zone géographique…). Sur les 1200 enseignants ciblés, 130 ont
répondu au questionnaire en ligne.
Fonctions techniques
et élémentaires
Fonction principale
Verbe
ET
Verbe
OU
Verbe
Verbe
Verbe
COMMENT ?
Verbe
Le questionnaire est organisé en 3 parties
Solution
Technique
Solution
Technique
Solution
Technique
POURQUOI ?
Le diagramme FAST (Function Analysis Systems Technique)
L’éducation technologique
L’éducation technologique en France fait partie de l’enseignement général.
C’est un enseignement obligatoire prescrit à tous les niveaux de la
scolarité de 3 à 14 ans.
L'étude de systèmes pluri technologiques occupe une place centrale dans
l’enseignement de la technologie.
Notre étude se focalise sur le tranche d’âge 13-14 ans qui correspond aux
élèves de 3e et 4e des collèges.
Cadres théoriques
Notre cadre théorique s’appuie sur :
Catégorisation
• État civil
• Formation
professionnelle
• …
Connaissances
sur l’analyse
fonctionnelle
• Auto-évaluation
• Fonctions de
l’outil
• …
Intentions à
l’utilisation des
outils
• Situation scolaire
• Recours à
l‘analyse
fonctionnelle
Le traitement des données obtenues à partir de questions fermées,
semi-ouvertes et ouvertes, est qualitatif et quantitatif. Il est réalisé par tri
à plat, croisement de variables et analyse qualitative des questions
ouvertes.
NON
17%
OUI
46%
Pas de réponse
4%
Pas
catégorique
33%
Réponses des enseignants à la
question :
Est-ce que l’analyse fonctionnelle
est indispensable à l’analyse d’un
système ?
Expérimentation in situ
Un dispositif expérimental est construit pour tenter de vérifier
l’efficacité de l’utilisation des outils de l’analyse fonctionnelle par les
élèves. Ce dispositif concerne l’étude d’un système technique
l’imprimante 3D. Il comporte deux situations différentes :
- Dans la première situation les élèves sont initiés aux outils de
l’analyse fonctionnelle
- Dans la seconde ils ne sont pas initiés à ces outils.
Les élèves sont mis face à une situation de problème ou la hauteur
du plateau de l’imprimante est déréglée, ils doivent effectuer ce
réglage puis imprimer une bille.
Un prétest, un posttest ainsi que des entretiens complètent ce
dispositif.
- La genèse instrumentale (Rabardel, 1995). Les outils de l’analyse
fonctionnelle sont des artefacts instrumentés par les enseignants
puis utilisés par les élèves.
- La genèse conceptuelle, telle que définit par Rabardel et Pastré
(2005) apporte une dimension orientée vers la relation au monde et
élargie ainsi la genèse instrumentale.
Pour éclairer les propos des enseignants quant à la nécessité de
l’analyse fonctionnelle pour étudier un système, nous avons
catégorisé à priori les arguments qu'ils donnent dans leurs
réponses et justifications.
Catégories
d’arguments
Analyse
fonctionnelle
utile
Analyse
fonctionnelle
non utile
Partagé
pédagogique
13 %
6%
12 %
pragmatique
20 %
5%
16 %
expert
0%
2%
0%
subjectif
2%
3%
4%
sans arguments
11 %
1%
1%
Total
46 %
17 %
33 %
On remarque que les arguments pragmatiques et pédagogiques
sont liés et se complémentent. Ceci explique que les choix
pédagogiques des enseignants sont étroitement liés aux besoins
de relier la connaissance du monde industriel à l’enseignement de
l’éducation technologique.
- La théorie anthropologique du didactique (Chevallard, 2005), qui
apporte elle une visée praxéologique.
OBJECTIFS
Dans les manuels scolaires les éditeurs ne présentent pas tous les outils
de l’analyse fonctionnelle.
Ils en sélectionnent quelques uns pour l’intérêt pédagogique qu’ils
apportent en terme de compréhension des systèmes.
Certains éditeurs, par exemple Delagrave et Foucher privilégient le
graphe des inter acteurs.
Poste avec une imprimante 3D / Impression d’une bille
Résultats obtenus en fonction de la hauteur du plateau
L’objectif de cette recherche est de déterminer :
• les savoirs transmis lors d’une analyse systèmique
• Les variables qui peuvent rendre l’analyse fonctionnelle efficace
• Le lien entre les références industrielles et les bases éducatives
d’une culture commune
Résultat obtenu hauteur du plateau déréglée
• L’éfficacité des processus d’enseignement et d’apprentissage
basés sur l’analyse fonctionnelle.
PERSPECTIVES
Evolution du mode de représentation
d’un objet technique par les élèves
(prétest et posttest)
Les perspectives concernent ce qui se fait en éducation technologique et de quelles manières les apprentissages sont envisagés ou envisageables par exemple dans le cadre d’une culture
scientifique et technologique industrielle.
Cela passe entre autre par la caractérisation des langages techniques que l’élève pourrait maitriser.