Les obstacles en sciences : un exemple avec l`air - Dumas

Les obstacles en sciences : un exemple avec l’air comme
mati`ere
Mathilde Preau
To cite this version:
Mathilde Preau. Les obstacles en sciences : un exemple avec l’air comme mati`ere. ´ Education.
2013. <dumas-00935406>
HAL Id: dumas-00935406
https://dumas.ccsd.cnrs.fr/dumas-00935406
Submitted on 23 Jan 2014
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Universités de Nantes, d’Angers et du Maine
Institut Universitaire de Formation des Maîtres
Site de Nantes
Année universitaire 2012-2013
Les obstacles en sciences
Un exemple avec l’air comme matière
Préau Mathilde
Directeur de mémoire : Briaud Philippe
Master 2 Métiers de l’Enseignement de l’Education et de la Formation
Spécialité Enseignement du Premier Degré

- 1 -
Résumé en français : Ce mémoire traite de l’enseignement-apprentissage de la notion d’air
qui prend en compte les représentations des élèves à l’école primaire. Comment aider les
élèves à surmonter leurs obstacles sur l’air ? Après avoir fixé un cadre théorique défini par
des auteurs ayant travaillés sur le développement de l’enfant et sur les obstacles
épistémologiques en sciences ; ce mémoire traite de la notion d’air comme matière dans les
programmes de l’école primaire établis en lien avec « La Main à la Pâte ». S’en suit l’analyse
d’une séquence sur l’air en mouvement et l’air statique réalisée en classe de Grande Section
de maternelle puis l’analyse d’une séquence sur le caractère pesant de l’air en Cours Moyens
1ère et 2ème année. Ce recueil de données a été conçu en filmant et en retranscrivant les
remarques des élèves. Il s’est avéré qu’ils devaient en amont prendre conscience de la
présence de l’air sans mouvement pour ensuite pouvoir concevoir sa matérialité et enfin sa
masse.
Mots-clés : air, cycles 2 et 3, obstacles, socioconstructivisme, matière
Abstract in english : This report deals with teaching the difficult concept of air by taking into
account primary school pupils difficulties. How teachers can help their pupils overcoming
impediments about air? After discussing the theoretical framework defined by relevant
authors on child development and Sciences epistemological obstacles, this report treats of the
concept of air as a proper material as detailed within the primary school official programs
written in collaboration with “La Main à la Pâte”. Then, the learning strategy followed in
class is analyzed using recorded pupils comments. It was found out the pupils have to become
aware of the existence of air without any motion to be able to conceive its material nature and
weight later.
Keywords : air, nurserie, primary school impediments, socioconstructivism, material

- 2 -
Remerciements :
Je tiens à remercier les enseignantes Mme Lombart (CE1-CE2), Mme Pauty (GS) et
Mme Le Moine (CM1-CM2) de m’avoir accueillie dans leur classe et de m’avoir permis de
travailler sur l’air avec leurs élèves.
Aussi, je remercie les élèves qui étaient très intéressés ainsi que les parents de la classe
de Grande Section de l’école Le Baut de Nantes et ceux des élèves de CM1-CM2 de l’école
Léo Lagrange de Trignac qui m’ont autorisé à filmer leurs enfants.
Je voudrais aussi remercier les formateurs de l’IUFM et plus particulièrement Mr
Briaud pour m’avoir encadré dans ce travail de mémoire sur les deux années de master.
Un grand merci également au service informatique de l’IUFM qui m’a prêté à
plusieurs reprises des caméscopes et dictaphones et qui a mis les films en format wmv pour
une utilisation plus aisée.
Enfin, mes remerciements vont à mon frère qui m’a aidé à relire et améliorer ce
rapport.

- 3 -
SOMMAIRE
I- Etude théorique ................................................................................................................- 6 -
1) La pedagogie (socio)-constructiviste .....................................................................- 6 -
a) Définition du socioconstructivisme ............................................................- 6 -
b) Les grands auteurs du mouvement constructiviste .....................................- 7 -
2) La notion d’obstacle ...............................................................................................- 9 -
a) L’obstacle épistémologique ........................................................................- 9 -
b) Obstacle épistémologique et statut de l’erreur .........................................- 10 -
c) Les obstacles au raisonnement scientifique ..............................................- 11 -
II- L’enseignement des sciences à l’école primaire ........................................................- 12 -
1) Lien avec la main à la pâte ...................................................................................- 12 -
2) Les dispositifs d’enseignement-apprentissage .....................................................- 13 -
a) La situation problème ...............................................................................- 13 -
b) Le conflit sociocognitif ............................................................................- 14 -
c) Les difficultés de ces deux dispositifs ......................................................- 15 -
3) L’air dans les programmes officiels .....................................................................- 16 -
III- Recueil de données en grande section ........................................................................- 18 -
1- L’air abordé en maternelle ...................................................................................- 18 -
a) Elaboration de la séquence sur l’air en Grande Section ...........................- 18 -
b) Mise en œuvre de la séquence dans la classe ...........................................- 19 -
c) Analyse des conceptions des élèves .........................................................- 24 -
2- L’air abordé au cycle 3 .........................................................................................- 30 -
a) Elaboration de la séquence sur l’air pesant en CM1-CM2 .......................- 30 -
b) Mise en œuvre de la séquence dans la classe ...........................................- 33 -
c) Analyse des conceptions des élèves .........................................................- 34 -
3- Evolution des conceptions sur l’air entre la maternelle et le cycle 3 ...................- 48 -
a) Les obstacles résistants .............................................................................- 48 -
b) Les obstacles qui ont été dépassés ............................................................- 49 -
c) Tableau récapitulatif .................................................................................- 49 -
Conclusion ...........................................................................................................................- 51 -
Bibliographie .......................................................................................................................- 52 -
Annexes ...............................................................................................................................- 54 -