Mémoire de master connaissances du contenu disciplinaire des enseignants

Mémoire de master recherche sciences de l’éducation

CADRE THEORIQUE ET CONCEPTUEL

Les représentations sémiotiques sont au cœur du processus d’enseignement/apprentissage de la science en général, et de la Chimie en particulier (Gilbert, 2010). Les chimistes les utilisent pour comprendre les propriétés géométriques des molécules et les processus chimiques, les molécules et leurs propriétés qui ne sont pas disponibles à la perception directe (Kozma et al., 2000). Les représentations sémiotiques permettent de présenter des informations, qui ne pourraient être facilement comprises autrement (Larkin & Simon, 1987; Kozma et al., 2000; Wu & Shah, 2004). L’auteur a fondé sur le cadre théorique des systèmes et registres sémiotiques proposées par Duval (1993) dans le cadre de la didactique des mathématiques, pour caractériser les systèmes sémiotiques en stéréochimie. Il établit aussi un lien entre le contenu de stéréochimie prescrit dans le programme, les objectifs pédagogiques, et les capacités attendues des élèves. Enfin, il décrit des modèles de PCK (Pedagogical Content Knowledge) et la typologie des connaissances professionnelles des enseignants proposée par Shulman (1986, 1986, 1987).

Systèmes sémiotiques

L’auteur a énoncé la définition du système sémiotique selon Duval en mathématique et les différents types de système sémiotique.
Selon Duval (1993) « les représentations sémiotiques sont des productions constituées par l’emploi de signes appartenant à un système de représentation qui a ses contraintes propres de signifiance et de fonctionnement ». Un système sémiotique est appelé registre s’il permet les trois activités cognitives suivantes : – La formation d’une représentation conforme aux règles sémiotiques : activité de communication – Le traitement de cette représentation par les seules règles aux systèmes, de façon à obtenir un apport de connaissance par rapport à la représentation initiale : c’est la transformation interne du registre. – La conversion d’une représentation de registre dans un autre, de telle façon que cette dernière permette de clarifier d’autres significations relatives à ce qui est représenté: c’est une transformation externe au registre du départ. Duval distingue plusieurs types de systèmes sémiotiques : symbolique, langage naturel…Ces systèmes existent également en chimie. Le langage naturel : en mathématiques comme en chimie, un texte, qu’il soit écrit ou lu est basé sur ce système sémiotique. En langage naturel, le texte qu’il soit écrit ou lu, est basé sur un système sémiotique en mathématique ou en chimie. Le système symbolique est un signe qui peut renvoyer à un objet conformément à une loi, une règle. Le signe CH4 par exemple peut symboliser la molécule de méthane.

Exemple de systèmes sémiotiques :

Pour représenter dans le plan les molécules, qui sont des entités tridimensionnelles, les chimistes utilisent principalement quatre systèmes conventionnels de projection : système de Cram, système de la perspective, système de Newman et système de Fischer (Eliel et Basolo, 1969). Au départ, ils ont employé seulement des systèmes de représentation plane n’ayant pas un caractère tridimensionnel : le système de formule brute, système de formule semi-développée et système de formule développée. Le système de Fischer n’est pas développé, car il n’est pas abordé dans le programme de stéréochimie en terminale. Le tableau suivant résume les fonctions cognitives des différents systèmes sémiotiques.

Système de modelés moléculaires

Les modèles moléculaires sont des objets matériels. Ce ne sont pas des représentations au sens sémiotique du terme, car ils ne sont pas, en deux dimensions (Khanfour-Armalé et Le Maréchal, 2009). Ils présentent néanmoins les caractéristiques d’un système sémiotique tel que défini par Duval comme suit : Représentation : Les modèles moléculaires reproduisent, comme la représentation de Cram, la structure spatiale des molécules. Il existe deux types de modèles moléculaires : les modèles éclatés et les modèles compacts. Le modèle compact montre la taille caractéristique du rayon de Van der Waals des atomes, alors que le modèle éclaté montre le squelette moléculaire (noyaux d’atomes et axes de liaison) (Boilevin et al., 1996, Simon, 1998, Khanfour-Armalé et Le Maréchal, 2009).

Analyse de programmes

Le programme d’enseignement au Bénin a été conçu selon un courant pédagogique la pédagogie par objectifs (PPO) et l’approche par les compétences (APC). Il est ainsi nécessaire de parler de l’objectif pédagogique, la compétence et la capacité.

 _Objectif pédagogique
La pédagogie par objectifs, encore appelée PPO, consiste à définir et à préciser les objectifs à atteindre dans une séquence d’enseignement apprentissage. La capacité est l’aptitude ou le comportement que l’élève met en œuvre pour faire quelque chose. L’objectif est lié intimement à la capacité attendue de l’élève à la fin de la séquence d’apprentissage. La formulation des objectifs doit répondre aux cinq questions suivantes (De Landsheere, 1976): 1- Qui produira le comportement souhaité? 2- Quel comportement observable démontrera que l’objectif est atteint? 3- Quel sera le produit de ce comportement (la performance)? 4- Dans quelles conditions le comportement doit-il avoir lieu? 5- Quels critères serviront à déterminer si le produit est satisfaisant?

_Compétence et capacité
Une compétence est une mise en œuvre des savoirs de l’élève (savoir-être, savoir-faire ou savoir devenir) dans une situation donnée. Elle est contextualisée dans une situation précise et dépendante de la représentation que l’élève se fait de cette situation. Une capacité, c’est le pouvoir, l’aptitude à faire quelque chose. C’est une « […] activité intellectuelle stabilisée et reproductible dans des champs divers de connaissance ; terme utilisé souvent comme synonyme de « savoir-faire ». Aucune capacité n’existe à l’état pur et toute capacité ne se manifeste qu’à travers la mise en œuvre de contenus » (Meirieu, 1990).

Guide du mémoire de fin d’études avec la catégorie analyse des manuels scolaires

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Mots clés : difficulté, raisonnement, représentation sémiotique, représentation spatiale  stéréochimie, visualisation mentale

Table des matières

Table des matières Liste des tableaux
Liste des acronymes et des sigles
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE PRESENTATION ET ANALYSE DE LA THESE-MERE
1. PRESENTATION GENERALE DE LA THESE MERE
2. QUESTIONS PRINCIPALES DE RECHERCHE
3. CADRE THEORIQUE ET CONCEPTUEL
3.1. Systèmes sémiotiques
3.2. Système de modelés moléculaires
3.3. Analyse de programmes
3.4. Analyse des manuels scolaires
3.5. Analyse du programme par objectifs
3.6. Présentation du programme et son commentaire
3.7. PCK et connaissances du contenu disciplinaire des enseignants
4. METHODOLOGIE
4.1. Raisonnements et difficultés des élevés
4.2. PCK et connaissances du contenu disciplinaire des enseignants
5. DISCUSSION DES RESULTATS
5.1. Discussion des résultats relatif aux « raisonnements et difficultés des élevés »
5.2. Discussion des résultats relatif aux « connaissances pédagogiques de contenu (PCK) »
5.3. Discussion des résultats relatif aux « connaissances du contenu disciplinaire »
6. CONCLUSION DE LA THESE-MERE
7. ANALYSE CRITIQUE
DEUXIEME PARTIE REPLICATION
1. PROBLEMATIQUE
2. CADRE THEORIQUE ET CONCEPTUEL DE LA REPLICATION
2.1. Visualisation mentale :
2.2. Obstacle :
3. METHODOLOGIE
3.1. Instruments de collecte de données
3.2. Collecte des données
4. ANALYSE DES REPONSES D’ELEVES
4.1. Analyse des réponses d’élèves à la question 1
4.2. Analyse des réponses d’élèves à question 2
4.3. Analyse des réponses d’élèves à la question 3
4.4. Analyse des réponses d’élèves à la question 4
5. CONCLUSION DE LA DEUXIEME PARTIE
CONCLUSION
REFERENCES
ANNEXES

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