UNITÉS DIDACTIQUES: PROBLÈMES

Les modèles conceptuels utilisés en science soulignent la complémentarité des deux approches fondamentales:

• L'induction d'un principe général à partir d'une solution particulière observée dans vécu de l'élève. C'est l'élève qui extrait les concepts de la réalité observée, pense à une relation entre ces concepts, discrimine les différentes variables, organise une expérience, vérifie la relation répétable, pour en arriver à une modélisation du réel;
• L'approche déductive, qui élabore des lois particulières à partir des théories générales.

Cette apparente dichotomie entre l'induction et la déduction est un reflet de la double interrogation que l'on se pose en didactique des sciences, l'interrogation catéchétique et l'interrogation maïeutique. La première tend à exercer une action dirigée sur l'élève (exposé magistral et transmission des connaissances); lorsqu'elle est orchestrée par un maître, elle stimule chez l'élève la pensée déductive et lui communique les bénéfices des recherches conceptuelles de plusieurs vies de savants; pratiquée par un simple répétiteur, elle devient rapidement une inculcation néfaste et c'est d'ailleurs ce qui fournit à certains auteurs la substance qui leur permettra de la critiquer. La deuxième amène l'élève à prendre conscience de ce qu'il sait, à l'exprimer, à l'accroître selon un processus inductif et à le critiquer; il simule dans le microcosme de la classe-laboratoire la démarche expérimentale suivie par les chercheurs des industries de la société, soit le procédé inductif; lorsqu'elle est mal dirigée, la classe peut devenir l'endroit de prédilection où l'on perdra son temps, en essayant n'importe quoi, sans savoir pourquoi on le fait et à quoi cela va servir. Entre ces deux positions extrêmes, existe bien sûr le juste équilibre. Alors que le quiz avait transmis à l'élève les connaissances préalables, cet apprentissage le place en situation où il applique le constructivisme piagétien en gérant ses activités. Pour l'engager dans la résolution de problèmes, le SIPES lui fait acquérir le langage graphique par la représentation en temps réel d'un phénomène et de son graphique, selon le concept de «lunette cognitive» de NONNON.

Quand cette procédure est appelée, l'ordinateur vérifie si l'accès est possible en consultant le dossier de l'élève et l'ordonnancement du cours. Si les conditions requises sont vérifiées, il affiche la page d'aide, qui donne des renseignements sur la ou les expériences et fait la mise en situation. Il demande à l'élève de rentrer les paramètres de l'expérience (les paramètres par défaut sont ceux de la dernière expérience) et pose à l'élève quelques questions préalables, comme l'énoncé des hypothèses. Quand les questions préalables sont terminées, l'ordinateur donne la possibilité à l'élève d'exécuter une expérience. L'ordinateur simule l'expérience en faisant monter le liquide dans le(s) thermomètre(s); il affiche en temps réel les données expérimentales et trace le(s) graphique(s) correspondant à ces données. L'élève a la possibilité de réaliser autant d'expériences qu'il souhaite pour répondre aux questionnements de son hypothèse. Quand il estime que son travail d'exploration est terminé, l'élève déclenche l'expérience en utilisant les paramètres par défaut; les résultats obtenus (graphique et tableaux de données) restent affichés. L'ordinateur pose les questions finales sur cette expérience et les concepts généraux liés à cette expérience. S'il s'agit de la dernière unité didactique (dernière expérience de l'activité), l'ordinateur calcule la moyenne de l'activité; sinon, si l'élève veut arrêter, l'ordinateur garde en mémoire les notes obtenues aux expériences qui sont terminées.La page de cette activité comprend trois parties:

• L'en-tête avec le nom de l'élève et son groupe, le code de l'activité ainsi que son titre, le temps dont l'élève dispose pour terminer l'activité.
• Le corps de la page: sur la partie gauche, l'expérience est simulée; au fur et à mesure que l'expérience est exécute, l'ordinateur trace en temps réel le graphique du phénomène observé et ce en temps réel.
• Au bas de la page sur la partie gauche un cadre où s'affiche la question ainsi qu'un champ de capture pour la réponse: le bouton ³Dernière expérience» déclenche la dernière expérience avec les données lues dans les paramètres expérimentaux, alors que le bouton ³Nouvelle Expérience» exécute une expérience avec les données initiales fournies par l'élève. La flèche à gauche permet de reculer dans les questions, alors que la flèche à droite permet au contraire d'avancer dans les questions.

• Sur la partie droite, les données initiales s'affichent et au-dessous, on trouve les boutons de commandes, autorisés dans l'unité didactique, sont activés; ils sont pris parmi les suivants:
• N.C.: L'accès aux  notes de cours.
• L:L'accès au  lexique.
• J.B.: L'accès au  journal de bord de l'élève.
• ?: L'accès à la base de données des aides.
• SORTIE: Lorsqu'on clique sur ce bouton, on quitte l'activité;