Pour une classe de troisième primaire, l’utilisation d’un
logiciel pour l’apprentissage de la germination des plantes pourrait être
utile. La simulation semble être ce qu’il nous faut: avec elle, en
effet, on a la possibilité de réaliser une véritable
expérimentation, de manipuler les différentes variables sans
avoir le problème (en temps et coûts) de devoir récréer
chaque fois une réelle condition d’expérimentation.
Dans l’apprentissage de la germination les connaissances que les élèves
doivent parvenir à posséder concernent les facteurs importants
de la germination, le fait qu’il y ait une quantité idéale
pour chaque facteur et le fait que chaque plante ait différentes
exigences en eau, chaleur, etc. pour germer.
Les conditions (variables) à manipuler par l’élève
dans une telle situation de simulation pourraient donc être: âge
des graines et dormance (conditions internes); eau, oxygène, température,
lumière et profondeur d’enfoncement (conditions externes).
La fenêtre principale affichée sur l’écran de l’ordinateur,
pourrait montrer trois portions de sol en bas, trois portions de ciel afin
de permettre à l’enfant de visualiser les effets de ses manipulations.
Les éléments utilisables par les enfants seront représentés
dans des menus posés au-dessus de la fenêtre principale; ils
devront choisir entre: 3 ou 4 graines (par exemple: courge, melon, salade,
noix) qui diffèrent selon le besoin des différents facteurs;
eau (sous la forme de pluie); chaleur (un thermomètre qui mesure
les degrés pourra être affiché); oxygène; lumière
(sous la forme du soleil).
L’élève commencera forcément avec le choix
de trois graines du même type qu’il mettra ensuite, en les traînant
avec la souris, dans les trois sections du sol. Ce type de graine restera
le même jusqu’à la fin de la première séance
de simulations (c’est à dire jusqu’au moment où l’élève
aura constaté l’effet de chaque facteur sur la germination de tel
type de graine). Après il pourra recommencer avec un deuxième
type de graine.
Pour bien comprendre l’influence de chaque facteur sur la germination,
il faut les manipuler un après l’autre; l’élève devra
donc choisir à chaque fois, quelles conditions externes il doit
varier, tout en maintenant les autres constantes. Une fois la condition
à varier choisie et sélectionnée sur le menu correspondant,
elle changera de couleur afin que l’élève puisse toujours
repérer le paramètre qu’il a modifié.
Un calendrier qui montre le temps qui s’écoule ( le temps de
la simulation sera en accéléré) sera affiché
au-dessous de la fenêtre principale, en caractère suffisamment
grand de manière à attirer l’attention. De cette façon,
l’élève se rendra compte que dans la réalité
l’événement n’est pas si rapide que dans la simulation.
Avant de commencer la véritable simulation, deux pages seront
affichées sur l’écran. Une première d’accueil, expliquera
les principaux points du fonctionnement de l’outil. La seconde récapitulera
l’influence que chaque facteur peut avoir sur la germination avec une remarque
sur les effets de la quantité de chaque facteur sur les différents
types de graines.
Une feuille avec un tableau sera laissée aux élèves
afin qu’ils puissent noter les différents résultats obtenus
pour chaque type de graine en manipulant chaque variable.
Une pareille utilisation de la simulation dans le champ de l’enseignement
primaire, pourrait fournir une précieuse contribution en rendant
l’apprentissage par les élèves plus intéressant. Utiliser
un ordinateur représente une nouveauté qui peut attirer l’attention
et augmenter la participation des enfants. En outre on n’aura pas de gaspillage
du matériel, les variables seront manipulables plus facilement et
correctement et le temps d’attente pour voir les résultats de nos
manipulations sur les graines sera inférieur à celui qu’on
aurait dans une situation réelle. Ce dernier point est très
important, si on considère qu’on apprend plus si la pratique est
faite en même temps, ou un peu plus tard que la théorie (à
ce propos la page qui contient le résumé des points principaux
de la germination peut être une solution au problème du besoin
d’information pendant la simulation). De cet avis sont aussi de Jong
et van Joolingen (1998) qui parlent dans l’article Scientific Discovery
Learning with Computer Simulations of Conceptual Domains, des problèmes
qui peuvent arriver aux personnes dans le dessin des expérimentations,
dans l’interprétation des données, dans la régulation
de l’apprentissage et dans la génération d’hypothèses.
Ce problème dans la création d’hypothèses se retrouve
souvent avec les enfants de troisième primaire : dans ce cas ils
doivent faire des prévisions sur ce qu’ils obtiennent en modifiant
les facteurs à disposition dans le logiciel. Pour les aider, nous
avons besoin de la présence de l’enseignant pour régler la
production d’idées ou créer un menu d’hypothèses principal
de la simulation. Cette dernière solution est recommandée
par Njoo
et De Jong (1993a ; 1993b), qui soutient qu’offrir des hypothèses
prédéfinies aux utilisateurs, influence positivement leurs
performances.
De plus, pour améliorer l’apprentissage, on devrait rendre possible
aux élèves des retours sur leurs actions : ainsi, ils pourraient
mieux comprendre les causes des variations sur l’objet qu’ils considèrent
soit, la graine.
Un autre problème plus particulier avec notre logiciel, pourrait
être que l’élève, en variant seulement un facteur à
la fois, n’expérimente pas l’action simultanée de toutes
les variables (dans la réalité les facteurs agissent ensembles
!). Ce faisant, l’enfant interprète des données partiellement
correctes. On pourrait, pour éviter ça, présenter
une première session de simulation en changeant une seule variable
à la fois, et par la suite, une deuxième séance dans
laquelle plusieurs facteurs varient selon le modèle de Model Progression
(de
Jong et van Joolingen, 1998. p.12). Il faut toutefois s’assurer que
les élèves ont un véritable apprentissage de l’influence
que chaque variable peut avoir sur la germination avant de passer à
la condition plus complexe, afin d’éviter de créer une confusion.
Ce faisant, le temps nécessaire à l’expérimentation
de la germination serait important et nous savons que dans l’enseignement
obligatoire le temps à disposition pour chaque matière est
assez restreint.
Pour résumer, les potentialités de la simulation semblent être bien utilisables pour l’apprentissage de la germination des plantes. Les élèves peuvent apprendre, sans gaspillage de temps et de matériel, l’influence des différents facteurs sur la graine. Ils peuvent également générer des hypothèses et voir comment se fait un dessin expérimental tout en participant et en étant actifs. Par contre, si on veut utiliser un logiciel plus riche en outils, le coût en termes de temps (et du logiciel même) seront plus élevés. Enfin il ne faut pas oublier que dans beaucoup d’écoles il y a seulement un ordinateur par classe et tout ce qu’on gagnerait en temps est perdu puisque seulement un élève à la fois en peut profiter du matériel présenté. L’utilisation de ce logiciel serait donc recommandée dans des classes où plusieurs ordinateurs sont mis à disposition.