cKȼ, un modèle de connaissance : spécificité et utilisations

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Diapositive 1

cK origine, cadrage thorique, utilisations et questions

Nicolas BalacheffCNRS Laboratoire dinformatique de Grenoble@imag.fr1Une problmatique de modlisationmodliser cest--dire trouver une reprsentation, [] une interprtation des mesures qui permet denvisager des prdictions[] Les modlisations sont partiellement formalises. Elles doivent tre comprises et sont donc constitues de langage ordinaire et de symboles chargs de sens. Nicolas Bouleau in Enqute sur le concept de modle (PUF 2002)

Notre problmatique : lingnierie didactique ...

en dernier ressort, cest laction du sujet en situation qui constitue la source et le critre de la conceptualisation (Vergnaud 1991 p.166)2cK, cadre thorique : la TSD Des postulats :La connaissance est le produit de ladaptation une situation.chaque savoir peut tre caractris par une situation adidactique qui en prserve la signification.Lenseignant est engag dans un jeu dtermin par un systme dinteractions qui implique llve et lenvironnement social et matriel dans la classe, cette situation est la situation didactique.7cK, cadre thorique : la TSD Au cur de la TSD : le concept de situation8dvolutioninstitutionalisationsituation adidactiquesituation didactique situation denseignement effectivesituation fondamentalerestrictiondformationanalyse des savoirsConceptionun concept didactique en acteAnalogue sujet, un moment donn, du concept (Vergnaud 1982)

Connaissances locales, oprantes sur des sous-clans du champ conceptuel, et pour certaines valeurs des variables des situations concernes, cest ce savoir local que nous appelons conception (Duroux 1982)

Les connaissances locales sont des connaissances limites. Au titre de connaissances elles sont valides, cohrentes et efficaces [](Lonard et Sackur 1991)

5cadre thorique : la TSDcK6cK, cadre thorique : la TSD Situation d'enseignement jeu spcifique du savoir vis, entre diffrents sous-systmes :le systme didactiquele systme lvele milieucaractrisation des systmes, des conditions de leur volution et du contrle de cette volutionDcrire ces sous-systmes par le seul recours aux relations qu'ils entretiennent

cK, cadre thorique : la TSD ProblmeActionReprsentationContrleSituation d'enseignement jeu spcifique du savoir vis, entre diffrents sous-systmes :le systme didactiquele systme lvele milieucaractrisation des systmes, des conditions de leur volution et du contrle de cette volutionDcrire ces sous-systmes par le seul recours aux relations qu'ils entretiennent.cK, cadre thorique : la TSD Provoquer les adaptationsles problmes la rponse de l'lve doit tre motive par les ncessits de ses relations avec le milieu.

Le milieu est le systme antagoniste du systme enseign

Les relations entre llve et le milieu appartiennent trois catgoriesActionFormulationValidation11

le milieu peut tre matriel, virtuel, social ou symboliqueil est le plus souvent une hybridation de ces modalitscK, cadre thorique : la TSDLe sujet et le milieu se dfinissent mutuellement et dialectiquement dans le jeu de leurs actions et rtroactions

La connaissance est attribue llve dans le cadre de linteractionrelativement aux caractristiques de la situation proprit de linteraction entre llve et le milieuLa construction dune situation repose surun raisonnement sur les comportements de llve (analyse a priori) hypothse dadquation du milieu caractrisation de linteraction entre le milieu et llve Lvaluation dune situation (apprentissage rsultant) repose surlobservation des actions et des productions de llve actant et du milieu ractant12construction du modlecK13cK construction du modleConception proprit du systme S/M tat d'quilibre de la boucle action/rtroactionS /M sous des contraintes proscriptives de viabilit 14S MrtroactioncontraintesactionPour mmoire : organiser les relations entre les notions de Concept Savoir Connaissance Conception cK construction du modlePoint de dpart : Vergnaud (1991 p.145) - situations qui donnent du sens au concept (la rfrence) - invariants sur lesquels repose loprationnalit des schmes (le signifi) - formes langagire et non langagires qui permettent de reprsenter symboliquement le concept, ses proprits, les situations et les procdures de traitement (le signifiant)

Pour un concept donn, la connaissance dun sujet peut sactualiser en des conceptions distinctes, selon les caractristiques des situations

Les lments de caractrisation sontLes problmes lis des situationsLes systmes de reprsentationLes moyens de traitementactionsdcisions15S MrtroactioncontraintesactionC = (P, R, L, )Pensemble de problmesdcrit le domaine de validit de la conception, sa sphre de pratique. Problmes comme perturbation du systme.Rensemble doprateursils permettent la transformation des problmes (rsolution)ils sont attests par des productions et des comportementsLsystme de reprsentationreprsentation langagire ou nonregistre smiotique au sens de Duvalstructure de contrledtermine la validit des actions et leur adquation, lvaluation de ltat dune rsolution, assure la non contradiction, fonde les dcisions16S MrtroactioncontraintesactionC = (P, R, L, )Problmesperturbation du systme S/M- capacit de S identifier la perturbation,- capacit de M attester de la perturbationNcessit de la situation comme source de la perturbation et justification de lintrt qui lui est port (dvolution)

DifficultCaractriser lensemble des problmes dfinitoires : sphre de pratique17S MrtroactioncontraintesactionC = (P, R, L, )Reprsentation(i) des traces identifiables(ii) rgles de transformation pour produire d'autres reprsentations(iii) rgles de conversion vers un autre systme de reprsentation(iv) rgles de conformit pour la constitution des units de niveau suprieur.18signifisignifiantsignificationrfrencereprsentationobjetS Mrtroactioncontraintesaction(Duval)C = (P, R, L, )Contrles

jugerla validit etadquation des actions valuer une rsolutionassurer la non contradictionfonder les dcisions

mta-connaissances(Rogalski, Robert et al.)

Deux difficultsils sont le plus souvent implicitesla distinction entre contrle et oprateur nest pas absolue mais relative une conception

19S Mrtroactioncontraintesaction(a+b) = a+2ab+b oprateur de rcriture identit remarquableUne illustration en arithmtiquecK pour modliser les conceptions 20Addition, from fingers to keystrokesC1: Verbal counting IIIII & IIIP Quantify union of two sets, objects are physically present, both cardinals are small.R match fingers or objects and number names, pointing objectsL body language, counting not counting twice the same, counting all, order of the number namesC3: written addition 381+97P adding two integersR algorithm of column additionL decimal representation of numbers check the implementation of the algorithm, check the layout of number additionNicolas Balacheff, PME-NA 2013, November the 14th21C 2: Counting on 15+8P The numbers are given, but the collections are not present, one of the numbers must be small enoughR choose the greater number, count-on to determine the result.L body language, number naming, verbal counting. order of the number names , match fingers to number namesC4: Pocket calculator P adding two integersR keystroke to represent a number, to process number additionL body language (keystrokes), decimal representation of numbers on the screen keystrokes verification, order of magnitude.Addition, from fingers to keystrokesNicolas Balacheff, PME-NA 2013, November the 14th22

operators actions at the interface of the learner/milieu system;representation system semiotic means to represent problems, support interaction and represent operatorsset of problems problems for which the conception provides efficient means control structure making choices, assessing action and feedback, taking decisions, judging the advancement of the problem or taskLa somme des anglesCalcul de situations didactiques23Le calcul de situations didactiquesDterminer un objet denseignement en termes de conception cibleC = (P, R, L, )C = (P, R, L, )Le calcul de situations didactiquesDterminer un objet denseignement en termes de conception cibleC = (P, R, L, )C = (P, R, L, )actionrtroactioncontraintesSMQuel milieuQuellescontraintesQuellesconceptionsLe calcul de situations didactiquesDterminer un objet denseignement en termes de conception cibleC = (P, R, L, )C = (P, R, L, )actionrtroactioncontraintesSMQuel milieuQuellescontraintesQuellesconceptionsActionDcisionReprsentationRtroactionInterfacePerturbationDvolutionLe calcul de situations didactiquesC = (P, R, L, )C = (P, R, L, )Quel est le primtre d'un triangle ?Quelle est la somme des angles d'un rectangle ?Quelle est la somme des angles d'un triangle ?Langage de la familiarit (les formes et les dessins) et une pratique

Obtenir une volution des contrles

Le calcul de situations didactiquesTracer un triangle, mesurer les angles et calculer la somme des rsultats obtenus tous les rsultats sont acceptsUn mme triangle pour tous les lves un pari, des rsultatsTrois triangles, trs diffrents de forme les lves sont par groupes de quatre un pari, des rsultats... Enonc d'une conjecture, preuve et argumentation

P - activit familire de mesureR - manipulation des instruments, arithmtique lmentaireL - spatio-graphique, reprsentation numriques, gestes - rgles de lart, ordres de grandeur, contrles perceptivo-gestuelDessinfigureInvariantProprit gomtrique28Thse de Salima Tahri (1993)La conception dun tuteur hybride29Conception dun tuteur hybrideThse de Salima Tahri, premire utilisation de cKc (1993)

Un contextetude des dcisions didactiquesconception dEIAH Deux verrousdiagnostic des conceptionschoix d'une situation et du feedback appropri.Deux niveaux de modlisation comportementalpistmique30

EIAO : enseignement intelligemment assist par ordinateur. Aujourdhui EIAH : environnement informatique et