Étude de l’efficacité des outils de l’analyse fonctionnelle dans l’enseignement et l’apprentissage de systèmes techniques au collège

Study of the efficiency of functional analysis' tools in the learning and teaching of technical systems in secondary schools

• Auteur / Autrice : Fabrice Gunther
• Direction : Marjolaine Chatoney
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'éducation
• Date : Soutenance le 11/07/2016
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Cognition, Langage et Education (Aix-en-Provence ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Université Aix-Marseille. Apprentissage, didactique, évaluation, formation
• Jury : Président / Présidente : Jacques Ginestié
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Marie Boilevin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marc J. de Vries, Mario Cottron

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse fonctionnelle

Étude et enseignement (secondaire)

Technologie

Mots clés libres

Analyse fonctionnelle

Éducation technologique

Système technique

Enseignement

Functional analysis

Technological education

Technical system

Education

Résumé

Cette recherche concerne l’étude de l’efficacité d’outils liés à l’analyse fonctionnelle. Le contexte est celui d’enseignements et d’apprentissages qui visent la compréhension de systèmes techniques en éducation technologique au collège. L’utilisation de ces outils issus de l’industrie dans le système éducatif pose des problèmes d’adaptation. La place de l’analyse fonctionnelle, comme langage technique, est analysée au travers de la genèse instrumentale de l’artefact, de l’activité des élèves et de la transposition des savoirs. La problématique de l’efficacité des outils se pose chez les élèves pour comprendre la globalité d’un système technique et, chez les enseignants pour structurer l’apprentissage. La méthodologie a été menée de manière qualitative et quantitative auprès de ces acteurs. Deux expérimentations ont eu lieu, une première avec les enseignants, basée sur une enquête avec un questionnaire et des entretiens. Une seconde, avec les élèves, s’appuyait sur un test d’entrée puis différents exercices écrits et une manipulation opératoire avec une fabrication via une imprimante 3D. Les résultats d’un groupe initié à l’analyse fonctionnelle sont comparés à ceux d’un groupe non initié. Les analyses des données recueillies abordent la façon dont les compétences et les connaissances qui permettent une approche systémique en éducation technologique sont mises en œuvre. Les principaux résultats indiquent que si les enseignants s’emparent de l’analyse fonctionnelle, la maitrise n’est pas totale. Son enseignement profite plus particulièrement aux élèves ayant des difficultés scolaires. Ces éléments sont explicités, approfondis et mis en perspective dans cette thèse.

This doctoral research concerns the study of the effectiveness of some tools related to the functional analysis. The context is the teaching and learning process of technical systems in technological education in French comprehensive schools. The use of these tools coming from the industry in the educational system poses problems of adaptations. The place of functional analysis as a technical language is analyzed through the instrumental genesis of the artifact, the activity of students and through the transposition of knowledge. The issue of effectiveness of these tools arise among pupils to understand the whole of a technical system and among teachers to structure learning. The methodology was conducted in a qualitative and quantitative manner with these actors. Two experiments took place, with teachers first, based on a survey with a questionnaire and interviews. A second, with students, was based on an entry test and various written exercises and operative manipulation with a manufacture via a 3D printer. The results of a group introduced to functional analysis are compared with those of a group not initiated. Data analyses address the manner in which the skills and knowledge that enable a systemic approach in technological education are implemented. The main results indicate that if teachers take over the functional analysis, control is not total. His teaching mainly benefits to pupils with scholar difficulties. These elements are detailed in-depth and put into perspective in this thesis.