Investigation scientifique et modélisation pour l'enseignement des sciences de la Terre<br />Contribution à l'étude de la place des technologies numériques dans la conduite d'une classe de terrain au lycée

This work takes place in the intersection of two fields of the educational research : the didactics of sciences and the computerized learning environment for human learning. It relates to a socio-constructivist framework and aims at identifying the setting which is necessary so that students can be able to carry out a scientific inquiry during a fieldwork course for Earth science teaching.We develop the view that the learning of science is an inquiry based process ; in other words, this process consists in linking, in the framework of problem solving, an empirical register - elaborated during fieldwork – and a scientific model considered as a “thinking tool”. We show that the question of instrumentation is a key question and that the benefit of the software that we have conceived relates to the fact that it mediates the interactions - eg. assists the students during the inquiry process - and allows the teacher to control the learning process. The computer based learning environments are, then, considered as tools which are constructed by the learners through their activity and participate in transforming the learning processes.Ce travail se situe à l'intersection de deux champs de la recherche en éducation : les didactiques des sciences et les environnements informatiques pour l'apprentissage humain. Il s'inscrit dans un cadre socio-constructiviste et vise à identifier les conditions pour que des élèves puissent s'engager de manière autonome dans un travail d'investigation lors d'une classe de terrain en sciences de la Terre. Nous développons l'idée que l'apprentissage des sciences s'appuie nécessairement sur la conduite d'une démarche d'investigation c'est-à-dire une démarche qui, dans le cadre de la résolution d'un problème, conduit à mettre en tension un modèle scientifique – considéré comme un outil « pour penser » - et un registre empirique constitué lors d'activités de terrain. Nous montrons également que la question de l'instrumentation est une question centrale et que l'intérêt de l'Environnement Informatique pour l'Apprentissage Humain (EIAH) que nous avons conçu réside dans le fait qu'il peut permettre de médiatiser les interactions, c'est-à-dire d'assister les élèves dans leur démarche d'investigation, et de permettre au professeur d'exercer un certain contrôle sur ce processus. Les environnements informatiques sont alors considérés comme des instruments qui sont construits par les apprenants au cours de leur activité et qui participent à la reconfiguration des processus d'apprentissage