L'article examine trois objets de recherches menées à des moments différents de l’évolution de la didactique des sciences et du parcours des auteures du point de vue de leurs limites au regard d’une approche socio-didactique. Ces trois objets partent d’un questionnement didactique qui inclut les différences de compréhension des élèves. Dans les deux premiers objets, les conceptions des élèves et l’évolution de la mise en œuvre du savoir scientifique en classe en lien avec la compréhension des élèves, ces derniers ne sont pris comme sujet social que partiellement, le rapport au savoir est limité aux savoirs (quotidien et scientifique) relatifs au monde matériel. Le troisième objet porte sur l’influence des inégalités sociales sur la compréhension des savoirs scientifiques par les élèves dans l’enseignement des sciences. Les recherches sur l’enseignement et l’apprentissage sont menées avec le cadre théorique de l’action conjointe en didactique. Il apparait que si l’objet de recherche permettait un élargissement vers la prise en compte de l’élève comme sujet social, il serait possible de retravailler les concepts de contrat, milieu et malentendu ; il faudrait alors une évolution des pratiques des chercheurs en didactique et en sociologie sur le recueil et l’analyses des données pour les penser non pas comme une accumulation de pratiques de chacun mais comme une reconfiguration.

Science teaching practices have not been systematically reviewed in the scientific literature, and when they have been addressed, it has been in relation to the study of specific issues such as the implementation of pedagogical approaches, sequence design, the effects of training plans, etc. This chapter takes another view by focusing on practices and their characteristics, even if they are often the result of very different research perspectives. It thus reports the results of studies of these characteristics published in four major science education journals between 2015 and 2020. It is focused on teaching science in elementary, and middle school and physics in high school. More specifically, beyond descriptions and characterizations of practices as such, it takes stock of the relationships that practices have with student and teacher characteristics, with local or broader structures, with teacher training, with the resources available to teachers, or with the particular aspects of the taught content. The results show the great complexity and variety of science teaching practices, and allow us to understand the difficulty of grasping the expertise and ingenuity behind this human activity.

Cet article de nature principalement méthodologique concerne l'étude d'un point de vue didactique des modalités d'intervention du professeur dans des petits groupes menant une activité collaborative en physique. Les études de ce type aboutissent en effet souvent à des conclusions divergentes sur la nature des interventions réputées efficaces à la fois pour la réalisation de la tâche et l'apprentissage correspondant. Nous estimons que cette divergence peut être en bonne partie liée à la nature très différente des situations dans lesquelles le professeur est amené à intervenir dans les petits groupes, ainsi qu'à la manière dont les élèves réagissent à ces interventions. Aussi nous proposons une méthode prenant en compte, dans les analyses et les descriptions des activités en petits groupes, non pas les types d'intervention du professeur mais les formes d'interactions professeur-élèves tout en les associant aux caractéristiques des situations dans lesquelles elles sont initiées. Ces activités, comme toute activité humaine complexe, se développant à différentes échelles temporelles, cette méthode combine une approche analytique de l'action didactique développée à une échelle microscopique, et une approche holistique développée à une échelle supérieure, chacune étant fondée sur des outils théoriques spécifiques. Nous illustrons sa mise en œuvre sur une activité relative aux phénomènes périodiques en 10e année d'étude. La discussion aborde la pertinence de la méthode proposée, les spécificités de chacune de ses approches ainsi que la validité des résultats obtenus.

Les difficultés des questions posées dans le cadre des évaluations ne sont pas toujours faciles à anticiper par des enseignants ou des concepteurs de tests même si cette expertise est pourtant cruciale. Cet article se concentre sur l’établissement a priori des caractéristiques des questions qui expliqueraient les difficultés des élèves, difficultés dont certaines possiblement spécifiques du milieu socio-économico-culturel et du niveau de performance des élèves. Notre étude a donc consisté à élaborer un modèle prédictif des difficultés de questions relevant de la culture scientifique. Pour cela, nous prenons l’exemple des tâches de culture scientifique de l’enquête internationale PISA 2015. Cela nous permet de discuter la construction de notre modèle, les attentes de résultats qu’il peut induire et l’implication de ce type d’études pour l’enseignement et la conception d’évaluations en sciences.

This chapter provides an overview of what we can learn from the PISA data. The first contribution explores some of the insights from analyses of within country data. The next two question the validity of some of the findings. The second contribution uses the French data to explore how certain features of the PISA items are problematic while the third shows that the analyses offered by the OECD of the data and their policy implications are not justified. The final contribution demonstrates what it is possible to learn from the log files obtained with the computerized assessment. Taken together they offer an overview of the strengths and weaknesses of PISA and question some of the trust placed by policy makers in the findings.

The aim of this study is to better understand how teachers use various embodied semiotic modes - speech, gestures, gaze, and proxemics - when they present scientific content to the entire class. To analyse the multimodal practices of these teachers, we integrated the social semiotic theory of multimodality and the joint action theory in didactics. We use a case study methodology to analyse the video data and to describe the productions of two teachers from selected short episodes. The results show several similar elements of these teachers' practices. In particular, their use of several coordinated modes to make a coherent meaning to complex aspects of scientific knowledge such as three- dimensional representations of chemical structures or the relation between an experiment and its model of light diffraction. Both teachers create signs by taking everyday things from their environment to re-signify them in a scientific way. Simultaneously they maintain contact with their students through their gaze and their position. In this way, they create or strengthen the classroom habits related to the explanation of knowledge.

This study focuses on the teachers' predictions of the students' performances - in particular the middle-low achievers - while solving tasks testing inquiry competencies. The tasks come from PISA science. More specifically we study science teachers' predictions for several aspects: levels of difficulty of the tasks, the potential sources of difficulty and the potential difficulty in solving it for medium-low achievers. We also study what assessed competencies are identified by science teachers in the tasks. Our approach is a questionnaire-based study. A sample of French teachers in science and technology (125) responded to the questionnaire. The teachers show a rather good ability to predict inquiry task levels of difficulty for medium-low achievers and are able to identify relevant potential sources of difficulty or easiness in the items. However, they are not aware of some essential difficulties that medium-low students encounter while solving science inquiry tasks. Moreover, the teachers have difficulty identifying the competencies that are tested by an item.

Cet article propose a la fois une methode d’analyse du contrat didactique prenant en compte differentes echelles de temps et le resultat obtenu dans le cas d’une sequence d’enseignement en classe de seconde en physique. Le point de vue d’une action conjointe professeur – eleves et les concepts qui y sont traditionnellement associes, notamment contrat et milieu, transaction et jeu didactiques sont mobilises dans l’article, le concept de jeu etant methodologiquement associe a l’echelle mesoscopique de 10 a 30 minutes. Un point de vue theorique adapte de travaux en sciences du langage est utilise a l’echelle microscopique de quelques secondes, base sur le concept d’acte. Une echelle intermediaire assure le lien entre niveaux microscopique et macroscopique. Des analyses developpees a chacun de ces niveaux font apparaitre des regularites dans l’action conjointe qui sont interpretees en fonction du contexte donne par les niveaux superieurs. Elles permettent de formuler un certain nombre de regles formalisant en particulier les attentes reciproques du professeur et des eleves, d’abord dans une des seances analysees, puis sur l’ensemble de la sequence, a chacune des echelles. Ces analyses conduisent aussi a degager deux echelles de temps supplementaires (1h a 1h 30 et 2 a 3h) dont la validite sur des corpus differents reste a montrer.

The study takes a pragmatic orientation according with the theory of joint action in didactics. It focuses on the didactic contract that integrates the norms, expectations, and possibilities underlying teacher and student interactions, in particular when knowledge is involved. This contract, proposed as rules, is inferred by the researchers from various analyses of videos of four sessions of a teaching sequence and their transcriptions. Videos and their transcriptions allow the researchers multiple analyses, both quantitative and qualitative, holistic and analytic, on several timescales, involving a multi-step methodology. These analyses are illustrated with examples and discussed.

The resources presented in this chapter are based on video presenting a variety of practices. This design is based on classroom videos, collected as data in research studies on science classroom practices in relation to students’ learning. The first part of the chapter will present the analysis of a 10th grade physics classroom during a teaching sequence on mechanics. This analysis is focused on how the progression of knowledge, its continuity and scientific practices are developed in the classroom in relation to the evolution of the respective students’ and teachers’ ownership of knowledge. This students’ ownership, which leads to a degree of intellectual autonomy, is a particular condition of learning for IBSE. It is related to the way that taught knowledge is involved in the classroom. The second part of the chapter proposes some teaching conditions to develop students’ intellectual autonomy or in other words to develop a responsibility vis-à-vis knowledge: sharing some common knowledge and meaningful vocabulary, managing moments of “epistemic uncertainty”, institutionalizing the main elements of knowledge involved in the previous class activity and differentiating teaching and learning time. Then we associate these conditions to specific teacher’s actions. This set of conditions and actions can be a base for professional teacher development.

Nous montrons que dans leurs publications les chercheurs en physique utilisent une variete d’ecritures differentes pour rapporter la valeur d’une grandeur physique. Ces ecritures peuvent etre classees en neuf categories en fonction de l’explicitation de la precision de la mesure et de la structure donnee au continuum des valeurs de la grandeur physique (un point, une demi-droite, un segment). Cette classification a ete construite par la methodologie de la theorie ancree sur un corpus de 21 articles de differents domaines de la physique. Elle nous permet de montrer que les chercheurs utilisent l’ecriture la plus frequente dans l’enseignement : X= X_0±u(X) dans moins de 5 % des cas. Ce constat est discute a l’aune des resultats sur l’utilisation de la meme ecriture dans les travaux pratiques de physique a l’universite (environ 50 % des cas).

Introduction. Adopting a conceptual change perspective yields information not only about the organization of students’ conceptions and the mechanisms behind their changes, but also about the most effective teaching interventions for promoting conceptual change. In experimental science, modelling constitutes a basic activity for acquiring and using scientific concepts, and a key method for eliciting conceptual change. The aim of this study was to investigate how modelling activities can elicit conceptual changes concerning the notion of energy.Method. 40 students aged 16-17 years, working in pairs had to construct symbolic representations of three materially present experiments (Battery-bulb, Falling object and Rising object) drawing on a simple model that introduced them to the properties of energy. In order to track changes in their cognitive processes, we defined a number of specific modelling categories.Results. Results showed that students implemented increasingly complex cognitive processes to solve the three problems. Modelling activities enhance the ability to process the material world and the world of theories and models simultaneously, even when there is no isomorphism between the two.Discussion. The modelling activities we administered to students promoted efficient learning, insofar as the conceptual change mechanism was put in place. Solving the three problems allowed students to draw on their prior knowledge but also to develop new knowledge about the material and theoretical worlds. They acquired the ability to process representations simultaneously from concrete and conceptual worlds and to move freely between them, despite their lack of isomorphism.