Situation-problème

Domaine : Didactique · Sous-domaine D1 : Champ de la didactique et concepts de base

Définition

Une situation-problème est une situation d’apprentissage organisée autour d’un problème que l’élève ne peut pas résoudre immédiatement avec une procédure déjà connue.
Elle doit conduire l’élève à mobiliser ses connaissances antérieures, rencontrer un obstacle, rechercher une nouvelle stratégie, construire ou utiliser la connaissance visée, puis vérifier la validité de sa solution.
Dans une situation-problème, la nouvelle connaissance devient nécessaire ou particulièrement adaptée pour résoudre le problème.

Une situation-problème doit proposer un véritable problème : la réponse et la méthode ne sont pas données immédiatement.
L’élève doit pouvoir s’engager avec ses connaissances actuelles. Il ne doit être ni totalement bloqué ni capable d’appliquer directement une recette.
La situation doit mettre en difficulté une conception ou une procédure habituelle devenue insuffisante.
Le savoir visé doit constituer l’outil le plus adapté pour résoudre la situation.
L’élève doit pouvoir examiner si sa réponse est cohérente à partir des données, d’un calcul, d’une figure, d’un contre-exemple ou de propriétés mathématiques.

L’enseignant propose : Je pense à un nombre. Je le multiplie par 3, puis j’ajoute 5. J’obtiens 20. Quel est ce nombre ?
Certains élèves peuvent effectuer des essais : $3 \times 4 + 5 = 17$ puis $3 \times 5 + 5 = 20$ .
Ils trouvent ainsi 5.
L’enseignant propose ensuite plusieurs problèmes de même type, avec des nombres moins simples. La procédure par essais devient insuffisante.
La situation conduit alors à écrire $3 x + 5 = 20$ , puis $3 x = 15$ , et enfin $x = 5$ .
La résolution d’équations devient l’outil le plus adapté.

Dans une situation-problème, l’élève doit pouvoir comprendre la tâche, commencer une recherche, proposer une stratégie, essayer et modifier sa procédure, communiquer ses résultats, comparer plusieurs solutions et juger si une réponse est valable.
Une situation dans laquelle l’élève ne peut absolument pas s’engager n’est pas adaptée.

L’enseignant doit choisir le savoir visé, identifier l’obstacle, proposer un problème accessible mais non immédiatement résoluble, assurer la dévolution, laisser un temps réel de recherche, observer les stratégies, fournir une aide sans donner la solution, organiser la confrontation des procédures et institutionnaliser le nouveau savoir.
Il ne doit pas transformer trop rapidement la situation en exercice guidé.

1. Appropriation : les élèves comprennent le problème et ses contraintes.
2. Recherche : ils mobilisent leurs connaissances et construisent des stratégies.
3. Formulation : ils expliquent leurs procédures et leurs résultats.
4. Confrontation et validation : les propositions sont comparées et justifiées.
5. Institutionnalisation : l’enseignant formule le savoir général à retenir.
$Recherche dans une situation ⟶ Savoir d \overset{e}{ˊ} contextualis \overset{e}{ˊ} .$

Les deux notions sont liées.
L’objectif-obstacle indique l’obstacle que l’élève doit dépasser.
La situation-problème constitue le dispositif permettant de faire apparaître cet obstacle et de construire une nouvelle connaissance.
$Objectif-obstacle$
$changement conceptuel vis \overset{e}{ˊ},$
$Situation-probl \overset{e}{ˋ} me$
$situation con \overset{c}{¸} ue pour produire ce changement .$

Exercice d’application : la méthode a déjà été étudiée et doit être appliquée.
Problème ouvert : plusieurs démarches peuvent être possibles.
Situation-problème : une nouvelle connaissance est nécessaire ou particulièrement adaptée.
Situation didactique : toute situation organisée avec une intention d’enseignement.
Objectif-obstacle : obstacle choisi comme objectif d’apprentissage.
Toute situation-problème scolaire est une situation didactique, mais toute situation didactique n’est pas une situation-problème.

Une situation-problème possède un objectif d’apprentissage précis, comporte un obstacle, permet à l’élève de s’engager, ne donne pas directement la procédure, rend la connaissance visée nécessaire ou plus efficace, permet la recherche, la confrontation et la validation, puis se termine par une institutionnalisation.
La situation-problème place l’élève devant un obstacle accessible dont le dépassement nécessite la construction d’un nouveau savoir.

Situation-problème : situation d’apprentissage dans laquelle la connaissance visée devient nécessaire ou particulièrement adaptée à la résolution.
Exercice d’application : tâche où la méthode a déjà été enseignée et doit être appliquée.
Objectif-obstacle : changement conceptuel visé à partir d’un obstacle repéré.
Institutionnalisation : moment où l’enseignant formule le savoir général à retenir.
Dévolution : phase où l’élève accepte la responsabilité de la recherche.

Le passage des essais à l’écriture

3 x + 5 = 20

montre comment la résolution d’équations peut devenir l’outil le plus adapté pour traiter une famille de problèmes.

Une situation-problème pertinente ne bloque pas totalement l’élève : elle lui permet d’entrer dans la recherche avec ses connaissances actuelles.

La comparaison de plusieurs stratégies aide à faire émerger la nécessité d’un savoir nouveau avant son institutionnalisation.