Teaching and Learning High School Physics in Kenyan Classrooms Using Analogies

Abstract

This study provides insights into the nature of the analogies deployed by Kenyan physics teachers and generated by students in class. The analogies looked at (both teacher- and student-generated) were largely environmental (drawn from students’ socio-cultural environment), anthropomorphic (life and human characteristics ascribed to analogues), and to a limited extent, scientific (analogue and target are science concepts). In some cases, anthropomorphic analogies proved problematic for students, sometimes resulting in serious misconceptions. Good analogy use is based on clear identification of matching and non-matching features of the analogue-target structure. Several models, including the General Model for Analogy Teaching (GMAT), Teaching with Analogy (TWA) and Working with Analogies (WWA) are discussed in this paper, with a view to providing a lens through which analogies can be understood. To transform students’ understanding from cultural belief systems to the science system of thinking, while respecting their socio-cultural backgrounds, can be a daunting task. Where it proves problematic for the students to ‘decamp’ from indigenous ways of reasoning, then collateral learning may be considered.

Résumé

Une analogie comprend deux composantes : l’analogue, c’est-à-dire la notion familière ou connue, et la cible, c’est-à-dire le concept nouveau, non encore familier. Elle est un outil fort utilisé en enseignement des matières scientifiques. Nécessairement, les analogues et les cibles sont tirés de domaines différents; seules les similarités sont exploitées pour entraîner une compréhension de la cible grâce au repérage, dans l’analogue, des caractéristiques ou attributs ayant des correspondants dans la cible. En d’autres termes, on se sert de la compréhension de l’analogue pour expliquer la cible.

Les analogies ont des caractéristiques différentes selon la personne qui les a formulé et le contexte dans lequel elles sont utilisées. Le cas illustré dans cet article vise à éclairer la nature des analogies que les enseignants de physique kényens utilisent pour expliquer les concepts de la physique à leurs élèves de niveau deux (2) (≪ Form 2 ≫, équivalent de la troisième secondaire). Il vaut la peine de souligner que les écoles du Kenya suivent un curriculum commun centralisé et qu’elles ont l’anglais comme langue d’enseignement. La langue d’instruction est un facteur clé qui influence la nature des analogies utilisées par les enseignants et les étudiants.

Les données ont été recueillies grâce à l’observation de trois classes de physique de niveau deux (2) sur une période de 14 semaines. De plus, les manuels, les programmes et les annotations des enseignants ont été recueillis et analysés. On a également réalisé des entrevues informelles avec les enseignants et avec certains étudiants ou groupes d’étudiants choisis au hasard. Au cours de la période d’observation, trois sujets principaux ont été enseignés : l’électricité, la cinématique et les machines. La plupart des analogies enregistrées concernaient l’électricité. Onze d’entre elles sont analysées dans cet article selon les modèles suivants : le GMAT de Zeitoun (Model for Analogical Teaching) (1984), le TWA de Glynn (Teaching with Analogies) (1991) et le WWA de Nashon (Working with Analogies) (2000).

Les analogies (générées soit par les enseignants, soit par les étudiants) étaient en grande partie environnementales (dérivées du milieu socioculturel de l’étudiant), anthropomorphiques (attribuant à l’analogue des caractéristiques humaines ou biólogiques) et, dans une faible mesure, scientifiques (où l’analogue et la cible sont tous deux des concepts scientifiques). Dans certains cas, les analogies anthropomorphiques se sont avérées difficiles pour les étudiants et ont parfois conduit à de graves erreurs conceptuelles. Dans cet article, les analogies anthropomorphiques sont considérées comme environnementales, car elles restent liées aux contextes locaux et culturels. De telles analogies ne devraient être utilisées que dans le cas où les étudiants n’ont guère une connaissance scientifique préalable suffisante pour qu’on puisse en dériver des analogues. Si les étudiants possèdent déjà cette connaissance, les enseignants devraient s’efforcer d’utiliser ou d’exploiter des analogies scientifiques. On note un manque de systématicité évident dans la construction et l’exposition des analogies chez les enseignants en raison de leur incapacité d’exploiter les modèles structurels théoriques comme le GMAT, le TWA ou le WWA. Peu d’enseignants se sont servis d’une stratégie adéquate pour effectuer le passage de l’anthropomorphique au scientifique. L’auteur recommande que l’analogue et la cible soient dé-liés et que la signification de la cible serve à consolider la solution du problème. Une telle dissociation évitera que les étudiants ne confondent le sens de l’analogue et celui de la cible.