Didactique des sciences et démarches d'investigation

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Didactique des sciences et démarches d'investigation : références,
représentations, pratiques et formation
Book · January 2012
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Bernard Calmettes
Université Toulouse II - Jean Jaurès
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PRÉSENTATION
LES DÉMARCHES D’INVESTIGATION : LA
RÉFÉRENCE ET LE POSSIBLE, LE MIRAGE
ET LA NÉCESSITÉ
Bernard Calmettes*
1. La recherche sur les démarches d’investigation ou la
problématique d’une complexité
J’emprunte les formulations du titre de cette présentation à deux
auteurs qui ont marqué le questionnement et la recherche sur
l’enseignement et l’apprentissage scientifiques. Il s’agit d’une part
de mettre en évidence que ce questionnement, même s’il a été
remis institutionnellement à l’ordre du jour par les textes relatifs
aux démarches d’investigation, fait partie depuis de nombreuses
années des préoccupations des didacticiens ; et d’autre part, de
montrer, par ces deux exemples, que les réponses apportées
oscillent souvent entre ce qu’il faudrait ou ce qu’il ne faudrait pas
faire (la référence, le mirage), et ce qu’il est nécessaire ou/et
possible de mettre en œuvre en classe.
Martinand (1983) pose, par la formule la référence et le
possible, la question de la (ou des) pratique(s) sociale(s) pouvant
servir de référence(s) pour analyser ou pour proposer des activités
scientifiques et technologiques à l’école. L’auteur interroge ainsi
non seulement la pertinence des contenus à enseigner (les savoirs
inscrits dans les programmes) et les méthodes ou les modalités de
travail en classe (pour enseigner, pour apprendre) mais aussi les
* IUFM-École Interne de l’Université de Toulouse Le Mirail (France), Maître de
Conférences en Didactique des Sciences. UMR EFTS, Université de Toulouse.

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conditions de production des savoirs, les constructions didactiques
permettant les mises en œuvre des savoirs… Mais aussi finalement
les contraintes et les ressources de l’enseignement.
Si l’on peut, selon l’auteur, légitimement tenter de référer les
activités scientifiques à l’école à des activités scientifiques hors
école, dans des milieux de recherche, de construction ou
d’utilisation de concepts ou d’objets scientifiques ou
technologiques (la référence), les conditions matérielles, cognitives
et sociales (durées des séances, types de matériels utilisés, coûts,
nombre d’élèves, niveaux cognitifs, gestion des apprentissages et
évaluations) des activités en classe (le possible) impliquent
immédiatement une idée d’écart entre la référence et le possible.
Mais comment dès lors assurer une légitimité d’ordre scientifique
aux activités de classe ? Autrement dit, comment construire un
possible au plus près de la référence ?
Hulin (1992) reprend ce questionnement avec une autre
orientation et d’autres réponses. Ses réflexions amènent l’auteur à
considérer comme « impossible l’enseignement de la physique
dans le secondaire », si on considère une physique complexe,
« dans son authenticité et son originalité méthodologique » (Hulin,
1992, p. 32). Pour lui, enseigner une physique “authentique”,
même au lycée, correspond donc à un mirage. L’auteur remet en
particulier en question le caractère positiviste et inductiviste des
activités expérimentales habituelles en classe.
Il propose alors, en terme de nécessité, de fonder
l’enseignement, non pas seulement sur un exposé de solutions
scientifiques pour organiser et structurer une vision du monde,
mais aussi sur une réflexion à propos des problématiques
scientifiques (Pourquoi telle question ? Comment y répondre ?) de
manière à rendre cet enseignement « plus explicite quant à la
démarche de nos sciences et à la nature même des problèmes
auxquels elle s’attaque » (Hulin, 1992, p. 102).
Il s’agit, selon Hulin, de construire une nouvelle “physique à
enseigner” (qu’il appelle alors la “protophysique”) qui ne
systématise pas la référence à la pratique de physiciens (cesser de
poursuivre la chimère d’une physique de savants car la physique
des physiciens ne s’enseigne pas), et de repenser l’ensemble des
conditions de travail et des outils à disposition des enseignants :

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objectifs, programmes, moyens, références aux problématiques du
quotidien y compris sociales, rôles de l’expérience, place des
modèles et des formalisations. Pour l’auteur, ce qu’il faut
contribuer à former, c’est « un esprit qui reste curieux, ouvert,
critique, actif » (Hulin, 1992, p. 320).
L’interrogation et les réponses apportées par Martinand et Hulin
relativement à la légitimité, aux constructions et aux contenus des
disciplines scolaires scientifiques et technologiques, sont
aujourd’hui renouvelées par l’institutionnalisation des démarches
d’investigation dans des contextes internationaux, sociétaux,
pédagogiques et didactiques dont Venturini a rappelé, en préface
de cet ouvrage, les principales caractéristiques.
Les démarches d’investigation sont censées pouvoir redonner
une vie aux activités scientifiques (au sens large : sciences
expérimentales et mathématiques) et technologiques à l’école, au
collège et au lycée, de manière à entraîner les élèves dans les
apprentissages en provoquant des questionnements, en donnant aux
modalités de construction des savoirs des spécificités que l’on
retrouverait dans les activités des scientifiques, ou au moins dans
ce qui constitue une épistémologie des savoirs scientifiques.
Ce sont par exemple la problématisation, la formulation
d’hypothèses ou de conjectures, la validation ou la preuve, la
relation entre théorie, modèle et phénomènes, le rôle des
expériences et des mesurages, la place des débats argumentatifs…
Mais ces aspects épistémologiques relèvent aussi de qualités plus
difficiles à cerner et à évaluer : curiosité, imagination, initiative,
participation ou collaboration à des projets, autonomie.
Ces vertus, que les institutions formulent de manière voisine
dans les textes officiels relatifs aux démarches d’investigation,
constitueraient en quelque sorte le nécessaire et le possible
permettant de construire et de mettre en œuvre un enseignement
des sciences et des technologies susceptible d’apporter aux élèves
la motivation et l’intérêt pour une poursuite d’études dans ces
disciplines.
Des finalités aux mises en œuvre… il y a tout un monde à
explorer et à étudier. Les articles de ce présent ouvrage participent
à la réflexion didactique sur les idéalités et les réalités, les
références et les possibles, les mirages et les nécessités, portés par

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l’institutionnalisation et les mises en œuvre en classe des
démarches d’investigation en France et de leurs voisines anglo-
saxonnes. Ce voisinage est en partie lisible par les différents
acronymes utilisés, qui marquent parfois l’orientation prise sur un
des divers aspects de l’investigation scientifique à l’école : les
références épistémologiques (Inquiry Based Science Education),
l’enseignement (Inquiry Based Teaching, Inquiry Based
Instruction), l’apprentissage (Inquiry Based Learning).
Ce livre fait suite à une rencontre de chercheurs organisée dans
le cadre d’un symposium, en partenariat avec l’ARDIST
(Association pour la Recherche en Didactique des Sciences et des
Technologies), lors du Colloque de l’AREF (Association
internationale pour la Recherche sur l’Éducation et la Formation) à
Genève en septembre 2010. L’objectif de ce symposium était de
faire un état des lieux et d’apporter des réflexions sur les
démarches d’investigation : références, mises en œuvre dans les
classes et formation (Calmettes & Boilevin, 2010).
Cette rencontre a été à l’origine de nombreux échanges ayant pu
être concrétisés en d’autres occasions, notamment lors des journées
d’étude organisées par l’INRP (Institut National de Recherche
Pédagogique) à Lyon en octobre 2010 (, 2010), lors des deuxièmes
journées d’études internationales organisées pour le projet S-Team
(Science Teacher Education Advanced Methods) à Grenoble en
mai 2011 (Grangeat, 2011), lors d’un symposium organisé avec le
soutien de l’ARDIST, pendant le colloque international Esera
(European Science Education Research Association) à Lyon, en
septembre 2011 (Delserieys & Calmettes, 2011).
L’ouvrage est organisé en trois parties dans lesquelles ces
thématiques sont abordées suivant différents axes, respectivement :
- Les références aux démarches d’investigation dans les
textes curriculaires ;
- Les représentations des acteurs quant aux stéréotypes de
genre et aux références épistémologiques dans les
démarches d’investigation ;
- Les pratiques d’enseignement et de formation.