See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/236025667 Didactique des sciences et démarches d'investigation : références, représentations, pratiques et formation Book · January 2012 CITATIONS READS 15 4,876 1 author: Bernard Calmettes Université Toulouse II - Jean Jaurès 50 PUBLICATIONS 168 CITATIONS SEE PROFILE Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Épistémologie des recherches en didactique des sciences View project Inquiry based science teaching and professional development View project All content following this page was uploaded by Bernard Calmettes on 29 May 2019. The user has requested enhancement of the downloaded file. 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. * 1 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 : 2 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 3 l’institutionnalisation et les mises en œuvre en classe des démarches d’investigation en France et de leurs voisines anglosaxonnes. 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. 4 2. Analyse des références aux démarches d’investigation La première partie est consacrée à l’analyse des références des démarches d’investigation, ou de certains de ses équivalents anglosaxons, dans des curriculums ou des standards scientifiques, aux USA, en Suisse et en France. Le premier chapitre est écrit par Michèle Dell’ Angelo, Maryline Coquidé et Nathalie Magneron (UMR STEF, ENS Cachan et IFé Lyon). Les auteures explorent de manière systématique les déclinaisons curriculaires en sciences et en technologie dans les différents pays. Les auteures mettent en évidence l’importance des contextes historiques, culturels, politiques, sociétaux et éducatifs, dans les propositions institutionnelles. Elles questionnent les tensions entre les finalités exprimées, les contenus des programmes et les modalités d’évaluation. Elles portent ainsi intérêt, en ce qui concerne la France, à l’influence de la co-introduction des démarches d’investigation et du socle commun de connaissances et de compétences, associé à de nouveaux outils d’évaluation des élèves. Elles mettent alors en évidence la dérive possible vers une démarche d’investigation stéréotypée, c’est-à-dire finalement plutôt vers la mise en œuvre d’une méthode de travail en sciences qu’à une démarche de recherche. Jean-Luc Dorier (responsable de l’équipe DiMaGe, Université de Genève) propose un chapitre portant sur les démarches d’investigation en classe de mathématiques. Ses interrogations portent d’abord sur la possibilité (ou l’impossibilité) d’amalgamer les enseignements de mathématiques avec les enseignements des autres sciences (sciences physiques, sciences de la nature et de la vie) et de relier finalement, au moins en mathématiques, les démarches d’investigation et la résolution de problème. L’auteur, ayant relevé les nombreux résultats de recherche mettant en évidence les difficultés de gestion de activités de résolution de problème en classe, s’intéresse alors aux nécessités de formation des enseignants à ces démarches. Il explique comment des chercheurs participent depuis longtemps à la 5 réflexion sur cette mission par la mise en œuvre de différents projets au niveau international. Jean-Luc Dorier, après avoir rappelé les propositions antérieures théoriques didactiques ayant trait à des problématiques voisines de celles liées à l’investigation ou à la résolution de problème (théorie des situations didactiques, théorie anthropologique du didactique, théorie des champs conceptuels, emprunts à l’ergonomie cognitive), présente de nouvelles approches permettant d’analyser ou/et de proposer des activités en classe. 3. Représentations des acteurs : stéréotypes de genre et références épistémologiques Le premier chapitre de cette partie est écrit par Ludovic Morge et Marie-Christine Toczek (laboratoire ACTé, Université Blaise Pascal, Clermont). Il est consacré à une étude sur les expressions de stéréotypes de genre dans les situations d’entrée des démarches d’investigation. L’hypothèse sous-jacente est que ces stéréotypes de genre participeraient à la désaffection des filles relativement aux études scientifiques, notamment dans l’enseignement supérieur, alors que leurs performances dans ces domaines sont équivalentes à celles des garçons. Cette recherche originale est organisée suivant deux axes. Suivant le premier axe, les auteurs montrent comment les stéréotypes de genre sont (ou peuvent) être exprimés dans les démarches d’investigation, en technologie comme en science (différenciation fille et garçon avec dominance masculine des personnages clés apportant les bonnes solutions et comportements dociles des personnages féminins), entraînant, pour les filles, des orientations négatives dans leurs rapports aux disciplines scientifiques. Suivant le deuxième axe, Ludovic Morge et Marie-Christine Toczek proposent différentes pistes visant d’une part, à faire prendre conscience aux enseignants de la nécessité d’une lecture approfondie des situations qu’ils proposent, en terme de stéréotype de genre ; et, d’autre part, à donner des exemples de situations 6 d’entrée permettant d’éviter l’expression de ces stéréotypes ou de construire des investigations sans situation d’entrée. Le deuxième chapitre de cette partie est proposé par une équipe de chercheurs grenoblois (IUFM de Grenoble, Université de Lyon et Institut Fourier) : Éric Triquet, Michèle Gandit et JeanClaude Guillaud. L’étude présentée vise à repérer les représentations d’enseignants débutants en sciences de la vie et de la terre, en sciences physiques et chimiques ou en mathématiques, stagiaires en IUFM, sur deux domaines : l’épistémologie de la discipline et son enseignement. Les représentations sont caractérisées et analysées à partir de réponses qu’ont données les enseignants à un questionnaire posé en deux moments de l’année de formation, à l’issue des deux premiers mois puis au terme de celle-ci. Les résultats, pour les enseignants en sciences, mettent en évidence des représentations pouvant a priori apparaître comme contradictoires : inductivistes quant à l’approche épistémologique, et favorables aux démarches d’investigation (hypothético-déductif, socio constructivisme). Ces résultats permettent, selon les chercheurs, d’interroger les raisons de l’adhésion des enseignants aux démarches d’investigation. Celle-ci semble finalement davantage fondée sur la demande de l’institution plutôt que sur de véritables raisons épistémologiques et/ou didactiques. Cette espèce de contradiction ne semble majoritairement pas exister dans les représentations des enseignants en mathématiques. Dans ce cas, il y a bien davantage accord dès le départ de la formation entre les conceptions sur la nature de l’activité mathématique et les principes fondateurs des démarches d’investigation. Le troisième chapitre de cette partie est écrit par Lionel Pélissier et Patrice Venturini (UMR EFTS, Université de Toulouse). Les auteurs s’intéressent au rôle que peuvent jouer les démarches d’investigation dans la transmission de savoirs de nature épistémologiques, c’est-à-dire, d’une manière large, de savoirs portant sur les modalités de construction des connaissances scientifiques (créativité, formulation d’hypothèses, objectifs des investigations, rôles des débats, activité crique, place des expérimentations) et sur ce qu’est la science (Nature Of Science), 7 par exemple le fait que les observations sont chargées de théories et dépendent des dispositifs d’étude, que les concepts et les modèles sont construits par l’activité scientifique, ou qu’une relation de dépendance existe entre les théories, les concepts, et les faits et phénomènes scientifiques. Lionel Pélissier et Patrice Venturini expliquent que s’il existe sur ces problématiques un réel intérêt aux USA (recherches et curriculums), en France, si les textes relatifs aux finalités des démarches d’investigation expriment quelques orientations vers des aspects épistémologiques, quasiment plus rien n’est dit par la suite au niveau de ce qu’il est possible de mettre en œuvre dans les classes… S’il y a transmission de tels savoirs, cela n’est que rarement fait de manière explicite, ce qui n’empêche pas pour autant les élèves de construire de manière implicite, à travers l’enseignement qu’ils reçoivent, des représentations sur le fonctionnement et la nature de la science. Les auteurs portent alors intérêt, afin de répondre à leur question de départ (qu’attendre de la démarche d’investigation en matière de transmission de savoirs épistémologiques?) aux conceptions des enseignants dans les domaines épistémologiques et à leur éventuelle influence sur les pratiques dans le cadre curriculaire actuel. Ils posent enfin la nécessité d’une formation épistémologique des enseignants. 4. Pratiques de classes et de formation Dans le premier chapitre de cette partie, je (Bernard Calmettes, UMR EFTS, Université de Toulouse) porte intérêt à un dispositif de formation initiale aux démarches d’investigation destiné à des enseignants débutants. L’analyse porte de manière imbriquée à la fois sur les pratiques ordinaires de formateurs et des professeurs. D’un point de vue méthodologique, les savoirs didactiques professionnels des enseignants débutants sont considérés comme savoirs en construction pendant les séances de formation, et comme fondateurs pendant les séances de classe. 8 L’étude basée sur des observations et des enregistrements de séances, et sur des entretiens avec les différents acteurs, met en évidence au-delà d’une grande diversité dans les pratiques, ce que les enseignants considèrent comme des réussites dans leurs pratiques et ce qui relève, selon eux, de difficultés (notamment la gestion du temps et les conceptions erronées des élèves). L’analyse montre aussi les limites du dispositif de formation, limites que l’on peut relier aux contraintes temporelles fixées, au nombre de professeurs débutants et aux dérives de l’évaluation. Le chapitre suivant est co-signé par Stéphanie Mathé, Cécile de Hosson et Martine Méheut (Université Paris Diderot, Université Paris Est Créteil). Les auteures font d’abord le constat des différentes lectures et interprétations réalisées par les enseignants relativement aux textes officiels portant sur les démarches d’investigation et aux mises en œuvre potentielles (conception de fiches de travail). Elles étudient alors l’impact d’un dispositif de formation à partir de deux questions de recherche : - Comment ont évolué, au cours de la formation, l’appropriation et la mobilisation, par les enseignants, des notions de « conception », d’ « obstacle cognitif » ? - Quelles stratégies les enseignants mettent-ils en place pour concilier les exigences des programmes et les contraintes de terrain? Les auteures relèvent chez les enseignants leurs difficultés à concilier ce qu’ils perçoivent comme des exigences institutionnelles avec les contraintes qui s’imposent à eux. Elles étudient alors leurs réponses, ce qui les conduit finalement à formuler des propositions d’intentions à portée curriculaire. Le dernier chapitre est écrit par Jean-Marie Boilevin, Pascale Brandt-Pomarès, Damien Givry et Alice Pedregosa (Équipe Gestepro, EA ADEF, Université de Provence). Les auteurs analysent un dispositif de formation-recherche dans lesquels des enseignants sont accompagnés par des chercheurs dans leurs mises en œuvre dans les classes des démarches d’investigation et dans leurs réflexions à propos de ces mises en œuvre. L’hypothèse, du point de vue des chercheurs, est que le développement du discours co-construit entre praticiens et chercheurs devrait permettre une meilleure approche des pratiques d’enseignement. 9 La recherche met encore une fois en évidence la multiplicité des interprétations possibles des textes curriculaires et donc la nécessité d’une clarification didactique afin que les enseignants puissent s’approprier les fondements des démarches d’investigation. Ce travail de clarification semble d’autant plus pertinent, selon les auteurs, qu’il amène à apporter des outils de lecture aux enseignants les conduisant à interroger en profondeur leurs pratiques. ---o--Cet ouvrage constitue un état des lieux à propos des recherches sur les démarches d’investigation, plus de cinq ans après leur entrée officielle dans les programmes de Collège en France. Audelà du public formé des praticiens, des étudiants et des chercheurs en didactique et en sciences de l’éducation, il me semble souhaitable que les articles de ce livre puissent toucher des décisionnaires institutionnels afin qu’une large collectivité de réflexion puisse avancer dans des propositions visant à réguler les curriculums en matière de démarches d’investigation, dans l’objectif de conduire davantage de jeunes à d’abord, comprendre les sciences et les technologies dans leurs multiples dimensions (épistémologiques : savoirs et démarches, pratiques, sociales et culturelles) et ensuite, à les orienter vers des études scientifiques ou technologiques. Je tiens à remercier les auteurs pour leur participation et pour leur implication dans cette publication. Merci aussi à mes collègues toulousains, Véronique Bedin et Bernard Fraysse, pour m’avoir aidé dans la conduite de ce projet. Références bibliographiques Calmettes, B. & Boilevin, J.-M. (2010). Les démarches d’investigation dans l’enseignement des sciences et des technologies. Symposium. In Actes du Congrès International de l’AREF. Université de Genève, 13 au 16 septembre 2010. Delserieys Pedregosa, A. & Calmettes, B. (2011). (coord.) Teachers opinion an actions in the Implementation of Inquiry-Based Science. Symposium. Actes du colloque Esera (European Science Education Research Association). Lyon, 5 au 8 septembre 2011. 10 Grangeat, M. (dir.) (2012, sous presse). Le travail collectif dans les enseignements scientifiques fondés sur les démarches d’investigation : formations, pratiques, effets. Lyon : IFé. École Normale Supérieure. Hulin, M. (1992). Le mirage et la nécessité. Pour une redéfinition de la formation scientifique de base. (Recueil de textes). Paris : Presses de l’ENS et Palais de la Découverte. Loisy, C. ; Trgalova, J. & Monod-Ansaldi, R. (dir.). Actes des Journées Scientifiques DIES 2010 : Ressources et travail collectif dans la mise en place des démarches d’investigation dans l’enseignement des sciences. Lyon : INRP. 24-25 novembre 2010. http://ife.ens-lyon.fr/editions/editions-electroniques/dies2010/ Martinand, J.-L. (1983). Questions pour la recherche : la référence et le possible dans les activités scientifiques scolaires In Actes du Premier Atelier International d’été de recherche en didactique de la Physique. La Londe les Maures : CNRS. pp. 22-/249. 11 View publication stats
