LES DEMARCHES SCIENTIFIQUES DANS LE CONTEXTE SCOLAIRE

LA PLACE DES ACTIVITES EXPERIMENTALES DANS L’ENSEIGNEMENT DES SCIENCES

L’importance de la réalisation des activités expérimentales au sein de l’enseignement des sciences a été soulignée très tôt dans le système français avec notamment la mise en place dès 1902, dans l’enseignement général des lycées, d’expériences d’élèves appelées « exercices pratiques » ou « travaux pratiques ». Dans le but de comprendre les enjeux de ces activités, tant au niveau épistémologique que didactique, de nombreuses recherches se sont focalisées sur ces pratiques. Bien que les activités expérimentales permettent de motiver les élèves et de favoriser l’apprentissage de connaissances scientifiques, de méthodes et d’attitudes scientifiques , plusieurs de ces travaux ont mis en évidence que ces pratiques s’inscrivent souvent dans des démarches stéréotypées (Coquide, 1998; Darley, 1996; Johsua, 1989; Johsua & Dupin, 1993; Nott & Wellington, 1996; Orlandi, 1991). Ces auteurs constatent que cette démarche se caractérise comme étant de type linéaire et formel conduisant très souvent à des généralisations hâtives, construites selon une approche empirique et inductive. Dans cette perspective, l’élève est le responsable de l’exécution des manipulations qui lui sont prescrites. Il doit effectuer des observations et des mesures. L’étude menée par Schneeberger et Rodriguez (1999b) présente un exemple illustratif de ces constats. 

LA DIMENSION EXPERIMENTALE DANS LE CADRE D’UNE DEMARCHE D’INVESTIGATION : LE CONTEXTE INSTITUTIONNEL

Depuis quelques années, divers rapports internationaux (Rocard et al., 2007) comme nationaux (Ourisson, 2002; Rolland, 2006) relatifs à l’enseignement des sciences révèlent la présence de lacunes chez les élèves dans le traitement des problèmes scientifiques ainsi qu’une désaffection des jeunes pour les filières scientifiques. Ces constats ont conduit plusieurs pays européens à se questionner sur la manière dont les sciences sont enseignées et à repenser l’enseignement des sciences afin de les rendre plus attractives pour les élèves. Ainsi, un groupe d’experts de la commission européenne, présidé par Michel Rocard recommande d’instaurer une approche de l’enseignement scientifique fondée sur l’investigation, laquelle est présentée sous la dénomination d’«Inquiry-Based Science Education » (IBSE). Cette méthode prescrite dans les textes officiels de plusieurs pays anglo-saxons dans les années quatre-vingt-dix (Council, 1996) est traduite habituellement en français par démarche d’investigation. Par définition, une investigation est un processus intentionnel de diagnostic des problèmes, de critique des expériences réalisées, de distinction entre des alternatives possibles, de planification des recherches, de recherche d’hypothèses, de recherche d’information, de construction de modèles, de débat avec des pairs et de formulation d’arguments cohérents (Linn, 2013). Cette approche met l’accent sur le développement de compétences, sur la construction de concepts scientifiques, ainsi que sur la motivation des élèves. De cette manière, les finalités de l’enseignement des sciences évoluent : l’acquisition des connaissances est reconsidérée en faveur d’un enseignement cherchant à développer chez les élèves des démarches, des attitudes et une culture scientifique. 

LA MISE EN ŒUVRE DE LA DEMARCHE EXPERIMENTALE D’INVESTIGATION : ENJEUX ET DIFFICULTES

Les travaux présentés lors de journées internationales relatives à la mise en place d’une démarche expérimentale d’investigation en classes par Loisy, Trgalova, & Monod-Ansaldi (2010) mettent en 8 évidence que les enseignants ont encore tendance à beaucoup guider les élèves en les rendant passifs lors de la conduite de la démarche (Calmettes, 2010). Voyons plus précisément comment cela se joue au niveau des différentes étapes concernées lors d’une démarche expérimentale d’investigation. Mathé et al. (2008) se sont intéressés à l’étude de la manière dont la démarche expérimentale d’investigation, telle qu’elle est décrite dans les programmes, constitue une transposition des démarches scientifiques. A ce propos, ils analysent les fiches rédigées par des enseignants, lesquelles sont mises à disposition sur les sites académiques. Ils critiquent principalement la contextualisation du problème. Selon ces auteurs, cette contextualisation procède par de nombreux cas de « mises en récit », présentées sous forme textuelle, iconographique ou vidéo lesquelles révèlent souvent un caractère enfantin. Cet aspect a été souligné auparavant par Bomchil et Darley (1998) qui ont mené une analyse d’une séquence d’enseignement portant sur l’hydrolyse de l’amidon par l’amylase salivaire en classe de troisième. Ils déclarent l’aspect artificiel des problèmes posés en classe de science et le fait que l’élève est souvent exclu de sa formulation. En effet, l’enseignant est celui qui prend en charge l’énonciation du problème, tout en imposant aux élèves la prise en compte d’un ensemble de données considérées par lui comme étant essentielles.