Enseigner une démarche scientifique qui n'est pas ce que pratiquent vraiment les chercheurs ?

Est-il utile d’enseigner une forme idéalisée de la démarche scientifique alors que les scientifiques ne la pratiquent pas vraiment?

Bruno Strasser – François Lombard

Le débat veut faire réagir les participants et sera dynamisée par l’un défendant l’idée qu’il vaudrait mieux enseigner la science comme elle se fait et pas comme on la raconte, l’autre défendant l’idée qu’enseigner une démarche scientifique idéalisée donne aux élèves une compétence utile pour mieux comprendre et agir dans leur monde. Votre participation est attendue avec enthousiasme, surtout si vous n’êtes pas d’accord !

La science ?

La plupart des étudiants semblent penser que la science est une accumulation de faits à propos du monde qui nous entoure, plutôt que des explications – établies par des gens – sur ce monde.
« Most students seem to believe that science is an accumulation of facts about the world, rather than explanations about the world created by people. » (Sandoval,  2003)

La démarche scientifique, … quelle démarche scientifique ?

Fig 1: Une version idéalisée – mais sympathique – de la démarche scientifique  [img] source http://xkcd.com/242/

Une abondante littérature analyse la manière dont la science se fait et comment elle est racontée aux élèves. Une sélection :

• Abd-El-Khalick, Fouad. “Teaching with and About Nature of Science, and Science Teacher Knowledge Domains.” Science & Education 22, no. 9 (August 4, 2012): 2087–2107. doi:10.1007/s11191-012-9520-2.
• Favre, D., & Rancoule, Y. (1993). Peut-on décontextualiser la démarche scientifique ? Aster, 16, 39-60.
• Les notions avant les démarches ? Science Education: Should Facts Come First? débat dans Science sur l’opportunité de traiter d’abord les termes et notions.
• De Vecchi, G. (2006). Enseigner l’expérimental en classe : pour une véritable éducation scientifique Paris: Hachette éducation. extrait-intranet.pdf
• Cariou, J.-Y. (2007). Un projet pour– faire vivre des démarches expérimentales. Paris: Delagrave.
• Millar, R. (2009). Analysing practical activities to assess and improve effectiveness: The Practical Activity Analysis Inventory (PAAI). York: Centre for Innovation and Research in Science Education, University of York.
• Kind P. M., Kind V., Hofstein A. and Wilson J. (2011): Peer argumentation in the school science laboratory: exploring effects of task features. International Journal of Science Education, 33:18, 2527-2558 doi:10.1080/09500693.2010.550952

OHERIC?

André Giordan (1998) a montré combien l’enseignement des sciences était construit autour d’une science idéalisée où les savoirs sont produits par un processus linéaire dont les étapes sont :
Observation, Hypothèse, Expérimentation, Résultats, Interprétation, Conclusion
Il a décrit comment dépasser cette simplification notamment ici
De nombreux documents scolaires – et même certaines activités de chercheurs destinées aux classes – racontent la science comme une variante d’OHERIC …

La démarche scientifique telle qu’on la réécrit dans les articles ?

En fait la structure d’une publication scientifique est assez proche d’OHERIC. Cette reconstruction a posteriori est finalement un genre littéraire très codifié. Des guides de rédaction la décrivent et montrent bien cette structure.

• SciDev.Net : How to write a scientific paper

Cette structure est très efficace pour accéder rapidement à l’information par des lecteurs habitués par leurs études et la lecture de Science, Nature, PNAS etc. à cette structure.  J’avoue apprécier puisqu’elle permet une lecture à plusieurs degrés de profondeur de ces revues dont j’essaye de vos  proposer l’accès à la substantifique moelle la plus pertinente pour l’enseignement.
Cependant cela peut donner l’impression que la science se fait comme elle se raconte ! Pourtant la recherche de mastère que chacun des enseignants de science a effectuée ne s’est sûrement pas déroulée comme elle a été racontée dans le mémoire final !

La science ne se fait pas comme ça ?

La recherche suit des cheminements bien plus hésitants et tortueux que OHERIC…
Par exemple, Bio-Tremplins a retracé avec le Prof M. Strubin le parcours qui mène à une découverte, et une belle publication ( Li, T., Robert, E. I., van Breugel, P. C., Strubin, M., & Zheng, N. 2010). On voit que le cheminement est tout sauf linéaire, et n’était pas du tout anticipé. Il a fallu essayer de nombreuses expériences qui n’ont rien donné, être ouvert à voir le problème sous des angles nouveaux, à faire des liens inattendus avec des travaux d’autres chercheurs.  On est loin de l’image d’Epinal du chercheur qui a une intuition de génie, fait une seule expérience et produit une publication qui relate sa découverte révolutionnaire. Michel Strubin dit  » L’expérience cruciale était vite faite. Et en somme assez bête. Je ne sais même plus pourquoi on a fait cela… » puis un long travail d’étayage conduit à une réécriture linéaire dans la publication

• Le cheminement d’une découverte… le flair et le hasard ?Bio-Tremplins

Cette reconstruction a posteriori d’un processus qui hésite, qui revient, qui est le fait du hasard et qui est très influencé par des considérations sociales, les financements, les thèmes à la mode etc. a fait l’objet de nombreuses recherches. Evidemment si vous vous appelez D. Duboule votre publication n’est pas accueillie par les éditeurs de Nature comme celle de Duschmoll, P. inconnu.

Le Prof Strasser a pas mal publié sur la question et défendra le 27 janvier la position que la science ne se faisant pas comme on la décrit souvent, il serait plus utile de l’enseigner comme elle se fait réellement puisque malgré ses cheminements et ses turpitudes la science avance !

Comprendre la nature de la science, c’est se plonger dans son histoire et sa philosophie, argumentent certains.  Rutherford disait déjà en 1964 :

Science teachers must come to understand just how inquiry is in fact conducted in the sciences. Until science teachers have acquired a rather thorough grounding in the history and philosophy of the sciences they teach, this kind of understanding will elude them, in which event not much progress toward the teaching of science as inquiry an be expected. Rutherford, F. J. (1964)

Une sélection d’articles et d’ouvrages

• Abd-El-Khalick, Fouad. “Teaching with and About Nature of Science, and Science Teacher Knowledge Domains.” Science & Education 22, no. 9 (August 4, 2012): 2087–2107. doi:10.1007/s11191-012-9520-2.
• Latour, B., & Gille, D. (2001). L’espoir de Pandore: pour une version réaliste de l’activité scientifique: La Découverte, Paris.
• Allchin, Douglas. Teaching the Nature of Science, Ships Education Press, 2013.
• Osborne, J. (2010). Arguing to Learn in Science: The Role of Collaborative, Critical Discourse. Science, 328(5977), 463-466. doi: 10.1126/science.1183944
• Pestre, Dominique. Introduction Aux Science Studies. La Découverte. Paris: 2006.
• Vinck, D. (1995). Sociologie des Sciences. Paris: Armand Collin.

La démarche telle qu’on la pratique dans les TP

L’analyse des pratiques dans les TP (De Vecchi, G., 2006, Larcher, C., 1999). révèle souvent un accent très fort sur les manipulations, comme si réussir les gestes du chercheur suffisait à faire de la sciences.Or il ne suffit pas toujours de faire pour apprendre, il faut que cela remonte de la main au cerveau disait Astolfi.

• De Vecchi, G. (2006). Enseigner l’expérimental en classe : pour une véritable éducation scientifique Paris: Hachette éducation. extraits intranet.pdf

Fig 3: Une représentation typique de « la chercheure » [img] source www.forma-search.com/

En fait ce qu’on fait faire aux élèves contribue à former leur représentation de ce qu’est la science.Ce que nous faisons réellement faire aux élèves détermine ce qu’ils apprendront de la démarche scientifique. S’ils manipulent sans comprendre, il est à craindre que leur image de la science soit assez mitigée …

Apprendre une démarche scientifique idéalisée peut-il être utile ?

Je défendrai l’idée qu’il est utile d’apprendre la manière scientifique –  idéalisée – de décider ce qu’on accepte de croire. Que d’apprendre aux élèves à -se- demander « mais comment on a fait pour obtenir ce résultat ? » ou   » à quel type de situation cette conclusion / ce modèle / cette affirmation s’applique-t-elle ? »
Je discuterais si tenter de la pratiquer de manière formelle développerait des outils de pensée: tenter de séparer les données des interprétations par exemple, discuter les résultats à la lumière des méthodes de mesures, etc
Des outils qui aident à  » comprendre et agir dans le monde  »  l’objectif assigné aux sciences par le PER.
Je discuterai si apprendre une méthode de justification – idéalisée Toulmin (1958)- est utile aux élèves comme un outil de pensée ?  Est-ce que cela aide à  » comprendre et agir dans le monde  »  l’objectif assigné aux sciences par le PER. 

Fig 4: la science est une manière de justifier des affirmations  [img] source :Toulmin, in Osborne, J. (2010).

Je discuterai si voir la science comme une démarche de production de modèles et les explications proposées aux cours comme des modèles (hypothétiques, modifiables, de portée limitée et pertinent à certains problèmes Martinand, J. L. (1996)) est utile pour un futur citoyen ? En tous cas cela renvoie é la compétence centrale du domaine MSN du Plan d’Etudes Romand PER.

J’argumenterai qu’on enseigne bien le français même si les acteurs sociaux et politiques dans notre société, et même la littérature dérogent souvent aux règles de grammaire. Les avoir appris est formateur…

Venez surtout si vous n’êtes pas d’accord ! Venez apporter votre réflexion au débat

La sciences se fait autrement qu’elle est enseignée, vraiment ?
Faut-il enseigner de la même manière que se fait la science ? Si oui, de laquelle des manières de faire ?
Est-il défendable d’apprendre une méthode de justification idéalisée comme un outil de pensée parce qu’elle est utile ?

Chercheurs, enseignants, animateurs,  venez le 27 janvier au picnic DidaSciences salle 225 pavillon mail pour débattre de cette question…