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(extraits de l'intervention de
Maryline COQUIDE, univ. Rouen, à Paris, novembre 2001)
Les
contenus scientifiques des ateliers, pouvant être très variés et sans
programme préétabli, importent moins que l'occasion qui est donnée aux
jeunes, à travers les manipulations, les expérimentations, les réalisations
et les symbolisations, de réussir. Cependant, il semble important que les démarches
soient aussi fidèles que possible aux caractéristiques d'une formation
scientifique et technique authentique. Faire des
sciences, c'est s'interroger sur les objets et les phénomènes, c'est se méfier
des explications premières et spontanées, c'est apprendre à regarder au-delà
des apparences, c'est rechercher plusieurs solutions possibles à un problème,
et confronter ces solutions au réel et à autrui.
L'effectif
restreint des ateliers représente une facilité pour impulser les
"recherches" ou les "investigations" des jeunes, avec leur
mise en activité effective (pratiques de manipulation, de construction, d'expérimentation
et d'enquête). Le temps prolongé consacré aux ateliers autorise, par
ailleurs, la mise en œuvre d'une véritable démarche scientifique (problématisation,
élaboration d'hypothèses, conception et réalisation de protocoles,
communication, discussion), incluant des moments d'exploration, de tâtonnement,
des moments de mise à l'épreuve des idées et de validation.
La
construction de problèmes scientifiques est rarement envisagée en tant que
telle en classe. Déjà au début du siècle pourtant, Dewey (1938) puis les
militants de l'Education nouvelle argumentaient de l'importance de construire
des problèmes qui aient du sens pour les élèves. Le fonctionnement des
ateliers peut représenter une occasion de développer un réel questionnement,
de susciter des échanges avec les jeunes. Sans doute serait-il utile de réfléchir
à des contextes, à des activités et à des mises en situations qui
sollicitent un questionnement scientifique. En outre, les approches techniques
sollicitant des démarches de conception et de réalisation peuvent être
valorisées.
Toute
science expérimentale nécessite l'articulation d'un système matériel et d'un
système intellectuel. Dans les enjeux de pratiques de laboratoire, soulignons
l'importance de l'instrumentation et
des écrits, comme moments dans le
rapport expérimental. La rationalité expérimentale ne peut jamais se réduire
à la seule logique, avec :
l'importance
qui doit être donnée à la matérialité
;
l'importance
des dynamismes entre divers moments : tout processus de recherche, en
effet, nécessite l'articulation de différentes postures, depuis
l'expérience "vécue", en passant par les pratiques empiriques plus
ou moins contrôlées et systématiques (exploration et enquête), jusqu'aux
pratiques expérimentales, et l'articulation, dans les investigations, de
recherche documentaire et de recherche expérimentale ;
ce
qui conduit à une vision élargie de l'expérience scientifique, avancée par Legay
(1997), et qui inclut de façon très interactive, la démarche d'enquête,
l'observation active, l'application de techniques, l'expérimentation et la modélisation.
Il
semble possible de développer, dans le cadre de ces ateliers :
des
situations de familiarisation pratique des jeunes à des objets et à des phénomènes
scientifiques et techniques,
des
situations, qui laissent le temps d'une réelle expérimentation, avec des
contraintes de résistance du réel à surmonter.
Dans
les travaux pratiques en classe, en effet, le réel est le plus souvent aménagé
et structuré pour que "ça marche" et pour que soit occulté tout ce
qui pourrait conduire à douter du modèle enseigné. Les incidents critiques,
les pannes, les résultats non attendus et tout ce qui fait que le réel résiste
à l'investigation constituent cependant un élément important dans le déroulement
d'un TP (Coquidé, Bourgeois, Salviat, 1999).
Leurs modes de gestion, par les élèves ou par les enseignants, sont en
relation avec l'image de sciences expérimentales, et l'histoire des sciences
nous apprend que le réel ne se laisse pas facilement conceptualiser, ni modéliser
; elle rend compte de la nécessité de construction en synergie d'une problématique,
d'une théorie, de tâches et d'outils (Clarke et Fujimura, 1996).
Par
ailleurs, les activités scolaires expérimentales mettent en avant le plus
souvent une causalité linéaire stricte, inspirée du paradigme bernardien fondé
sur la relation "une cause égale un
effet", une conception de protocole du type présence ou absence, et la
nécessité d'un témoin. Ce paradigme ne permet cependant pas d'envisager des
causalités pluri-factorielles, pour lesquelles des protocoles de type covariations sont nécessaires, comme dans l'approche expérimentale
des interactions écologiques ou dans celle de l'absorption de l'eau par les végétaux.
Plutôt qu'un paradigme bernardien d'expérimentation, nous sommes conduits à
retenir la vision élargie de l'expérience. C'est, par exemple, le cas dans la
démarche de modélisation du fonctionnement d'un membre ou dans l'élaboration
et l'utilisation d'un terrarium. La compréhension de l'environnement ou bien
encore les essais de reconstitution de milieu (terrarium, aquarium) peuvent
aussi favoriser une investigation expérimentale et modélisante du vivant dans
sa complexité.
Pour
permettre d'articuler les fonctions et les formes scolaires des activités expérimentales,
j'ai proposé de distinguer trois modes
didactiques (Coquidé, 1998).
Mode
d'expérience-action ou d'expérienciation
Le
mode d'expérience-action, ou d'expérienciation,
permet aux élèves d'explorer et d'agir, à travers des situations variées et
diversifiées, avec des finalités de familiarisation pratique à des objets, à
des phénomènes, et à des instruments scientifiques et techniques. Les rôles
de l'enseignant sont donc de penser les aménagements, les situations ou les
interventions qui permettront une fécondité. Mais aussi de favoriser les
comparaisons, de relancer le questionnement, d'introduire le doute, d'aider à
reformuler et de favoriser les apprentissages d'ordre pratique.
Mode
d'expérience-objet ou d'expérimentation
Le
mode d'expérience-objet, ou
d'expérimentation, facilite la compréhension des pratiques effectives de
la science, avec des articulations indispensables entre moments empiriques et
moments expérimentaux dans l'investigation, et une importance particulière
donnée au raisonnement, à la méthodologie, et à la validité des
conclusions. Il s'agit de confronter les élèves à un réel peu aménagé, de
les aider à problématiser ou à émettre un projet, de favoriser la mise en œuvre
effective des investigations, de favoriser les dynamismes et les confrontations,
de distinguer un guidage pédagogique d'exploration et un guidage pédagogique
de validation, et d'inciter les élèves à réfléchir sur les démarches et
sur les raisonnements.
Le
dispositif des parcours sciences expérimentales et technologiques offre un
cadre privilégié pour mettre en œuvre une telle investigation empirique, en
donnant la possibilité de réaliser de longues expériences, de s'affronter à
la résistance du réel et de faciliter une meilleure compréhension de certains
aspects du travail scientifique.
Mode
d'expérience-outil ou d'expérience-validation
L'expérience,
dans ce mode, peut être considérée comme un outil mis au service de l'élaboration
théorique, pour la construction de concepts ou de modèles. Les expériences
sont envisagées dans un cadre d'apprentissage conceptuel systématique, et ce
mode est plus développé dans les travaux pratiques. Il s'agit de mettre à l'épreuve
les constructions intellectuelles, pour en éprouver la pertinence et le domaine
de validité. Remarquons qu'ici la résistance du réel est souvent estompée,
par aménagement ou par aide directe de l'enseignant.
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