6. La démarche d'investigation et la problématisation
1. L'évolution de l'enseignement des sciences
« Aujourd’hui, la priorité n’est plus « d’enseigner » des contenus scientifiques ou techniques. Les connaissances sont accessibles partout. La priorité est plutôt, au travers des sciences et des techniques, d’introduire chez l’élève une disponibilité, une ouverture sur les savoirs ; une curiosité d’aller vers ce qui n’est pas évident ou familier » (André Giordan, 2016). Ces propos témoignent de l’importante évolution que l’enseignement des sciences est en train de subir.
L’enseignement des sciences aujourd’hui : un héritage du siècle passé
L’enseignement des sciences est le fruit d’une évolution des principes et des fondements épistémologiques, pédagogiques et didactiques, influencés par des contextes historiques. En effet, les enjeux de société ont eu une incidence considérable sur les grandes orientations en matière d’enseignement des sciences. Des modes de vie, essentiellement ruraux au début du siècle dernier, aux questions environnementales qui ont jalonné la fin du XXe siècle et le début du XXIe siècle, en passant par les deux guerres mondiales, le développement des technologies avec la conquête spatiale, le développement des médias (télévision, ordinateurs, internet) et l’explosion des connaissances scientifiques, ces différents contextes sont en train de transformer radicalement l’enseignement des sciences.
Parallèlement, le début du XXe siècle a été marqué par l’apparition des sciences de l’éducation avec la création de différents centres de recherche et d’instituts ayant pour objet les sciences de l’apprentissage. Depuis maintenant plus d’un siècle, différentes figures marquantes, comme Binet, Claparède, Ferrière, Dewey, Freinet ou Piaget, ont permis de mieux connaître les processus d’apprentissage et de développer des théories de l’apprentissage qui ont servi de bases à la didactique des sciences et de cadre théorique aux dispositions institutionnelles touchant l’enseignement des sciences.
L’enseignement des sciences se décline en quatre grands mouvements distincts qui, dans une logique chronologique, se sont succédé dans les directives et les programmes, mais qui, dans les faits, ont coexisté et coexistent encore :
- la leçon de choses ;
- la pédagogie de l’éveil ;
- la démarche expérimentale ;
- la démarche d’investigation.
Voici les grandes étapes de l'enseignement des sciences au cours du siècle dernier :
Résumé écrit : "Histoire de l'enseignement des sciences"
Ces quatre approches sont très différentes, car elles poursuivent des objectifs très différents et parce qu’elles recourent à des méthodes pédagogiques distinctes.
Or, toutes ces approches se retrouvent dans les pratiques actuelles et ne sont pas toujours mobilisées à bon escient.
Dès lors, il semble prometteur dans l’enseignement des sciences de clarifier les objectifs d’apprentissage qui sous-tendent les différentes méthodes d’enseignement qui ont jalonné le siècle dernier. Il apparaît par ailleurs pertinent de requestionner les orientations actuelles et la place des démarches scientifiques.
Qu’elles soient inductives, hypothético-déductives ou par investigation, les démarches pédagogiques, si elles ont leur intérêt, sont très éloignées des pratiques scientifiques de références, puisqu’ayant subi des adaptations aux contraintes du milieu scolaire. Ainsi, toutes ces démarches ne sont, comme l’affirme André Giordan (Giordan, 1999), que des reconstructions a posteriori où l’enjeu consiste, comme le signalent Coquidé, Fortin et Rumelhard (Coquidé, Fortin, & Rumelhard, 2009), à faire découvrir aux élèves des notions et des concepts scientifiques identifiés par le maître, et donc où toute la démarche est canalisée et conditionnée par l’atteinte de ces connaissances scientifiques. Ces démarches pédagogiques ont donc été détournées de leur mission première consistant à faire découvrir aux élèves les différentes méthodes régissant les approches scientifiques.
À l’heure actuelle, l’enseignement des sciences consiste donc non pas à mettre de côté ces méthodes pédagogiques, mais plutôt à mieux comprendre leurs intentions et à proposer aux élèves des démarches diversifiées, en adéquation avec leurs différents fondements théoriques, pédagogiques et épistémologiques.
C'est ce qui constitue les bases de la démarche d'investigation.
2. La démarche d'investigation et la problématisation
Qu'est-ce que la démarche d'investigation ? Qu'est-ce que la problématisation ?
Visionnez cette vidéo - Philippe Hertig - Professeur à la Haute École Pédagogique du canton de Vaud
Vidéo réalisée dans le cadre du MOOC "Education à l'Environnement et au Développement Durable" proposé en automne 2017 par l'Université virtuelle environnement et développement durable (UVED - FUN-MOOC), sous la responsabilité scientifique de Francine Pellaud, professeur à la Haute École Pédagogique de Fribourg (Suisse).
3. Problématiser
Tâches, consignes et problématisation
Visionnez cette vidéo - Quel sens aux apprentissages en sciences de la nature ?
Cette vidéo nous montre d'une part l'importance de la définition de la tâche, grâce à des consignes précises, et d'autre part, que la compréhension des tâches n'implique pas une compréhension des objectifs, des finalités des activités.
Les élèves appliquent les consignes sans donner du sens aux apprentissages. Sans en dégager une problématique scientifique, sans identifier les enjeux d'apprentissage.
Il est donc essentiel de construire avec les élèves, et ce pour chaque séquence d'enseignement, une problématique qui permettra de centrer l'attention des élèves sur des objectifs à poursuivre... ...et ainsi donner du sens aux apprentissages.
Mais les problématiques ne sont pas toujours évidentes à dégager... ...d'autant plus qu'elles dépendent de nombreux facteurs, notamment des visées prioritaires fixées par l'enseignement des sciences, mais aussi des représentations de chacun sur l'enseignement des sciences.
Il est important de s'exercer à identifiez des problématiques qui tiennent compte des 5 visées prioritaires explicitées dans le module 1 :
1) de comprendre ce que sont les sciences aujourd'hui (contexte, enjeux de société, explosion des connaissances, pensée systémique, ...), comment elles se sont construites et ont évolué au cours du temps...
2) de développer une attitude scientifique et de s'approprier différentes démarches scientifiques...
3) de construire des outils propres aux sciences et d'apprendre à les utiliser...
4) de construire des notions scientifiques et des connaissances conceptuelles...
5) de s'approprier une culture générale en sciences (prendre conscience de la place des sciences dans notre société, apprendre à rechercher et à traiter des informations, développer l'esprit critique)...
Une première étape : identifier les problématiques
C'est là que les compétences de l'enseignant ont un rôle déterminant, puisque c'est en observant et en écoutant les élèves, qu'il pourra identifier leurs interrogations, leurs difficultés, les obstacles et ainsi dégager une ou des problématique(s) pertinente(s).
Visionnez cette vidéo - Comment identifier des problématiques et les exploiter
Comment poursuivre cette activité ? Comment s'appuyer sur les propositions des élèves pour construire une ou des problématique(s) pertinente(s) ? Quelles activités permettront par la suite de travailler sur cette/ces problématique(s) ?
Écrivez vos réponses et votre réflexion.
Quelques pistes en guise de correctif - Visionnez cette vidéo : Comment identifier des problématiques et les exploiter
Fiches en lien avec la vidéo
La séquence sur les fruits - Guide pédagogique
La séquence sur les fruits - Fiche pour les élèves
Lien avec Odysséo : Enquête 34
Une problématique centrale concerne donc la pertinence des différents critères retenus. Il s'agit de faire comprendre aux élèves que certains critères sont subjectifs et que d'autres sont difficilement généralisables... ...et les amener vers des critères scientifiques (reposant sur l'actuelle classification animale et végétale). Il s'agit également de mettre en relation les critères choisis et leur objectif respectif.
Il est également pertinent de travailler avec les élèves la différence entre "trier", "ranger" et "classer", puisque ces outils cognitifs sont utilisés fréquemment en sciences. On y reviendra dans le module 3.
La suite de la séquence devrait permettre donc de travailler ces différents éléments.
En retenant la classification "Fruits secs/charnus" puis, "drupes" (avec un noyau) / "baie" (avec des pépins) on pose les bases de la classification phylogénétique des végétaux (des êtres vivants en général), qui sera étudiée dans la suite de la scolarité.
4. Quelques activités permettant de susciter des interrogations et ainsi dégager des problématiques pertinentes
Visionnez cette vidéo - Une activité pour problématiser
Fiche évoquée dans la vidéo
Comment grandissent les animaux - Une photo pour interroger
Lien avec Odysséo : Enquête 40
Lien avec les moyens valaisans : Cycle de vie 5H
Dans le module 3, vous pourrez découvrir quelques activités touchant différents thèmes et qui seront commentées afin d'identifier des activités diversifiées.
5. Ressources complémentaires
Compléments didactiques
Les conceptions : des obstacles à la compréhension - André Giordan - Université de Genève
La motivation interne - André Giordan - Université de Genève
Christian Orange, 2005. Problématisation et conceptualisation en sciences et dans les apprentissages scientifiques. CERSE - Université de Caen. Document en PDF
Fiches complémentaires en lien avec le module
Une problématique sur le mouvement des planètes - Guide pédagogique
Une problématique sur le mouvement des planètes - Fiches pour les élèves
Pour en savoir plus
C'est pas sorcier - Fruits et légumes