Introduction et balises
De manière générale, les didactiques disciplinaires se sont construites sur deux champs de la connaissance humaine : la psychologie et l’épistémologie. Ce dernier champ désigne la manière dont se construisent les connaissances humaines. Dans le cadre d’un enseignement des sciences, il parait donc important que les élèves se rendent compte de la manière dont se construisent les savoirs scientifiques, en plus d’acquérir des savoirs.
D’autre part, il paraît important que les enseignants eux-mêmes soient initiés à l’épistémologie des sciences afin d’en imprégner leurs enseignements et de véhiculer une image des sciences adéquate. Il peut s’agir, entre autres, de mobiliser les élèves dans des activités scientifiques trop peu réalisées mais pourtant épistémologiquement ou historiquement pertinentes : débat sur une controverse scientifique avant de mener une investigation ; modélisation à priori d’un phénomène ; etc. Ou encore d’éviter des dérives maintenant classiques, comme de concevoir l’observation scientifique comme étant neutre et réalisée hors de tout cadre de pensée ; ou de réduire l’activité scientifique aux seules phases d’expérimentations.
L’épistémologie peut donc intéresser les praticiens et les formateurs comme enseignement à faire en soi autant que orienter les enseignements et penser la didactique à mettre en œuvre.
Une partie importante de l’épistémologie s’appuie sur l’histoire des sciences : par exemple, certaines difficultés rencontrées par les scientifiques durant l’histoire dans l’élaboration d’un savoir se retrouvent chez les élèves pendant un enseignement.
Comme les savoirs scientifiques ne se sont pas tous construits de la même manière, il est important de décliner au sein de l’épistémologie des sciences des épistémologies plus spécifiques : de la biologie, de la physique, etc. voire l’épistémologie d’un domaine particulier.
Entrées faciles
L’ouvrage de Chalmers (1976/1987) “Qu’est-ce que la science ?” est une référence intéressante pour s’intéresser à la philosophie des sciences.
Dans un ouvrage plus récent[1], Fourez et Larochelle proposent des balises pour comprendre ce qu’est l’épistémologie. Les auteurs permettent au lecteur une familiarisation avec des thématiques comme la mise en récit des méthodes scientifiques, du patrimoine culturel des disciplines scientifiques, des pratiques et démarches scientifiques.
L’ouvrage “L’explication scientifique” de Toulmin (1973) donne une vision évolutionniste de la science. La vérité ne pouvant jamais être atteinte, ce sont les connaissances qui sont révisées progressivement pour qu’elles passent de mieux en mieux les tests que lui soumettent la science.
À propos de la différence entre savoirs, croyances et opinions, Lecointre (2018)[2] présente comment la science produit des connaissances et revient sur les spécificités des sciences. Cet ouvrage propose un éclairage pour répondre à la contestation du savoir scientifique à laquelle les enseignants peuvent être confrontés en classe.
Dans “La construction des Sciences – introduction à la philosophie et à l’éthique des Sciences”[3], Fourez propose de questionner le fonctionnement des sciences et les liens avec la société.
L’ouvrage “La Vie de laboratoire : la production des faits scientifiques” de Latour[4] expose la façon dont les découvertes sont produites en sciences. L’auteur décrit les particularités du travail des scientifiques à partir de l’observation d’une équipe de chercheurs en neuroendocrinologie. Cet ouvrage rompt ainsi avec l’image “magique” des sciences qui est souvent véhiculée.
Sur l’enseignement des sciences biologiques et des sciences de la Terre, l’ouvrage de Lhoste (2017) “Épistémologie et didactique des SVT” (niveaux primaire et secondaire). Les ouvrages “didactique des sciences de la vie et de la Terre” de Orange Ravachol (2012) ou “Enseigner les sciences” de Orange (2012, chapitre 1) peuvent également être consultés.
L’ouvrage du prix Nobel Paul Nurse (2020) “Qu’est-ce que la vie ?” est également une entrée possible pour l’épistémologie de la biologie.
L’enseignement de l’évolution est un enseignement classique pour montrer les différences entre le registre scientifique et les autres registres, et plus largement la manière dont se construisent les sciences. Ces ouvrages peuvent par exemple être consultés :
- Fortin, C. (2009). L’évolution à l’école. Créationnisme contre darwinisme ? Armand Colin
- Lecointre, G. (dir.) (2021). Guide critique de l’évolution. Belin
- Coquidé, M. et Tirard, S. (dir.) (2008). L’évolution du vivant. Un enseignement à risque ? Vuibert.
- Wolfs, J. L. (2013). Sciences, religions et identités culturelles. Bruxelles : De Boeck.
Sur l’enseignement de la physique, les ouvrages de Viennot peuvent constituer des entrées intéressantes. Ils ne sont pas directement des ouvrages d’épistémologie de la physique mais une réflexion sur la physique imprègne le propos didactique.
- Viennot, L. (2011). En physique pour comprendre. EDP Sciences
- Viennot, L. et Décamp, N. (2019). L’apprentissage de la critique. EDP Sciences.
Sur l’épistémologie de la chimie (et secondairement son histoire), le lecteur pourra consulter “Philosophie de la chimie” (2020) dirigé par Benaude-Vincent et Eastes.
Le Webinaire “Contributions à la réflexion sur les formations à l’histoire et l’épistémologie des sciences” par Gallezot (2022) est dédié aux enjeux de la formation des enseignants à/par l’épistémologie et l’histoire des sciences : lien YouTube.
Écrits scientifiques
Les liens entre sciences et idéologie sont largement discutés par Rumelhard (2010). Les manières dont les sciences peuvent devenir des dogmes sont également expliquées par Rumelhard (2011).
Dans le chapitre 2 de son ouvrage « Langage et construction de connaissances à l’école : un exemple en sciences »[5] (disponible en ligne), Martine Jaubert s’intéresse au lien entre les pratiques sociales et discursives propres à la communauté scientifique et les pratiques de classe. L’exemple de la nutrition du fœtus est largement utilisé (fin de primaire).
dell’Angelo-Sauvage (2015) propose de porter un regard croisé sur les concepts de vie et du vivant afin d’éclaircir les fondements épistémologiques sous-jacents à un enseignement du vivant. L’auteure ancre son analyse sur des approches épistémologiques de différentes disciplines dans le but de comprendre ce que certaines avancées scientifiques amènent à changer dans la perception de la vie et du vivant.
Une thèse récente de Gobert (2014) ainsi qu’un article de la même autrice (2020) porte sur l’enseignement de la pensée évolutionniste. L’épistémologie de l’évolution y est centrale.
La thèse de Voisin (2017) touche à l’enseignement à la biodiversité. Elle vise à mieux comprendre les difficultés et obstacles dans les pratiques des enseignants de l’école primaire et à formuler des pistes pour accompagner les enseignants. L’article de Lhoste et Voisin (2013) est un bon complément. La thèse de Barroca-Paccard (2018) réalise un travail d’épistémologie de cette notion et d’analyse curriculaire.
L’article de Rumelhard (1987) traite de la nécessaire désarticulation et réarticulation des résultats de scientifiques avec leurs méthodes à l’école. Cependant, les choix faits par l’enseignant dans la désarticulation-réarticulation va impacter le savoir que pourront construire les élèves. L’exemple utilisé ici est celui du concept d’hormones. L’article porte également un propos plus général d’épistémologie de la biologie.
Concernant l’enseignement de la physique, des balises épistémologiques sont proposées dans l’article de Rosmorduc (1987). La notion d’obstacle épistémologique est également convoquée. L’article de Fillon (1991) est un bon complément.
Sur la notion polysémique d’énergie, nous recommandons les articles de Guedj et Mayrargue (2014) et de Morge et Buty (2014). L’article de Papadouris et Constantinou (2014) relate un enseignement innovant de la notion d’énergie en fin de primaire / début du secondaire. En présentant aux élèves l’énergie comme un cadre que se sont donnés les physiciens, les élèves ont pu construire une image des sciences pertinente. Pour cela, la séquence s’est aussi appuyée sur des textes historiques.
De nombreux dispositifs sont présentés dans des publications scientifiques. Ils reflètent implicitement une image des sciences plus adéquates et en font plus ou moins explicitement un objectif d’enseignement.
L’article de Merle (2002) montre comment travailler la forme de la Terre à partir de la visite d’un planétarium (9-10 ans). Le caractère évolutif des modèles en rapport avec la science conçue comme une entreprise humaine et collective promeut une image des sciences plus adéquate.
L’article de Chanet et Cottour (2006) montre le travail qui peut être mené avec les élèves de fins de secondaire sur des écrits scientifiques et historiques pour comprendre l’origine du darwinisme et construire une image des sciences adéquate.
L’article de Bisault et Fontaine (2004) montre le travail d’argumentation, d’explication et de débat entre les élèves du primaire autour du thème de l’air. Implicitement, il contribue à développer une image des sciences adéquate.
L’article de Maurines et Beaufils (2011) s’intéresse aux possibilités des enseignants de construire un enseignement des sciences tenant mieux compte de l’histoire des sciences (comme caractéristique des sciences).
L’article de Maurines, Gallezot, Ramage et Beaufils (2013) est une analyse de l’image des sciences dans les programmes français.
L’article de Maurines et Fuchs-Gallezot (2021) porte sur les rapports sciences-croyances (notamment religieuse). Le public étudié est adulte et peut donc intéresser les formateurs. Plus largement, les rapports sciences-religions sont explorés dans l’ouvrage de Wolfs (2013) “Sciences, religions et identités culturelles”.
Enfin, la note de synthèse de Abd-El-Khalick et Lederman (2000) (en langue anglaise) porte sur le changement de l’image des sciences qu’ont les enseignants.
Pistes de réflexion pour les TFE et mémoires
S’intéresser à l’épistémologie et l’image des sciences dans l’enseignement, c’est par exemple :
- identifier les conceptions préalables des élèves sur la nature de la science et étudier comment ces conceptions influencent leur apprentissage ;
- questionner la façon dont les enseignants peuvent intégrer des aspects historiques dans leur enseignement pour améliorer la compréhension des élèves sur la nature de la science ;
- interroger les pratiques pour aborder la distinction entre faits scientifiques, théories et croyances aux élèves ;
- interroger les stéréotypes existant autour des sciences chez les élèves et étudier la façon dont ces stéréotypes affectent leur engagement dans les matières scientifiques ;
- questionner les pratiques d’enseignement qui permettent de véhiculer une image des sciences adéquate ;
- etc.
[1] Fourez, G., & Larochelle, M. (2009). Apprivoiser l’épistémologie. 3e éd. Bruxelles: De Boeck.
[2] Lecointre, G. (2018). Savoirs, opinions, croyances: une réponse laïque et didactique aux contestations de la science en classe. Belin éducation.
[3] Fourez G. (1988). La construction des Sciences : introduction à la philosophie et à l’éthique des Sciences. Editions De Boeck Université. Bruxelles.
[4]Bruno Latour et Steve Woolgar (1988). La vie de laboratoire : la production des faits scientifiques. Éditions La Découverte.
[5] Jaubert M.(2007). Langage et construction de connaissances à l’école : Un exemple en sciences. Pessac : Presses Universitaires de Bordeaux.