Introduction
La rencontre avec le ciel, la Lune et le Soleil se fait tôt dans la vie d’un enfant. Au fil des années, chacun “sait” que la Terre est ronde et qu’elle tourne autour du Soleil mais on ne sait pas toujours pourquoi. Le parcours éducatif n’assure pas toujours aux enfants puis aux adultes de passer pleinement à une conception héliocentriste.
L’enseignement de l’astronomie est étroitement lié à la modélisation car l’enjeu n’est pas tant de connaître dans l’ordre le nom des planètes du système solaire, leur allure ou leur taille. Il s’agira plutôt de pouvoir comprendre et relier des observations avec un modèle héliocentriste. Où est la Lune lorsque je ne la vois pas ? Comment expliquer que les eclipses solaires sont si rares ? Quelles observations permettent de rejeter le modèle géocentrique, ou encore la “Terre plate” ? etc.
L’astronomie donne par ailleurs une bonne occasion de montrer comment se construisent les sciences. L’on pense régulièrement que la science consiste à réaliser des observations parfaitement neutre et objective, ou bien qu’elle est purement expérimentale. Pourtant, s’agissant du trajet du Soleil dans le ciel, les observations premières peuvent être trompeuses ; et les expériences en astronomie sont indirectes puisque les astrophysiciens saisissent les phénomènes que le cosmos leur propose.
L’astronomie va également être une bonne occasion de mettre à l’œuvre des lois physiques très générales (trajet de la lumière, notion de gravité, de vitesse, etc.). Enfin, c’est un domaine où les interactions entre sciences et techniques sont fortes.
La page sur l’astronomie en primaire peut contenir des indications sur des acquis antérieurs. La page sur l’optique en primaire peut renseigner sur des prérequis.
Entrées faciles
Un ouvrage récent (disponible en ligne) présente une grande quantité de dispositifs, ouvrages, recherches, manipulations, etc. pour l’enseignement et l’apprentissage de l’astronomie. L’ouvrage « Enseignement & Science-Fiction » (Tome 1) présente également des pistes intéressantes. Une autre piste est la mesure de la circonférence de la Terre à l’ « aide d’un bâton », à la manière d’Ératosthène ; de Hosson et Décamp (2011) précisent des implications didactiques pour ce genre de projets.
L’ouvrage « Histoire de l’astronomie » de Celnikier (1986) est un peu ancien mais reste une bonne référence sur l’histoire de l’astronomie.
Un dispositif a été construit par le consortium 4 du Pacte pour l’enseignement de l’astronomie en fin de primaire. Il comporte certaines aides tout à fait pertinentes pour un enseignement de l’astronomie au secondaire.
Plusieurs ouvrages fournissent des exemples bien documentés de la contribution des femmes dans l’astronomie, ce qui est susceptible de permettre l’identification à ces figures :
- Curieuses histoires des dames de la sciences, de Jean C. Baudet (2010). L’ouvrage présente une variété de figures répartis sur toutes les époques et les domaines des sciences de la nature ; 7 exemples portent sur l’astronomie
- Les oubliés de la science, de Camille Van Belle (2022). 6 figures féminines en lien avec l’astronomie y sont présentées.
- L’astronomie au féminin, de Yaël Nazé (2006 et nouvelle édition en 2022 sous le titre Femmes Astronomes).
Écrits scientifiques
Deux articles font la synthèse de la littérature anglophone sur l’enseignement de l’astronomie : l’article de Lelliott et Rollnick (2009) traite des formes de la Terre et de sa position par rapport à la Lune et au Soleil, de la gravité, de l’alternance jour/nuit et des saisons. L’âge de 10 ans (et autour) semble être un âge clé pour cet enseignement. L’article de Mills, Tomas et Lewthwaite (2015) apporte de nombreuses autres informations intéressantes, notamment sur les dispositifs.
Il apparaît que les enseignants eux-mêmes rencontrent également des difficultés avec les savoirs astronomiques. Atwood et Atwood (1996), Sebastia et Torregosa (2005) puis Lelliott et Rollnick (2010) montrent que les enseignants attribuent majoritairement le changement de saison à la variation de la distance Terre-Soleil. On retrouve également l’ombre projetée par la Terre comme devant expliquer les phases de la Lune (Shoon, 1995 ; Callison et Wright, 1993 ; Trundle et al., 2002) ainsi que de nombreuses autres confusions : rotation de la terre et rotation autour du Soleil, entre une étoile et une planète, etc. (Frède, 2006 ; Frède et Venturini, 2006).
Pistes de réflexion pour les TFE et mémoires
À venir