231/3 - Analyse institutionnelle et épistémologique internationale des critères d’authenticité des démarches d’investigation pouvant encadrer leur élaboration et favoriser leur évaluation

Jean-Yves Cariou

Maitre de conférences, Didactique et Épistémologie des Sciences

CRREF (EA 4538), Université des Antilles et de la Guyane, France

 

Mots-clés : investigation, authenticité, évaluation.

 

Résumé : Les recommandations curriculaires internationales pour l’enseignement des sciences préconisent une approche par des investigations des élèves : Inquiry-based Science Education (IBSE) dans de nombreux pays anglo-saxons ou démarche d’investigation (DI) en France.

Une grande variété de tâches scolaires se trouve cependant ainsi labellisée, souvent en décalage avec l’esprit des instructions (Barrow, 2006 ; Mathé, Méheut & de Hosson, 2008) avec, pour l’investissement intellectuel des élèves, des « implications monumentales » (Windschitl, 2003). Hodson (1993) note que les chercheurs eux-mêmes ont tendance à loger à la même enseigne manipulations imposées et séquences permettant aux élèves de conduire leurs propres investigations.

Bybee (2000) estime que les éducateurs continuent de chanter le mantra de l’inquiry sans que les classes de sciences soient transformées par les incantations. Les objectifs des DI en termes de formation de l’esprit scientifique des élèves ont pourtant été définis il y a plus d’un siècle par Dewey (1910a).

Notre problématique porte sur l’approche de ces DI en termes d’authenticité et d’évaluation : à moins d’accepter que les termes inquiry ou investigation, vidés de leur substance, désignent toute activité scolaire, il paraît nécessaire de déterminer des critères d’authenticité pour ces démarches et d’envisager, en se basant sur ceux-ci, des indicateurs utiles pour leur évaluation.

 Nous prenons appui, pour la détermination de tels critères, sur l’analyse d’un corpus international de consignes curriculaires, sur une vision historique des démarches en sciences et sur les préconisations de chercheurs visant une plus grande authenticité des DI. Ces critères d’authenticité visent à favoriser la mise en jeu des opérations intellectuelles majeures qui sont à l’œuvre lors de la réflexion personnelle de l’élève et au cours des débats en classe. Par leur considération, faire vivre une DI aux élèves doit pouvoir être distingué de simplement les mettre en activité, ainsi que de leur faire faire des exercices sur une situation plus ou moins apparentée à une DI dont ils ne sont pas eux-mêmes partie prenante, sans nier par ailleurs l’intérêt ponctuel de tels exercices.

Nous envisageons la manière dont la référence à ces critères pouvant servir de base à l’auto-évaluation par les enseignants du degré d’authenticité des DI qu’ils élaborent, pourraient également être utilisés dans le cadre de l’évaluation des performances des élèves dans ce domaine.

 

Introduction

 

Au niveau international, les recommandations curriculaires visant à modifier les pratiques habituelles de l’enseignement des sciences préconisent le renforcement d’une approche pédagogique basée sur des investigations conduites par les élèves : Inquiry-based Science Education (IBSE) dans de nombreux pays anglo-saxons ou démarche d’investigation (DI) en France. Les enseignants scientifiques sont fortement exhortés à mettre en œuvre des situations en conformité avec ces injonctions, ainsi qu’à évaluer leurs élèves dans ce domaine. Mais que désignent exactement les termes d’inquiry et d’investigation ? Quelle spécificité est introduite, par rapport à un enseignement déjà fortement centré sur l’activité ? Il paraît nécessaire de cerner de quoi il s’agit avec suffisamment d’acuité pour analyser l’adéquation des pratiques avec l’esprit de ces recommandations ainsi que pour proposer des pistes pour l’évaluation des élèves.

 

1. Analyse d’un corpus international de consignes curriculaires

 

Le Groupe de Travail International sur l’enseignement des Sciences indiquait, en 2009, que la démarche d’investigation (IBSE) était introduite avec une vitesse d’expansion croissante dans plus de 30 pays de toutes les régions du globe (Harlen & Allende, 2009, p. 39), se référant à une liste[1] recensant notamment la Chine et l’Inde aux très nombreux élèves, à laquelle on peut ajouter d’autres pays tels la Suisse, l’Australie ou la Nouvelle-Zélande.

S’il n’est pas possible dans le cadre de cet article de rendre compte de l’ensemble des curriculums et des « standards » de ces dizaines de pays, la présentation d’une sélection représentative permettra de dégager les grandes lignes communes ainsi que certaines variations.

 

Ainsi, une description synthétique de capacités à développer relatives est présentée en Espagne parmi les objectifs pour les sciences de la nature au collège (décret royal fixant les enseignements minimaux de l’éducation secondaire obligatoire), dans une formulation reprise dans les curriculums de nombreuses communautés autonomes :

 

Appliquer, dans la résolution de problèmes, des stratégies cohérentes avec les procédures de la science, telles que la discussion de l’intérêt des problèmes posés, la formulation d’hypothèses, l’élaboration de stratégies de résolution et de dispositifs expérimentaux, l’analyse de résultats, la considération des applications et des répercussions de l’étude réalisée et la recherche d’une cohérence globale. (Real Decreto 1631/2006, BOE n°5, 5 janvier 2007)[2].

 

Plusieurs idées exprimées dans ce descriptif se retrouvent dans la plupart des parties des curriculums internationaux consacrées à l’investigation : mention de la proximité avec les cheminements des scientifiques, existence de problèmes à résoudre et de stratégies de résolution, référence à l’approche expérimentale, réflexions sur les prolongements de l’étude menée.

 

Le degré de précision de ces consignes varie sensiblement selon les pays. Certains ne fournissent que des indications assez générales, comme, à titre d’exemple, la Nouvelle-Zélande : les élèves doivent « mettre en œuvre des investigations scientifiques en utilisant une variété d’approches » telles que classifier, identifier, explorer, utiliser des modèles, tester ou développer des systèmes[3]. En Chine a été lancé en 2001 un programme pilote de réforme de l’enseignement des sciences pour les enfants de 5 à 12 ans, fondé sur l’apprentissage par la pratique (Learning by doing) et sur la notion d’investigation scientifique, qui comporte parmi ses principes :

 

Afin de développer leur capacité à explorer et à résoudre des problèmes, il convient de guider les enfants dans la mise en place des efforts qu’ils déploient pour faire l’expérience du processus d’exploration et d’investigation ; les enseignants sont les facilitateurs et les guides des enfants dans l’apprentissage des sciences[4].

 

Dans d’autres pays, cependant, des trames assez précises sont proposées aux enseignants. Aux États-Unis, des Standards pour l’éducation scientifique ont été définis en 1996 (National Research Council [NRC], 1996) puis précisés par un guide qui fournit le tableau suivant des traits majeurs de l’investigation (NRC, 2000, p. 25) :

 

Caractéristiques essentielles de l’investigation en classe

- Les apprenants sont engagés par des questions à caractère scientifique.

- Les apprenants accordent la priorité aux données (evidence), ce qui leur permet de développer et d'évaluer des explications concernant les questions à caractère scientifique.

- Les apprenants formulent des explications à partir de données pour répondre à des questions à caractère scientifique.

- Les apprenants évaluent leurs explications à la lumière des explications alternatives, en particulier celles qui reflètent une compréhension scientifique.

  - Les apprenants communiquent et justifient les explications qu’ils ont proposées.

 

S’il apparaît clairement que l’enjeu est pour les élèves de répondre à des questions scientifiques en développant des explications s’appuyant sur des données, l’insistance sur la « priorité aux données » et le fait que ce sont elles qui permettent de forger des explications rendent ambiguës la place et le rôle des hypothèses.

Les précisions concernant les capacités nécessaires pour réaliser des investigations scientifiques (“Abilities Necessary to do Scientific Inquiry”) sont, de ce point de vue, essentielles : « les élèves doivent formuler une hypothèse testable et démontrer les liens logiques entre les concepts scientifiques guidant une hypothèse et la conception d'une expérience » (NRC, 1996, p. 175).

Les usages des mathématiques et de technologies font par ailleurs partie des capacités déclarées nécessaires à l’investigation, nécessités qui ne sont pas affirmées de manière unanime au  niveau international.

 

Dans la Communauté française de Belgique, les « Socles de compétences »[5] fournissent la trame d’une  « démarche par énigmes scientifiques » comportant les phases suivantes :

 

Phase 1 : Émergence de l’énigme à résoudre

Phase 2 : Rechercher des indices et dégager des pistes

Phase 3 : Confronter toutes les pistes perçues et sélectionner les pistes à suivre

Phase 4 : Investiguer chaque piste retenue

Phase 5 : Regrouper les résultats et les communiquer

Phase 6 : Vérifier : l’énigme est-elle résolue ?

Si Oui → Phase 7 : Valider la solution : celle-ci est-elle valide ?

Si non en phase 6 ou 7 → Phase 6 Bis : S’interroger sur la non-résolution de l’énigme ou la non-validation de la solution et retour en phase 2

Si oui en phase 7 → Phase 8 : Conclure provisoirement, conceptualiser et transférer

 

La phase 2 se caractérise par l’émission d’idées des élèves « sous forme de questions, de suppositions, d’affirmations, d’hypothèses », et il s’agit en phase 4 de « récolter les informations pouvant être utiles pour résoudre l’énigme » par observation, expérimentation ou encore recours à l’exploitation de documents.

 

En France, un canevas assez proche est présenté dans l’introduction commune à l’ensemble des disciplines scientifiques au collège[6] :

 

Repères pour la mise en œuvre d’une démarche d’investigation

Canevas d’une séquence d’investigation

Sept moments essentiels ont été identifiés :

Le choix d’une situation-problème par le professeur

L’appropriation du problème par les élèves

La formulation de conjectures, d’hypothèses explicatives, de protocoles possibles

 L’investigation ou la résolution du problème conduite par les élèves

L’échange argumenté autour des propositions élaborées

L’acquisition et la structuration des connaissances 

L’opérationnalisation [devenu La mobilisation en 2008] des connaissances 

 

Plus récemment, les programmes de lycée de Sciences de la Vie et de la Terre[7] fournissent un descriptif en termes d’“étapes types” aux caractéristiques plus précises que celles des “moments essentiels” du collège :

 

Il est d’usage de décrire une démarche d’investigation comme la succession d'un certain nombre d’étapes types :

- une situation motivante suscitant la curiosité ;

- la formulation d'une problématique précise ;

- l'énoncé d’hypothèses explicatives ;

- la conception d'une stratégie pour éprouver ces hypothèses ;

- la mise en œuvre du projet ainsi élaboré ;

- la confrontation des résultats obtenus et des hypothèses ;

- l'élaboration d'un savoir mémorisable ;

- l'identification éventuelle de conséquences pratiques de ce savoir.

 

Une trame que l’on peut résumer par la formule SPHÉRIC (Cariou, 2010) : Situation motivante, Problème, Hypothèses, Épreuves, Résultats, Interprétations, Conclusions. Ce qui suit l’élaboration du savoir est “éventuel”, tandis que c’était un moment essentiel de la démarche au collège.

 

Ces divers exemples sont représentatifs des prescriptions internationales actuelles : on constate une relativement grande homogénéité, avec cependant des ambiguïtés générales sur le sens des termes et des variations locales portant sur l’inclusion ou non de tel ou tel aspect (mathématique, expérimental, informatique) ou d’extensions (mobilisation des acquis).

 

Ces prescriptions correspondent fréquemment à la transposition au moins partielle de préconisations de didacticiens. La correspondance est parfois forte, même lorsqu’elle n’est pas explicitée : ainsi en Espagne le Décret Royal de 2006 sur les enseignements minimaux de l’éducation secondaire obligatoire reprend-il textuellement (mais sans la citer) une exhortation de Gil-Perez dans un article de 2004, décrivant la science comme une aventure « potentialisant l’esprit critique en un sentiment plus profond : l’aventure qui suppose de se confronter à des problèmes ouverts, de participer à la construction risquée de solutions... l’aventure, en définitive, de faire de la science. » (Gil-Pérez & Vilches, 2004 repris dans le Real Decreto, p. 692-3)[8].

 

De même en France, le Ministère de l’Éducation publie en 2009 un document dans lequel figure une mise au point stipulant que, dans le raisonnement en sciences expérimentales, « seule la cohérence, et non la vérité, est attendue ; le critère de recevabilité d’un argument étant qu’il possède un pouvoir explicatif pour le problème étudié et qu’il ne soit pas en contradiction avec les acquis » (Ministère de l’Éducation Nationale, 2009, p. 29). Des recommandations assez conformes à un article (non cité) insistant sur ces aspects : « seule la cohérence, et non la vérité, est attendue » ; « Habituons-les aux critères qui rendent recevable une hypothèse : posséder un pouvoir explicatif pour le problème étudié, et ne pas être en contradiction avec les acquis. » (Cariou, 2002).

 

Il s’agit alors d’un prise en compte (au moins formelle) par des textes officiels de concepts développés en didactique des sciences, et non des moindres : se confronter à des problèmes ouverts, proposer des solutions risquées, placer, dans l’investigation, la cohérence au-dessus de la vérité, s’appuyer sur des critères précis pour débattre des hypothèses, concevoir la science comme une aventure à vivre.

 

2. Préconisations d’éducateurs

 

Le « problème des problèmes » de l’éducation, affirmait Dewey il y a plus d’un siècle (1910b), est de découvrir comment faire mûrir et rendre effective la disposition scientifique de l’esprit, dont dépend le futur de notre civilisation : il préconisait, pour cela, l’adoption dans l’enseignement d’une méthode d’enquête.

Dewey aux USA, Claparède et Piaget en Europe se prononceront avec vigueur en faveur de la mis en place, dans les classes, de démarches permettant aux élèves de s’aventurer dans d’authentiques investigations. Utilisant le terme de problème pour caractériser ce qui rend perplexe et provoque l’esprit, Dewey préconise de permettre aux élèves de multiplier les suggestions alternatives, et si l'élève n'a pas l’occasion de prouver à ses risques et périls que son hypothèse est raisonnable, la leçon est « pratiquement nulle » du point de vue progrès du raisonnement (1910a, p. 9, 75 et 209).

 

L’acte de réflexion comporte, selon lui, cinq étapes : 1° une difficulté à résoudre ; 2° sa localisation et sa définition (étape souvent confondue avec la 1°) ; 3° la suggestion d’une solution possible sous forme d’hypothèse ; 4° le développement par raisonnement des implications de la suggestion ; 5° des observations et expériences supplémentaires conduisant à adopter ou à rejeter cette suggestion, c’est-à-dire à conclure pour ou contre (1910a, p. 72 et 203).

 

Claparède indique, comme opérations capitales de l'intelligence, une triade problème-hypothèse-contrôle (1917, p. 361). Piaget, à son tour, demande que les élèves cherchent comment prouver ou infirmer les hypothèses qu'ils auront pu faire par eux-mêmes (1972, p. 24-25). Et dans les schémas de démarches proposés par différents didacticiens (Cariou, 2002 ; Gil-Perez, 1993 ; Giordan, 1999, p. 53 ; Robardet & Guillaud, 1997 p. 85), on identifie, augmenté de diverses précisions, l’axe proposé par Claparède.

 

3. Vers des critères d’authenticité des DI

 

« Authenticité » n’est pas à entendre ici au sens d’une impossible identité avec la recherche dans un laboratoire scientifique, mais au sens de similitude dans la mise en jeu, à l’échelle plus modeste de la classe, des aspects majeurs de l’esprit scientifique.

 

Les éducateurs, écrivait Bybee en 2000, « continuent de chanter le mantra de l’inquiry, sans que les classes de sciences soient transformées par les incantations ». Ce qu’illustre par exemple le fait que le schéma proposé en 2010 (résumé par la formule SPHÉRIC) était déjà préconisé par une circulaire datant de 1968[9].

Un problème est d’éviter que pratiquement toute activité de classe puisse être labellisée « investigation ». Or des chercheurs eux-mêmes ont parfois tendance à loger à la même enseigne manipulations imposées et séquences permettant aux élèves de conduire leurs propres recherches (Hodson, 1993). Une grande variété de tâches scolaires se trouve ainsi dénommées « investigation », souvent en décalage avec l’esprit des instructions (Barrow, 2006 ; Mathé et al., 2008). Ce qui a pour l’investissement intellectuel, ou non, des élèves, des « implications monumentales » (Windschitl, 2003).

Des définitions ont été proposées, dont celle de Linn, Davis et Bell (2004), souvent reprise, notamment par le rapport Science Education Now! (Rocard et al., 2007) :

 

Par définition, une investigation [inquiry] est un processus intentionnel de diagnostic des problèmes, de critique des expériences réalisées, de distinction entre les alternatives possibles, de planification des recherches, de recherche d’hypothèses, de recherche d’informations, de constructions de modèles, de débat avec des pairs et de formulation d’arguments cohérents.

 

On discerne les concepts majeurs, mais si on doit y lire une succession, elle est assez surprenante ; si tout doit y être, il n’y aurait pas d’investigation possible sans expériences ni « modèles », et si tout ne doit pas nécessairement y être, c’est le caractère de « définition » qui est interrogé.

 

Des projets européens concernant l’enseignement scientifique proposent également de définir le champ de l’investigation. Le projet Mind the Gap (2008-2010, sept pays) le caractérise selon quatre dimensions  engageant les élèves : apprentissage basé sur des problèmes, expérimentations et activités pratiques, autonomie et implication active des élèves, communication argumentative et dialogues[10]. Cette définition apparaît comme incluant des points importants mais encore relativement généraux, tout en rendant les activités pratiques (“hands on”) nécessaires pour parler d’investigation, ce que contredit, par exemple, le titre même d’un article de C. Orange (2002) : L’expérimentation n’est pas la science.

 

Un des rapports de recherche de ce projet (Gueudet, Bueno-Ravel, Forest & Sensevy, 2010) propose une définition explicitant davantage les responsabilités respectives de l’enseignant et des élèves vis-à-vis de la construction du savoir : une part de responsabilité importante est laissée aux élèves et, en particulier, leurs productions sont le point de départ du travail du professeur, définition adoptée par le projet S-TEAM (2009-2013, quinze pays) (Coppé & Tiberghien, 2009). Ce rapport considère néanmoins les activités pratiques comme centrales dans un processus d’investigation.

 

De son côté, l’équipe du projet PRIMAS sur la démarche d’investigation (2010-2013, douze pays) rappelle : « on confond souvent la démarche d’investigation avec l’expérimentation ou les travaux pratiques en classe », mentionnant par ailleurs que le degré d’investigation « dépend de l’ouverture des problèmes ainsi que de la distribution des responsabilités entre l’enseignant et les élèves »[11].

Elle se réfère notamment à Walker (2007), qui propose par ailleurs une “checklist” de questions que l’enseignant peut se poser pour déterminer si sa séquence est bien basée sur l’investigation. Certaines interrogations correspondent aux grandes lignes rencontrées chez Dewey, Claparède et Piaget : la présence d’une question ou d’un problème scientifique, celle d’une hypothèse, l’élaboration par les élèves d’une “méthode” qu’ils décident de mettre en œuvre. Mais l’hypothèse, au singulier, doit être testable, les élèves doivent décider de l’expérience, qui doit donc exister et est également unique, les élèves doivent collecter leurs propres données : comme s’il ne pouvait y avoir d’investigation en dehors de telles conditions restrictives. D’autres critères ne paraissent pas non plus devoir définir l’investigation, tel le fait que soit demandé aux élèves s’ils auraient conclu autrement avec un autre équipement, ou encore de communiquer leurs résultats.

 

Si l’objectif est de réserver le terme « investigation » à quelque chose de relativement précis, répondant à des principes définis et assimilable dans ses grandes lignes à la pratique heuristique des scientifiques, les exemples précédents indiquent que la caractérisation des DI doit faire face à deux écueils opposés :

- des critères trop larges ou trop vagues et c’est le risque de l’investigation-fourre-tout mal définie et mal délimitée, où la tâche intellectuelle et l’initiative de l’élève peuvent être réduites ;

- des critères précis mais parmi lesquels certains sont abusifs car non indispensables, ou orientent vers des objectifs annexes : ni l’expérimentation ou la manipulation, ni la mathématisation n’étant indispensables pour qu’il y ait investigation, ce ne peuvent être des critères d’authenticité.

 

Interroger l’histoire des démarches et les débats épistémologiques, présents de l’Antiquité à nos jours, permet de dégager les caractères majeurs des investigations scientifiques qu’il paraît souhaitable de transposer en classe (Cariou, 2009) : la proposition d’hypothèses (incertitudes de réponses, d’explications ou d’efficacité de moyens) et leur analyse critique par les pairs puis la proposition de tests pour les éprouver et, de nouveau, leur analyse critique par les pairs paraissent être de bons élément pour la mise en jeu, en classe, des composantes majeures de l’esprit scientifique : l’esprit créatif et l’esprit de contrôle.

 

L’étude historique permet également de repérer des types d’interrogations qui, dans le domaine de la recherche scientifique, ne s’équivalent pas, et n’engagent pas les élèves dans les mêmes types de recherches : une simple question (quel est..., où est...), un problème pragmatique (comment faire...) ou un problème scientifique (comment expliquer...), visent la recherche, respectivement, d’une information factuelle, d’un moyen, d’une explication : les propositions d’élèves auront des caractéristiques différentes suivant qu’il s’agit pour eux d’alléguer un fait, de parvenir à un résultat pratique ou bien d’élaborer une explication théorique (Cariou, 2007).

 

4. Des critères et un cadre théorique

 

Afin de discerner en quoi une démarche d’investigation se distingue d’autres séquences, des auteurs ont proposé de prendre en considération un certain nombre de critères aptes à caractériser les DI.

 

Morge et Boilevin (2007, p. 45) mettent en avant, après avoir exclu de l’investigation  les simples exercices, deux critères particulièrement forts : que les élèves réalisent des tâches d’ordre conceptuel, et qu’ils participent eux-mêmes à la recherche de validité des productions conceptuelles des autres élèves. Ces critères mettent nettement l’accent sur le fait que dans une investigation les élèves ne sont pas confinés à des tâches d’ordre expérimental, qu’ils disposent d’une part conséquente d’initiative et que des phases de débat critique sont instaurées en classe.

 

Des aspects relevant de ces critères (initiative, tâches conceptuels, débats) sont jugés essentiels par de nombreux auteurs (par exemple Beghetto, 2009 ; Clough, 2002 ; Hofstein, Kipnis & Kind, 2008 ; Johsua & Dupin, 1993 ; Lawson, 2005 ; Minner, Levy & Century, 2010 ; Orange, 2002 ; Sadeh & Zion, 2009 ; Windschitl, 2003).

 

Le croisement des analyses de démarches historiques avec les recommandations de didacticiens permet de caractériser un état d’esprit pour l’investigation : il n’est pas grave de se tromper, on peut même proposer des choses  non faisables en classe, les idées émises subissent un contrôle critique (débats), les idées retenues subissent un contrôle empirique (confrontation au réel, directe ou non), les idées qui franchissent le contrôle critique mais pas le contrôle empirique étaient tout de même des idées valables.

Dans cette optique, nous avons défini le cadre DIAM des Démarches d’investigation à authenticité multicritériée (Cariou, 2013) basé sur un certain nombre de principes : le professeur veille à ce qu’un problème ou une question énigmatique initie la séquence, il se surveille en s’abstenant de toute attitude révélatrice, de toute imposition d’activité ou de documents, et fournit à la demande les éléments réclamés pour tester les hypothèses. Les élèves proposent des hypothèses et leurs tests, en débattent, requièrent ce qu’ils estiment utiles à l’obtention de nouvelles données, élaborent des conclusions qui ne sont pas dictées. Des critères d’authenticité sont définis : ils concernent la qualité du problème ou de la question initiale, sa raison d’être, l’origine, l’examen et la qualité des hypothèses, l’origine, l’examen et la qualité des activités, la discussion des interprétations, l’origine des conclusions. Les résultats des travaux portant sur la mise en œuvre de séquences dans un tel cadre au cours d’une année de suivi de classes du secondaire (Cariou, 2009) montrent, notamment, qu’en fin d’année 70% des élèves estiment « mieux savoir pourquoi on fait telle activité en classe » et que s’ils étaient 81% à préférer en début d’année que le professeur « indique quelle expérience ou observation nous donnera la solution », ils ne sont plus que 57% en fin d’année (et demeurent donc majoritaires, ce qui indique l’ampleur du travail restant à conduire dans ce sens).

 

5. Des principes et critères à l’évaluation

 

Les principes évoqués et les critères proposés peuvent servir de base à l’auto-évaluation, par les enseignants, du degré d’authenticité des démarches d’investigation qu’ils élaborent, mais aussi à l’évaluation des performances des élèves dans ce domaine : il paraît utile de tenter de déterminer quelles compétences peuvent être évaluées et d’en proposer des exemples, qui peuvent prendre place en évaluation formative (relevés écrits en cours de séquence) comme en évaluation diagnostique ou terminale.

Dans le cadre défini, on peut évaluer l’aisance des élèves à élaborer par eux-mêmes certaines des composantes majeures de la séquence (imaginer une ou plusieurs hypothèses recevables, concevoir un ou plusieurs tests pertinents, construire une conclusion cohérente), ainsi qu’à statuer sur des propositions d’autres élèves, ou même de savants, dans ces domaines.

 

L’investigation  passant par la suspension de jugement et la mise en doute d’opinions, on peut également tenter d’évaluer le degré éventuel de remise en cause par un élève de ses propres conceptions erronées, sur des sujets non étudiés en classe, par une sorte d’effet collatéral –tout en gardant à l’esprit le profond enracinement habituel des conceptions des élèves.

 

EXEMPLES DE COMPÉTENCES POUVANT ÊTRE ÉVALUÉES

DANS LE CADRE DES DÉMARCHE D’INVESTIGATION

Aisance à élaborer certaines propositions

       Proposer une hypothèse recevable

       Proposer diverses hypothèses recevables

       Proposer un test pertinent

       Proposer divers tests pertinents

       Proposer une conclusion cohérente

Aisance à statuer sur des propositions extérieures (d’élèves ou de savants)

       Statuer sur la recevabilité des hypothèses des autres

       Statuer sur la pertinence d’opinions ou de tests proposés par d’autres

       Statuer sur la validité d’une conclusion proposée : la justifier ou la récuser

Mise en doute de ses propres conceptions

       Relativiser ses conceptions sur des items non étudiés (« impact collatéral » éventuel)

 

Exemple 1

Proposer diverses hypothèses recevables et divers tests pertinents

Après avoir indiqué aux élèves qu’on ne trouve pas les mêmes espèces végétales en bord de mer que plus loin, il leur est demandé d’en proposer des causes possibles en précisant comment cela pourrait expliquer cette différence de répartition, puis par quels moyens éprouver l’une des causes proposées, en précisant en quoi cela permettrait de savoir s’il s’agit de la bonne explication.

 

Exemple 2

Statuer sur la pertinence d’opinions ou de tests proposés par d’autres

Confrontés aux réactions de cinq personnes relatives à l’opinion « on obtient une bien meilleure récolte de blé quand il est semé en période de pleine lune », les élèves doivent indiquer celles qu’ils préfèrent ou rejettent, et pour quels motifs : A. Oui, c’est vrai, la graine aura germé un mois après, ce sera de nouveau la pleine lune et sa lumière favorisera la croissance de la jeune plante ; B. C’est sûrement faux, comme bon nombre de croyances sur la lune ; C. C’est vrai, on sait que la lune agit aussi sur les marées ; D. Il faudrait planter du blé avec et sans pleine lune pour comparer ; E. La germination est une naissance, comme pour nous elle dépend de la lune et des autres astres.

Le choix D, test expérimental pertinent de l’opinion émise, est attendu.

 

Exemple 3 

Proposer un test pertinent

Les élèves sont invités à se prononcer à propos d’une controverse touchant le stationnement, jusqu’alors gratuit, rendu payant dans une rue de grande ville. Cette évaluation ne concernant ni le domaine scolaire, ni le domaine scientifique permet de mesurer jusqu’à quel point les acquis liés à l’investigation sont transposables.

Un échange a lieu entre un protestataire, qui rappelle que la loi stipule que le stationnement payant n’est légal que s’il permet une amélioration de la circulation, et le maire qui affirme que les gens resteront moins longtemps, libèreront des places et qu’ainsi cela circulera mieux, à quoi il lui est répondu « je conteste que cela ait cet effet sur la circulation : ce n’est qu’un prétexte ! ». Les élèves doivent indiquer quelle demande ils feraient au maire afin de montrer qui a raison.

Dans cette évaluation, le recours à l’expérience ne va pas de soi : les élèves envisagent volontiers un sondage d’opinion ou un vote.

 

Exemple 4

Statuer sur la pertinence de tests et la validité d’une conclusion proposés

On soumet aux élèves l’idée d’un explorateur qui lie le dynamisme éruptif des volcans (effusif ou explosif) à la plus ou moins grande viscosité de leurs laves. « Pour savoir si c’est bien ce qui se passe dans les volcans », il réalise des “expériences” (classiques dans les classes) dans des tubes à essais, permettant de visualiser le comportement de deux “laves” : expulsion facile de ketchup, mais par paquets de purée. Sa conclusion est soumise aux élèves : « Grâce à ces expériences je sais désormais ce qui se passe dans les deux sortes de volcans : les “rouges” ont une lave fluide comme du ketchup qui s’écoule aisément, tandis que les “gris” ont une lave bien plus visqueuse qui s’accumule, fait bouchon, et tout finit par exploser ! »

La remise en cause est ici d’autant plus difficile pour les élèves qu’il met en jeu des montages qu’ils sont habitués à voir fonctionner comme “mises en évidence”.

 

Exemple 5

Relativiser leurs conceptions sur des items non étudiés

Il est demandé aux élèves de se prononcer sur des affirmations portant sur des sujets non étudiés récemment, telles que « dans le ventre de sa mère, le bébé avale du lait » ou « ce qu’on digère se retrouve en partie dans le sang », en choisissant parmi : je suis sûr que oui / sûrement, c’est probable / je ne sais pas / sûrement pas / je suis sûr que non.

 

À titre d’indication sur les résultats obtenus dans les classes, les élèves progressent dans la remise en cause des affirmations des autres, mais le travail semble bien plus difficile vis-à-vis de leurs propres certitudes, même lorsqu’elles sont infondées, tant qu’elles ne font pas l’objet d’un examen spécifique. Le fait d’avoir avancé des propositions fausses et d’avoir dû reconnaître, en les suivant, leur caractère erroné, paraît avoir peu d’emprise sur leurs autres idées fausses, qui poursuivent leur règne sans “effet de contagion” apparent.

 

Ces critères et ces exemples permettent d’envisager un type d’évaluation qui ne s’appuie pas sur la restitution de connaissances, approche d’autant moins familière aux élèves (et aux professeurs) que dans l’investigation les hypothèses proposées peuvent être aussi fausses que recevables et les moyens aussi inefficaces que pertinents, et se trouver donc valorisés. Car l’investigation  consiste d’abord à imaginer des possibles : comme le disait Descartes, « je croirai avoir assez fait si les causes que j’ai expliquées sont telles que tous les effets qu’elles peuvent produire se trouvent semblables à ceux que nous voyons dans le monde. » (1644, p. 521).

C’est insister, pour conclure, sur l’importance des tâches conceptuelles et de l’esprit créatif, tout en précisant qu’il ne s’agit pas, pour les élèves comme pour Descartes, de négliger l’esprit de contrôle : ce dernier, commentant la mort de Richelieu, écrivait : « il faudrait que M. le Cardinal vous eût laissé deux ou trois des ses millions, pour pouvoir faire toutes les expériences qui seraient nécessaires pour découvrir la nature particulière de chaque corps ; et je ne doute point qu’on ne pût venir à des grandes connaissances qui seraient bien plus utiles au public que toutes les victoires qu’on peut gagner en faisant la guerre. »[12]

 

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[1] Amériques : Argentine, Brésil, Canada, Chili, Colombie, États-Unis, Mexique, Panama, Venezuela. Asie : Afghanistan, Cambodge, Chine, Inde, Malaisie, Vietnam. Afrique : Égypte, Sénégal. Europe : Allemagne, Belgique, Espagne, Estonie, France, Hongrie, Italie, Norvège, Pays-Bas, Portugal, Royaume-Uni, Serbie, Slovénie, Suède.

[6] B.O. Hors-Série N°5, 25 août 2005.

[7] Pour la seconde, la première et la terminale Scientifiques : BO spéciaux des 29/04/10, 30/09/10 et 13/10/11.

[8] Real Decreto 1631/2006, BOE n°5, 5 janvier 2007 https://www.boe.es/boe/dias/2007/01/05/pdfs/A00677-00773.pdf

[9] Circulaire n°lV 68-251 du 17 octobre 1968, Bulletin officiel n°1, 12 janvier 1969.

[12] Lettre à Mersenne, 4 janvier 1643. In Pensées de Descartes sur la religion et la morale, par J.-A Emery, Paris : Le Clere, 1811, p. liij.