285/1 Les programmes de sciences de seconde en France et la nature des sciences : rapport à la vérité, aux croyances et aux cultures

Laurence Maurines

DidaScO, Université Paris-Sud, France

 

Mots-clés : programmes d’enseignement; physique-chimie ; sciences de la vie et de la Terre ; la nature des sciences ;  vérité ; croyances ; lycée ; France

Résumé : Ces dernières années, les programmes de sciences de l’enseignement secondaire ont subi de nombreuses réformes, tant en France qu’à l’étranger. Il ne s’agit plus uniquement de former des scientifiques mais aussi de permettre une acculturation scientifique de citoyens vivant dans un monde où les sciences et les technologies ont une place prépondérante. L’accent n’est plus uniquement mis sur des connaissances scientifiques à acquérir mais aussi sur des démarches à maitriser et des attitudes à intérioriser. Est aussi mise en avant l’appropriation de connaissances sur la nature des sciences et de l’activité scientifique. La finalité épistémologique de l’enseignement des sciences est à l’origine d’un courant de recherches encore peu exploré en France et appelé NoS (Nature of Science) dans les pays anglo-saxons. C’est la prise de conscience d’un décalage entre les visées générales des programmes d’enseignement des sciences français et ce qui est implicitement attendu des enseignants, ainsi que des tensions et difficultés qu’ils peuvent rencontrer dans leurs classes suite à la contestation et au rejet de connaissances scientifiques par les élèves, qui nous a conduit à débuter un programme de recherches dans ce domaine. Nous rappelons tout d’abord quelques-unes des difficultés rencontrées par les élèves à propos de la NoS et esquissons les grandes lignes de « l’idée de science »  qui nous semble susceptible d’aider les élèves à positionner les sciences et les religions sur deux plans différents. Puis nous donnons quelques résultats d’une recherche en cours sur la façon dont la NoS est prise en charge par les programmes de sciences de seconde en France et examinons leur positionnement par rapport à la vérité, aux croyances et aux cultures. Nous concluons en mettant en perspective les choix des programmes français avec ceux réalisés à l’étranger et avançons quelques propositions pédagogiques.

  1. Introduction

L’enseignement des sciences, en France comme dans beaucoup d’autres pays industrialisés, doit faire face à de nouvelles attitudes de la part des élèves, parmi lesquelles le manque d'intérêt pour les études scientifiques ainsi que la contestation, et parfois le rejet, de certaines connaissances scientifiques en fonction de croyances, notamment religieuses.

Pour faire face à cette crise de la formation scientifique, aux origines sans aucun doute multiples, les programmes de sciences ont connu des modifications importantes ces dix dernières années tant sur le plan de l'organisation que sur celui des contenus et des démarches d’enseignement. L’idée est d'agir au plus tôt dans la scolarité et d'assurer une continuité entre les différents niveaux d’enseignement. Sur le plan disciplinaire, l’accent est mis sur l’introduction de pratiques innovantes qui relèvent d'un objectif général guère explicité concernant l'image de la nature des sciences et de l’activité scientifique. Cela concerne aussi bien la formation d'élèves se destinant à un métier scientifique que celle de futurs citoyens confrontés dans leur quotidien à de nombreuses techniques, mais également amenés à s'exprimer sur des choix économiques ou politiques reposant sur des questions de nature scientifique. Il convient alors que cette expression soit d'abord celle d'une rationalité et non celle d'a priori fruits de l'incompréhension et/ou de croyances.

C’est la prise de conscience d’un décalage entre les visées générales des programmes d’enseignement des sciences français et ce qui est implicitement attendu des enseignants, ainsi que des tensions et difficultés qu’ils rencontrent dans leurs classes (Maurines et Pugnaud, 2009), qui nous a conduit à débuter un programme de recherche sur la nature des sciences et de l’activité scientifique dans l’enseignement scientifique. Cette finalité de l’enseignement des sciences est à l’origine d’un courant de recherches encore peu développé en France et dans les pays francophones, et appelé NoS (Nature of Science) dans les pays anglo-saxons (Lederman, 2007 ; Mc Comas, 1998).

La présentation qui suit s’appuie sur deux études auxquelles nous renvoyons le lecteur pour plus de détail (Maurines, 2010 ; Maurines et al, 2013). Nous rappelons tout d’abord quelques-unes des difficultés rencontrées par les élèves à propos de la NoS et esquissons les grandes lignes de « l’idée de science »  (nous reprenons ici l’expression introduite par Larochelle et Désautels, 1992) qui nous semble susceptible d’aider les élèves à positionner les sciences et les religions sur deux plans différents. Puis nous donnons quelques résultats d’une recherche en cours sur la façon dont l’idée de science est prise en charge par les programmes de sciences de seconde en France et examinons leur positionnement par rapport à la vérité, aux croyances et aux cultures. Nous concluons en mettant en perspective les choix des programmes français avec ceux réalisés à l’étranger et avançons quelques propositions pédagogiques.

  1. L’idée de science comme champ de recherche
  2. 1. L’acronyme NoS

Signalons tout d’abord que nous accordons au terme « épistémologie » le sens d’une méta-discipline qui s’appuie sur les différents types d’études sur les sciences, en particulier la philosophie, la sociologie, l’histoire, la psychologie des sciences (Popelard & Vernant, 1997).

Notons ensuite que l’acronyme NoS a été introduit dans le champ des recherches sur l’enseignement des sciences. Il vise à mettre en relief la dimension « épistémologique » de l’apprentissage-enseignement et à distinguer les objectifs d’enseignement relatifs aux connaissances en sciences (savoirs, savoir-faire) de ceux relatifs aux connaissances sur les sciences (nature des savoirs scientifiques, de la façon dont ils sont élaborés, évoluent, etc.).

Remarquons enfin que l’acronyme NoS renvoie chez certains auteurs uniquement à la nature des savoirs scientifiques et au processus d’élaboration de ces savoirs (Irzik & Nola, 2011), et que chez d’autres, il renvoie aussi à la dimension humaine et sociale des sciences (Mc Comas & Clough & Amalzroa, 1998 ; Matthews, 2012).

2.2 Les recherches  sur la NoS et leur positionnement

Les questions explorées dans ce champ de recherche sont nombreuses. Elles concernent les apprenants et enseignants, les curricula et manuels ainsi que les situations d’enseignement-apprentissage. Les recherches sont conduites en référence à différents champs disciplinaires relevant du domaine des sciences de la nature et de celui des sciences humaines et sociales. Dans le premier cas,  l’approche peut être générale et se rapporter à « la science », ou bien concerner une discipline scientifique particulière (physique par exemple), voire encore porter sur un thème spécifique (l’évolution par exemple). Dans le second cas, l’ancrage peut être philosophique, historique, sociologique, psychologique. Ces recherches peuvent prendre en compte des aspects culturels (Aikenhead, 1996 ; Aikenhead & Ogawa, 2007 ; Cobern, 2000) ou non, en particulier la religion (Dagher & Boujaoude 1997 ; Hansson & Redfors, 2007), et questionner ou non les valeurs et la place de la science  occidentale.

Les divergences de positions parmi les spécialistes qui analysent les sciences soulèvent la question de la possibilité de caractériser la NoS. Comme le souligne Lederman (2007), si l’on s’intéresse à l’image de la NoS que tout citoyen doit posséder pour être capable de comprendre et d’agir dans un monde où les sciences et les techniques ont une place prépondérante, autrement dit si l’on cherche à définir une idée de science pour le niveau de la fin des études secondaires et non de celui des spécialistes, alors il doit être possible de trouver un accord sur un certain nombre de caractéristiques des sciences. Selon Lederman, ce consensus existe déjà hormis sur la question de l’existence d’une réalité objective par rapport aux phénomènes empiriques auxquels seuls nous pouvons avoir accès. L'opposition entre une vision internaliste et rationaliste et une vision externaliste et relativiste des sciences et de leur avancée semble en effet en voie de dépassement. Plusieurs penseurs (Brenner, 2011 ; Chalmers, 1991 ; Pestre, 2006 ; Stengers, 1997) soulignent ainsi que s’il n’est pas possible de trouver des critères qui permettent de démarquer les sciences des autres domaines de la pensée, elles ne sont pas pour autant des constructions sociales comme les autres puisqu’elles sont soumises à l’épreuve des faits empiriques.

S’il est possible de dégager un consensus sur certaines caractéristiques de cet objet complexe et à multiples facettes qu’est « l’idée de science » pour la fin des études secondaires, la question de son explicitation pour l’enseignement reste poser. Différentes approches sont en effet envisageables. Doit-on privilégier les savoirs scientifiques ou les processus d’élaboration de ces savoirs, ou bien encore considérer les deux ? Quelle place doit-on donner aux dimensions humaine, sociale, sociétale, culturelle, historique des sciences ?

Nombre de recherches dans le domaine de la NoS se réfèrent à Lederman (2007) et à son groupe (par exemple aux travaux de Abd-E-Khalick, 2012). Son approche, qualifiée de consensual vision, consiste à choisir comme objectif d’enseignement sept caractéristiques de la NoS considérées comme consensuelles. La formulation de ces seven tenets se rapporte à la science en général, plus précisément aux savoirs scientifiques, l’existence d’aspects culturels, sociaux, historiques étant mentionnés. Depuis quelques années, cette position est discutée. Irzik et Nola (2011) proposent une approche par Family ressemblance susceptible de mettre en évidence des spécificités et similitudes disciplinaires. Celle-ci privilégie les pratiques scientifiques au sein d’une communauté, les dimensions sociétale et historique n’étant pas considérées. Matthews (2012) quant à lui propose une approche par Features of science qui présente une liste non fermée de caractéristiques et prenant également en compte des dimensions sociale, culturelle, sociétale.

2. 3. Quelques-unes des difficultés rencontrées par les élèves et étudiants sur la NoS et le positionnement sciences-religions

Différentes enquêtes menées majoritairement dans les pays anglo-saxons (Donelly, 2001 ; Driver & Leach & Millar & Scott, 1996 ; Lederman, 2007 ; etc.) mais pas uniquement (Chen, 2006 ; Larochelle & Désautels, 1992 ; Roletto, 1998 ; Wolfs, 2013 ; etc.) montrent que les conceptions sur la NoS sont le plus souvent non-conformes aux conceptions contemporaines de l’entreprise scientifique et très souvent incohérentes. Elles correspondent à une image « réaliste naïve » et « empirico-inductive des sciences » même dans le cas où la dimension sociale du processus de construction des savoirs scientifiques est envisagée. Ainsi les élèves et étudiants (et aussi nombre d’enseignants) tendent à considérer que les savoirs scientifiques décrivent le monde tel qu’il est : la vérité scientifique est une vérité de correspondance et non inter-subjective partagée par une communauté. Dans le processus d’élaboration des savoirs, ils sous-estiment le travail théorique, privilégient la perception et assimilent la démarche scientifique à l’induction. Par ailleurs, ils accordent au mot « théorie » la signification d’hypothèse devant être testée et non d’hypothèse validée et acceptée par la communauté scientifique : seul le mot « loi » a ce statut. Enfin, l’avancée des sciences repose pour eux sur l’abandon d’un savoir et non sur la restriction de son domaine de validité.

En ce qui concerne la dimension religieuse, celle-ci est prise en compte dans les recherches centrées sur la question des rapports entre sciences et religions et dans celles non centrées sur cette question car elle correspond à un registre de réponse spontanément évoqué par les élèves. Il en est ainsi des 62 étudiants biologistes interrogés par Dagher et Boujaoude (1997) au Liban sur le thème de l’évolution. Leurs réponses révèlent qu’ils font une lecture métaphysique, voire religieuse de la théorie de l’évolution, autrement dit qu’elle est interprétée à partir du cadre épistémique  qui est le leur et non de celui qui fonde les sciences. Une partie d’entre eux (48%) adhère à la théorie de l’évolution, une autre (34%) la refuse, une autre encore considère qu’elle ne concerne que les animaux (15%), une minorité (3%) se déclare dans l’impossibilité de décider ou refuse de décider. Les justifications fournies font appel au registre scientifique, ou aux registres scientifique et religieux à la fois. Une réponse convoquant le registre scientifique peut correspondre à une adhésion à la théorie de l’évolution si les preuves en sa faveur sont jugées suffisantes ou à un rejet dans le cas contraire. Une conception réaliste  et empiriste des sciences se dégage alors très souvent des arguments donnés par les étudiants. Le travail scientifique consiste à révéler l’ordre des choses tel qu’il existe caché dans la nature. Priorité est donnée aux faits empiriques, en premier lieu à ceux qui sont reproductibles. Une réponse fondée sur les registres scientifique et religieux peut correspondre à une adhésion à la théorie de l’évolution dans le cas d’une vision concordiste des rapports entre les sciences et les religions. Elle exprime alors l’idée d’un Dieu créateur, une lecture non littérale de la Bible ou du Coran et « métaphysique » de la théorie de l’évolution. Elle peut aussi correspondre au refus de cette théorie dans le cas d’une lecture littérale de la Bible ou du Coran et d’une conception réaliste de la science, ou encore à une acceptation partielle dans le cas où l’homme est considéré comme à part (la théorie de l’évolution est acceptée pour les animaux mais non pour l’homme).

  1. Notre approche de  la NoS en vue de travailler le positionnement sciences-religions

L’approche que nous avons choisie pour caractériser la NoS privilégie l’individu et ses pratiques et non les savoirs scientifiques car c’est celle qui, selon nous, est susceptible de permettre d’aider les élèves à surmonter les difficultés qu’ils rencontrent relativement aux rapports sciences-religions et à la question de la vérité. Elle peut être rapprochée de celle de Irzik et Nola (2011) tout en s’en distinguant car elle prend aussi en compte les aspects sociétaux, culturels et historiques.

Nous considérons les savoirs scientifiques comme le résultat d’activités, réalisées par des hommes qui travaillent au sein d’une communauté dans le contexte socioculturel d’une époque donnée, fondées sur des présupposés de différentes natures. Certains portent sur ce qui existe en dehors de l’Homme et antérieurement à la connaissance qu’il peut en avoir (présupposés ontologiques), d’autres sur ce qui peut être connu par l’Homme et sur les moyens de connaissance (présupposés épistémiques), d’autres enfin sur les valeurs qui orientent son activité (présupposés axiologiques). Ces valeurs concernent la nature des questions auxquelles les sciences peuvent répondre, des démarches à adopter et des preuves à apporter, des explications à avancer. Ces explications font appel aux intelligibles fondamentaux ou éléments auto-explicatifs pour reprendre l’expression de Toulmin  (1973) et répondent à des critères tels que ceux de cohérence interne, de simplicité, de puissance, etc. (Brenner, 2011).  Les démarches, elles aussi, doivent répondre à certains critères, par exemple de confrontation avec les faits ou d’ordre éthique. Précisons que concernant le positionnement sciences-religions, nous souscrivons au principe méthodologique introduit par Gould en 2000, le NOMA (non overlapping magisteria) : elles appartiennent à deux domaines différents et doivent exercer leurs compétences dans leur domaine respectif sans empiéter sur l’autre. 

Fondant notre réflexion sur le cadre didactique de la modélisation scientifique, nous avons cherché à mettre en relief les caractéristiques de la NoS potentiellement sources de difficultés relativement au positionnement sciences-religions et à dégager le noyau minimal de caractéristiques communes associées aux pratiques de scientifiques pouvant travailler dans des disciplines différentes et avoir des rapports différents au monde et aux religions. Le schéma que nous proposons pour rendre compte de notre point de vue (figure 1) peut être rapproché de ceux de Martinand (1998), Orange (1997) et Tiberghien (1999) tout en s’en distinguant (voir Maurines, 2010). Il met en relation deux registres qui sont dans un rapport dialectique et non hiérarchique, l’un concernant les phénomènes, l’autre les idées et l’interprétation. La double flèche entre les registres théorique et empirique indique leur mise en relation dans l’activité de modélisation, c’est-à-dire de construction et de validation de modèles. La double flèche entre les registres théorique et métaphysique signale que les présupposés orientent l’activité théorique et que l’évolution des théories peut conduire à une évolution des présupposés. La double flèche entre les registres métaphysique et empirique souligne que les faits empiriques ne sont pas neutres et que la découverte de nouveaux faits empiriques peut conduire à l’évolution des présupposés. Ce schéma met en évidence l’existence du noyau minimal de présupposés sur lequel est fondée l’activité scientifique, à savoir : une réalité phénoménale existe indépendamment- et antérieurement- à la connaissance que l’on peut en avoir ; cet ordre de réalité, la matière, est en droit, et en principe, intelligible, même si cette intelligibilité est toujours partielle, provisoire et révisable ; sa connaissance implique qu’elle possède un «ordre » inhérent (les mêmes causes produisent toujours les mêmes effets) et qu’elle n’est pas modifiée par l’ordre divin si celui-ci est supposé exister ; les questions que les sciences explorent et les réponses qu’elles apportent ne doivent concerner que cette réalité phénoménale (d’où le qualificatif de matérialisme méthodologique) ; les savoirs scientifiques obéissent à des contraintes de cohérence interne, de procédures de démonstration et de mise à l’épreuve du réel ; l’activité scientifique repose sur le doute et l’examen critique, l’universalisme (tout individu, quels que soient son genre, sa race, sa culture peut y contribuer).

Figure 1 : l’activité scientifique comme activité de modélisation fondée sur des présupposés (Maurines, 2010)

4. La NoS  dans les programmes de seconde de physique-chimie et de sciences de la vie et de la Terre en France

Nous présentons tout d’abord quelques résultats d’une recherche en cours sur la NoS dans les programmes de sciences du lycée puis examinons plus en détail leur positionnement par rapport à la vérité, aux croyances et aux cultures.

4. 1. Problématique, questions de recherche et corpus étudié

La recherche que nous avons entreprise sur les programmes de sciences de la vie et de la Terre (SVT) et de physique-Chimie (PC) du secondaire vise à examiner la façon dont la NoS est prise en charge. Ce thème d’étude reste encore peu exploré. S’il existe quelques travaux menés à l’étranger (Donelly, 2001 ; Mc Comas & Olson, 1998 ; Ferreira & Morais, 2012), il n’a pas été abordé, à notre connaissance, dans le monde francophone. Nous cherchons à répondre aux questions suivantes :

  • Le discours sur la NoS est-il explicite ou implicite, autrement dit les programmes d’enseignement parlent-ils des sciences en tant que disciplines de référence ou en tant que disciplines scolaires?
  • Quels aspects de la NoS sont pris en compte par les programmes d’enseignement et quelle (s) image(s) des sciences renvoient-ils ?
  • Y a- t-il des ressemblances et des différences entre les programmes d’enseignement, aux différents niveaux d’enseignement pour une même filière et dans les différentes filières pour un même niveau?

Le corpus étudié est constitué des textes des programmes du lycée de SVT et PC, publiés dans le Bulletin officiel de l'Éducation nationale. Ils  concernent les classes de seconde, de première scientifique et de première littéraire, de terminale scientifique. Nous nous centrons ici sur les programmes de seconde (MEN, 2010a ; MEN, 2010b).

4. 2. Méthodologie

4.2.1 Un aperçu d’ensemble

Nous avons utilisé une méthodologie mixte couplant analyse théorique et étude empirique, analyse quantitative et analyse qualitative.  Nous avons tout d’abord élaboré une première grille et analysé les programmes de la classe de seconde selon une approche quantitative. Nous avons ensuite utilisé une approche qualitative et élaboré une deuxième grille en comparant les unités d’analyse classées à l’aide de la première grille. Nous avons suivi la même procédure pour les programmes de première et de terminale. Les études quantitative et qualitative des programmes de la classe de seconde sont achevées (Maurines et al, 2013). En ce qui concerne les programmes de première et terminale, les études quantitatives sont quasi-terminées et les études qualitatives en cours.

4.2.2. La grille a priori des dimensions de la NoS

Pour élaborer la première grille, nous avons fait le choix de retenir un nombre élevé de dimensions, cad d’angles d’analyse, afin de rendre compte de la complexité et de la richesse potentielle des discours sur les sciences et de construire un cadre de référence le plus large possible pouvant être utilisé dans des recherches ultérieures. Nous rejoignons ainsi la position défendue par Mc Comas, Clough et Amalzroa (1998) d’ancrer la caractérisation de la NoS sur les différentes types d’études sur les sciences (philosophie, histoire, sociologie, anthropologie, psychologie).

Ces dimensions empruntent à la fois à des travaux français en didactique des sciences sur les pratiques sociales (Martinand, 1986) et anglo-saxons sur la NoS mêlant didactique et épistémologie (Mc Comas et al, 1998 ; Irzik & Nola, 2011 ; Lederman, 2007). Au nombre de neuf, désignées par «objets», «visées», «ressources», «produits», «élaboration», «attitudes», «communauté», «société», «temps», elles permettent de répondre aux questions suivantes : Quel est l’objet d’étude? Quelles sont les visées de l’étude et les caractéristiques générales des sciences ? Quelles sont les ressources disponibles pour l’étude ? Quels sont les produits de l’étude ? Quel est le processus d’élaboration des produits ? Quelles sont les attitudes permettant l’étude ? Quel est  le rôle de la communauté scientifique et quelles sont les interactions en son sein ? Quelles sont les interactions entre la science et la société ? Quelle est la dimension temporelle de l’élaboration de la connaissance scientifique ?

4.2.3. L’analyse quantitative à l’aide de la grille des 9 dimensions

Considérant que les élèves, étudiants et enseignants se font une image des sciences même si la NoS n’est pas un objectif d’apprentissage explicite, nous avons décidé d’analyser l’ensemble du corpus et de prendre en compte les phrases portant sur la discipline scolaire, les élèves ou l’enseignant, l'hypothèse étant que celles-ci contribuent – implicitement - à dessiner une image de la NoS susceptible d’être perçue par les enseignants et les élèves.

Il est à noter que les programmes sont constitués de deux parties : un préambule présente les enjeux et choix sous-jacents à leur définition, des tableaux prescrivent les contenus à enseigner. Afin d'effectuer l’analyse complète de ces textes, nous avons découpé les préambules en phrases d’une part et scindé les tableaux pour les présenter sous forme de phrases d’autre part. Le discours des préambules a été distingué de celui décrivant les contenus à enseigner.

Le codage du corpus à l'aide de la grille des 9 dimensions (voir extrait tableau 1) a été effectué par 4 chercheurs qui ont travaillé chacun sur l'ensemble des programmes, puis ont confronté leurs analyses, et ce jusqu’à atteindre le consensus.

Tableau 1 : extrait d’un tableau de codage

Nous avons ensuite effectué une analyse quantitative par un décompte pour chaque type de discours (explicite sur la NoS ou implicite) et chaque dimension et l’avons rapporté au nombre total de phrases de chacun des corpus ou des préambules. Nous avons conscience que ces analyses ne permettent pas de conclure sur le caractère significatif des différences constatées. Ils peuvent, par contre, contribuer à esquisser les traits saillants des pratiques de recherche en sciences reflétés par les discours des programmes d'enseignement en PC et en SVT.

4.2.4. La grille a posteriori des catégories de la NoS et l’analyse qualitative

Afin d’examiner quels aspects particuliers d’une dimension sont retenus par les programmes, nous avons réalisé une étude qualitative qui nous a conduits à dégager pour chaque dimension, plusieurs sous-dimensions et catégories. Cette grille élaborée a posteriori reflète la façon dont la NoS est prise en charge par les programmes et ne peut donc prétendre rendre compte de tous les aspects de la NoS qu’une étude a priori serait susceptible de faire émerger.

4. 3. Résultats

4.3.1. Le caractère implicite ou explicite du discours sur la NoS

Il est tout d’abord à noter que la NoS est un objectif explicite d’enseignement uniquement dans les programmes de SVT. Par ailleurs, il est à souligner que pour les deux disciplines scolaires, le discours explicite sur les sciences (en blanc sur les figures 2  et 3) n'est présent que dans le préambule et ne concerne qu'une faible proportion de phrases. Le tableau des contenus ne présente qu'un discours implicite sur les sciences (en gris foncé).

Figure  2 : Poids relatifs des discours implicite (gris foncé) et explicite (blanc) dans les préambules des programmes de seconde de PC et SVT

Figure  3 : Poids relatifs des discours implicite (gris foncé) et explicite (blanc) dans les tableaux des programmes de seconde de PC et SVT

4.3.2. Les dimensions prises en charge par les programmes

La figure 4 montre que si toutes les dimensions sont évoquées dans les préambules des deux programmes, il existe davantage de disparités dans la « fréquence » d'évocation des dimensions en SVT qu'en PC (le pourcentage d’évocation de toutes les dimensions est compris entre 7% et 18% en PC et entre 2% et 27% en SVT). Pour les deux disciplines scolaires, les deux dimensions majoritairement présentes sont l'élaboration et la société. La société, la communauté, les visées et les ressources sont faiblement présentes. Le temps et les attitudes sont très faiblement présentes en PC voire absentes en SVT.

La figure 5 montre un recentrage sur trois dimensions dans les tableaux des contenus à enseigner : produits, objets et élaboration.

Figure 4 : pourcentage de phrases des préambules des programmes de seconde de PC (en rouge) et de SVT (en vert) relevant des différentes dimensions de la NoS

Figure 5 : pourcentage de phrases des tableaux des programmes de seconde de PC (en rouge) et de SVT (en vert)  relevant des différentes dimensions de la NoS

4.3.3. Les catégories prises en charge par les programmes     

Pour des raisons de brièveté, nous présentons ici uniquement les sous-dimensions et catégories dégagées des deux programmes pour la dimension « élaboration ». Le tableau 2 indique si une catégorie est présente ou absente dans les préambules des programmes de PC ou de SVT.

Les catégories partagées par les SVT et la PC dessinent les contours d'une vision commune de l'élaboration des contenus scientifique. Les produits de la science résultent d'une construction. Différentes démarches mobilisant des activités d'observation, d'expérimentation, de mesures, de modélisation, de simulation et s'appuyant sur le raisonnement et la réflexion sont mises en œuvre.

L'identification des catégories non partagées par les SVT et PC permet de dessiner les contours d'une vision plus spécifique de l’élaboration des produits de la science pour chaque discipline scolaire. Les lieux d'élaboration scientifiques (le laboratoire, le terrain) et un ensemble de règles en lien avec l'élaboration et relatives à l'argumentation, à la sécurité et aux conditions de validité sont énoncées en SVT alors que ces éléments sont absents du programme de PC.

Par ailleurs, il est important de noter que parmi les catégories partagées par les deux disciplines scolaires, des différences peuvent être aussi identifiées. Ainsi pour les « activités intellectuelles » impliquées, les activités intellectuelles « créatives » telles l'imagination n’apparaissent qu'en PC.

Tableau 2 : les sous-dimensions et catégories évoquées par les préambules des programmes de seconde de SVT et de PC

4. 4.  Les grandes lignes de l’idée de science renvoyée par chaque programme scolaire.

Dans les deux programmes, les pratiques scientifiques sont présentées comme visant à décrire, comprendre et expliquer le monde qui nous entoure. La visée de prévision et de transformation du monde n’est explicitement présente que dans le programme de PC.

Si les deux programmes inscrivent les pratiques scientifiques dans une communauté et une histoire, les approches sont différentes. Les caractéristiques et les rôles de la communauté sont davantage explicités en PC qu’en SVT. Il s’agit davantage de l’histoire d’une entreprise humaine en PC et d’une histoire conceptuelle en SVT.

Dans les deux programmes, sont mises en avant des caractéristiques des pratiques scientifiques qui suggèrent l'idée de l'existence d'une différence entre des pratiques qui seraient scientifiques et d'autres qui ne le seraient pas. Ces caractéristiques semblent liées au mode spécifique d’élaboration des connaissances, notamment à la mise à l’épreuve du réel des hypothèses avancées, et au mode de pensée, en particulier l’esprit critique et la remise en question de l’acquis. Si les deux programmes mettent l’accent sur des activités pratiques et expérimentales et envisagent des activités intellectuelles de type logique (raisonner, démontrer, argumenter), les facultés d’imagination ne sont mises en avant que par le programme de PC et l’existence de règles auxquelles se conformer que par celui de SVT.

La plupart des valeurs qui guident ces pratiques restent implicites, certaines sont absentes. On peut ainsi noter que parmi les valeurs examinées par Brenner (2011), la fécondité et la simplicité ne sont pas évoquées. Il en est de même des présupposés qui les fondent. Dans les deux cas, n’est pas mentionnée l’existence de présupposés relatifs au monde et à la connaissance que l’Homme peut en avoir : le monde est supposé connaissable et structuré ; il ne semble exister aucune limite à la connaissance humaine. Certains présupposés sont présents dans un des programmes et non dans l’autre, il en est ainsi de l’universalité de la science, cité en PC uniquement.

Les positionnements concernant le statut des connaissances construites ne semblent pas équivalents dans les deux programmes. Le terme de loi est absent en SVT. Si l’utilisation fréquente par les deux programmes du terme « construction» renvoie l’idée d’une inscription dans un paradigme constructiviste de la connaissance, des expressions telles que « qui donnent accès aux lois de la nature » laissent envisager un positionnement « réaliste abstrait » des programmes de PC. Cette expression reprise de Robardet et Guillaud (1997. p. 67)  postule «  la possibilité ou même la perspective, la volonté, in fine d’accès direct au réel ». Cela rejoint un constat fait par Guilbert et Méloche (1993) sur l’existence de conceptions contradictoires chez les étudiants et enseignants.

Des discours explicites sur les sciences extraits des programmes présentés dans les annexes se dégagent une vision rationaliste et internaliste des sciences en SVT, une connotation plus positive des sciences et une dimension humaine et sociale plus développée en PC.

4.5.  L’image des sciences renvoyée par les programmes français et étrangers

La comparaison avec les résultats obtenus par Mc Comas et Olson (1998) dans l'étude internationale menée sur les textes officiels anglo-saxons permet de constater que si tous les thèmes évoqués dans les programmes français se retrouvent dans les textes officiels anglo-saxons, la réciproque n’est pas vraie (tableau 3).

Tableau 3 : Comparaison des programmes français avec les résultats de Mc Comas et Olson (1998)

Dans les programmes  anglo-saxons, sont mises davantage en avant des caractéristiques générales des sciences, notamment l’existence de limite à la connaissance  scientifique. Sur le tableau 3 se retrouve la  différence mentionnée précédemment entre les visions des sciences transmises par les programmes français, à savoir une dimension humaine et sociale plus développée en PC. Il est à noter que le thème de l’universalité des sciences est évoqué différemment par les programmes anglo-saxons et français de PC. Dans le premier cas, est soulignée  la contribution de toutes les cultures  aux sciences alors  que dans le second la science est dite « transcender les différences culturelles » et être « le bien de toute l’humanité ».

La comparaison avec l’étude de Gauch (2009) sur les documents AAAS (American Association for the Advancement of Science) montre que si certains des sept « piliers » sur lesquels repose la science sont présents dans les programmes français, d’autres sont absents, notamment l’existence de limite à la connaissance scientifique et la contribution de toutes les cultures. Ils mettent par contre tous en avant le raisonnement logique et la recherche de preuves.

Tableau 4 : Comparaison des programmes français avec les résultats de Gauch (2009)

  1. Conclusion

La recherche sur la NoS dans les programmes  de sciences français montre qu’elle n’est explicitée comme visée d’apprentissage qu’en SVT. La disparition d'un discours explicite sur les sciences dans les tableaux des contenus à enseigner associé à un recentrage sur trois dimensions de la NoS, l'élaboration, les objets et les produits, suggère un appauvrissement du discours sur la NoS et donc une réduction de l’image de la NoS reflétée par les programmes.

Il est à noter que certains aspects pouvant aider au positionnement entre les sciences et les croyances ne sont pas abordés. Il en est ainsi de l’existence de présupposés relatifs au monde que la science étudie, du statut des savoirs scientifiques par rapport à la réalité phénoménale, de l’existence de critères de choix sur lesquels repose le processus d’élaboration des savoirs scientifiques, de l’existence de limite à la connaissance scientifique.

La connotation positive des sciences et l’universalisme « transcendant » évoqué par les programmes de PC questionnent sur une possible survalorisation des sciences et dépréciation des cultures.

Ces résultats interrogent sur la perception qu’ont les enseignants de la NoS et sur la façon dont ils la prennent en charge dans leur enseignement.

Face à ce constat, quelques propositions peuvent être avancées concernant les programmes. Il semble souhaitable d’expliciter la visée d’apprentissage d’ordre épistémologique dans les préambules des programmes, de définir  des objectifs précis d’apprentissage et des contenus à enseigner comme cela se fait dans les documents standards anglo-saxons (Project 2061), de suggérer des pistes de mise en oeuvre cohérentes avec les objectifs et les enjeux d’éducation. Le lecteur intéressé par différentes pistes peut se rapporter à Maurines (2010). Terminons en soulignant que ces propositions ne pourront être effectives en classe que si la formation initiale et continue des enseignants prend  en compte la dimension épistémologique de l’apprentissage des sciences.

Références :

Abd-El-Khalick, F. (2012). Examining the Sources for our Understandings about Science: Enduring conflations and critical issues in research on nature of science in science education. International Journal of Science Education, 34( 3), 353-374.

Aikenhead, G.S. (1996). Science Education: Border Crossing into the Subculture of Science. Studies in Science Education, 27, 1-52.

Aikenhead, G.S., Ogawa, M. (2007). Indigenous knowledge and science revisited. Cultural Studies of Science Education, 2, 539–620.

Brenner, A. (2011). Raison scientifique et valeurs humaines. Essai sur les critères du choix objectif. Paris : PUF

Chalmers, A. F. (1991). La fabrication de la science. Paris : La Découverte.

Chen, S. (2006). Development of an Instrument to Assess Views on Nature of Science and Attitudes Toward Teaching Science. Science Education, 90, 803-819.

Cobern,W. W. (2000). The Nature of Science and the Role of Knowledge and Belief. Science & Education, 9, 219-246.

Dagher, Z., BouJouade S. (1997). Scientific Views and Religious Beliefs of College Students: the Case of Biological Evolution. Journal of research in Science Teaching, 34(5), 429-445.

Donelly, J. (2001). Contested terrain or unified project? 'The nature of science' in the National Curriculum for England and Wales. International Journal of Science Education, 23 (2), 181-195.

Driver, R., Leach, J., Millar R., Scott, P. (1996). Young people’s images of science. Buckingham, Philadelphia : Open University Press.

Ferreira, S. & Morais, A.M. (2011). The Nature of Science in Science Curricula: Methods and Concepts of Analysis. International Journal of Science Education. DOI:10.1080/09500693.2011.621982.

[On Line First : http://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/09500693.2011.621982].

Gauch JR, H.G. (2009). Sciences, worldviews and education. Science & Education. 18, 667- 695.

Gould, S.J. (2000). Et Dieu dit : « Que Darwin soit ! ». Paris : Seuil.

Guilbert, L.,  Méloche D. (1993). L’idée de science chez les enseignants en formation : un lien entre l’histoire des sciences et l’hétérogénéité des visions ? Didaskalia, 2 , 23-46.

Hansson, L., Redfors, A. (2007). Physics ans the possibility of a religious view of the universe: swedish upper secondary students’views. Science & Education, 16, 461-478.

Irzik, G., Nola, R. (2011). A family resemblance approach to the nature of science for science education. Science & Education, 20(7-8), 591-607.

Larochelle, M., Désautels, J. (1992). Autour de l'idée de science. Itinéraires cognitifs d'étudiants. Bruxelles : De Boeck.

Lederman, N. G. (2007). Nature of Science: Past, Present and Future. In S. K. Abell et N. G. Lederman (Eds.), Handbook of Research on Science Education (p. 831-879). Londres : Lawrence Erlbaum associates.

Mc Comas, W. F., Clough M. P., Almazroa H. (1998). The role and character of the nature of science in science education. In W. F. Mc Comas (Ed.), The nature of science in science education. Rationales and strategies (p.3-39). Dordrecht : Kluwer.

Mc Comas, W. F. & Olson, J. K. (1998). The Nature of Science in International Science Education Standards Documents. In W. F. Mc Comas (Ed.), The Nature of Science in Science Education. Rationales and Strategies (p. 41-52). Dordrecht : Kluwer.

Martinand, J.-L. (1986). Connaître et transformer la matière. Berne : Peter Lang.

Martinand, J.-L. (1998). Introduction à la modélisation. In Les technologies de l'information et de la communication et l'actualisation des enseignements scientifiques  et technologiques au lycée d'enseignement général et au collège, Actes de l'université d'été, INRP-ENS Cachan, [http://www.inrp.fr/Tecne/Rencontre/Univete/Tic/Pdf/Modelisa.pdf]

Matthews, M. R. (2012). Changing the focus: from Nature of Science (NoS) to Features of Science (FoS). In M.S. Khine (Ed.), Advances in Nature of Science Research. Concepts and Methodologies (p. 3-26). Dordrecht : Springer.

Maurines, L., Pugnaud, S. (2009). Secondary science teachers and the religious arguments advanced by students: results of a prospective enquiry conducted in France. Seventh International Conference of ESERA. [http://www.esera.org/media/conferences/Book2.pdf]

Maurines, L. (2010). L’enseignement des sciences face au fait religieux. Au-delà des savoirs : l’idée de science. In L. Maurines (Ed.), Sciences et religions. Quelles vérités ? Quel dialogue ?  (p. 346-377). Paris : Vuibert.

Maurines, L., Gallezot, M., Ramage, M.-J., Beaufils, D. (2013).   La nature des sciences dans les programmes de seconde de physique-chimie et de sciences de la vie et de la Terre. Recherches en didactique des sciences et des technologies, 7, 19-52.

MEN (2010a). Programmes de Physique Chimie pour la classe de 2nde. Bulletin officiel du ministère de l’éducation nationale, n° 4 du 29 avril 2010.

MEN (2010b). Programmes de sciences de la vie et de la terre pour la classe de 2nde. Bulletin officiel du ministère de l’éducation nationale, numéro spécial n° 4 du 29 avril 2010.

Orange, C. (1997). Problèmes et modélisation en biologie. Quels apprentissages pour le lycée ? Paris : PUF.

Pestre, D. (2006). Introduction aux sciences studies. Paris : La Découverte.

Popelard, M.D., Vernant. D. (1997). Les grands courants de la philosophie des sciences. Paris : Seuil.

Project 2061 [http://www.project2061.org/publications/bsl/default.htm] Benchmarks on line [http://www.project2061.org/publications/bsl/online/index.php?home=true]. The Nature of Science [http://www.project2061.org/publications/bsl/online/index.php?chapter=1]

Robardet, G., Guillaud, J.-C. (1997). Eléments de didactique des sciences physiques. Paris : Presses Universitaires de France

Roletto, E. (1995). La nature du savoir scientifique chez les enseignants. Thèse, Université Montpellier 2.

Stengers, I. (1997). Cosmopolitique 1. La guerre des sciences. Paris, Le Plessis Robinson : La Découverte/ Les empêcheurs de penser en rond.

Tiberghien, A. (1999). Labwork activity and learning physics – an approach based on modelling. In J. Leach et A. Paulsen (Eds.), Practical work in science education – recent research studies. Denmark, Roskilde University Press, 176-194.

Toulmin, S. (1973). L’explication scientifique. Paris : Armand Colin.

Wolfs, J.L. (2013). Sciences, religions et identités culturelles : quels enjeux pour l'éducation ? Bruxelles : De Boeck.

Annexe Extraits des préambules des programmes de seconde français de sciences de la vie et de la Terre et de physique-chimie