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L'ENSEIGNEMENT DE L'ASTRONOMIE Hélène Merle Yves Girault La première partie de

L'ENSEIGNEMENT DE L'ASTRONOMIE Hélène Merle Yves Girault La première partie de ce numéro d'Aster regroupe des contri- butions de recherche en didactique de l'astronomie, dont l'enseignement a trouvé sa place de l'école élémentaire au lycée, puis à l'université. Il nous a semblé intéressant d'y associer l'analyse de partenariats qui peuvent s'exercer avec des planétariums et/ou des structures scientifiques. Mal- heureusement, si de nombreux partenaires (institutionnels, animateurs et enseignants) soulignent une grande capacité d'innovation de ces structures, ils regrettent "des liens relati- vement aléatoires avec le milieu de la recherche pédagogique qui constituent un frein à la dynamique de recherche pédago- gique" (1). C'est la raison pour laquelle il existe trop peu de réels travaux d'évaluation sur l'impact de ces activités à des- tination des milieux scolaires, et trop d'écrits restent descrip- tifs (2). On constate enfin une absence de réflexion générale sur "le positionnement de ces acteurs de la culture scientifique et technique, ce qui permettrait à chacun de mieux se situer dans un contexte plus large" (3). Compte tenu de ces carences en terme de recherche d'une part, et d'autre part de la richesse des actions de terrain innovantes prônées par des structures qui travaillent de façon privilégiée avec le public scolaire, le comité de rédac- tion de la revue ASTER a souhaité créer, à titre exceptionnel pour ce numéro thématique, une rubrique "actions". Celle-ci regroupe des articles qui, sans répondre aux critères habi- tuels d'une revue de recherche, ont le mérite de refléter les innovations en cours. L'astronomie tient une place particulière dans l'histoire des sciences : reconnue comme une des sciences les plus anciennes, elle a subi une rupture épistémologique fondamen- tale avec la "révolution copemicienne" qui enleva à la Terre sa place centrale dans l'univers, et elle connaît actuellement, grâce à la spectroscopic et aux recherches spatiales, des déve- loppements considérables dans le domaine de l'astrophysique. (1) Extrait du compte rendu du Congrès des quarante ans de l'ANSTJ : "2010, le futur de nos projets", synthèse du troisième atelier. (2) Comme le montre l'étude suivante, toujours d'actualité : Girault Y., Sirard P.-A., Bigeault M., Amélie Rivest A., Monsché E. La science en spectacle au Planétarium : pertinence et limites. In A. Giordan, J.- L. Martinand, D. Raichvarg. Sciences et techniques en spectacles. Actes JIES, 15, 363-370, 1993. (3) Extrait du compte rendu du Congrès des quarante ans de l'ANSTJ : "2010, le futur de nos projets", synthèse du premier atelier. ASTER N° 36. 2003. L'enseignement de l'astronomie, INRP, 29, rue d'Ulm, 75230 Paris Cedex 05 un état des lieux de la recherche en didactique de l'astronomie associe a une rubrique "actions" qui reflète les innovations en cours l'astronomie, science de l'observation et de la modélisation par excellence... ...quisuscite la motivation de tous les publics Ces deux facettes de l'astronomie, l'astronomie de position qui a connu son apogée avec Newton et l'astrophysique actuelle, semblent si éloignées l'une de l'autre que l'on peut se demander ce qui légitime une dénomination commune. Certes l'objet d'étude est le même, comme le souligne la défi- nition du Petit Larousse : "science qui étudie la position, les mouvements, la structure et l'évolution des corps célestes" (4). Mais surtout, dans l'étude des cieux, l'unique message que nous envoient les astres est un faible faisceau de lumière, que les hommes n'ont eu de cesse de déchiffrer : lumière visible tout d'abord, exploitée à l'œil nu puis à travers lunettes et télescopes, puis spectres, d'abord dans le domaine visible puis dans tous les domaines de longueur d'onde, exploitables en particulier grâce au développement des techniques spatiales qui permettent d'échapper au filtre de l'atmosphère terrestre. Sous un apparent éclatement, le messager essentiel de l'information en provenance des astres est donc le même, et fait de l'astronomie la science de l'observation par excellence : toute action sur les phénomènes étudiés étant exclue, les astronomes comme les astrophysiciens se conten- tent presque exclusivement "d'observer, d'échafauder des modèles, d'en déduire des effets observables et de retourner les chercher dans le ciel" (5) On constate ainsi une réelle convergence de tous les volets de l'astronomie à la fois sur l'objet d'étude et la méthodologie employée. Cette méthodo- logie basée sur l'observation et la modélisation se retrouve, comme nous le verrons, tant au niveau de l'enseignement que dans des démarches de vulgarisation. L'intérêt manifesté par les élèves de tous âges pour l'astro- nomie n'est sans doute pas étranger au choix de ce thème pour un numéro d'Aster. Plus que toute autre, l'astronomie est une science qui offre à l'imagination les domaines les plus vastes dans le temps et l'espace, tout en proposant des spec- tacles d'une grande beauté. L'intérêt des jeunes comme du public adulte se porte naturellement sur les découvertes récentes relatives à l'univers et il s'accompagne souvent de questions métaphysiques. La place de l'homme dans l'uni- vers, son origine et son devenir sont naturellement question- nés dès qu'on aborde un thème d'astronomie et l'engouement des jeunes pour ce domaine s'explique sans doute autant par cet aspect que par les découvertes scientifiques proprement dites. Cet intérêt se manifeste par ailleurs, chez les enfants comme chez les adultes, par un questionnement centré sur quelques "éléments-phare" souvent difficiles à vulgariser comme les trous noirs, les super-nova ou le big-bang. (4) Petit Larousse Illustré (5) Jean-Pierre Verdet. Une histoire de l'astronomie. Seuil, collection Points Sciences. 5 un enchevêtrement de connaissances et de conceptions erronées... ...nécessite une grande rigueur dans l'élaboration et la conduite d'actions de formation un caractère interdisciplinaire affirmé Il est étonnant de constater en même temps une très grande ignorance et des confusions concernant des phénomènes beaucoup plus accessibles : confusion entre étoile du Berger (Vénus) et étoile polaire, entre les phases de la Lune et les éclipses, identification entre étoiles filantes et étoiles, confu- sion étoile-planète... À côté de cela, quelques connaissances émergent fréquemment, comme par exemple l'idée fort répandue selon laquelle nous observons des étoiles qui, du fait de leur distance, n'existent peut-être plus. Plus que dans tout autre domaine, cet enchevêtrement de connaissances et de conceptions erronées nécessite de la part du formateur comme du vulgarisateur une grande rigueur dans l'élabora- tion et la conduite d'actions de formation. De plus la particularité de l'astronomie tient à son caractère interdisciplinaire très affirmé : la mécanique classique puis relativiste, l'optique géométrique et la spectroscopic les phénomènes électromagnétiques, la physique quantique et la physique nucléaire, la chimie, les mathématiques, pour ne citer que ces domaines, sont fortement sollicités en astro- nomie. Ainsi l'astronomie est un domaine qui permet d'engager les élèves dans des projets pluridisciplinaires comme le préconisent de nombreux textes ministériels. Enfin les programmes scolaires français actuels, dans lesquels ont été introduits depuis une période récente des thèmes d'astronomie, justifient la thématique choisie. Il y a seulement vingt-cinq ans, les programmes scolaires ne comportaient aucun enseignement d'astronomie, après la suppression des éléments de cosmologie qui existaient dans les programmes de mathématiques élémentaires en termi- nale, dans les années soixante. Voyons donc comment l'astronomie est apparue peu à peu dans les programmes (6). C'est le collège qui est le premier concerné, avec les programmes de 1979 pour la classe de Quatrième où, dans la rubrique "optique" : "...se développe une composante astronomique où l'univers appelle une première description, où le monde déborde les limites du système solaire et où quelques rudiments d'optique indiquent comment on peut parvenir à toutes ces connaissances : la lumière est véhicule d'informations ; elle renseigne sur sa source comme sur les objets qu'elle rencontre sur son trajet" (7). (6) La classe de Quatrième en France est la troisième année de collège (élèves de 13 ans). Le cycle 3 de l'école primaire correspond aux trois dernières années de la scolarité primaire (élèves de 8 à 10 ans) : Cours élémentaire 2 (CE2), Cours Moyen 1 (CM1) et Cours Moyen 2 (CM2). (7) Goery Delacôte. Préface du Livre du professeur de 4e de la collection Libre Parcours, Hachette. 1979. des programmes scolaires qui intègrent peu à peu l'astronomie Suivent ceux de l'école élémentaire, plus exactement du cours moyen en 1985 : Éléments d'astronomie : Le repérage dans l'espace. La mesure du temps La Terre et les astres : La rotation de la Terre sur elle-même et autour du Soleil. La succession des jours et des nuits, et des saisons. Les fuseaux horaires. Les phases de la Lune et son mouvement autour de la Terre ; les marées. Les planètes du Soleil. Au lycée à cette période, l'astronomie n'apparaît pas en tant que telle et on se limite à l'étude des planètes et des satellites en mécanique dans le cadre de l'étude des actions à distance. C'est seulement dans le cadre des 10 % d'activités libres, puis dans les projets d'action éducatives que l'astronomie est alors abordée. Dans la vingtaine d'années qui a suivi, les programmes d'astronomie de l'école élémentaire ont évolué : suppression de l'étude des marées en 1995, de l'explication des saisons en 2002, mais les nouveaux programmes dépassent maintenant les limites du système solaire en incluant une approche de l'Univers. Malgré ces modifications, la partie astronomie uploads/Science et Technologie/ enseignement-astronomie.pdf