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HISTOIRE DES SCIENCES ET RÉFLEXION EPISTEMOLOGICHE DES ÉLÈVES Pierre Fillon L'h

HISTOIRE DES SCIENCES ET RÉFLEXION EPISTEMOLOGICHE DES ÉLÈVES Pierre Fillon L'histoire des sciences et des techniques est VAriésienne de l'enseignement scientifique : toujours annoncée, rarement mise en pratique dans les classes. Cet articlesepropose démontrercommentsonintroduction, mêmemodeste, permettrait de: - modifier les pratiques des professeurs en les incitant à la pluridisciplinarité et en les encourageant à prendre en considération les représentations de leurs élèves ; - faire réfléchir les élèves d'une part sur leurs conceptions sur la science et la technique dans la société et d'autre part sur lapossibilitê de reconsidérer leurs propres modèles spontanés qui font obstacle à la construction du savoir scientifique à la lumière de modèles scientifiques historiques. une incitation souvent répétée mais peu de réalisations pratiques quelques tentatives. Depuis la fin du 19e siècle, les différents ministres de l'Éduca- tion nationale et l'Académie des sciences sollicitent les pro- fesseurs de sciences en leur demandant d'intégrer dans leur enseignement des éléments d'histoire des sciences. Malgré une incitation institutionnelle (il y a eu une épreuve d'histoire des sciences dans le concours d'agrégation de physique jusque dans les années 1920) ce vœu est resté vain aussi bien dans les programmes officiels (où l'idée est seulement abordée mais aucune instruction donnée) que dans les pratiques d'enseigne- ment scientifique. D'une part les quelques enseignants ayant tenté d'intégrer un peu d*HST (1) dans leurs cours se sont bornés la plupart du temps : - à faire une étude chronologique des découvertes scientifiques et techniques ; - à citer quelques anecdotes qui sont le plus souvent caricatu- rales ; - à présenter succinctement la biographie de quelques «sa- vants». D'autre part, lorsqu'on aborde la possibilité d'utiliser autre- ment 1*HST en sciences, les professeurs, malgré un intérêt manifeste, s'interrogent immédiatement sur les aspects et problèmes suivants : - le parallélisme entre les difficultés des élèves à construire certains concepts et celles rencontrées par les physiciens de l'époque à les élaborer ; (1) Dans la suite de l'article, l'histoire des sciences et des techniques sera notée HST. ASTER N°12. 1991. Informatique, regards didactiques. INRP, 29. rue dTJlm. 75230. Paris Cedex 05. 92 des interrogations et des craintes de la part des professeurs des interrogations internes à la discipline - la crainte que les élèves ne se souviennent de concepts périmés plutôt que de ceux actuellement admis par la com- munauté scientifique ; - l'idée que l'introduction de l'HST ne pourrait se faire qu'en construisant les concepts avec les élèves dans l'ordre histo- rique de leur découverte ; - la perte de temps par rapport à un enseignement axiomatique qui serait plus efficace. En effet, le modèle dominant de l'enseignement scientifique est de type axiomatique ; une présentation rigoureuse et claire, y compris appuyée sur un dispositif expérimental de démonstration, serait le moyen le plus adéquat pour transmettre la connaissance scientifique. Nous n'entrerons pas ici dans un tel débat, mais nous soulignerons simplement que les résultats même de l'ensei- gnement scientifique, qui reste actuellement très fortement axiomatique pour diverses raisons, montrent que ce type d'enseignement ne convient qu'à une minorité d'élèves et éloigne de la science un nombre trop important déjeunes. Enfin, on peut remarquer que les interrogations des profes- seurs envers un tel enseignement sont essentiellement internes à la discipline. Rares sont ceux qui soulignent l'in- térêt d'une possibilité d'approches complémentaires et con- vergentes avec des disciplines telles que les sciences humaines, la philosophie et la biologie. Les relations complexes entre la science, la technique et la société ne sont pas envisagées. Ces interrogations et craintes sont sûrement à l'origine de la réticence des enseignants à utiliser l'HST (on peut aussi ajouter le manque de formation dans ce domaine des professeurs de sciences). Aussi est-il apparu nécessaire qu'un groupe de recherche pluridisciplinaire de l'INRP organise une réflexion sur les finalités et les conditions d'utilisation et de mise en œuvre d'un enseignement d'HST au niveau des collèges et lycées. Cette recherche-action avait aussi pour mission de proposer, après expérimentation dans les classes, des séquences d'enseignement intégrant l'HST (2). Ce travail de réflexion et de proposition pluridisciplinaire a été complété par une étude interne à la discipline sur la prise en compte des représentations des élèves et de l'histoire des sciences pour aider l'élève à construire un concept scientifique <3). Ces deux réflexions (d'une part pluridisciplinaire et d'autre part disciplinaire) ont permis de dégager deux axes possibles (2) Le rapport relatif à cette recherche doit être publié dans la collection Rapports de Recherche à l'INRP au cours de l'année 1991. (3) FILLON P., La prise en compte des représentations et de V histoire des sciences peut-elle aider l'élève à construire un concept scientifique ? Mémoire de DEA de didactique des sciences physiques, Université Paris 7,1988. 93 deux modes d'utilisation de l'histoire des sciences... l'une à tendance culturelle et pluridisciplinaire... l'autre à orientation didactique et disciplinaire d'utilisation de l'HST dans l'enseignement. Ces deux orienta- tions ont la même finalité : aider l'élève à réfléchir sur ses propres représentations en ce qui concerne les sciences. La première utilisation possible de l'HST a une tendance plus culturelle et vise la modification ou la création de certaines représentations sociales sur la science. Elle a été plus par- ticulièrement analysée par le groupe de recherche INRP. Dans ce cas, l'approche est externe à la discipline et nécessite la pluridisciplinarité. La deuxième utilisation est en général interne à la discipline et donc plus souvent disciplinaire. Elle vise à aider l'élève à mieux construire un concept scientifique particulier mais aussi à considérer autrement ses propres représentations relatives à celui-ci, en les confrontant d'une part à l'expérience et d'autre part aux modèles construits par les premiers physiciens ayant abordé ce domaine. Les hypothèses méthodologiques proposées dans cette deuxième orientation ont été développées et analy- sées partiellement dans le projet de recherche correspondant au mémoire de DEA cité précédemment. Elles demandent encore des validations dans un cadre plus général lors de recherches à venir. Cet article se propose d'exposer les deux orientations qu'il nous semble possible de donner à un enseignement d'HST dans le secondaire. En ce qui concerne l'orientation culturelle, seules les représentations des élèves sur les aspects sociaux-écono- miques des relations Science-Technique-Société l4) seront présentées (avant et après un enseignement d'histoire des sciences). Pour l'orientation didactique, une séquence péda- gogique sera présentée après avoir examiné les similitudes et différences entre les représentations des élèves et un modèle historique des scientifiques. Pour chacun des axes retenus, les difficultés rencontrées et les limites d'utilisation mises en évidence seront dégagées. 1. MODIFIER LES REPRESENTATIONS SOCIALES SUR LA SCIENCE CHEZ LES ÉLÈVES 1.1. Les objectifs culturels de l'enseignement de l'HST Les apports majeurs de l'enseignement de l'HST dans les collèges et les lycées se retrouvent aussi bien dans les appro- ches disciplinaires que pluridisciplinaires. L'enseignement de l'HST incite à la pratique de la pluridisciplinarité entre des disciplines qui traditionnellement s'ignorent. L'ouverture indispensable vers les autres discipli- nes s'avère profitable aux élèves (décloisonnement des disciplines (4) Dans la suite de l'article Science-Technique-Société sera noté STS. 94 ouverture vers les autres disciplines parla pluridisciplinarité construire une culture scientifique chez les élèves par une modification de leurs représentations sur les relations S.T.S. s'opposer à la représentation de la technique en aval de la science la technique se construit de façon cumulative et continue avec un meilleur transfert des connaissances et méthodes acquises dans une discipline vers une autre) mais aussi aux professeurs qui comprennent mieux les avantages du travail en équipe et de la concertation qui permet la mise en commun des idées. Il permet de créer ou modifier des représentations sociales sur la science chez les élèves. De nombreux rapports incitent à la construction d'une cul- ture scientifique chez les élèves ; citons par exemple le rapport Bourdieu-Gros ,5) : «L'enseignement des mathématiques ou de la physique tout autant que celui de la philosophie ou de l'histoire, peut et doit permettre de préparer à l'histoire des idées, des sciences ou des techniques (cela, évidemment, à condition que les enseignants soient/ormes en conséquence). \...]un enseignement capable de professer à la fois la science et l'histoire des sciences ou l'epistemologie... » Outre une étude des relations STS, cette formation passe aussi par une interrogation sur ce qu'est la science et sur ses présupposés éthiques. Ces deux niveaux d'étude interfèrent fréquemment et obligent dans un cas comme dans l'autre à prendre en compte et souvent à remettre en cause les représen- tations spontanées des élèves. • Les relations science - technique - société Un enseignement de l'HST s'oppose à l'image d'une technique qui découle de la science pour montrer des moments de re- lative indépendance de l'une par rapport à l'autre, et l'absence de relation mécanique entre ces domaines. En effet, la relation entre la science et la technique est souvent pensée comme linéaire, la science préparant la mise au point d'objets techniques qui ne seraient que le résultat d'une sorte de bricolage ingénieux des savoirs. M. Daumas est de ce point de vue catégorique : «H estdetraditkmde subwdonnerledéveloppementdes techniques auprogrès scientifique. Rienn'estmoins exact Rfautabandonner le schéma élémentaire suivant lequel la connaissance scientifi- que des uploads/Science et Technologie/ histoire 1 .pdf