ESFI

Enseignement des Sciences Fondé sur l’Investigation en primaire et au collège

Responsable : Jean-Marie Boilevin

Descriptif :

Dans le cadre des nouveaux programmes mis en place au collège depuis 2006 et à l’école primaire depuis plusieurs années, les prescriptions institutionnelles envisagent l’apprentissage des sciences et de la technologie par une démarche d’investigation considérée comme méthode d’enseignement privilégiée. (B.O.E.N. Hors Série n°5 du 25 août 2005, p 6).
Le GIRPRE envisagé cherche à croiser les préoccupations des enseignants et les attentes de l’institution avec l’appui de la recherche en éducation. Plus précisément, le projet vise à identifier des questions portant sur les pratiques d’enseignement fondées sur l’investigation et envisager ensemble (enseignants et chercheurs) de construire et de tester des dispositifs permettant le développement d’une culture scientifique et technologique chez tous les élèves. Dans la perspective de travaux autour de la liaison école-collège pour une éducation scientifique et technologique, nous centrererons les activités du groupe sur le cycle 3 et le collège.

Problématique, hypothèses, démarches :

Devant le problème de la désaffection des sciences par les lycéens et surtout les étudiants, de nombreux rapports ont été publiés en France et en Europe (Boilevin, 2013). Ces différents documents font des bilans de la situation qui conduisent à des propositions où la remise en cause du type d’enseignement promulgué en sciences expérimentales revient souvent. Face au public actuellement présent dans les collèges et les lycées, un enseignement moins magistral qui permettrait aux élèves d’être plus actifs (intellectuellement et manuellement) est préconisé. De plus, l’introduction des programmes du cycle central du collège pour les disciplines scientifiques fait le lien avec l’école primaire où la démarche d’investigation est déjà utilisée. Cette introduction indique aussi clairement que « … cette démarche n’est pas unique. Elle n’est pas non plus exclusive et tous les objets d’étude ne se prêtent pas également à sa mise en œuvre » (B.O.E.N. Hors Série n°5 du 25 août 2005, p 6).
En outre, la loi d’orientation et de programmation pour la refondation de l’école (2013) met l’accent sur un certains nombre de mesures clés dans lesquelles l’éducation scientifique et technologique a toute sa place. Il s’agit notamment :
D’assurer la progressivité des apprentissages de la maternelle au collège. « La transition entre le primaire et le collège, que l’on sait difficile pour beaucoup d’élèves, sera également facilitée par la mise en place d’un conseil école-collège dont le rôle sera de proposer des actions de coopération et d’échange entre chaque collège et ses écoles de secteur ».
De faire évoluer les contenus des enseignements. « Le socle commun, qui devient socle commun de connaissances, de compétences et de culture, verra sa conception et ses composantes repensées et de nouveaux programmes scolaires seront élaborés en cohérence avec ce socle et avec les cycles ».
Nous faisons l’hypothèse qu’un accompagnement des enseignants pour leur permettre de s’interroger et de s’outiller conceptuellement devrait les aider à mettre en œuvre des dispositifs d’enseignement-apprentissage fondés sur l’investigation allant au-delà d’une exécution procédurale des différentes étapes de la démarche d’investigation citées dans les instructions officielles. En effet, le développement de pratiques collaboratives entre praticiens et chercheurs, objectivant les expériences, doit permettre de rapprocher le monde de la recherche et celui des pratiques d’enseignement (Vinatier et Altet, 2008).
Ce type de dispositif amenant des chercheurs (didactique des sciences), des formateurs et des praticiens (enseignants du primaire, du secondaire) à collaborer pour co-construire des séquences d’enseignement-apprentisage a déjà montré tout son intérêt (Boilevin et al., 2010, 2012 ; Sensevy, 2011). L’objet de recherche pourrait d’ailleurs évoluer vers l’analyse de l’activité de ce groupe visant le développement de la professionnalité enseignante.
La mise en œuvre effective d’un enseignement fondé sur l’investigation suppose, en amont, l’appropriation de cette nouvelle méthode pédagogique par les enseignants au-delà d’une mise en application de tâches d’exécution. Nous considérons l’activité enseignante comme une activité dans laquelle l’élaboration de situations d’enseignement-apprentissage occupe une place centrale. Ainsi, le travail d’un groupe d’enseignants et de chercheurs permet-il de mettre en évidence les enjeux d’un enseignement fondé sur l’investigation, et les conditions favorisant sa mise en œuvre par les praticiens?

Le GERPREF proposé vise à créer un collectif d’acteurs permettant une co-explicitation des savoirs de l’expérience (Vinatier et Altet, 2008). En effet, les travaux sur la transposition didactique ont montré comment les prescriptions sont modifiées par tout ce qui intervient (manuels, enseignants, site Internet, etc.) avant la mise en œuvre des savoirs prescrits en classe. Il s’agit d’accompagner la transposition pour les enseignants qui expérimentent de nouvelles situations d’enseignement –apprentissage en amenant les membres du groupe à partager d’abord une culture commune au sujet de l’enseignement fondé sur  l’investigation.
En outre, les recherches sur le contrat didactique et le rôle des interactions didactiques dans le rapport au savoir construit en classe nous conduisent à penser que de nombreux enseignants rencontrent des difficultés à modifier leurs pratiques, comme le montrent les premières études menées en France (Grangeat, 2013) ou au niveau international (Boilevin, 2013).
Dans cette recherche, il s’agira d’identifier les représentations des enseignants sur les intentions didactiques des programmes concernant la démarche d’investigation, d’analyser les types de tâches proposés aux élèves et de décrire les mises en œuvre dans les classes de façon à objectiver les réussites et les difficultés rencontrées (d’ordre épistémologique, didactique, scientifique, pédagogique, matériel, etc.) Le travail du groupe s’appuiera sur l’exploitation de travaux de recherche publiés récemment et sur des analyses de séances de classe (cycle 3 et collège), accompagnées d’entretiens semi-directifs avec des enseignants de SPC, SVT et Technologie, menées par des membres du groupe. Les discussions et les échanges devraient amener le groupe à questionner la manière dont les élèves apprennent et ce qu’ils apprennent. Il s’agira alors de faire émerger une problématique commune au sein du groupe et de restreindre peu à peu le champ d’étude. Il s’agira de focaliser, par exemple, sur des moments particuliers dans une séance de classe : le début de séance avec la phase de dévolution ou encore de la phase d’émissions des hypothèses par les élèves.
La suite du travail mené au sein du GERPREF dépendra de cette première construction commune.
L’enjeu à terme est celui de la formation des maîtres sur ces nouvelles pratiques qui peuvent s’avérer très déstabilisantes à la fois pour les enseignants mais aussi pour leurs élèves suivant le type de modèle pédagogique et le type de contrat didactique proposés en classe. Les dispositifs co-construits devraient permettre le développement d’une culture scientifique et technologique chez tous les élèves.

Résultats attendus et portée de l’étude

Cette thématique de recherche est récente en France. L’enjeu est celui de la formation des maîtres sur ces nouvelles pratiques d’enseignement des sciences et de la technologie qui peuvent s’avérer très déstabilisantes à la fois pour les enseignants mais aussi pour leurs élèves suivant le type de modèle pédagogique et le type de contrat didactique proposés en classe.

Diffusion et valorisation envisagées

Publications d’articles dans des revues scientifiques (ex : RDST, E&D) et professionnelles (ex: BUP, Cahiers pédagogiques).
Interventions en formation initiale et en formation continue (notamment dans la future Maison Bretonne pour la science au service des professeurs).

Principales références bibliographiques en lien avec le projet

Boilevin, J.-M, Brandt-Pomares, P., Givry, D., & Delserieys, A. (2012). L’enseignement des sciences et de la technologie fondé sur l’investigation : étude d’un dispositif collaboratif entre enseignants de collège et chercheurs en didactique. In B. Calmettes (Ed.), Démarches d’investigation : références, représentations, pratiques et formation (pp. 214-234). Paris: L’Harmattan.

Boilevin, J.-M, Brandt-Pomares, P., Givry, D., & Delserieys, A. (2010, septembre). Démarches d’investigation en sciences et en technologie : quelle appropriation par des enseignants de collège ? Paper presented at the Congrès d’Actualité de la Recherche en Éducation et en Formation, Genève, Suisse.

Boilevin, J.-M., Morge, L., & Delserieys, A. (2010, août). Inquiry-based physics education in French middle school. Paper presented at the GIREP EPEC Conference Frontiers of Physics Education, Reims, France.

Calmettes, B. (2009). Démarche d’investigation en physique. Des textes officiels aux pratiques de classe. Spirale, 43, 139-149.

Calmettes, B. (2010). Analyse pragmatique de pratiques ordinaires, rapport pragmatique à l’enseigner. Recherches en didactique des sciences et des technologie, 2, 235-272..

Grangeat, M. (Ed.). (2013). Les enseignants de sciences face aux démarches d’investigation. Des formations et des pratiques de classe (pp 27-53). Grenoble: PUG.

Morge, L. & Boilevin, J.-M. (Dir.) (2007). Séquences d’investigation en physique – chimie au collège et au lycée. Clermont-Ferrand : Scérén, CRDP d’Auvergne.

Sensevy, G. (2011). Le sens du savoir. Elements pour une théorie de l’action conjointe en didactique. Bruxelles : De Boeck.

Vinatier, I., & Altet, M. (dir.). (2008). Analyser et comprendre la pratique enseignante. Rennes: PUR.

Windschitl, M., Thompson, J. & Braaten, M. (2008). Beyond the scientific method : model-based inquiry as a new paradigm of preference for school science investigations. Science Education, 87(1), 112-143.

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