Depuis près d’un siècle et demi, les sciences et technologies ont beaucoup évolué. En parallèle, les perceptions des sciences et des technologies par la société civile ont été bouleversées. Il importe de comprendre les visées politiques quant à l’élaboration des programmes d’enseignement des sciences et de la technologie en primaire. Qu’attend la société de l’enseignement des sciences et technologie en primaire ? Quelles sont les missions des professeurs des écoles quant à l’enseignement des sciences et de la technologie dans les classes élémentaires ? Quelles sont les visées et quelles sont les pratiques effectives des enseignants eux-mêmes ?
1.3.1 Perspectives de la culture et de l’éducation scientifiques et technologiques A partir d’une approche épistémologique et sociologique, Sylvie Barma et Louise Guilbert (2006)36 de l’université de Laval (Québec) interrogent la culture scientifique et technologique, et en dégagent quatre grandes visions : technocratique, humaniste, utilitariste et démocratique.
Dans la première vision, dite technocratique, l’élève est considéré comme un futur scientifique, technologue ou technicien. Le but de l’enseignement des sciences et de la technologie est alors de développer chez les élèves une appétence et des compétences permettant à notre économie de garder une position concurrentielle sur le marché mondial.
Les partisans de la vision humaniste de l’enseignement des sciences et de la technologie visent le développement du potentiel intellectuel et des compétences générales de l’enfant.
La vision utilitariste est centrée sur le développement des compétences qui seront utiles à l’enfant aujourd’hui et dans un avenir proche. L’enseignement des sciences et de la technologie est accentué vers leurs utilisations immédiates au quotidien.
Enfin dans la vision démocratique, l’éducation aux sciences et technologies concourt à l’élaboration d’une vision rationnelle du monde, d’une connaissance des enjeux scientifiques, d’un accès facilité aux grands débats politiques afin de vivre dans une société démocratique.
36 BARMA, S. & GUILBERT, L. (2006). Différentes visions de la culture scientifique et technologique. Défis et contraintes pour les enseignants. In La formation à l’enseignement des sciences et des technologies au secondaire. Dans le contexte des réformes par compétences. Hasni, A., Lenoir, Y. & Lebeaume, J. PUQ.
1.3.2 Vision internationale (OCDE – PISA) de la culture scientifique
Dans la mondialisation de l’information et la compétition internationale actuelle, la société civile française et les politiques successives de l’éducation ne peuvent rester insensibles aux comparaisons des systèmes éducatifs des autres pays.
Le programme PISA « Programme international pour le suivi des acquis des élèves » a été mis en place en 2000 par l’OCDE pour évaluer tous les trois ans la performance des systèmes éducatifs des pays adhérents à ce programme. Les élèves sont évalués à la fin de la scolarité obligatoire (16 ans en France) correspondant à la fin du collège. Le huitième chapitre (p. 131 du rapport 2003)37 redonne la définition pour l’OCDE : "la culture scientifique est la capacité d’utiliser des connaissances scientifiques pour identifier les questions auxquelles la science peut apporter une réponse et pour tirer des conclusions fondées sur des faits, en vue de comprendre le monde naturel ainsi que les changements qui y sont apportés par l’activité humaine et de contribuer de prendre des décisions à leur propos."
Les Tests PISA en sciences sont basés sur des situations rencontrées dans la vie quotidienne, des problèmes environnementaux locaux ou globaux, des exercices sur les technologies liées à l’énergie… Comme dans l’ensemble des tests PISA, il s’agit davantage d’évaluer la capacité à mobiliser et utiliser ses connaissances, même les plus simples. Au sens de Barma et Guilbert (2006), l’évaluation PISA a donc principalement une visée « utilitaire ».
1.3.3 Missions de l’école primaire et des enseignements scolaires
Le programme officiel d’enseignement de l’école primaire (2008)38 en France pour l’enseignement des sciences et de la technologie croise principalement deux visions : humaniste et citoyenne. La première est manifeste :
« Les sciences expérimentales et les technologies ont pour objectif de comprendre et de décrire le monde réel, celui de la nature et celui construit par l’Homme, d’agir sur lui et de maîtriser les changements induits par l’activité humaine. Leur étude contribue à faire saisir aux élèves la distinction entre faits et hypothèses vérifiables d’une part, opinions et croyances d’autre part. » (p. 25)
« Observation, questionnement, expérimentation et argumentation pratiqués, par exemple, selon l’esprit de la Main à la pâte sont essentiels pour atteindre ces buts ; c’est pourquoi les connaissances et les compétences sont acquises dans le cadre d’une démarche d’investigation
37Rapport 2007 sur l’évaluation PISA 2003. Compétences des élèves français en mathématiques, compréhension de l’écrit et sciences. In Les dossiers Enseignement scolaire n°180
qui développe la curiosité, la créativité, l’esprit critique et l’intérêt pour le progrès scientifique et technique. » (p. 25)
La vision démocratique est également exprimée :
« Familiarisés avec une approche sensible de la nature, les élèves apprennent à être responsables face à l’environnement, au monde vivant, à la santé. Ils comprennent que le développement durable correspond aux besoins des générations actuelles et futures. En relation avec les enseignements de culture humaniste et d’instruction civique, ils apprennent à agir dans cette perspective. »
Même si les résultats de la France à l’évaluation PISA 2003 sont au-dessus de la moyenne des pays de l’OCDE, la différence des visions (humaniste et démocratique) des programmes français et de la vision « utilitaire » des tests PISA – fixés par l’OCDE, pourrait aussi expliquer en partie l’incompréhension des énoncés et les échecs à ces tests de certains élèves français issus du collège.
1.3.4 Sciences, technologie et maîtrise de la langue nationale
Une des visées du programme de sciences à l’école primaire est la « description du monde réel » par le jeu de questionnements, débats, argumentations qui supposent la maîtrise du français comme langue scolaire. Quelles sont les visées des enseignants dans cette relation entre les sciences et le français ?
Lebeaume (1995)39 considère que les enseignants du primaire parviennent à intégrer l’éducation scientifique dans un « réseau de pratiques cohérentes ». Il montre, à partir de l’analyse historique des relations entre enseignements de français et de sciences, que ces deux « matières scolaires » sont connexes. Cette connexité étant construite à la fois sur le plan pédagogique et sur le plan des matières enseignées, il remarque à travers le dernier siècle que les constructions de ces enseignements, matières ou disciplines scolaires résultent de longs processus sociaux, qu’elles sont généralement disjointes les unes des autres et qu’elles ont des progressivités propres des petites aux plus grandes classes. Il indique « La répartition selon l’âge des enfants initiée vers 1850 par Gréard fixe notamment les traits essentiels de chacun des cours puis des cycles. Ainsi les sections enfantines correspondent-elles à des temps de découverte, le cours préparatoire est-il avant tout un cours de lecture, le cours élémentaire à l’étude des « éléments », le cours moyen celui de leur coordination, le cours supérieur celui du commencement de systématisation logique des notions scientifiques. » « L’école défend
39 LEBEAUME, J. (1995). La transformation des travaux d’aiguille en leçons de couture, ou la construction d’un réseau de pratiques scolaires cohérentes. Spirale n°14 (pp. 103-106)
également d’une manière constante l’ambition éducative du développement de la pensée et de la rationalité scientifique afin notamment de substituer des pratiques raisonnées aux pratiques machinales et des connaissances aux croyances, comme elle maintient sa préoccupation permanente de la qualité des pratiques langagières.
Lebeaume (2011)40 remarque que les enseignements des sciences et du français apparaissent intimement entremêlés dans les manuels scolaires : « Leçons de choses et lectures instructives et graduées », « Lectures et leçons de choses, Bert (1887). Les programmes de 1898 précisent que les leçons de choses doivent avoir la perspective des études scientifiques des classes secondaires. Cette orientation d’un enseignement « scientifique expérimental » s’inscrit dans la lignée des défenseurs de l’instruction des enfants par (à travers) les choses et non pas sur les choses, en habituant l’enfant à observer pour développer ses facultés. » (p. 92)
Si l’observation structure les leçons de choses de l’enseignement des sciences à l’école élémentaire, l’expérience apparaît dans les leçons spéciales des cours moyen et supérieur (cf. manuel de Souché, 1932). Ce n’est que dans les années 1950 que les manuels scolaires intègrent les principes des leçons de choses et des méthodes actives adressées directement aux élèves « Regarde et réfléchis », « Observons pour connaître ». Lebeaume (2011) remarque qu’alors les sciences et le français étaient fortement associés. Lasalmonie et Fournier (1958) indiquent dans leurs manuels scolaires « chaque mot nouveau doit être acquis par l’élève tant du point de vue du sens que du point de vue de son orthographe ».
La réforme de 1969 des écoles normales primaires impose le recrutement des candidats bacheliers, suivi de deux années de formation professionnelle. Dans ces années 1960, la prise en compte de l’épistémologie de Bachelard et des travaux de Piaget remet en cause la conception des apprentissages, recentre le développement cognitif de l’élève, pointe les obstacles à dépasser par l’apprentissage en mettant l’accent, par exemple, sur l’opposition entre « pensée commune » et « pensée scientifique ». Cette impulsion conduit dans les années 1980 à la déconnexion curriculaire des enseignements du français et des sciences, désormais enseignés pour eux-mêmes. Toutefois, au changement de siècle, l’opération « La main à la pâte » confirme l’ancrage des sciences dans l’école et dans ses préoccupations fondatrices, tout en précisant dans le programme 2002 que « l’apprentissage de la langue nationale est l’objectif fondamental. » La maîtrise du français, comme langue scolaire et langue nationale, limite l’autonomisation de l’enseignement des sciences. Lebeaume (2011) synthétise « Si dans un
40 LEBEAUME, J. (2011). Les choses et les mots à l’école primaire. Exploration de la connexité des enseignements du français et de sciences (1880-2000). Carrefour de l’éducation HS n°1 (pp. 87-100)
premier temps, l’enseignement des sciences est subordonné à celui du français, il semble que dans un second temps, l’un contribue à l’autre et réciproquement. »
La connexité entre l’enseignement du français et celui des sciences établit davantage des relations de dépendance entre ces enseignements que de similitude. La maîtrise du français est-elle nécessaire à l’enseignement des sciences ? C’est-à-dire que « les matières d’enseignement français » (phonologie, vocabulaire, grammaire…) deviennent prioritaires pour que les élèves maîtrisent suffisamment le français afin (avant) que les apprentissages en sciences puissent se faire ? À l’inverse, l’enseignement des sciences peut-il être bénéfique à l’apprentissage du français ? Dans cette dernière hypothèse, les sciences et la technologie seraient des disciplines « outils » pour l’apprentissage du français et la maîtrise de la langue scolaire.
Pour Catherine Ledrapier (2007. p. 63)41, en maternelle, le langage apparait comme une préoccupation dominante. Les activités du domaine « découvrir le monde » contribuent de manière très positive à l’enrichissement du lexique et à la structuration de la syntaxe. L’acquisition de mots nouveaux et précis s’ancre dans les situations vécues. De même, la pratique d’activités scientifiques et techniques contribue efficacement à la construction d’une syntaxe adaptée, rendant compte des caractéristiques des sciences et des techniques. » Mais Ledrapier précise : « Il nous semble qu’il s’agit plus de faire « du français par les sciences » que de « faire des sciences »… Les sciences servent d’alibi, de prétexte, d’occasion pour réaliser des acquisitions dans le domaine langagier. » L’objectif d’utiliser les sciences comme une discipline outil pour l’enseignement du français en maternelle pourrait sembler louable. Qu’en est-il dans les niveaux supérieurs d’enseignement des classes de cycle 3 de l’école élémentaire ? Dans un milieu multilingue dans lequel les élèves à la fin de l’école primaire maîtrisent partiellement ou difficilement le français, cet objectif deviendrait-il, resterait-t-il prioritaire ? La connexité entre l’enseignement du français et celui des sciences touche à la polyvalence inter- et transdisciplinaire entre ces deux disciplines. Il importe donc de préciser le domaine de la polyvalence du professeur des écoles.
1.3.5 La polyvalence des professeurs des écoles discutée
Joël Bisault (2011)42 étudie l’éducation scientifique à l’école primaire et s’intéresse plus particulièrement à la modélisation des moments scolaires à visée scientifique. Il constate que le chercheur appartient à une « communauté discursive » et consacre une partie importante de son
41 LEDRAPIER, C. (2007). Le rôle de l’action dans l’éducation scientifique à l’école maternelle ; cas de l’approche des phénomènes physiques. Thèse de doctorat. ENS Cachan.
42 BISAULT, J. (2011). Mémoire HDR. Contribution à l’élaboration curriculaire d’une éducation scientifique à l’école primaire. Modélisation des moments scolaires à visée scientifique. ENS Cachan.
temps en activités langagières diverses lors de ses recherches pour les constitutions, discussion et compréhension bibliographiques, pour l’élaboration, la reconnaissance et la validation des savoirs scientifiques sur lesquels il travaille. Bisault (2011) indique « nous pensons que l’ensemble des activités langagières des chercheurs peut servir de référence pour les activités de classe ; il convient donc de les appréhender dans toute leur variété et leur généralité en tant qu’élément constitutif du travail de recherche ». Il remarque « Ce concept de communauté discursive développé à des fins didactiques est précieux pour analyser les fonctions et fonctionnement du cadre scolaire en prenant en compte ses relations avec diverses pratiques sociales externes. »
Ainsi, dans une certaine mesure, l’élève, lors de ses échanges avec ses camarades à l’occasion d’une observation ou d’une manipulation, a recours à une activité discursive en classe qui est similaire à celle du chercheur lors de son travail avec ses collègues au laboratoire. Même si l’activité de l’élève lors d’une séance de science en classe n’a pas pour but d’élaborer de nouveaux savoirs scientifiques, elle participe à un ensemble d’activités langagières dont les règles et le sens sont définis par cette communauté discursive.
Selon Bisault (2011), le rôle du professeur des écoles n’est alors plus seulement l’enseignement strict de savoirs scientifiques mais le contrôle du fonctionnement de cette communauté discursive qui participe à la maîtrise du langage tant à l’oral qu’à l’écrit. La polyvalence du professeur des écoles serait alors fondée sur l’enseignement disciplinaire de savoirs scientifiques d’une part et d’autre part de la gestion de la communauté discursive mettant en jeux ces savoirs. Dans ce sens, Bisault rejoint la remarque de Paty (1999) « la science est, de tout temps et en tout lieu, une production sociale, une histoire de rencontres, de transmission, d’héritage et de filiation. »
1.3.6 Communautés discursives en milieu multilingue
Comme l’indique Paty (1999) « il y a des sciences chinoise, indienne, grecque… » et par extension, il est possible de penser que chaque communauté, y compris celles de Guyane, cherche à élaborer des représentations « scientifiques » du monde. Que devient ce lien entre « production sociale de sciences » et « communauté discursive en science » dans un milieu plurilingue. Les critères de scientificité des sciences et des savoirs autochtones sont ici occultés. L’intégration de « savoirs scientifiques locaux » contextualisés dans un programme académique local d’enseignement des sciences n’est actuellement pas à l’ordre du jour.
Du point de vue de la didactique disciplinaire de l’enseignement des sciences expérimentales et de la technologie en primaire, le programme officiel43 impose les savoirs à enseigner. Il incombe à l’enseignant de trouver et mettre en œuvre une pédagogie adaptée pour que les élèves assimilent ce corpus scientifique, par une activité de transposition didactique (Chevallard, 1991)44 des savoirs « savants » (agréés par la noosphère).
Les premières théorisations didactiques constructivistes (Posner, 1982)45 proposaient un schéma d’apprentissage basé sur la mise en difficulté des idées des apprenants. Les stratégies d'enseignement (Lijnse, 1994)46 visent alors un "changement conceptuel" plus ou moins contraint, en obligeant les élèves à abandonner ces idées et à reconstruire des connaissances scientifiques. Or la mise en contradiction ne suffit pas, certaines de ces idées se constituent en obstacle et résistent. II n'est pas simple d'installer un conflit cognitif (Johsua, 1989)47, car les apprenants mettent en œuvre spontanément différentes stratégies d’évitement pour conserver leurs idées premières, suivant un principe d'économie cognitive. Les analyses préalables en didactique (Vérin, 1995)48 ont permis d'identifier un petit nombre d'obstacles qui sont à la fois résistants à l'enseignement, gênants pour des objectifs de construction conceptuelle déterminants, et jugés franchissables par l’élève. La mise en jeu de la pensée propre des élèves est une condition indispensable pour que ce travail puisse se faire. Dans ce contexte d'orientation constructiviste, les conflits cognitifs font partie des ressorts sur lesquels on s'appuie pour travailler les obstacles conceptuels et obtenir des progrès décisifs de la pensée. L’enseignant en sciences et technologie en milieu multiculturel ne peut ignorer les conflits cognitifs, voire épistémologiques, entre « savoir autochtone » et « savoir officiel », comme mentionné dans Deliou (2010)49. Comment le professeur des écoles gère-t-il cette « communauté discursive » et contribue-t-il d’une part à la maîtrise du langage scolaire et d’autre part à l’apprentissage de concepts scientifiques ? Quelles sont les places des langues, maternelle, vernaculaire, véhiculaire et scolaire des élèves dans l’élaboration des concepts
43 Bulletin officiel n°1 du 5 janvier 2012. Découverte du monde. pp. 6-7.
44 CHEVALLARD, Y. & JOSHUA, M.-A. (1991). La transposition didactique : du savoir savant au savoir enseigné. Pensée sauvage, Grenoble.
45 POSNER, G.-J., STRIKE, K.-A., HEWSON, P.-W. & GERTZOG, W.-A. (1982). Accommodation of a scientific conception: Toward a theory of conceptual change. Science Education, vol.66, n°2, pp. 211-227. 46 LIJNSE, P.-L. (1994). La recherche – développement : une voie vers une « structure didactique » de la physique empiriquement fondée. (pp. 93-108). DIDASKALIA n°3.
47 JOSHUA, S. (1989). Représentation et modélisation : le « débat scientifique » dans la classe et l’apprentissage de la physique, Berne, Peter Lang.
48 VERIN, A. (1995). Mettre par écrit ses idées pour les faire évoluer en sciences. INRP Repères n°12 pp 21-36. 49 DELIOU, H.-P. (2010). Le Djinn et l’arc-en-ciel : enseigner les sciences à Mayotte. In Pratiques éducatives
scientifiques en milieu multiculturel ? Dans quelle(s) langue(s), l’enseignant gère-t-il les différentes « instants » de cette communauté discursive ?
L’ensemble des travaux récents discute ainsi la « polyvalence » des professeurs des écoles. En 1994, Martinand50 discute la polyvalence du maître et lui reconnaît une spécialité propre : celle liée aux apprentissages de la langue nationale orale et écrite, à la socialisation par l’école, au développement physique, à la première instruction en calcul, en sciences et en art. Martinand définit la polyvalence comme la spécialité du professeur des écoles. Il intègre aux enseignements disciplinaires, la maîtrise du langage et ajoute la socialisation par l’école. Par ailleurs et pour ce qui concerne notre étude de situations d’enseignement en classe, Arlette L’Haridon (2013)51 relève les aspects didactiques, philosophiques et sociologiques comme les dimensions cachées de la désaffection des professeurs du primaire à l’enseignement de la technologie. Dans leur article, Abelkrim Hasni, Yves Lenoir & Joël Lebeaume (2007)52 sur l’enseignement intégré, mentionnent que la formation purement disciplinaire des enseignants est un obstacle majeur à l’application des programmes de sciences et technologies intégrés. La réussite d’un tel enseignement dépend de conditions d’ordre didactique, pédagogique et organisationnel et est liée à la contextualisation des savoirs. Au sujet de l’enseignement de l’histoire et de la géographie, Daniel Niclot et Thierry Philippot (2008)53 mentionnent en conclusion de leur article « Cependant, leurs pratiques (celles des professeurs des écoles) laissent à penser que la polyvalence des maîtres induit des rapports au savoir différenciés quant à la place respective attribuée à la gestion de la classe, aux faits, aux notions, voire aux fonctions éducatives qu’ils assignent à l’enseignement de l’histoire et de la géographie. » Gilles Baillat (2009)54 mentionne : « Au-delà de leur singularité (une douzaine d’observations de classes en primaire effectuées dans l’académie de Reims), elles (ces études de cas) présentent cependant quelques proximités : une forte prégnance de la « gestion de classe, une appropriation superficielle des disciplines enseignées ».
50 MARTINAND, J.-L. (1994). Observer-agir-critiquer, l'enseignement des sciences à l'école primaire. (pp. 13-18). In : Actes des Journées Paul Langevin 94. Brest.
51 L’HARIDON, A. (2013). Quels obstacles à l’enseignement de la technologie à l’école primaire ? Discours d’enseignants. Congrès international AREF.
52HASNI, A., LENOIR, Y. & LEBEAUME, J. (2007). La formation à l’enseignement des sciences et des technologies au secondaire dans le contexte des réformes par compétences. (pp. 197-200). RFP 159.
53NICLOT, D. & PHILIPPOT, T. (2008). Les ambiguïtés du rapport aux savoirs disciplinaires des maîtres polyvalents du primaire en France. In La profession enseignante face aux disciplines scolaires : le cas de l’école