D'UN ENSEIGNEMENT DISCIPLINAIRE (EN BIOLOGIE)
À
UN ENSEIGNEMENT CONTEXTUÉ DES SCIENCES
Philippe MATHY
FaclÙtés Universitaires de Namur
MOTSCLÉS: CONTEXTUATION MODÉLISATION DISCIPLINAIRE ET CONTEXTUÉE RACCROCHAGE AU VÉCU CRÉATIVITÉ DES ENSEIGNANTS
-TECHNICITÉ ET FONCTIONNALITÉ DES CONCEPTS
RÉSUMÉ: Les difficultés des élèves dans les cours de sciences peuvent tenir en partieà ce que les contenus sont structurés selon les critères de la synthèse disciplinaire. Les concepts sont développés avec un contenu standardisé et ne rejoignent que tard les intérêt des élèves (logique de raccrochage). Il est proposé de recontextuer les contenus en tenant compte de la fonctionnalité des concepts dans des situations parlantes pour les élèves (logique d'éclairage) et de la réceptivité de ces derniers. Ce peutêtreun facteur de créativité des enseignants.
1.INTRODUCTION
En 1992, j'ai enquêté pour un institut belge de formation continue sur les difficultés scolaires en biologie d'élèves de l'enseignement professionnel. J'ai proposé à des élèves féminines de la section aides familiales (où les cours de biologie et connexes: puériculture, hygiène, etc. sont importants) une liste de 60 sujets abordables en sciences, en les invitant à dire si elles seraient beaucoup, un peu ou pas du tout intéressées à les aborder.Lechoix des sujets se fondait sur l'idée que les élèves choisiraient d'autant plus volontiers les thèmes que ceux-ci évoquent des questions qu'elles se posent. Lors d'entrevues de classe, j'ai demandé aux élèves de justifier leurs choix. J'ai encore interrogé les enseignants sur la manière dont ils gèrent les difficultés. J'ai enfin comparé les résultats avec les cours donnés. En pratique, j'ai choisi des intitulés disciplinaires vus en classe (la mitose, la cellule) ou non (l'atome), des sujets de la vie courante susceptibles de susciter plus ou moins de demandes d'éclaircissement (la stérilité, l'accouchement sans douleur, les cosmétiques, le détartrage des percolateurs), des thèmes présentés selon une double polarité, disciplinaire ou familière, requérant la mobilisation des "mêmes" concepts avec des contenus variés: la méïose contre la formation des ovules et spermatozoïdes, etc.
2. RÉSULTATS ET ÉLÉMENTS D'INTERPRÉTATION
2.1 Sujets d'intérêt majeur et élevé
Les élèves plébiscitent ici des sujets avec lesquels elles ont une certaine familiarité; pour lesquels elles expriment une demande de maîtrise (comment utiliser la pilule, détecter les handicaps, obtenir une place à la crèche) ; qui les inquiètent (l'accouchement sans douleur, les handicapés, la stérilité, les cancers) ; qui les étonnent et/ou les fascinent (transformer un homme en femme, les bébés-éprouvettes). Les résultats nourissent la thèse selon laquelle la construction des cours dans le contexte des élèves donne une possibilité de gérer les difficultés et le désintérêt des élèves pour les sciences. Ce constat peut se montrer fécond pour construire des cours de sciences et choisir ce qu'onydéveloppe.
2.2 Sujets d'intérêt moyen
Un intérêt moyen se manifeste pour des sujets de la vie quotidienne tels que les cosmétiques, les antisolaires, l'aspirine, etc. Les élèves justifient en disant: "On peut encore apprendre, mais on sait s'en servir !"De tous ces sujets, seul la cellule est assez éloigné de la vie quotidienne. Il frôle les sujets d'intérêt médiocre. Les élèves ont fait l'étude systématique de l'ultrastructure de la cellule. Elles ont déclaré: "c'était monotone, on ne voyait pas le rapport avec le reste."
2.3 Sujets d'intérêt médiocre ou quasi exclus
Les élèves sont peu réceptives à des catégories très disciplinaires (atome, réaction chimique, énergie, etc). Elles disent ne pas voiràquoi cela peut leur servir. Les élèves disent en savoir assez
sur les poudres, les savons ("ras le bol de la pub"), le détartrage. Les centrales électriques sont "un truc pour les garçons". Enfin, la mitose, la méiose, la synthèse des protéines, déjà abordés dans les cours, suscitent un intérêt médiocre. Ces concepts ont été présentés avec le détail des aspects nucléo-cytoplasmiques, comme si ces aspects étaient intéressants en eux-mêmes. Un exposé aussi "complet" crée une certaine indigestion chez les élèves.
3. DES ORIGINES POSSffiLES DU DÉSINTERÊT DES ÉLÈVES
3.1 Un manque de contextuation des concepts
Les élèves sont embarrassées quand on leur demande le rapport entre les cellules et l'alimentation, et disent qu'on ne leur a pas parlé de cellule dans le cours de diététique. Elles savent qu'elles ingèrent des protéines, que la cellule en fabrique, mais n'ont pas de schéma pour lier ces aspects ni pour dire le rôle des protéines dans le corps. Les élèves ont donc des difficultés à faire fonctionner les concepts dans des situations. Quand les élèves disent ne pas "voir le rapport avec le reste", ce reste peut être interprété comme tous ces contextes dans lesquels on peut décider de fournir un éclairage cellulaire (cellule et : alimentation, respiration, anticorps, développement de l'embryon, cancers, etc.)
Il est fréquent que le cours de biologie se réserve l'étude des concepts ci-dessus, et les cours de diététique, hygiène, etc. ne les abordent pas. Sous réserve de la sophistication à donner à ces concepts (voir plus loin), ceci crée une ségrégation entre les concepts scientifiques et les contextes où ils peuvent prendre du sens.
3.2 Une standardisation lourde de la présentation des concepts
La synthèse des protéines, la mitose, la cellule, "c'est long et monotoneàétudier" disent les élèves. Les notes de cours abordent ces notions sont avec le contenus standards des manuels : étude standardisée de la cellule, de ses organites et de leurs fonctions; de la méiose et de la mitose, avec le détail des phases; des lois de Mendel sur les pois, etc.
Cette manière de faire tient précisément à ce que les concepts ne sont pas modélisés pour donner du sens à des sujets qui les intéressent. Si l'on aborde les cancers ou le développement de l'embryon en se demandant ce qui peut aider les élèves, et qu'on décide de donner une interprétation cellulaire, cela aide à choisir des contenus. D'où l'intérêt de modéliser selon le contexte, de faire des modélisations contextuées.
En l'absence de contexte directeur, l'alternative est de faire des modélisations disciplinaires. Les contenus se rapportent surtoutàce qui intéresse un biologiste centré sur les concepts théoriques de sa discipline. Comme les élèves percoivent peu en quoi cela donne du sens à des sujets qui les intéressent, et que le développement des concepts est fouillé, on comprend qu'elles trouvent cela "long et monotone".
Parfois, les concepts sont introduits dans des contextes parlants pour les élèves. Ainsi la méïose est étudiée en relation avec la formation des spermatozoïdes et ovules. Mais malgré le contexte, la présentation du concept reste standardisée. Les élèves sont amenéesà étudier la méiose avec une complexité théorique qui risque de brouiller les sens minima du mécanisme: par exemple l'idée que les parents transmettent chacun la moitié de leurs chromosomes. La difficulté des élèves peut moins tenir ici dans le manque de sensàl'origine du projet que dans la diversion qui brouille ce sens en cours d'étude.
Ainsi, dans le cas de la méiose, est-il est rentable d'exposer aux élèves le détail des phases et des aspects nucléo-cytoplasmiques ? Si l'on veut expliquer pourquoi les enfants ne se ressemblent pas, doit-on entrer dans ce type de complexité? N'est-il pas plus indiqué de fournir des modèles simples de certains concepts, éclairant assez directement le sens du contexte (e.g. chaque parent transmet un nombre de chromosomes réduit de moitié), sans exiger des élèves des excursions théoriques qui leur font perdre ce sens? Dans cette perspective, les concepts perdraient sans doute, provisoirement, en technicité (mais à quoi bon être technique si ça ne passe pas!), mais gagneraient en fonctionnalité.
4. LES REMÉDIATIONS ET LA QUESTION DU SENS DES CONTENUS
4.1 Des remédiations de forme et non de fond
En entretien, bien des d'enseignants ont proposé d'améliorer le cours sur la cellule, la synthèse des protéines, etc. en utilisant des schémas ou photos de qualité (plutôt que des copies), des montages, etc. Sur ces sujets "abstraits", ce serait une manière d'être "concret" avec les élèves. Ces réponses mettent l'accent sur les médias et interrogent peu les contenus.
4.2 Des remédiations relevant d'un présupposé empiriste
Les remèdes proposé insistent sur le primat du voir et du manipuler : les élèves sont "plus manuelles" (d'où la synthèse des protéines sur biokit) et "voient mal" ce dont on leur parle (d'où la suggestion de visiter un labo. de microscopie et d'user de photomicrographies). On retrouve le présupposé empiriste selon lequel la compréhension démarre par une bonne observation. Les élèves sont perçues comme si elles en étaient encore au stade senson-moteur. Mais cette conception est-elle raisonnable avec des élèves de 16 ans ? Cest-elles-ci ne peuvent-est-elles entrer en sciences qu'en faisant fi de ce qu'elles savent déjà? Si l'on admet l'intérêt (ambigü) de leurs conceptions et intérêts, on construira dans leur réseau cognitif au départ de ce qui les intéresse, dans une logique constructiviste.
Le premier souci n'est pas alors de familiariser au modèle lui-même, mais de modéliser en rupture du familier dans la mesure où cela l'éclaire d'un sens nouveau. C'est dire à quel point le souci de familiariser à un modèle court-circuite et occulte le sens de sa mobilisation et renvoie les élèves à un jeu gratuit qui ne leur plait pas nécessairement.
4.3 Une vision problématique du lien au vécu: Raccrochage ou éclairage du vécu?
Les professeurs évoquent le vécu des élèves avec ambiguïté. Examinons deux situations. Soit un cours classique sur les organites de la cellule et leurs fonctions. L'exposé est dominé par les concepts du modèle biologique. Afin que les élèves lient cet exposé à ce qu'elles connaissent déjà, on explique que les acides aminés ou le glucose de l'alimentation entrent dans la cellule, que l'oxygène vient de la respiration, etc. Ce faisant, on commence par exposer les modèles pour se raccrocher ensuite au vécu plus familier des élèves, au prix de détours théoriques qui peuvent être meurtriers pour des élèves qui entrent difficilement dans une logique disciplinaire.
Une alternative est de partir du vécu des élèves. Avec le risque de trop y rester ou de s'en éloigner exagérément. Par exemple, le développement de l'embryon peut faire l'objet d'une interprétation cellulaire, ce qui n'empêche pas d'aborder la mitose dans le détail même si cela éclaire peu des questions comme: comment se forme tel organe, comment l'embryon grandit-il? On prétexte du vécu des élèves sans en tenir assez compteàtout instant.
Finalement, avec des élèves qui entrent mal dans une logique disciplinaire, la consigne qui invite à rester au maximum autour du vécu des élèves paraît préférable. Bien sûr, cette proposition est floue, elle est avant tout une directive de vigilance qui doit amenerà faire une analyse du contexte des élèves (et notamment de leurs intérêts révélés par des enquêtes), etàconstruire les cours dans ce contexte. La logique n'est plus alors dans un raccrochage de modèles standards
à des contextes familiers, mais dans un éclairage de contextes familiers par des modèles adéquats.
5. UN EXEMPLE: LE COURS DE GÉNÉTIQUE
Les cours de génétique analysés commencent par présenter longuement les croisements hybridiques et les lois de Mendel sur les pois et souris. Ils poursuivent par l'étude de cas humains, normaux ou pathologiques. L'exposé démarre donc par la présentation d'une théorie "générale" exposé dans une logique disciplinaire, puis raccroche ensuite à des questions susceptibles de toucher davantage les élèves. C'est un exemple de détour théorique, qui décourage les élèves car on ne rencontre leurs questions que bien tard.
Quels sont les contextes des élèves visitées? Elles se posent des questions sur les ressemblances grands-parents-parents-enfants, sur la transmission de certains caractères, sur le fait que tel caractère "disparaît" ou "réapparaît", etc. Les futures mères s'interrogent sur les handicapés, sur les risques de communiquer des handicaps, sur les moyens de les prévenir. Professionnellement, les élèves auront à s'occuper d'enfants,àintervenir dans des familles, à s'occuper de malades: elles rencontreront des handicapés, devront être armées pour s'en occuper et donner des conseils. Il est d'ailleurs difficile de distinguer nettement entre des attentes professionnelles et quotidiennes.
Pourquoi ne pas configurer d'entrée de jeu les concepts de telle sorte qu'ils éclairent les questions des élèves? De plus, on aborderait aussi des notions éclairantes pour les élèves, qu'une initiation disciplinaire évacue. Par exemple, les cours classiques parlent peu de "caractères" conditionnés par plusieurs gènes, comme la taille, l'aspect du nez, etc. Or de telles discussions rencontrent des questions concrètes! De même,às'en teniràun "cours de génétique", on ne songe guère à aborder certaines questions sur la prévention ou le traitement des handicaps, sur la façon de s'en occuper, sur l'effet des radiations solaires ou des RX sur le matériel héréditaire, ete. On le voit, la prise en compte du contexte amèneàfaire de l'interdisciplinarité de manière quasi spontanée. De plus, elle permet aussi de repérer les représentations inadéquates des élèves relativementàcertains projets (hérédité par le sang, confusion entre génétique, héréditaire, congénital, etc.).
Quelques propositions concrètes de contextuation :
1.Modéliser sur l'homme; les pois, les souris intéressent moins les élèves. 2. Modéliser notamment en mimant les conditions de la naissance de la discipline.
a) Il s'agirait donc de communiquer aux élèves un certain présupposé fondateur, posé au départ de l'homme: pour un caractère de l'homme, ne peut-on imaginer, dans le cas le plus simple, que c'est un facteur interne qui le conditionne? Discuter, dans la foulée, le modèle de sens commun de l'hérédité par le sang et introduire une modélisation appropriée en terme de cellule, noyau, chromosome, gène.
b) On peut démarrer les modélisations avec des cas humains les plus simples possibles. Ceci rappelle les sélections expérimentales, mais iciils'agit d'une sélection de cas contextués, au départ de l'homme, susceptible d'introduire le modèle le plus simple (un gène, un caractère), complexifiable par la suite.
3. Parler de caractère dominant et récessif, de ségrégation indépendante des gènes, de recombinaisons, comme on le fait dans un exposé classique, n'éclaire pas, ou bien tard, les préoccupations des élèves. Mais ces concepts deviennent pertinents dès lors qu'il s'agit d'expliquer pourquoi tel caractère "réapparaît" ou "disparaît" dans une généalogie, pour-quoi une maladie s'exprime ou non, pourquoi un individu est porteur sans le savoir, pour-quoi un enfant participe des caractères des deux parents, pourquoi de nouvelles configurations de caractères sont possibles, etc.
Àcet égard, il serait préférable, à partir de l'étude de cas humains, de remplacer l'exposé rituel des lois de Mendel par une explicitation de la fonctionnalité de certains concepts pour raisonner l'hérédité humaine.
4. Étudier des interprétations chromosomo-génétiques sur des généalogies humaines, plutôt que de présenter des expériences de mono et dihybridisme chez les pois ou les souris.
6. CONCLUSION: LIBÉRER LA CRÉATIVITÉ DES PROFESSEURS
Quand on propose aux professeurs d'enseigner dans une logique d'éclairage de contextes, leur premier réflexe est de faire référence aux programmes. Sans nier les contraintes du programme, une difficulté de fond tient au conditionnement uniforme des acteurs de l'éducation. Il semble que donner un cours de sciences implique d'initier les élèves aux concepts des disciplines comme s'ils étaient intéressants en eux-mêmes. Une tradition scolaire a de plus gelé ces concepts en modèles stéréotypés et omniprésents dans les outils pédagogiques: la cellule, la mitose, les lois de Mendel, etc. C'est ce qu'on peut appeler la conception disciplinaire de la rationalité dans l'enseignement des sciences.
La seule liberté que prennent souvent les professeurs est de varier l'ordre d'agencement des concepts et modèles standardisés. Il semble qu'un tabou les retient de moduler les contenus des modèles. Pounant, les modèles utilisés dans l'enseignement sont eux-mêmes simplifiés. On aborde la cellule sans parler du cytosquelette, on présente un modèle simplifié du gène et de la synthèse des protéines. Sans cela, l'enseignement des sciences deviendrait monomaniaque. On peut en effet passer six ans àétudier la cellule! Le pani pris implicite qu'il n'est pas sérieux de réduire l'extension des concepts participe donc plus d'une tradition intériorisée que d'un critère de scientificité. Ce n'est pas la clôture des concepts que les professeurs ont tendance às'interdire, mais bien toute clôture non traditionnelle.
Cette prise de conscience est susceptible de débloquer la créativité des professeurs. Se rendant compte qu'on travaille toujours avec des boîtes noires, c'est·à·dire avec des modèles de sophistication bornée, qu'est-ce qui interdit alors de généraliser la technique pour faire des modélisations appropriées àcenains contextes ?Cette sophistication tiendrait compte de la fonctionnalité des modèles et de la réceptivité des élèves. Le critère de clôture n'est plus la tradition mais la maîtrise qu'offre aux élèves des modélisations sur des questions qui les préoccupent. Ce point de vue rejoint le rôle des modèles: offrir des réponses de compréhension et d'action à certains problèmes. C'est ce qu'on peut appeler la conception contextuée de la rationalité dans l'enseignement des sciences, plus proche des mobiles de la mobilisation actuelle des sciences (comme de leur invention historique).
