SÉMINAIRE DE DIDACTIQUE
DES SCIENCES EXPÉRIMENTALES ET
DES DISCIPLINES TECHNOLOGIQUES
Mutations actuelles des sciences et techniques
Évolution de leur enseignement et de leur diffusion
Refondation à venir
SÉMINAIRE DE DIDACTIQUE
DES SCIENCES EXPÉRIMENTALES ET
DES DISCIPLINES TECHNOLOGIQUES
CACHAN – 2004-2005
Mutations actuelles des sciences et techniques Évolution de leur enseignement et de leur diffusion
LES AUTEURS
Éric BRUILLARD
Professeur des Universités, IUFM Créteil & UMR STEF ENS Cachan – INRP
Jean-Paul CHASSAING
Inspecteur général de l’Éducation nationale, Responsable du CERPET Centre d’Études et de Ressources pour les Professeurs de l’Enseignement Technique - Département « Sciences et techniques industrielles »
Madeleine FIGEAT
Docteur en Sociologie, UMR STEF ENS Cachan – INRP Ludovic JULLIEN
Professeur des Universités, ENS Paris Joël LEBEAUME
Professeur des Universités, UMR STEF ENS Cachan – INRP Jean-Paul LOUIS
Professeur des Universités, ENS Cachan (Département EEA), chercheur au laboratoire SATIE (CNRS, UMR 8029).
Jean-Louis MARTINAND
Professeur des Universités, UMR STEF ENS Cachan – INRP Bernard ROULET
Professeur des Universités, Université Paris 7 Benoît URGELLI
Chargé d’études et de recherche, INRP, Lyon, Doctorant au laboratoire Communication, Culture et Société, ENS LSH, Lyon.
SOMMAIRE
INTRODUCTION AU SÉMINAIRE ... 5 Claudine LARCHER, Joël LEBEAUME, Nathalie MAGNERON
L’ÉLABORATION DES PROGRAMMES... 13 VUE DU CNP PAR UN CHIMISTE ET PAR UN PHYSICIEN
Bernard ROULET, Ludovic JULLIEN
RÉFORME 2000 DES SCIENCES DE LA TERRE :... 29
L’EFFET DE SERRE EN CLASSE DE SECONDE ;
POUR UNE ÉDUCATION SCIENTIFIQUE DES CITOYENS ? Benoît URGELLI
LES RÉNOVATIONS EN GÉNIE ÉLECTRIQUE ... 41 LA FILIÈRE GÉNIE ÉLECTROTECHNIQUE
Jean-Paul CHASSAING
À PROPOS DES VINGT ANS DU ... 55 BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL
Madeleine FIGEAT
CURRICULA, PRÉ-ACQUIS, PRÉREQUIS ... 65 LE CAS D’UNE SCIENCE POUR L’INGÉNIEUR : L’EEA
TÉMOIGNAGE Jean-Paul LOUIS
LES BOULEVERSEMENTS EN COURS DE LA TECHNOLOGIE... 93 CONSTATS ET PERSPECTIVES POUR L’ÉTUDE DE
L’ÉVOLUTION DES CURRICULUMS Joël LEBEAUME
INFORMATIQUE EN CONTEXTE SCOLAIRE, ... 115 ENSEIGNEMENT, DIFFUSION : QUELLES RECHERCHES ?
Éric BRUILLARD
INTRODUCTION À UNE DISCUSSION SUR ... 129 LA THÉMATIQUE PRIORITAIRE :
« CONTENUS D’ENSEIGNEMENT, DIDACTIQUE
ET RAPPORTS ENTRE DISCIPLINES ET SAVOIRS »
[Conseil scientifique de l’INRP – 17 mars 2006)
MUTATIONS ACTUELLES
DES SCIENCES ET TECHNIQUES
ÉVOLUTION DE LEUR ENSEIGNEMENT
ET DE LEUR DIFFUSION
REFONDATION À VENIR
PRÉSENTATION
Claudine LARCHER
Joël LEBEAUME
Nathalie MAGNERON
Les sciences et les techniques, leurs contenus, leurs pratiques et leurs institutions sont en pleine transformation. Ces bouleversements représentent des enjeux contemporains à la fois sociaux, économiques et culturels : liens entre sciences, techniques et société, réorganisation des domaines de recherche, relations entre sciences et industries, constitution de réseaux internationaux, économie de la connaissance… Ces mutations imposent de repenser l’éducation, l’enseignement et la formation scientifique et technologique, à la fois dans leurs contenus, leurs modalités et leurs dispositifs.
En 2004-2005, le séminaire a porté sur l’évolution, la réorganisation, la refondation des curriculums scientifiques et technologiques, les possibilités et les conditions, les ressources, les dispositifs et les modalités de formation des enseignants, les missions de l’enseignement et de la diffusion en sciences et techniques.
Depuis le milieu des années 1970, le laboratoire, ses travaux pionniers et ses orientations fondatrices (Goffard & Weil-Barais (Dirs), 2005) sont fortement liés à la conception–essai–évaluation d’enseignements en assumant une responsabilité sur les contenus, à l’invention d’activités voire de disciplines scolaires, à l’analyse des innovations. L’expertise des membres de l’UMR a été et est sollicitée dans les travaux des groupes d’experts pour la rédaction des programmes, la mise au point de nouveaux dispositifs ou d’opérations de développement dans le domaine de l’enseignement et de la formation en sciences et techniques.
Ce séminaire a été organisé à partir de la discussion avec des personnalités qui assument ou ont assumé au cours des dernières années des responsabilités dans l’évolution des enseignements ou des formations, principalement des sciences expérimentales, des formations professionnelles, de la technologie au collège ainsi que de l’usage des technologies de l’information et de la communication.
Rassemblés dans ces actes, leurs textes analysent les évolutions des enseignements, leurs contextes, leurs contraintes et leurs conditions en assumant des postures fortement contrastées, plus ou moins proches de l’intervention, de la recherche, de l’expertise et de l’enseignement. Ils constituent un ensemble de documents dont les contrastes indiquent l’étendue et la diversité de la « noosphère » qui, en France, intervient sur les évolutions des enseignements, des disciplines et des curriculums.
1. LES SCIENCES EXPÉRIMENTALES AU LYCÉE 1.1. Sciences physiques
Bernard Roulet et Ludovic Jullien ont été membres du groupe d’experts du Conseil National des Programmes et ont contribué à l’élaboration des programmes de sciences physiques au lycée. Ils explicitent la procédure institutionnelle de modification (élaboration et décision) des programmes ainsi que les fonctions des instances (Conseil National des Programmes, Conseil supérieur de l’éducation), des groupes d’experts, des corps d’inspection, des directions du ministère, du cabinet… Ils font part de la rédaction des programmes en rappelant l’intérêt de programmes nationaux pour une éducation égalitaire et l’exigence de la présence de scientifiques dans les groupes d’experts pour juger de la validité et de la pertinence des contenus scolaires. Ils rappellent également les questions décisives discutées au cours des travaux, notamment : à quel niveau est-il nécessaire de distinguer les différentes disciplines ? comment introduire un champ de connaissances ? que faut-il privilégier : les méthodes ou les concepts ? quel est le discours spécifique de la physique ? faut-il (comment) introduire la
physique moderne ? Quel message veut-on faire passer ? Quels sont les liens ou les connexions avec les mathématiques ? Quelles relations développer avec les activités socioéconomiques de la physique et de la chimie ?
Bernard Roulet et Ludovic Jullien rappellent que l’élaboration de programmes consiste à faire des choix qui tiennent compte des diverses contraintes (cursus scolaire, formation des enseignants, temps) et à assurer des cohérences d’une part « verticale » dans une même discipline et d’autre part « horizontale » entre disciplines à un même niveau scolaire. En ce sens, ils indiquent que les mots-clés de la physique sont « temps et énergie » et ceux de la chimie « structure et évolution » et que la prééminence de l’expérimental en tant que méthode d’enseignement et outil d’évaluation est l’un des axes directeurs retenus. Ils mentionnent en revanche que les relations « horizontales » avec l’enseignement technologique (S option SI par exemple) n’ont pas été envisagées.
1.2. Sciences de la Terre
C’est à l’introduction dans les programmes de Sciences de la Terre au lycée de « l’effet de serre » avec une visée d’éducation du citoyen que Benoit Urgelli s’est intéressé. Le site « planet Terre » mis en place pour accompagner la mise en place de ces programmes lui a permis de recueillir des données. Il propose une analyse de cette réforme en discutant l’appropriation par les enseignants des enjeux affichés par l’institution selon leurs difficultés déclarées. Il identifie les aspects pervers de l’introduction en classe de ce qui est appelé une « question socialement vive » sur la définition des contenus dont la mise en œuvre laisse une grande liberté pédagogique aux enseignants. Ces aspects le font ensuite discuter la pertinence d’un modèle de transposition didactique tel que l’a théorisé Y. Chevallard, pour l’introduction de ce type de contenu dans l’enseignement.
2. LA FILIÈRE GÉNIE ÉLECTRIQUE
Jean-Paul Chassaing pose d’emblée son propos à l’échelle de la réforme de l’ensemble de la filière génie électrique selon les voies technologique et professionnelle mais aussi la voie générale et en référence au bouleversement du milieu professionnel qui privilégie désormais les services et les structures techniques. Ce contexte socio-économico-technique rend caduque l’organisation traditionnelle selon les trois spécialités « électrotechnique, électronique et énergie » et exige des compétences nouvelles dans la communication et la représentation des entreprises. Il indique les spécificités des enseignements technologiques et professionnels : place des professionnels dans la rénovation des diplômes
ou des certifications, formation en alternance entre milieu scolaire et milieu professionnel, contraintes sécuritaires et juridiques.
À l’échelle de la filière, il présente la refondation complète des enseignements et des formations, du CAP désormais unique, du Bac Pro et du BTS avec les enjeux à la fois de qualification professionnelle, d’insertion sur le marché du travail, d’acquisition des compétences de base et de possibilité de poursuites d’études, d’attractivité de la filière pour les filles, de développement durable. L’évolution des emplois et des compétences requises est traduite par un élargissement des contenus à la prise en compte de la gestion des ressources humaines et matérielles. Jean-Paul Chassaing présente aussi les principes organisateurs des contenus en « énergie et environnement » : distinction entre le type de matière d’œuvre (produit, énergie, information) et les procédés (transformation, transport, stockage). Il explicite les choix plus pédagogiques (projet notamment) qui permettent de valoriser des compétences comportementales et organisationnelles ainsi que les choix des thèmes et des maquettes permettant de se rapprocher des contextes professionnels tout en offrant de nouvelles modalités d’évaluation (contrôle en cours de formation).
3. L’ENSEIGNEMENT PROFESSIONNEL SECONDAIRE
Madeleine Figeat apporte à cet exposé un point de vue complémentaire, sociohistorique. Sur la base d’une analyse de textes, elle retrace l’histoire de vingt ans de baccalauréat professionnel, en cherchant à montrer selon quel processus il s’est constitué. En deux volets : « de l’atelier à l’école », puis « de l’école à l’entreprise », elle retrace l’évolution des besoins et des solutions qui ont été élaborées pour articuler théorie et pratique, milieu scolaire et milieu professionnel, enseignement général/technique/ professionnel.
Elle analyse les rapports dialectiques entre sphère du travail et sphère de l’école et s’interroge sur les rapports sociaux entre enseignement et travail et sur la notion de valeur travail dans le contexte actuel du chômage et de la mondialisation. Elle pointe la différence entre les règles, les codes, les conventions entre école et entreprise, les savoirs acquis à l’école dans la logique scolaire et les savoirs requis ou imposés dans la logique de travail, ce qui constitue un problème majeur de l’alternance. Elle dénonce les effets pervers du système d’alternance et de stagiarisation sur le plan des rapports sociaux au travail et à la formation.
4. LES SCIENCES DE L’INGÉNIEUR
Le témoignage de Jean-Paul Louis concerne l’électronique, électrotechnique, automatique (EEA) en tant que sciences pour l’ingénieur. Il commente cette désignation d’une partie des « sciences et technologies de l’information et de la communication », considérées comme « nouvelles technologies », et contribuant à de nombreuses innovations. Il présente les « filières » post baccalauréat et en particulier celles qui mènent à deux agrégations, l’une option de l’agrégation de physique, l’autre de génie électrique, de cultures très différentes. Il donne un point de vue assez critique sur les nouveaux programmes de physique dans leur contribution à ces enseignements supérieurs de physique appliquée ou de génie électrique. Les acquis initiaux des étudiants issus de cursus très différents rendent difficile l’approfondissement de cet enseignement spécialisé. Si les jeunes enseignants semblent s’en satisfaire, ce n’est pas toujours le cas des plus âgés, qui ont plus de distance par rapport aux contenus à enseigner. La question majeure est celle de la largeur et de la profondeur de cette spécialisation. Pour Jean-Paul Louis, les programmes de sciences physiques du secondaire privilégient la largeur du champ plus que sa profondeur mais en déflorant tous les domaines, ce qui affaiblit la motivation des étudiants. Il regrette une « déréalisation » du monde et de l’enseignement dont il identifie plusieurs dimensions : l’abstraction des enseignements, la généralisation de la simulation, la déréalisation des travaux pratiques. Or, la substitution de ce qu’il considère comme « ludique » à la réalité tend à mettre à distance les spécificités du domaine, en particulier ses contraintes sécuritaires.
5. LA TECHNOLOGIE AU COLLÈGE
C’est à une analyse des évolutions de la discipline technologie au collège entre 1995 et 2005 que Joël Lebeaume nous convie. À partir de sa contribution aux travaux du Groupe technique disciplinaire à l’origine des programmes de 1996-1998 (coprésidé par Jean-Louis Martinand et Pierre Lebon), il rappelle les missions affichées pour cet enseignement et la structure de cette discipline organisée pour les quatre années du collège. Il détaille « l’épaisseur » de l’actualisation de la technologique entre 1995 et 2000 en indiquant les mouvements politiques, les évolutions conjoncturelles, les contestations, les confusions, les logiques d’acteurs… Il souligne les tensions les plus fortes entre les conceptions de l’éducation technologique (technologie expérimentale, technologie et métiers, technologies de l’information et de la communication, technologie de la production…). Cette analyse sociopolitique lui permet d’identifier les mouvements et les tensions dans la période 2000-2005 lors des tentatives en
cours de refondation de cette discipline et des décisions pour de nouveaux programmes.
6. INFORMATIQUE EN CONTEXTE SCOLAIRE
Éric Bruillard analyse les différents enseignements et les travaux de recherche qui ont trait à l’« informatique » ou aux technologies informa-tiques. Comme pour la technologie au collège, les enjeux et objectifs affichés sont divers, reposant sur des points de vue différents de ce que peut être l’informatique en contexte scolaire. Il souligne les nombreuses confusions entre les instruments pour une technologie éducative, les instruments de travail généraux ou les instruments disciplinaires, qui devraient renvoyer à des problèmes différents de curriculums.
Comment penser la relation entre technologies informatiques et apprentissages autrement qu’en termes de compétences à acquérir et d'usages, en prenant en compte ce qu’elles modifient La relation réel/virtuel/technologies informatiques est ici interrogée. Éric Bruillard indique que les technologies contribuent à accroître la complexité du monde dans lequel on vit mais aident à gérer cette complexité ; elles ont donc des effets sociaux difficiles à maîtriser.
Quelques éléments sont donnés sur la façon de penser cette « informatique » et ce que l’on fait ou peut faire avec (possible actuel ou dans un futur proche), dans la perspective de construire un cadre théorique pour développer des travaux de recherche.
7. QUESTIONS POUR DES RECHERCHES À VISÉE CURRICULAIRE
Si l’ambition est de construire de façon rationnelle des curriculums (contenus et organisations) cohérents horizontalement et verticalement, articulant différentes disciplines, ayant valeur éducative pour tous les élèves en tenant compte des orientations qu’ils prendront ou qu’on souhaite leur voir prendre, ces exposés laissent imaginer le chemin à faire. Ils font apparaître des zones d’ombre où des recherches pourraient être entreprises. Ils font aussi apparaître des zones de conflit où l’espace même du problème, sans être pourtant explicitement en débat, ne fait pas consensus.
Les témoignages et les analyses présentés révèlent les distinctions entre les enseignements, les disciplines scolaires, les curriculums, les actions éducatives, les filières… avec leurs enjeux sociaux et éducatifs spécifiques au collège, au lycée, dans l’enseignement professionnel ou dans les études supérieures, et avec leur histoire respective et leur organisation pédagogique et administrative.
Les décisions curriculaires sont pleinement dans le champ des raisons politiques et économiques avec les rapports de force associés à ces actions publiques. Les mises en œuvre relèvent du champ des pratiques effectives et de l’administration scolaire et pédagogique avec sa hiérarchie. Raulin (2006) souligne en ce sens l’impact de ce milieu social sur les programmes. Mais l’inventaire des possibles et de leurs conditions, l’explicitation des critères de choix, les solutions alternatives, peuvent être discutés grâce à la distanciation critique et aux concepts qui contribuent à l’objectivation de ces constructions et de leurs cohérences. À cet égard, l’expertise des chercheurs et des didacticiens peut être sollicitée comme elle le fut dans les groupes techniques disciplinaires.
Cette expertise didactique pour les curriculums permet d’apporter des éclairages pour la construction et l’organisation des contenus, pour l’identification des difficultés d’apprentissage prévisibles ou d’appropriation des prescriptions par les enseignants, et par conséquent des conditions d’accompagnement ou de formation susceptibles d’assurer les changements et les renouvellements des enseignements. Les critères de choix d’enseignement sont multiples et croisent des visées politiques. L’objectivation de ces critères de choix contribue à la définition de l’espace du problème. C’est peut-être là que la fonction d’expertise est la plus utile pour éviter un enfermement dans un espace trop exigu. Mais l’expertise didactique ne peut – ce qui est souvent souligné - se confondre avec la prescription. La question est alors celle de la validité de ses propositions, des bases explicites de son argumentaire logique, de son caractère expérimental ou prospectif.
Au-delà de ces « recherches pour » avec une visée d’opérationnalité, d’autres « recherches sur » sont également susceptibles d’apporter des éclairages. Ces recherches, davantage centrées sur l’intelligibilité des curriculums, comme l’histoire des enseignements, la sociologie des curriculums, la sociologie des acteurs, la sociologie ou l’ergonomie du travail… sont autant d’approches contribuant à saisir les curriculums dans leur complexité humaine et sociale et dans leur enracinement scolaire et culturel. En ce sens, des recherches pluridisciplinaires seraient à concevoir pour investiguer, identifier, repérer le possible, le pertinent et le contraint et pour mettre au jour les conditions des évolutions curriculaires et de leur régulation.
Les curriculums de sciences et de techniques et leurs bouleversements contemporains ouvrent un vaste chantier de recherches « sur » ou « pour », de microdidactique et de macrodidactique pour les penser dans leur
singularité et leur particularité mais aussi dans le système curriculaire et dans le système social dans lesquels ils se développent et existent.
Enfin, est adjoint aux travaux du séminaire, un texte de Jean-Louis Martinand présenté et discuté au conseil scientifique de l'INRP en mars 2006 : « Introduction à une discussion sur la thématique prioritaire du
projet de INRP contenus d'enseignement, didactique et rapports entre disciplines et savoirs ».
RÉFÉRENCES
GOFFARD, M. & et WEIL-BARAIS, A. (2005, Éds.). Enseigner et
apprendre les sciences. Paris : Armand Colin.
L’ÉLABORATION DES PROGRAMMES VUE DU CNP
PAR UN CHIMISTE ET PAR UN PHYSICIEN
Bernard ROULET, Ludovic JULLIEN
Dans le cadre de ce séminaire, nous allons vous présenter la construction des programmes à travers le fonctionnement des groupes d’experts et de celui du Conseil National des Programmes. Étant donné nos spécialités disciplinaires (physique et chimie), les exemples pris seront issus de ces deux disciplines.
1. DES PROGRAMMES SCOLAIRES : POURQUOI ? COMMENT ? 1.1. Des programmes homogènes pour garantir une certaine égalité. Un programme scolaire est ce que l'on doit enseigner à l'école, pour tous les niveaux et dans toutes les filières. En principe, le Conseil National des Programmes (CNP) a en charge le cadrage des programmes de l’école maternelle jusqu’au niveau baccalauréat.
Les programmes constituent un cadre pour les contenus à enseigner. Pour la France, ces programmes sont nationaux, ce sont donc les mêmes pour toutes les classes d’un même niveau et d’une même filière. Ceci n’est pas le cas pour tous les pays, par exemple, si on prend le cas de la Hollande, chaque établissement définit un programme sur l'ensemble d’un cycle. Sa seule obligation est d'arriver à un niveau donné pour tous les élèves du pays, mais chaque établissement est libre dans la façon d’y arriver. Ceci a évidemment des avantages, notamment une grande liberté pédagogique, une plus grande souplesse pour s'adapter aux différents élèves et aux différents niveaux des élèves mais ceci a également des inconvénients, tel que le changement
d’établissement pour les élèves et la mise en place forte d’une hiérarchie des établissements.
Cette homogénéité des programmes français représente le garant de l'égalité. Ce n'est peut-être pas suffisant, mais indispensable pour une éducation égalitaire.
1.2. Des programmes lisibles par un ensemble d’acteurs
Il faut que les programmes soient lisibles par l’ensemble des professeurs, des parents et des élèves. La lisibilité du côté des enseignants doit se traduire par une connaissance de ce qui doit être enseigné et de ce qui ne doit pas l’être. Ces programmes doivent donc constituer une référence pour les enseignants de toutes les disciplines et une lisibilité doit permettre à l’ensemble des enseignants de s’y référer.
Cette lisibilité des programmes par différents acteurs que constituent le corps professoral, les parents et les élèves n’est pas simple parce que chaque matière a son langage propre souvent incontournable. D’ailleurs, si vous demandez à un mathématicien ou un physicien de lire un programme de biologie de collège, il vous dira qu’il ne comprend pas tout et pour les parents ceci doit être pareil.
Alors dire qu'un programme doit être lisible, signifie qu'au moins les objectifs de celui-ci et les buts à atteindre sont clairement explicités. Par conséquent, dans chaque programme, il doit y avoir toute une partie dans laquelle les domaines à aborder, ce qu'on doit apprendre, sont explicitement écrits et détaillé.
1.3. Les principaux acteurs institutionnels de l’élaboration et de l’accompagnement des programmes scolaires
Le premier acteur institutionnel de l'élaboration des programmes est le ministre de l’éducation, c'est lui qui décide en principe la modification des programmes. Lorsque Claude Allègre est arrivé au ministère il a pris la décision de lancer la rénovation de tous les programmes du lycée.
C’est alors qu’intervient institutionnellement le Conseil National des Programmes (CNP) qui est chargé d'impulser la refonte des programmes et de donner un avis consultatif sur ces derniers une fois la rénovation proposée par les groupes d'experts (GE).
Le CNP
Ce CNP est constitué d’une vingtaine de membres nommés par le ministre et représentant à peu près toutes les disciplines. Ceci est un peu aléatoire car les nominations ne se font pas en bloc et les partants ne sont pas obligatoirement remplacés par des personnes de la même discipline. Par exemple, actuellement il y a quatre philosophes au CNP, trois représentants
des mathématiques alors que les matières comme la physique ou la chimie n'ont qu'un représentant. De même, l'économie, l’histoire et les langues n’ont qu'un représentant. Et puis, il y a des disciplines qui ne sont pas du tout représentées comme les sciences de la terre ou la sociologie.
Les GE
Les groupes d'experts (GE) sont composés de gens qui rédigent un programme précis relatif à une discipline. Ces GE sont constitués de professeurs de terrain qui enseignent la matière au niveau où les programmes doivent être revus, de représentants de l'inspection et d’universitaires spécialistes de la discipline. Tous les GE sont présidés par un universitaire. La présence des universitaires dans ces groupes est importante car ce sont ces personnes qui font avancer la science ou la matière en question et par conséquent ils sont à même de dire ce qui est important maintenant, ce qui est devenu obsolète et ce qui est devenu faux. Si on prend le cas de la biologie par exemple, il est clair qu'elle a été complètement bouleversée dans les 20 ou 30 dernières années et il est important que les chercheurs qui ont contribué à cette évolution, à ce bouleversement en fassent état pour une remise en question des programmes scolaires. De même, dans le domaine des mathématiques, le développement actuel des mathématiques appliquées a complètement changé la vision qu'ont les mathématiciens eux-mêmes qui font la recherche en mathématiques. En histoire, des nouveaux domaines ont émergé avec des changements de points de vue sur l'histoire. Bien sûr, toutes ces évolutions ne doivent pas être prises systématiquement en considération dans la refonte des programmes mais il faut les connaître et savoir pourquoi on ne les intègre pas ou on ne les prend pas en compte.
Les corps d’inspection
La position des corps d’inspection a évolué puisque pendant très longtemps c'étaient eux qui étaient responsables de l'écriture des programmes. Mais même si aujourd’hui ceci n’est plus le cas ils gardent un rôle important notamment dans la mise en application et le suivi des programmes. Ce sont eux qui permettent de rendre compte à la fois de ce qui passe bien, de ce qui passe mal, des difficultés d’apprentissage des élèves, de ce que les professeurs n'ont pas le temps de faire, et des documents nécessaires pour aider les enseignants à la mise en application du programme. Le suivi des programmes est du ressort de l'inspection générale.
La direction des enseignements scolaires (DESCO)
La direction des enseignements scolaires a en charge un côté plus administratif. C’est elle qui décide des horaires, de la publication des programmes et des documents d'accompagnement, éventuellement de la
formation et des différentes publications qui peuvent servir à la mise en service des programmes.
La position générale et unanime du CNP
La philosophie générale du CNP est basée sur deux points, d’une part des programmes dans chaque discipline, dans chaque filière et pour tous les niveaux et d’autre part une approche différente pour les matières littéraires, des humanités et pour les matières scientifiques. Le CNP pense que quand on étudie dans une matière littéraire, ce sont les objets de la matière qui sont étudiés et non pas la matière elle-même. Par exemple en littérature ce sont les œuvres littéraires qui sont étudiées mais pas les théories littéraires. De même en histoire, ce sont les faits historiques qui sont mis en avant et pas les méthodes de l'historien ou une philosophie de l'histoire. A contrario, pour les matières scientifiques le CNP pense que c’est la matière elle-même qui doit être étudiée, les objets ne venant qu’en application de la matière. D’ailleurs si on compare la physique enseignée au collège et celle enseignée à l’université la différence essentielle concerne uniquement le niveau mais c’est la même physique, c'est toujours la théorie générale de la physique qu'on enseigne.
Cette position du CNP n’a pas toujours été respectée car les anciens programmes de sciences physiques de lycée étaient basés sur l’étude des objets de la physique et non pas sur la matière elle-même, position défendue à l’époque par l’inspection générale.
2. CALENDRIER TYPIQUE D’ÉLABORATION DES PROGRAMMES
* Avant J-24 mois : commande du ministre.
* À J-24 mois : envoi de la lettre de cadrage du CNP aux présidents des GE. * de J-24 à J-16 mois : rédaction des programmes par les GE/consultations diverses.
Réunions de 0,5 J à 1 J/semaine
Observatoires disciplinaires, syndicats, associations de professeurs…
* À J-16 mois : remise des programmes au CNP par les présidents des GE. * À J-15 mois : avis du CNP sur les programmes.
* À J-14 mois : vote au Conseil supérieur de l’éducation, puis signature du programme par le ministre.
* À J : mise en place du programme.
Le calendrier de travail
La commande du ministre concerne généralement un cycle scolaire et non pas une seule année. Après cette décision, le CNP a en charge l’écriture de
la lettre de cadrage explicitant les grandes lignes dans lequel doit se développer le programme. Ensuite cette lettre est envoyée aux présidents des groupes d'experts qui ont un délai de huit mois pour écrire les programmes. Pour donner une idée du rythme de travail des groupes d’experts, les groupes de physique et de chimie se réunissaient pour discuter de ces programmes à peu près une fois par semaine et plus souvent sur une journée plutôt qu'une demie journée. Cette rénovation des programmes ne s’effectue pas en cercle fermé. Les GE consultent des organisations, des observatoires disciplinaires comme en mathématiques avec la commission Kahane. Ceci dans le but de connaître leurs opinions sur les programmes. Les syndicats, les associations de professeurs sont également consultés et plus ces dernières sont puissantes et plus elles ont un impact sur les programmes.
Les GE rencontrent le CNP relativement régulièrement, au moins une fois ou deux avant la publication finale des programmes pour préciser l’avancement, les directions prises…, le CNP jouant ici un rôle consultatif et de suivi par rapport aux orientations de la lettre de cadrage. Donc, plus le CNP suit de près l'évolution de la fabrication du programme et mieux cela se passe à la fin.
• Classe de Seconde : de 1998 à 2000 • Classe de Première : de 1999 à 2001 • Classe de Terminale : de 2000 à 2002
• Arrivée des étudiants « nouveaux programmes » dans le supérieur : 2003 Refonte des programmes de sciences physiques pour les classes de lycée
Il y a aussi une consultation nationale c’est-à-dire que le premier projet de programme est envoyé à l'ensemble des professeurs de la discipline dans la France entière et les recteurs d'académie sont chargés de relever et d'analyser les résultats de cette consultation. Les rapports des recteurs sont ensuite transmis au GE concerné qui en tient compte pour la rédaction définitive du programme. Le CNP émet alors un avis sur ce programme définitif. Dans une grande majorité des cas l'avis est positif. Les quelques cas où l'avis a été négatif sont principalement dus au non-respect de la procédure, à l’exception du cas de la philosophie qui était bien plus compliqué.
Après l'avis du CNP c’est au conseil supérieur de l'éducation de donner un avis. Mais, ces deux avis ne sont que des avis consultatifs. Seule la décision est prise par le ministre, décision qui doit être prise quatorze mois avant l'entrée en vigueur du programme.
Ce laps de temps est en principe suffisant aux rédacteurs de manuels scolaires. Mais cette rédaction de manuel scolaire débute très souvent avant car les GE au cours de l’élaboration des programmes rencontrent les éditeurs pour préciser leurs directions de travail.
3- ÉLABORATION DE LA LETTRE DE CADRAGE (CNP) 3.1. Réflexions préliminaires
Les questions que se pose en amont le CNP pour rédiger sa lettre de cadrage concernant le programme de sciences physiques sont les suivantes :
Que faut-il apprendre à l'école ?
Pourquoi faut-il enseigner la physique ?
La réponse émise par les membres du CNP à ces questions est que la physique, la chimie, les sciences en général font partie de la culture au même titre que les humanités et que cette culture doit être enseignée d'une manière ou d'une autre, même s’il est évident que celle-ci n’est pas la même pour un élève qui sort du collège, pour un élève qui a un bac scientifique ou un bac littéraire ou pour un ingénieur. Il faut donc pour cela que les programmes de sciences fassent apparaître des éléments culturels c'est-à-dire une vision un peu globale des choses, des éléments d’histoire des sciences.
À ces questions s’ajoutent des questions à caractère scientifique et pédagogique telles que :
À quel stade faut-il introduire un champ nouveau de connaissances ? Pour les sciences expérimentales à quel niveau, faut-il essayer de
diversifier, d'identifier les différents domaines, c'est-à-dire à quel niveau faut-il séparer technologie, physique, chimie biologie, sciences de la terre ?
Pour le CNP, il n'est pas question de faire apparaître en tant que telle les différentes disciplines scientifiques au primaire. Les membres du CNP pensent également qu’il serait préférable d’avoir un pôle scientifique en 6e et de commencer la diversification, l’identification des disciplines progressivement à partir de la cinquième, quatrième en distinguant déjà sciences de la matière et biologie pour ensuite, probablement pas avant la troisième faire la distinction entre physique et chimie.
Comment introduire un champ de connaissances, que faut-il donner : les méthodes ou les concepts ?
Actuellement, quand on parle de méthodes dans le cadre d’activités scientifiques à l’école, on pense immédiatement aux principes, à la méthodologie décrite dans le cadre de l’opération la main à la pâte : « on
choisit un objet d'étude ou le maître choisit un objet d'étude et puis on observe, on questionne et puis on expérimente ». Ce principe donne
effectivement une méthodologie mais si derrière il n'y a pas un « vrai » programme, avec un « vrai » savoir à acquérir alors on risque de courir à la catastrophe.
Il est donc important de donner les concepts en même temps que la méthode. Mais, évidemment les concepts doivent prendre plus d’importance au fil de la scolarité.
Le CNP se pose également des questions d’ordre disciplinaire du type :
Qu'est ce que la physique ?
Quel est son discours spécifique dans le cadre du curriculum ? Quel message veut-on dispenser ?
Il y a plusieurs choix de présentation de la physique mais pour faire un choix, il faut avoir une idée de ce qu’est la physique. Un premier choix qu’on peut discuter et qui a été évoqué précédemment : une entrée par les objets ou par les théories ? Mais on peut aussi dire que la physique est une explication des phénomènes naturels, que c'est ce qui a permis d'améliorer ou de détruire notre existence. La physique peut également être regardée avec une vision unitaire (la matière est la même partout) ou une vision en petits domaines.
Quand on regarde les programmes de sciences physiques anglais au niveau du collège et du lycée, on constate un enseignement par domaines complètement séparés.
Un autre problème qui se pose est : comment faut-il introduire la physique moderne ?
Ceci n’est pas évident et là encore, des choix sont possibles. On peut considérer que la physique moderne relève de l'université et dans ce cas on va s’efforcer au lycée de construire des bases suffisamment solides. Mais, on peut aussi dire que c’est un peu suranné et qu’il vaut mieux parler de choses nouvelles telles que la mécanique quantique, la relativité etc. Dans ce cadre-là, on est contraint de faire une certaine vulgarisation.
3.2. Contexte et contraintes
Cette lettre de cadrage doit prendre en compte un certain nombre de contraintes dans un contexte national.
La première contrainte est le cadrage horaire, puisque les horaires ne sont pas fixés par le CNP, et les modalités d’évaluation, car à chaque fois que quelque chose de nouveau est introduit dans un programme on vous demande « comment évaluer ça ». Par exemple en physique et chimie il y a
des TP qui font partie de l'enseignement, il faut donc réfléchir à l’évaluation de ces TP.
Le public constitue la deuxième contrainte puisque celui-ci n'est pas le même d'une classe à une autre. Par exemple, la seconde n'est pas la même chose que la première S et la terminale S dans la mesure où elle est moins finalisée. Il faut penser que la plupart des élèves de seconde ne feront pas par la suite des études scientifiques et même pour ceux de première et de terminale scientifiques, la plupart non plus ne seront pas des scientifiques et encore moins des chercheurs du domaine. On n’écrit pas un programme pour de futurs chercheurs mais simplement pour former des citoyens conscients de la discipline.
Les enseignants sont aussi une contrainte. Par exemple, un pôle scientifique a été précédemment évoqué pour le collège, mais actuellement il n’est pas possible qu’un même professeur enseigne à la fois la physique et la biologie. Il faut donc s’interroger sur comment contourner cette contrainte. La mise en place de formation continue est également une contrainte car lorsque de nouvelles notions, inconnues – non maîtrisées par les ensei-gnants – sont introduites dans un programme, il faut penser à mettre en place des formations pour les enseignants.
Les structures sont également à prendre en considération car s’il y a des TP il faut d’une part que les classes puissent être dédoublées, d’autre part des locaux spécifiques et enfin du personnel supplémentaire.
En France, le choix a été fait de coupler physique et chimie, mais ceci ne constitue pas une obligation internationale. Dans beaucoup de pays, le couplage physique et mathématiques prédomine et puis celui chimie et biologie. En France, la physique irait aussi bien avec Sciences de la Terre que la biologie.
4. QUE DIRE DES PROGRAMMES ET COMMENT LES ÉVALUER ?
4.1. Faire un programme, c’est faire des choix
Faire un programme c'est faire des choix et la question des choix est une question essentielle car tout le monde s'accorde pour dire que dans le programme il doit y avoir l'essentiel et qu’il faut éliminer tout ce qui est accessoire. Mais quand il s'agit de passer à l'acte, tout le monde dit : « on a
oublié ceci » ; « ce n'est pas possible » ; et on se retrouve avec des
programmes trop lourds. Bien sûr, ce n'est pas parce qu'on en met plus que c'est trop lourd mais c'est parce qu'on veut l'enseigner plus intelligemment. On veut que ce soit mieux compris, on veut que les subtilités qu'on n’avait pas autrefois soient mises et pour faire passer tout ça il faut du temps et
c’est pour cette raison que l’on dit ensuite que les programmes sont trop lourds.
4.2. Des cohérences verticale et horizontale
Pour envisager la refonte des programmes sur plusieurs cycles, il faut des cohérences verticales et horizontales. Les premières sont généralement bien effectuées à l'intérieur d'un cycle parce que c'est le même GE qui pilote la rénovation sur tout le cycle. Par contre, la cohérence d'un cycle à un autre est moins évidente. D’ailleurs si on regarde les programmes des différents cycles, on peut constater qu’il y a des domaines qu’on retrouve à chaque fois, par exemple l’électricité. Est-ce que le fait d’aborder toujours le même domaine, même à des niveaux différents ne risque pas de lasser les élèves et de leur faire perdre le goût pour la découverte ?
Pour ce qui concerne les cohérences horizontales, c’est-à-dire les liens entre les disciplines, il y a eu beaucoup de progrès durant ces dernières années notamment avec la mise en place des TPE au lycée et des IDD au collège. La relecture des programmes de collège par des groupes d'experts communs pour les humanités d'une part pour les sciences d'autre part a constitué un travail important dans l’harmonisation des programmes.
Alors bien sûr il y a encore des efforts à fournir pour envisager :
- un enseignement de sciences et de technologie commun dans les premières années du collège ;
- l'introduction de l'histoire de sciences que ce soit en histoire ou en sciences.
5. LES NOUVEAUX PROGRAMMES DU LYCÉE
D’ENSEIGNEMENT GÉNÉRAL : L’EXEMPLE DE LA CHIMIE 5.1. Le séminaire « sciences expérimentales au lycée » (Treilles, 6 et
7 février 1999)
Après la prise de décision de réformer les programmes, un séminaire a eu lieu à la Fondation des Treilles les 6 et 7 février 1999. Ce séminaire fondateur réunissait des représentants de toutes les disciplines concernées (CNP, GE, Sociétés savantes, Académie…), c'est-à-dire de toutes les disciplines scientifiques plus les mathématiques. Il avait pour but de dégager les grandes lignes des futurs programmes de sciences expérimentales et accessoirement en mathématiques des trois années du lycée.
Donc, lors de ce séminaire il y a eu un certain nombre de recommandations générales qui ont été émises, notamment, donner du sens à l'enseignement dispensé au lycée dans sa globalité, l'idée étant effectivement :
• de faire passer des messages interdisciplinaires pour essayer de légitimer une discipline dans l'enseignement d'une autre discipline ; • d'avoir des lignes de force par année. Traditionnellement il y en avait
une en terminale qui était le temps ; celle-ci a été conservée. De même, traditionnellement aussi en France en première on aborde l'énergie. Le but était d'essayer qu’un même champ soit traité simultanément par plusieurs disciplines.
• de rendre visibles et lisibles les programmes par les autres collègues des autres disciplines avec lesquels il pouvait y avoir interaction ;
• de donner une liberté pédagogique aux enseignants dans le cadre d’un volume horaire qui restait à définir.
5.2. La chimie des classes scientifiques du lycée français
Quand on fait le bilan d'un enseignement classique de chimie en France et en Europe modulo les points développés précédemment quant à une approche relevant parfois plutôt de la vulgarisation scientifique dans certains pays anglo-saxons, on retrouve un socle commun de points abordés : Atomes –ions –molécules –état solide ; Stabilité des édifices ; Propriétés physiques (ex : solubilité) ; Réactions d’oxydoréduction ; Piles et électrolyse ; Dosages ; Réactions acido-basiques ; Cinétique chimique ; Équilibres chimiques ; Stéréochimie ; Chimie organique. Sur ces contenus, il y a consensus international.
Dans le cadre spécifique de la chimie, il y a une singularité qui se caractérise par des activités, par des concepts et par des objets. Ceci s’explique par le fait que les conditions économiques liées à la chimie ne sont pas prises en considération de la même façon que dans les autres disciplines. De plus, nous sommes le pays à avoir le plus de TP en chimie. 5.3. Des réflexions générales autour de la chimie
Le cadrage passe par une première phase de réflexions générales. Certaines sont très objectives, par exemple le cadre historique qui permet de faire apparaître un certain nombre d'éléments autour de la chimie.
La chimie a à peu près 200 ans dans sa définition moderne. Elle a démarré par une approche extrêmement empirique qui a essayé de dégager des règles. Tout ceci s'est clarifié a peu près à la fin du XIXe siècle pour passer à un monde complexe et aujourd'hui, vu l'état d'avancement de la chimie, on peut dire qu'on est dans un monde intelligible.
Cet aspect historique a des conséquences sur les messages à dispenser dans la discipline. Dans l’évolution de l’enseignement de la chimie, on peut remarquer, dans l’Entre-deux-guerres, le passage d’une chimie racontée à une chimie basée sur l’atome. Ce fait est dû à l'évolution de la chimie, à la
maturité de la discipline. Cette évolution s’est faite très vite, en moins de 200 ans, ce qui n’est pas énorme en nombre de générations d’enseignants. La chimie est caractérisée aujourd’hui par des connaissances très diverses, issues d’une multitude d’objets qu’elle manipule, mais basées sur très peu de concepts. Ceci fait donc apparaître deux entrées possibles : soit l’entrée par la diversité, soit l’entrée par une vision très unifiée du discours. Si le premier choix peut paraître un élément de motivation pour les lycéens, le second choix peut apparaître comme très rassurant.
En chimie, il faut repérer ce qui relève de l’apprendre et ce qui relève du comprendre. De plus, il y a une part importante d’implicite notamment autour de symboles que tout le monde manipule. Par exemple, la réaction chimique est utilisée, est manipulée sans réellement s’interroger sur ce que c’est.
Dans le cadre d’un cadrage pour un nouveau programme il faut se positionner par rapport à tout cela. Par ailleurs, l’industrie chimique est un acteur important, qui demande la prise en considération dans les programmes scolaires de la dimension économique.
D’un point de vue fondamental, la chimie décrit la matière à deux échelles, au niveau macroscopique et au niveau microscopique et elle est basée sur deux notions, la notion de structure et celle d’évolution. Au-delà de ces concepts il faut faire apparaître la chimie comme une discipline qui a une maturité suffisante pour lui permettre de fonctionner comme une technologie, c’est-à-dire comme une discipline qui réalise des objets, les molécules, à partir de règles empiriques ou de cadres théoriques qui ont été développés.
5.4. La chimie et les autres sciences expérimentales
La cohérence verticale est assez simple à mettre en place dans le cadre d’une refonte des programmes de chimie de lycée car le GE a connaissance de ce qui est fait au collège. Par contre, la cohérence horizontale avec les disciplines connexes (physique, biologie et sciences de la Terre) pose problème. Les points de passage entre la chimie et ces disciplines connexes sont explicités dans le tableau page suivante.
Il est difficile de tenir un discours cohérent auprès des lycéens notamment au sujet de l’énergie parce que les entrées prises par les disciplines pour aborder l’énergie sont différentes. Les physiciens abordent l’énergie par la mécanique avec une vision très structurée (énergie cinétique, énergie potentielle etc.) ; les biologistes, eux, s’intéressent aux systèmes dissipatifs qui sont tout sauf des systèmes mécaniques et ce qu’ils voudraient, ce sont les fonctions liées au second principe dès la classe de seconde c’est-à-dire l’énergie libre, l’entropie etc. Ils ont donc une exigence très différente
qualitativement, les physiciens situent par exemple l’entropie en maîtrise et les biologistes en seconde.
Physique Biologie Sciences de la Terre
Cohésion de la matière Structure moléculaire
et aspects connexes
Structure et réactivité Évolution des systèmes :
le rôle du temps Des transformations chimiques complexes Cinétique et équilibres chimiques La mesure
Discours sur l’énergie centré sur les systèmes mécaniques
Discours sur l’énergie centré sur les systèmes ouverts dissipatifs
L’essentiel des évolutions qu’il y a eu dans le programme de lycée a à voir avec la gestion du dilemme autour des critères d’évolution. Le cadrage a donc été de s’appuyer sur deux notions, structure et évolution, et de demander au GE de définir, de dégager quelques relations structure -propriétés car c’est ce que sait faire un chimiste. Le chimiste étant l’homme à qui parlent les molécules, à qui parle la matière, que ce soit du côté des propriétés physiques ou des réactivités. Puis, autour de l’évolution c’est comprendre quels sont les moteurs de l’évolution dans le cadre d’un cours de chimie. Ceci a soulevé un certain nombre de problèmes autour de ce qui est de l’ordre d’une transformation et de ce qui est de l’ordre d’un processus d’évolution donc la réaction chimique.
5.5. Le programme de chimie de la classe de seconde
Le programme de chimie de la classe de seconde doit prendre en considération trois populations distinctes : ceux dont l’activité profession-nelle sera très éloignée des sciences et qui, de ce point de vue, constitueront « le grand public », ceux qui, à titre professionnel seront utilisateurs de méthodes ou techniques relevant des sciences physiques, et enfin les futurs chimistes (au sens large) ; il doit d’autre part respecter les spécificités propres à la discipline, en présentant à la fois son importance économique et sociale ainsi que son identité dans un cadre conceptuel cohérent.
Pour cela, le programme de chimie a été construit sur deux principes directeurs :
• Se centrer sur les fondamentaux : c’est-à-dire que les objectifs du programme doivent être clairement identifiés, affirmés et limités. Un enseignant quand il rentre dans sa classe doit être capable en une phrase de résumer ce qu'il va dire en 1 h – 1 h 30.
• La prééminence de l’expérimental. La demande était d’aborder la notion par une entrée expérimentale. La mise en situation « expérimentale » de
l’élève, essentielle, devait être privilégiée et utilisée pour éveiller l’intérêt de l’élève et susciter l’interrogation, l’identification puis la formulation de questions, l’obtention et l’analyse des réponses. C’est à la fois une méthode d’enseignement et un outil d’évaluation.
Ces axes de cadrage issu du CNP sont ensuite explicités par les groupes d'experts et se traduisent par une production qui est le programme. Pour la classe de seconde, il y a 20 % du temps qui est dégagé sous forme d'un enseignement thématique dont le champ, la progression et l’organisation sont laissés à la charge de l'enseignant. A contrario, l'enseignement dit fondamental qui représente 80 % du temps est lui très défini. Ce programme de chimie de la classe de seconde se décline de la façon suivante (voir tableau).
La chimie est omniprésente dans notre existence, autant au travers de la réalité matérielle du monde qu’au travers de son importance dans les sociétés humaines.
… activités de documentation et d’observation (approche de chimiste d’un objet naturel, inventaires des domaines où intervient la chimie…), travaux pratiques présentant quelques-unes des grandes opérations de la chimie (extraction, synthèse, purification, caractérisation, dosage…) dans une perspective historique.
La diversité du monde matériel s’entend à partir d’un nombre réduit de constituants fondamentaux dont l’organisation est « compréhensible » à l’aide d’un nombre limité de concepts.
… Les aspects structuraux soulignent que la diversité de la matière résulte des variétés d’assemblage i) des nucléons/électrons pour donner les atomes, les ions… ; ii) des atomes pour donner des molécules ; iii) des molécules pour donner des phases condensées, dont les propriétés « collectives » ne se résument pas à la somme des propriétés individuelles.
… La présentation des lois de conservation est envisagée au sens de Lavoisier (« Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme »). La « réaction chimique » est abordée sans considération microscopique mais avec le soucis d’établir une distinction entre le bilan de la transformation d’un système chimique et ce qui gouverne son évolution (la réaction chimique).
TABLEAU : PROGRAMMES DE CHIMIE ET DE
PHYSIQUE DE LA CLASSE DE SECONDE DE LYCÉE
D’ENSEIGNEMENT GÉNÉRAL
CHIMIE
• I. « Chimique ou naturel ? » (4 TP, 8h)
1. La chimie du monde : mise en évidence de l’ubiquité des
espèces chimiques
1.1 Inventaire et classement de quelques espèces chimiques
1.2 Espèces chimiques naturelles et espèces chimiques synthétiques
2. Le monde de la chimie : approches expérimentale et
historique de l’extraction, de la séparation et de l’identification d’espèces chimiques
2.1 Techniques d’extraction d’espèces chimiques organiques
2.2 Séparation et identification d’espèces chimiques
3. Le monde de la chimie : la synthèse des espèces
chimiques au laboratoire et dans l’industrie 3.1 Nécessité de la chimie de synthèse 3.2 Synthèse d’une espèce chimique
3.3 Caractérisation d une espèce chimique synthétique
• II. Constitution de la matière (4 TP, 8h)
1. Des modèles simples de description de l’atome
1.1 Un modèle de l’atome 1.2 L’élément chimique
1.3 Un modèle du cortège électronique
2. De l’atome aux édifices chimiques
2.1 Les règles du duet et de l’octet
2.2 La géométrie de quelques molécules simples
3. La classification périodique des éléments
• III. Transformations de la matière (4 TP, 8h)
1. Outils de description d’un système
1.1 De l’échelle microscopique à l’échelle macroscopique : la mole
1.2 Concentration molaire des espèces moléculaires en solution
2. Transformation chimique d’un système
2.1 Modélisation de la transformation chimique : réaction chimique
PHYSIQUE
• I. Exploration de l’espace (5TP, 10h)
1. De l’atome aux galaxies
1.1 Présentation de l’univers 1.2 Échelles de longueurs 1.3 L’année de lumière
2. Messages de la lumière
2.1 Un système dispersif : le prisme
2.2 Les spectres d’émission et d’absorption 2.3 Application à l’astrophysique
• II. L’univers en mouvement (4 TP, 8h)
1. Mouvements et forces 1.1 Relativité du mouvement 1.2 Principe d’inertie 1.3 La gravitation universelle 2. Le temps 2.1 Phénomènes astronomiques 2.2 Dispositifs construits par l’homme
• III. L’air qui nous entoure (3TP, 6h)
1. Du macroscopique au microscopique
2. Lien entre agitation thermique et température : équation
RÉFORME 2000 DES SCIENCES DE LA TERRE :
L’EFFET DE SERRE EN CLASSE DE SECONDE ;
POUR UNE ÉDUCATION SCIENTIFIQUE
DES CITOYENS ?
Benoît URGELLI
Mots clefs : crise de l’enseignement des sciences – culture scientifique – question socialement vive – médias – transposition didactique
1. INTRODUCTION
En 2000, une modification des programmes scolaires en sciences de la Terre conduit à l’introduction du concept d’effet de serre en classe de seconde générale.
Dans le cadre de cette réforme de l’enseignement scientifique au lycée, nous avons analysé les éléments de cette réforme (enjeux et contenus) et les modalités prévues pour sa mise en œuvre. Pour chacun de ces points, on s’intéressera à l’appropriation de cette réforme par les enseignants de SVT, directement concernés.
En particulier, nous nous attacherons à ce qui relève du choix d’introduire en classe de seconde des questions scientifiques socialement vives et donc fortement médiatisées. Cela nous conduit nécessairement à discuter la pertinence du cadre théorique de la transposition didactique (Chevallard, 1985) lorsqu’une réforme de l’enseignement propose la prise en charge par les enseignants de questions scientifiques de ce type.
2. LES DONNÉES RECUEILLIES
Par entretien semi-directif, nous avons évalué la conformité entre les choix institutionnels définis par le Bulletin officiel qui accompagne cette réforme (B.O.E.N., 1999) et ceux d’un des concepteurs du programme de sciences de la Terre, enseignant-chercheur dans la discipline.
L’entretien de cet expert des programmes scolaires a permis d’évaluer : - la prise en compte du contexte de crise sociale de l’enseignement
scientifique,
- la prise en compte du contexte de modernisation de la recherche en sciences de la Terre,
- la prise en compte des contraintes didactiques dans le choix des nouveaux contenus d’enseignement.
Ces points d’analyse (figure 1) ont été appliqués d'une part à l’entretien semi-directif d’un des concepteurs du programme et mais aussi aux entretiens semi-directifs de quatre enseignantes de SVT. En fonction de leur disponibilité, ces personnes ont été interviewées durant 45 minutes en avril 2004, chacune d’elles exerçant dans des établissements différents de la région lyonnaise.
PRISE EN COMPTE dans la réforme 2000 ENJEUX et CONTEXTE
SOCIO-ÉDUCATIFS CONTRAINTES DIDACTIQUES Le MEMBRE du GTD Les 3 MANUELS SCOLAIRES Les 4 ENSEIGNANTS BO, 1999
- Mise en culture science - Questions vives médiatisées - Modélisation, expérimentation - Interdisciplinarité
- Incertitudes scientifiques - Histoire des découvertes
OUI dans l’entretien PLUS OU MOINS dans le texte officiel PLUS OU MOINS NON et OUI OUI et NON NON PLUS OU MOINS (E1 et E2) PLUS OU MOINS (E1 et E2) Contexte socio-scientifique - perte de légitimité sociale des savoirs - crise des contenus
scientifiques
OUI --- OUI (E3 et E4)
NON (E1 et E2)
Choix concernant les savoirs à enseigner - Rapprocher le savoir savant - Maintenir à distance du savoir banalisé - Prise en compte de l’ancien programme OUI OUI OUI Ouvrages universitaires Revues spécialisées Manuels scolaires Contraintes d’enseignement et d’apprentissage - Décontextualisation - Séquencialisation - Évaluation NON, RUPTURE ! OUI INTÉGRALEMENT Contextualisation dans un chapitre sur
les rejets anthropiques de CO2
OUI Place centrale des manuels scolaires
Figure 1 : Grille d’analyse de l’entretien du concepteur de programme et des quatre enseignantes de SVT
L’analyse des contenus de trois manuels scolaires de SVT (éditions 2000 chez Belin, Bordas et Hatier) qui ont accompagné cette réforme a apporté un éclairage complémentaire sur la transposition du concept d’effet de serre par les auteurs de ces ouvrages, essentiellement des enseignants.
Ces données qualitatives ont été corrélées à un corpus de d o n n é e s
quantitatives, constitué par une cinquantaine de questions d’enseignants de
SVT parvenues à la rédaction scientifique du site d’accompagnement de la réforme 2000 des sciences de la Terre (site Planet-Terre, Urgelli et Kalfoun, 2004). Ce corpus renseigne sur les difficultés rencontrées par quelques enseignants dans la prise en charge de la question de l’effet de serre.
Les savoirs en jeu ont été identifiés à partir de l’analyse de quatre corpus d’enseignements universitaires réalisés durant l’année 2000, en contexte de formation initiale et continue d’enseignants du secondaire. À partir des travaux d’histoire des sciences de Grinevald (1990) et Bard (2004), nous avons pu retracer l’émergence du concept d’effet de serre dans la sphère scientifique, durant le XIXe et XXe siècle.
3. ENJEUX DE LA RÉFORME 2000 DE L’ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE
La réforme 2000 des programmes de science au lycée se produit dans un contexte de crise sociale de l’enseignement scientifique (Ourisson, 2002) mais aussi de définition des nouveaux objets de recherche en sciences de la Terre, plus proches des préoccupations sociétales (Lardeaux et Mamecier, 2004).
L’enjeu principal affiché pour cette réforme est d’apporter « les éléments de
connaissance et plus largement de culture permettant de saisir les enjeux éthiques et sociaux auxquels est confronté le citoyen de notre temps »(B.O. 1999). Comme le rappelle ce texte officiel, c’est en classe de seconde générale que ces enjeux d’éducation citoyenne sont particulièrement importants, car pour une partie des adolescents, cette classe constitue le dernier contact avec l'enseignement des sciences.
Ces instructions officielles précisent qu’il s’agit pour les enseignants de présenter la démarche des scientifiques et le fonctionnement commun des disciplines, à travers une approche historique et interdisciplinaire des sciences. C’est aussi une culture scientifique des citoyens qui est visée, autour de thèmes d’environnement ayant des implications sociétales.
Face à ces indications écrites sur les enjeux de cette réforme de l’enseignement scientifique, l’entretien semi-directif d’un des concepteurs du programme révèle effectivement que la désaffection des filières scientifiques est en toile de fond (crise sociale de l’enseignement
scientifique). C’est un argument explicatif du choix des contenus à
enseigner. Le choix s’est ainsi porté vers des thèmes modernes de recherche en sciences de la Terre ayant des implications sociétales (thèmes d’environnement). Cette réforme s’apparente donc à une modernisation de
l’enseignement des sciences de la Terre au lycée. Elle s’accompagne donc
d’une entrée remarquée des questions scientifiques socialement vives (Legardez et Alpe, 2001) dans l’enseignement de cette discipline.
Pour les quatre enseignantes interrogées, les implications sociétales des savoirs scientifiques sélectionnés ne sont que faiblement prises en compte dans l’enseignement du thème de l’effet de serre. Avant d’aborder le concept tel qu’il est inscrit dans le programme, elles précisent que leurs enseignements peuvent s’appuyer parfois sur des discours médiatiques, l’objectif étant d’identifier les représentations des élèves sur le sujet.
Malgré les recommandations officielles sur les enjeux d’une culture scientifique à l’école, la présentation du fonctionnement de la recherche scientifique (relations modélisation-expérimentation-observation, inter-disciplinarité pour une vision globale de la science et nécessaire dans le traitement des thèmes d’environnement, histoire des sciences …) n’est que pas ou peu intégrée par les enseignantes interrogées.
Ce constat est également valable pour les manuels scolaires analysés, ce que confirme l’enquête de Coisne (2004) sur le contenu de ces ouvrages de science pour lycéens.
4. DES CONTENUS NOUVEAUX, SOCIALEMENT VIFS
Au lycée, le concept d’effet de serre était déjà présent avant la réforme 2000, mais en classe de première scientifique (B.O. 1995). Il s’agissait alors d’aborder la question de l’intensification anthropique de l’effet de serre
naturel (question scientifique socialement vive).
Dans ce même programme de première S, l’effet de serre naturel était également présenté, en lien étroit avec le programme de physique-chimie et dans le but de comprendre l’équilibre radiatif de la Terre.
Dans le texte de la réforme 2000 des programmes de lycée, les enseignants sont invités à traiter cette question avec les mêmes éclairages qu’en classe de première S :
- l’effet de serre anthropogénique, défini en introduction du programme comme un des enjeux environnementaux importants du monde futur, - l’effet de serre naturel, dans le corps principal du programme, comme
mécanisme explicatif de l’influence de l’atmosphère sur la température de surface de la planète. Ici aussi, des relations interdisciplinaires sont sollicitées avec le programme de physique-chimie afin d’aider les élèves
à comprendre les mécanismes d’absorption des rayonnements par les gaz qui composent notre atmosphère.
À propos de l’effet de serre, les études quantitatives d’opinion publique (Boy, 2002) mais également des études de représentations d’élèves européens (Anderson et Wallin, 2000 ; Koulaidis et Christidiou, 1999) soulignent l’homogénéisation des représentations, probablement liée à la forte médiatisation de la question de l’effet de serre anthropogénique.
Ces mêmes études signalent fréquemment le recours à l’analogie de la serre fermée pour expliquer les mécanismes en jeu sur Terre et les confusions ou ignorances entre effet de serre naturel et effet de serre anthopogénique, augmentation de l’effet de serre et amincissement de la couche d’ozone (trou d’ozone) ou encore effet de serre et pollution.
Les enseignantes interrogées confirment l’existence chez les élèves d’interférence entre savoirs enseignés et savoirs présentés par les médias télévisuels, à l’origine, selon elles, de représentations et de confusions semblables à celles des étudiants européens. Ces représentations s’accompagnent par ailleurs d’une vision catastrophiste des questions d’environnement, comme dans les discours médiatiques.
À propos des savoirs en jeu dans l’effet de serre, les enseignantes précisent que leur formation s’est appuyée essentiellement sur des magazines scientifiques spécialisés et des ouvrages de premier cycle universitaire. L’analyse des questions posées sur le site d’accompagnement scientifique de la réforme (Planet-Terre) a permis de réaliser une typologie des difficultés rencontrées par quarante enseignants durant la phase d’expérimentation du nouveau programme (1999-2000) et pendant son application les trois années scolaires suivantes. La physique de l’effet de serre, les données expérimentales, les pratiques des experts scientifiques, la démarche de modélisation du cycle du carbone, ou encore l’approche paléoclimatique ont été l’objet de questionnements pour les enseignants connectés au réseau d’experts Planet-Terre. Les quatre enseignantes interrogées confirment avoir rencontré ces mêmes difficultés, d’ordre épistémologique.
Nos entretiens mettent aussi en évidence des difficultés étroitement liées aux pratiques pédagogiques des enseignants de SVT. En classe de seconde, une part importante du temps d’enseignement est dédiée à la réalisation de travaux pratiques. Pour l’effet de serre, les enseignantes interrogées signalent ainsi des difficultés majeures dans le paramétrage d’un dispositif expérimental, qui s’inspire fortement de celui présenté dans les manuels scolaires.
Notre analyse épistémologique révèle que le dispositif expérimental employé en classe est proche de celui décrit par De Saussure en 1784 sous
