LA PHYSIQUE, UNE DISCIPLINE DE CULTURE
OU DE SPÉCIALISTE?
Claudette BALPE
LU.F.M. Versailles, Centre de Saint-Germain-en-Laye
MOTS-CLÉS: HISTOIRE DE L'ENSEIGNEMENT - PHYSIQUE - DISCIPLINE SCOLAIRE
RÉSUMÉ:À travers l'histoire de son enseignement du XVIIIe au XXe siècle, la physique scolaire apparaît fortement dépendante des contextes socioculturels: discipline d'abord philosophique, elle devient culturelle pour les élites bourgeoises, puis discipline de spécialiste dès le XXe siècle. Aussi le malaise actuel de son enseignement au lycée ne renverrait-il pas à la mise en question de son statut de discipline de spécialiste? Et ne faudrait-il pas alors en déduire que la physique scolaire relevant de nouvelles déterminations externes, devrait redevenir une discipline de culture?
SUMMARY : Through the history of physics'teaching from XVIIIe to XXe century, it seems that physic at school dépends strongly of socio-cultural contexts: first, philosophical matter, it is after a cultural matter for bourgois élites, and then, matter for specialist at the beginning of XXe century. So, does the seakness of actuel physics 'teaching in secondary school would'nt question the statut of specialist matter? And would'nt we be obliged to admit that physic at school, being detennined by new external conditions, should be again a cultural matter?
1. INTRODUCTION
Les recherches en didactique ont porté généralement sur l'élève, la connaissance ou la relation entre les deux. Le rôle, la place de la discipline ont été laissés de côté. Le Service d'Histoire de l'Éducation (LN.R.P.) a entrepris différentes recherches en ce sens (Belhoste, 1995). L'histoire d'une discipline scolaire, la physique, peut ouvrir de nouvelles perspectives aux didacticiens. Le contexte est celui du malaise de la physique scolaire, discipline considérée aujourd'hui comme trop formalisée et manquant d'expérimentation véritable. Une façon de prendre position dans le débat est d'adopter une perspective autre que celle strictement didactique. D'où le recoursàl'histoire de cette discipline pour tenter d'en comprendre la genèse, l'hypothèse étant que le passé éclaire le présent. Notre travail de thèse (Balpe, 1994) montre que la question du caractère culturel ou spécialisé de la physique scolaire s'est posée dès l'Ancien Régime. Cette analyse historique conduiraàréfléchir sur ces évolutions età tenter d'y voir un parallélisme entre la situation de la physiqueàla fin des XIXe et XXe siècles.
2. LA PHYSIQUE; UNE DISCIPLINE AU SERVICE DE LA THÉOLOGIE
Sous l'Ancien Régime, l'enseignement de la physique fait partie du cours de philosophie. La physique constitue en effet la partie primordiale de la philosophie naturelle, laquelle traite de la connaissance du monde naturel. Enseignée un an sur deux, en alternance avec la logique, la classe de physique est surtout recherchée par les rares étudiants qui se destinent aux études supérieures de théologie (ou paliois de médecine) pour lesquelles la connaissance de la physique est indispensable. La philosophie naturelle dispensée relève de la "physique des systèmes" où l'étude du monde s'effectue selon les règles de l'argumentation philosophique, indispensableàla défense des dogmes théologiques. Le cours est essentiellement magistral.Àla fin du XVIIe siècle, la méthode scolastique remplace le cours dicté: les théories des philosophes présentées, elles sont ensuite discutées, réfutées ou acceptées, chaque question appelant une réponse suivie d'objections-types. La nature des programmes - d'approche aristotélicienneOLJ l'on distingue une physique générale et une physique particulière - constitue une réflexion métaphysique sur le monde naturel: la matière, le mouvement, la cosmographie, et j'étude du vivant, voire de la géographie, sont tous présentés sans calculs. Cette physique des systèmes doit pennnettre de combattre sur le plan des idées: le futur théologien doit connaître les éléments du monde naturel comme arguments de défense des dogmes religieux.
3. LA PHYSIQUE SCOLAIRE COMME SCIENCE EXPÉRIMENTALE DANS LES ÉCOLES CENTRALES SOUS LA RÉVOLUTION FRANCAISE
Dès le XV Ille siècle, avec la diffusion de la théorie newtonienne en France, l'expérience acquiert chaque jour une importance plus grande. Une nouvelle conception de la physique - plus moderne, centrée sur les expériences et sur une approche mathématique du monde - commence à rivaliser avec
la physique des systèmes d'approche plus traditionnelle. La physique expérimentale devient à la mode dans les salons et les cours publics, défendue par de brillants professeurs tels Nollet, Brisson, Sigaud de Lafond. L'oppositionàl'ancienne physique des systèmes s'affirme. Débats et oppositions s'exacerbent. L'expulsion des jésuites en 1762 accélère l'avancée de la physique expérimentale. Les instances révolutionnaires vont privilégier cette nouvelle physique. Conséquence de la montée des Lumières et des changements politiques, la Révolution consacre la rupture avec l'Ancien Régime en assurant dans les écoles centrales, la promotion des sciences: la physique enseignée est la physique expérimentale, associée à la chimie pour la première fois dans l'enseignement officiel. L'enseignement s'effectue selon les méthodes modernes qui privilégient l'expérience et le raisonnement. Aussi, auprès de chaque école centrale doivent être créés un cabinet de physique et un laboratoire de chimie. L'expérience devient constitutive de la formation scientifique: C'en est fini du rôle de la physique comme discipline philosophique. Désormais autonome, la physique s'adresse àdifférents publics: aux élèves régulièrement inscrits - en petit nombre souvent inférieurà20 - qui veulent se spécialiser en sciences,à des artisans souvent nombreux qui - sous réserve que les cours ne soient pas trop théoriques (trop mathématiques) - viennent en auditeurs libres chercher simplement des conseils professionnels. La présentation d'expériences dans les cours publics remporte un vif succès, devant parfois plus d'une centaine d'auditeurs. C'est toute l'ambiguïté de ce nouvel enseignement, dont le statut oscille entre discipline formelle dérivée des mathématiques, une discipline vouée à l'expérience ou enfin, une discipline de formation professionnelle en remplacement des enseignement d'ans et métiers d'abord prévus puis supprimés. En définitive, c'est la mixité de son statut qui reflète l'inachèvement de la physique scolaire. Néanmoins, la décision institutionnelle aura fait évoluer l'image de la nouvelle physique, fait d'importance pour une discipline dont les acquis expérimentaux ne seront plus remis en cause.
4. UNE PHYSIQUE D'ÉRUDIT DANS LES LYCÉES ET COLLÈGES AU XIXe SIÈCLE
En 1802, intervient la création des lycées avec la suppression des écoles centrales.Le latin et les mathématiques sontà l 'honneur tandis que la physique est progressivement marginalisée: Non seulement son horaire reste limité, maiselleest peu à peu reléguée en fin de cursus secondaire classique, àcôté de la philosophie. La place réduite qu'elle occupe dans le cursus secondaire classique - excepté dans la classe de mathématiques mathématiques spéciales où les candidats préparent les concours des écoles du gouvernement (école polytechnique, école normale) - rend compte du rôle qui lui est dévolu, àsavoir, une sorte de complément aux études de philosophie, comme le rappelle Bardoux le 25 février 1887 dans la discussion au Sénat du budget de l'Instruction publique: "L'enseignement scientifique, tout en permettant à l'enfant de ne pas être étranger aux merveilles du monde, doit avant tout, habituer les jeunes cerveaux à la rigueur du raisonnement et préparer aux études philosophiques, en fortifiantlejugement.". La physique apparaît de fait, comme discipline culturelle dans l'enseignement secondaire au XIXe siècle.
II découle de là que la physique enseignée au lycée est celle qui, par la généralité de ses notions, doit convenir à tout le monde, la science plus élevée ou détaillée étant réservée aux facultés: pour le futur notable, la connaissance des principaux phénomènes de la nature doit suffIre pour affIcher, plustard, une image publique d'homme cultivé, les calculs sont donc inutiles, seules suffisent les descriptions. Partant de l'énoncé de la loi ou de la simple présentation de l'appareil, les élèves regardent les instruments sur la table de l'amphithéâtre et relèguent au second plan l'attention à accorder aux paroles du professeur. L'approche historique des découvertes amplifie la visée moralisatrice: "II n'y a rien de plus beau de plus fécond et de plus moral que la vérité car en rendant justiceàceluiàqui nous devons le bienfait d'une invention, [les professeurs] feront un acte de probité, dontilest [... ] nécessaire qu'ils donnent l'exemple à leurs élèves" (Falcucci, 1939). En fin de compte, l'étudiant est invité à se ré-approprier les découvertes dans l'ordre de leur apparition: par analogie et identification, de découverte en découverte, il parcourt le chemin du savant en honorant sa mémoire. Avec une telle perspective, l'étude de la physique en classe de philosophie ou de mathématiques élémentaires consiste à dresser une grande fresque historique de la science, où la vision encyclopédique et accumulative constitue en quelque sorte, une initiation mondaine de la physique, le savant étantà l'honneur et le fait révélé. Ne s'agit-il pas là d'une sorte de vernis de culture scientifique pour élites libérales où les canons de la rhétorique sontà l'œuvre: Ton solennel, qualités de clarté et d'ordre, élocution facile et élégance de l'exposé, sont les attributs du bon professeur. Quelques rapports d'inspection sontà cet égard, significatifs: Tel professeur a plus de grâce que de chaleur; tel autre prend un ton déclamatoire ou manque d'un langage pur et mieux choisi. Distinction, honorabilité, ouverture, le professeur doit afficher certaines des performances du notable - érudition large, capacités presque théâtrales - afin de faire parade de sa supériorité culturelle. Les élèves prennent des notes sur l'exposé du professeur pour le reconstruire dans une rédaction qu'ils lui remettent et qui sera corrigée, annotée et rendue en cours le plus souvent avec commentaires. Le raisonnement n'est donc pas central et les exercices souvent facultatifs, comme en témoigne un rapide examen de copies de physique du concours général: la rédaction presque sans formules ni schémas, s'apparente davantage aux style des humanités qu'à celui de résolutions scientifiques. Seul l'objet d'enseignement est scientifique sans initiation aux méthodes de la science. En somme, en guise de formation scientifique, l'élève consomme des résultats sans être initié à leur élaboration ni même à leur critique. Liée à une mémorisation autant qu'à une présentation érudite,la physique est donc considérée comme un enseignement de culture et d'érudition.
5. UNE PHYSIQUE POUR SPÉCIALISTES, FONDÉE SUR UNE LOGIQUE
SCIENTIFIQUE
Depuis Jules Ferry et l'introduction des leçons de chosesàl'école, la question des méthodes s'est posée dans toutes les matières et principalement en sciences expérimentales. Avec la réforme de 1902, une nouvelle conception préside à l'enseignement de la physique. En rupture avec les méthodes déductives antérieures, décalquées de J'enseignement des mathématiques, leur approche doit devenir inductive. La démarche expérimentale - à l'inverse de la déduction qui part de la loi pour
en montrer les faits - doit procéder inductivement : aller des faits aux lois pour faire découvrir les grandes lois de la nature. Le cours doit donc changer et être à la fois élevé et simple, sans recourir aux appareils anciens, ces "vieilleries que la tradition a conservé". D'où la nécessité pour le professeur de construire lui-même des appareils simples avec les moyens les plus à sa portée. La réforme porte aussi sur les méthodes qui doivent s'inspirer d'une logique scientifique: recoursà la représentation graphique pour renforcer la notion de fonction et de continuité, analyse d'expériences, et surtout, innovation d'importance, des exercices pratiques sont créés. Ils doivent permettre aux élèves qui font les mesures eux-mêmes, de vivre réellement une démarche expérimentale, de développer leur souci de la précision. La physique doit devenir quantitative: par exemple, étudier les lois du pendule et déterminer à 1 pour 100 près la valeur de g (intensité de la gravitation) avec un fil à plomb, un mètre et une montre, selon les suggestions des instructions officielles parues le 7 juin dans le 2e tome duBulletin administratif de 1902. L'élève ne reste plus passifà assimiler des descriptions mais il participe au cheminement de la pensée scientifique conduite par le maître, et raisonne en utilisant des outils logiques. Il peut espérer acquérir une formation d'esprit scientifique. L'enseignement est devenu éducatif, et non plus seulement culturel.
6. DES CARACTÉRISTIQUES D'UNE DISCIPLINE SCOLAIRE LA PHYSIQUE,
UNE DISCIPLINE DE CULTURE OU DE SPÉCIALISTE?
D'une physique basée au XIXe siècle sur la rhétorique et l'érudition, on est passé au XXe siècleà une physique pour spécialiste, maniant les dispositifs expérimentaux et les outils logiques. Pour interpréter ce changement nous évoquerons les bouleversements tant politiques que socio-économiques de la fin du XIXe siècle. On assiste en effet, au cours du deuxième développement industriel, à la montée de nouvelles couches sociales de type intermédiaire les ingénieurs -auxquels est nécessaire une formation plus scientifique (Charle, 1991). À cela s'ajoute le développement des universités et de la recherche impliquant une augmentation de la formation scientifique dont le contre-coup se fait sentir aussi au niveau des lycées. La transformation de l'enseignement de la physique s'impose donc comme une nécessité devant les exigences nouvelles de la fin du siècle, nécessité renforcée par la conception alors dominante de l'identification de la démarche inductiveà la démarche positive.
Aujourd'hui, qu'en est-il du malaise de la physique scolaire? Nombreux sont ceux qui considèrent ce problème comme intérieuràla discipline, celle-ci devant se définir par la science - dite savante -à laquelle elle correspond. Or, cette question du lien de la physique scolaireàla physique savante est pour nous un faux problème. L'analyse que nous venons de mener est à cet égard riche d'indications.
Au XIXe siècle, les élites sont formées principalement par les humanités, culture générale gratuiteà laquelle participe une physique descriptive et érudite au service d'une pensée philosophique. L'aspect utile de la physique est relégué, l'utilité n'ayant pas droit de cité chez le futur notable. Au siècle suivant, sous la poussée des classes nouvelles et des exigences économiques et industrielles, la
demande grandissante de scientifiques entraîne un changement radical dans l'image de la physique enseignée. D'un enseignement d'érudition, on passe à une physique pour spécialiste, utile, a-historique, centrée sur l'expérience et ouverte aux outils logiques. Cette nouvelle physique est introduite dans tous les cursus, littéraires aussi bien que scientifiques. Modernité des temps, la physique devient une science de premier plan, à l'égal des mathématiques jusque-là, sciences dominantes. Force est d'admettre, dans ces conditions, que ce sont des facteurs extérieurs à la discipline qui ont principalement commandé sa physionomie, même si les spécialistes sont consultés pour cela (Bergé, 1989).
Avec la massification de l'enseignement secondaire, les conditions de l'enseignement ont changé et les exigences doivent être repensées. D'une part la formation d'esprit en science est reconnue comme indispensable pour tous, d'autre part, l'essor des professions technologiques impose une analyse nouvelle. On peut considérer que l'élévation du niveau de formation générale par l'accession d'un grand nombre au baccalauréat, celui-ci relève finalement davantage de la culture générale que de l'enseignement d'une spécialité. Aussi est-il aujourd'hui tentant de s'interroger - comme jadisà propos des humanités pour la majorité des lycéens - sur la pertinence d'un enseignement de physique fondéà la fois sur une logique de spécialiste et une certaine gratuité intellectuelle alors que la demande est forte d'un enseignement de technologie, discipline utile, mais honnie dans l'enseignement général. En poussant le raisonnement, ne pourrait-on imaginer faire tenir aujourd'hui à la technologie, à J'essor aujourd'hui patent, le rôle de la physique au siècle dernier? Aussi la physique, participant du niveau général d'éducation, ne pourrait-elle s'inscrire dans une nouvelle conception de la culture. Et son apprentissage - que certains prétendent impossible s'il est~au lycée (Hulin, 1992) - ne pourrait-il ressemblerà une sorte de vulgarisation dont il conviendrait de définir les grands traits. L'ensemble prendrait alors un tour plus culturel que spécialiste ... à l'image des cours de physique du siècle dernier?Làest toute la question : faut-il une physique, discipline de culture
lli.ill!
une physique de spécialiste?BIBLIOGRAPHIE
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BELHOSTE B.,Les sciences dansl'enseignemenl secondaire en France de1789 à 1914, Paris: Kimé/I.N.R.P., 1995.
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CHARLEC,Hisloire sociale de la France au XlXe siècle,Paris: Seuil, Coll. Points, 1991. FALCUCC1 C,L'humanisme dans l'enseignemem secondaire en France au XlXe siècle,Toulouse, 1939.
HULlN M.,Le mirage et la nécessilé. Pour une redéfinilion de laformation scientifique de base, Paris: Presses de l'École normale supérieure et Palais de la découverte, 1992.