ARTheque - STEF - ENS Cachan | Histoire des sciences et Didactique

HISTOIRE DES SCIENCES ET DIDACTIQUE

André GIORDAN

L.D.E.S. Université de Genève

MOTSCLÉS: HISTOIRE DES SCIENCES FORMATION DES CHERCHEURS -FORMATION DES ENSEIGNANTS

RÉSUMÉ: L'histoire des sciences est une discipline ancienne bien que peu répandue, où le monde latinophone a toujours tenu une place de choix. Pounant, la communauté scientifique continue d'ignorer ces approches réflexives. Notre projet est de mettre en perspective le travail d'élaboration des connaissances scientifiques et d'en préciser l'imponance dans la recherche didactique ainsi que dans la formation des enseignants, mais également pour la formation des scientifiques. Ce faisant, ce sont de nouveaux modèles de production du savoir scientifique qui sont avancés. Dans le même temps, c'est une autre histoire des sciences que nous souhaitons promouvoir: une histoire de l'élaboration du savoir dans les lieux et les contextes où elle se réalise quotidiennement.

SUMMARY : History of the sciences is an old though little widespread discipline, where the Latin world has always held a privileged role. Nevenheless the scientific community goes on ignoring this reflective approach. We want to put into perspective the elaboration of scientific or technical knowledge and to underline its importance for didactical research as weIl as for the training of teachers but also for the training of scientists. Thus new models of the production of scientific knowledge are put forward. At the same time we wish to promote a new history of the sciences: a history of the elaboration of knowledge on the spot and within the context where it daily occurs. A. GIORDAN, J.-L. MARTINAND et D. RAICHVARG, Actes JIES XVII, 1995

1. INTRODUCTION

Malgré une série d'efforts depuis plus de vingt ans (Gohau, 1978 ; Rosmorduc, 1985; Giordan et al., 1987), l'histoire des sciences n'entre toujours pas ni dans les cursus universitaires, ni dans l'enseignement secondaire. Au mieux, scientifiques ou auteurs de manuels avancent-ils en introduction de leurs articles, livres ou manuels, quelques références historiques ... Les formulations linéaires et cumulatives priment toujours et les débats et controverses restent absents. Seules quelques dates ou éléments-phares sont sélectionnés, quelques expériences cruciales propres à conduire par étapes vers l'état actuel de la connaissance, sont développées (Giordan et al., 1987).

Pourtant, les approches réciproques - éducation scientifique et histoire des sciences -, sont déjà fort anciennes depuis les livres pionniers de Bachelard (1932, 1938, 1949). Parmi les plus pertinents, citons: Halbwachs (1974, 1975) qui a tenté une comparaison entre les aspects épistémologique, psychogénétique et historique, en s'appuyant sur la masse des travaux de l'école genevoise, synthèse reprise par Piaget et Garcia (1983) ; Rosmorduc (1985), Martinand (1986), Nielsen et Thomsen (1986) en physique, Giordan (avec Pochon et Host, 1984), Rumelhard (1986), Giordan et al. (1987) et Raichvarg (1983) en biologie ont montré la pertinence d'une interfécondité. Un numéro spécial de la revue Aster (1987) a été également consacré à ce thème. Aussi nous ne reviendrons pas sur l'intérêt d'un enseignement de l'histoire des sciences dans l'enseignement à tous les niveaux. L'histoire des idées n'est-elle pas plus importante aujourd'hui que celle des rois et des batailles pour affronter les défis en cours, notamment celui de la complexité? De même, nous ne développerons pas un certain nombre de points pour lesquels un consensus semble établi. Ainsi le développement des idées des enfants n'apparaît jamais identique en tous pointsàcelui des sciences (Giordan et al., 1987 ; Satiel et Viennot, 1984 ; Raichvarg, 1987), le débat sur la construction du savoir ne se limite pas à un débat "intemaliste" - "extemaliste" (Giordan et Raichvarg, 1987), etc.

2. L'HISTOIRE DES SCIENCES DANS LA FORMATION DES ENSEIGNANTS ET DES DÉCIDEURS EN MATIÈRE D'ÉDUCATION

Les répercussions des conceptions historiques erronées des scientifiques et des enseignants (Giordan 1987) sur l'enseignement sont catastrophiques. Les soi-disant faits, détachés des conditions et des modèles qui leur donnent une signification, conduisent à un savoir dogmatique, incohérent parce que non organisé et en définitive non opératoire. Dans ce contexte que l'histoire des sciences a toute sa dimension, permettant de produire des outils pour la formation des enseignants et des décideurs (inspecteurs, réalisateurs de programmes) sur la connaissance de la structure et des mécanismes des domaines scientifiques et sur la maîtrise des contenus d'enseignement.

2.1 Maîtrise des contenus

L'une des tâches les plus délicates des enseignants et des décideurs est de mettre au point des contenus éducatifs. 11 ne suffit pas de "transposer" (Chevallard, 1985) le savoir universitaire à

l'école, il s'agit de produire un savoir spécifique, on pourrait dire de l'inventer. Un travail didactique est à mettre en place pour choisir le "référent empirique" (Martinand, 1986). Ce processus de transformation de la pensée scientifique, ainsi que de ses pratiques afférentes (activités, modèles, etc.), peut être facilité par une approche historique. Déjà le recours à l'histoire des sciences met parfaitement en évidenceàla fois les inconvénients d'une lecture de l'ancien à la lumière de l'actuel et la déformation qui consiste à faire de l'expérience une démonstration d'un fait énoncé au départ comme une vérité intangible (Kassou et Souchon, 1992). L'analyse critique de ce pouvoir de démonstration montre de plus qu'il est dans beaucoup de cas loin d'être réel, et la preuve donnée n'est bien souvent ni cohérente ni irréfutable. Enfin l'histoire des sciences tend aussi à rendre modeste quant aux prétentions éducatives ou culturelles. Parfois, plusieurs siècles sont nécessaires pour élaborer un savoir. Cette réalité souligne quelques "non-évidences" ! Elle condamne en particulier un savoir scientifique fermé qui prétend déboucher sur une vérité définitive au profit d'une conquête des connaissances par approximations successives, à travers des rectifications et des ruptures multiples intégrant les acquis antérieurs. Elle explicite ces ruptures qui conduisent aux niveaux de formulation successifs et qui sont caractérisées par une autre problématique. La généralisation ne repose plus sur une simple induction à partir du réel, mais sur l'élaboration d'un modèle théorique, appuyé par l'ensemble des observables et qui permet de prévoir. Dans le même temps, l'histoire des sciences peut rendre attentif aux difficultés qui jalonnent les cheminements conduisant à l'état du savoir actuel. Elle peut proposer des situations, des argumentations propres à dépasser les problèmes. Il n'est plus alors question de rechercher des "similitudes" ou des "parallélismes entre histoire des sciences et didactique, mais plutôt de considérer ces deux domaines comme deux composantes d'un unique problème, celui de l'élaboration du savoir.

2.2 Maîtrise de la structure et des mécanismes des domaines scientifiques

Les divers travaux d'histoire des sciences renvoientàune autre conception sur l'élaboration du savoir scientifique. Depuis Hume, on sait qu'une théorie, un modèle bien que confirmés par des observations, ne peuvent être logiquement déduits de ces dernières. La nature, telle qu'elle est décrite dans les articles et les livres de recherche, est le fruit de processus cognitifs propresà notre esprit en interaction avec des observables que nous tentons d'interpréter. En fait, la production du savoir scientifique repose sur des conjectures (Popper, 1985) et notamment sur un choix de concepts. Les modèles sont alors le monde que l'on peut se représenter et inférer à partir de ces concepts. La pertinence de ces derniers est jugée sur leur capacité de décrire et de prévoir avec une efficacité considérée comme optimale. Le travail du scientifique serait ainsi d'étendre le champ de validité vers le champ de représentation. Le rôle de la révolution scientifique (Kuhn, 1983) est de changer de champ de représentation quand celui s'avère limité. Quant à l'incommensurablité des théories (Feyerabend, 1979), elle doit s'évaluer au niveau des champs de représentation que peuvent avoir les champs de recouvrement. Aujourd 'hui, il faut aller plus loin. Il devient difficile d'envisager l'intérêt d'une représentation parlant de l'unité du savoir scientifique. Et de fait, nos études d'histoire des sciences font apparaître non pas un savoir unifié, mais une juxtaposition de différentes approches ayant chacune des perspectives, une problématique et des méthodologies propres.

Le point d'achoppement de l'histoire des sciences classique est sa production par des chercheurs travaillant uniquement sur les publications, souvent longtemps après l'élaboration de la science.Le problème de la reconstitution des écrits des scientifiques a été soulevé par de nombreux historiens des sciences qui font remarquer que la manière dont sont écrits les articles scientifiques entraîne la création d'un artéfact. Les chercheurs n'y relatent que ce que la communauté scientifique accepte comme "raisonnement scientifique" et nullement la démarche réelle qu'ils ont suivie. Deux facteurs, au moins, transforment la production du savoir, et ceci dès la première présentation. D'une part les canons - et même les modes - auxquels un chercheur doit se plier lorsqu'il publie, d'autre part la réécriture continuelle de la signification du processus. Quand ils prétendent dire ce qu'ils ont fait, ils présentent une démarche totalement revue à travers les hypothèses et les résultats finaux présentés. Une histoire du travail de laboratoire dans sa dimension non pas seulement sociologique mais conceptuelle est ainsi à promouvoir. 11 est vrai que dans l'état actuel du domaine, ce travail est très exigeant et demande que le chercheur soit très au faîte du contenu du savoir en jeu ainsi que des techniques en cours.

3. PLACE DE L'HISTOIRE DES SCIENCES DANS LA RECHERCHE

Une interrogation sur les cheminements des scientifiques, sur les mécanismes de l'élaboration du savoir a également sa place dans les lieux de production de ce savoir, c'est-à-dire dans les laboratoires. En tout cas, elle devient très porteuse pour la formation des jeunes chercheurs. Bien sûr, le chercheur est surchargé de tâches annexes: recherche de crédits, commissions de spécialistes, commissions de gestion, sollicitations de revues, enseignement, etc. 11 a de multiples difficultés pour mettre au point une technique, celle qui enlèvera toute ambiguïté par rapport aux méthodes précédentes. Mais pourquoi "la chambre en court-circuit" d 'Ussing et Zerahn - on oublie toujours de citer le second - a-t-elle induit des milliers de publications? Pourquoi n'est-ce plus un outil à la mode? D'où vient le succès du concept de "second messager" ? La rentabilité à court terme est souvent pernicieuse. D'ailleurs, certaines questions préoccupent incidieusement les chercheurs actuels. Elles émergent dès qu'on discute leurs travaux devant eux. Supprimer un organe, est-ce toujours pertinent? Quelle légitimité ont les expérimentations sur des cultures cellulaires? Est-ce un "bon" modèle? Les cellules en culture présentent-elles, en tous points, des phénomènes identiquesà celles d'un tissu sain, au sein d'un organisme? L'histoire des sciences fait évoluer plus rapidement ces questions.

Par ailleurs, une réflexion surlesavoir fournit aux chercheurs tout à la fois, diversité d'approches, analogies, recul, et sans doute une plus grande ouverture. Par exemple, qu'en est-il de l'usage des termes de messager, signal, médiateur ou d'hormone? Nombre de jeunes chercheurs ne savent que répondreà une telle demande. lis ont même pas toujours conscience que ces mots ont une histoire et des usages différents suivant les cas? Que le choix d'un mot ait été le moyen de contourner certains obstacles ou encore que celui-ci soit le produit de stratégies bien spécifiques. Le concept de "second messager" par exemple a eu son impact - pas tout de suite d'ailleurs - quand Sutherland et RaIl de

l'université de Case Wertern Reserve ont voulu faire passer l'idée d'un relais dans la cellule. Ils voulaient surtout mettre en avant l'idée que l'hormone n'agissait pas directement. Elle était un "premier messager" ou encore un "signal". Quand elle parvenait sur la cellule dite "cible", l'adénylcyclase, une enzyme était activée. Cette dernière fabriquait alors de l'A.M.P. cyclique, le "second messager" qui allait transmettre le message à la machinerie cellulaire. Aujourd'hui par contre le concept de second messager devient un obstacle?Laprotéine 0 transmet aussi le message. N'est-ce pas elle le second messager? Pour maintenir l'A.M.P. cyclique dans son rôle de "second messager", on lui adjoint une hypothèse annexe qui le fragilise. Ne peut être second messager qu'une "molécule qui se déplace". La protéine 0 ne se déplace pas ou si peu, elle se déforme ou se transforme; de même pour l'adénylcyclase. Par contre, qu'en est-il lorsque des molécules proches de cette dernière par la structure et le fonctionnement se déplacent? Les guanines cyclases par exemple. Et les kinases, elles se meuvent, semble-t-il, ou constituent des chaînes qui, en définitive, déplacent l'effet. Faut-il faire des kinases des "troisièmes" ou "quatrièmes messagers" ?Àmoins que tout ce qui transmet un message à l'intérieur de la cellule soit assimilableàdes "seconds messagers"! Au contraire, ne vaudrait-il pas mieux aujourd'hui abandonner ce concept et parler de chaîne de transporteurs d'informations? D'ailleurs, ne trouve-t-on pas de l'A.M.P. cyclique dans le plasma? Comment une voie de communication aussi universelle peut-elle commander des réactions chimiques si différentes? Et l'ion calcium, n'est-il pas aussi à considérer comme un "second messager"? Une substance aussi fréquente peut-elle être un messager? Comment un stimulus peut-il augmenter la concentration de calcium dans la cellule? Comment cette augmentation de concentration peut-elle induire une réponse cellulaire? Quelle interférence existe-t-il avec d'autres substances comme l'I.P.3 (inositol triphosphate) ou le D.A.O. (diacylglycéroll, autres "seconds messagers" reconnus? Qu'en est-il des peptides intestinaux, des prostaglandines et des facteurs de croissance.. ? Il y a là, toutes sortes de problèmes qui bloquent la réflexion s'ils ne sont pas misàplat. Simple évolution du sens d'un mot ou question épistémologique plus fondamentale? Tout concept peut devenir masquant pour la suite de la production scientifique.Oractuellement, cette dernière apparaît fortement bridée par sa formation, du moins par une absence de formation sur des pans entiers d'une culture biologique. En particulier, le scientifique débutant n'a plus aucune familiarité avec le vivant. Tout lui est transmis sur un mode théorique et parcellisé, dans un cadre thématique ancien, le moule des disciplines. Un peu de biologie cellulaire, un peu de physiologie, un peu d'immunologie, un peu d'endocrinologie, et beaucoup de biologie moléculaire. Par dessus tout, le jeune chercheur ne maîtrise pas les mécanismes d'évolution des idées qu'il est censé mettre en oeuvre. Nulle part, on ne lui a permis de prendre du recul sur les pratiques de laboratoire. Il n'a jamais eu l'occasion de comparer les méthodologies utilisées. La place de la tradition n'y est pourtant pas négligeable. Elle intervient jusque dans les mécanismes de validation des hypothèses! L'histoire des sciences, telle qu'elle est ici envisagée, n'est plus seulement la mémoire de ces dernières, elle est d'abord son laboratoire épistémologique. Bien que la réflexion en la matière soit loin d'être achevée, une telle approche relativise les façons de penser, elle permet d'envisager une distance par rapport à l'action immédiate et par là, met en perspective et ouvre la créativité. Dans le même temps, elle permet un regard neuf sur des domaines en train de se dogmatiser tout en fournissant des outils pour favoriser leur médiation.

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