DE LA CREATION D'UNE IMAGE A
L'IMAGINATION DE SOLUTIONS ALTERNATIVES
CREATION D'UN ILOT DE RATIONALITE
Chantal TlLMANS·CABIAUX et Gérard FOUREZ Département: Sciences, Philosophies, Sociétés
Facultés Universitaires de Namur- Belgique
MÛTS·CLES : CREATION - MODELES - ILOTS DE RATIONALITE - FINALITE.
RESUME : Cette communication propose un modèle épistémologique de construction des sciences liéàleur enseignement, donnant moins d'importance aux prérequis théoriques; il met l'accent sur la pensée modélisante. Dans ce modèle, la pensée créatrice, en se socialisant, se justifie et se met elle-mêmeàl'épreuve d'une certaine rationalité. Les disciplines n'ont plus le statut de prérequis mais interviennent plutôt dans le processus de socialisation du savoir. Cela conduitàposer la question des fmalités de l'enseignement scientifique.
SUMMARY : This communication presents an epistemological model of the construction of Science related to science teaching. Accordingtothis model, the emphasis is out on the ways by which the models are builtrather than on theoretical prerequisites.Inthis model, the creative thinking undergoes the test of a certain rationality and proves itself in the process of socialization. So, here, the disciplines haven't got the status of prerequisite, but are inserted into the process of socializing knowledge. This brings out the question as to the goal in teaching science.
1. INTRODUCTION
Pour mieux situer la fonnation scientifique faceàla créativité ouàl'inventivité, il nous semble important de distinguer au moins deux types d'objectifs qui interviennent dans une formation scientifique: apprendre la pratique de la recherche en science (la "méthode scientifique") et apprendre un corpus disciplinaire. Quandils'agit de faire apprendreàquelqu'un un corpus disciplinaire, on veut l'ameneràune représentation déjà constituée. La pratique pédagogique ici fonctionne surtout dans une tradition où l'on veut aider à dépasser les obstacles que peuvent être les représentations personnelles pour arriveràla représentation proposée par la discipline.Lepoint premier alors n'est pas la créativité. Celle-ci reste exogène faceàun projet global qui n'est pas créatif. A côté de cela, si nous voulons fonneràla "méthode scientifique" telle qu'elle se pratique réellement,ilfaudra donner une grande place à l'inventivité età la créativité de l'élève dans la formation scientifique. C'est bien ce queA. GIORDAN (1978(1))a expérimenté dans ses travaux avec les élèves: on ne peut prétendre apprendre à un enfant la "méthode scientifique" sans respecter un "tâtonnement" véritable où les hypothèses qu'il propose, aussi éloignées soient-elles de nos propres hypothèses, se réfèrentàun imaginaire qui lui est bien propre. Bien sûr,ilfaudra encore lui apprendreàtester rationnellement ses hypothèses,àsoumettre sa créativitéàl'épreuve d'une certaine rationalité. C'est à ce niveau que nous situerons le modèle épistémologique de la création d'îlots de rationalité.
Avant d'exposer d'une manière plus théorique ce que nous entendons par le concept d'îlot de rationalité, démarrons par deux exemples.
Dans le premier exemple, nous sommes devant un problème technologique: comment "sauve-t-on" un texte sur un ordinateur? Face à l'ordinateur à qui nous demandons de "sauver" un texte rédigé, nous pouvons avoir une attitude dénuée de recherche de rationalité et le considérer comme un magicienàquiilsuffit de donner l'indication "pomme S" pour qu'il effectue. Nous connaissons le code, nous l'appliquons. Cela marche parfois, parfois non. Si nous voulons mieux maîtriser la machine que nous utilisons, nous serons amenésànous construire un îlot de rationalité un peu plus large où nous devrons comprendreà quoi correspondent les termes de "fichier", "bureau", "lecteur interne", "lecteur externe" et ce qui se passe ou doit se passer quand nous donnons la consigne "pomme S" à notre ordinateur... Nous nous construirons ainsi une représentation plus large de la fonction de "sauvetage" nous permettant, sans nous demander une étude totale du logiciel, de passer plus facilement d'un logicielàl'autre et de nous adapteràune autre machine que celle qui nous est familière.
Dans le second exemple, au départ d'une analyse technologique (une balance), on peut aboutir
àconstruire un concept théorique, le principe du levier. On peut demander aux élèves, par exemple, de modéliser dans un schéma le fonctionnement de la balance de Roberval. Le modèle peut s'arrêterà une certaine intuition de la compensation des poidsàmettre de chaque côté et cela peut suffIreà utiliser efficacement cet instrument pour des pesées. Cest un premier îlot de rationalité répondantà un premier type de contrainte, réussir une pesée par exemple. Il peut s'élargiràune compréhension plus théorique du principe de la balance, permettant alors de comprendre le fonctionnement de balances d'un type différent de celle de Roberval... Il peut être relié au domaine de la physique en
aboutissant, par exemple, au concept de "levier". Le présupposé théorique du levier n'est pas nécessaire à la construction d'un îlot de rationalité sur le fonctionnement de la balance. La discipline n'a pas le statut de prérequis, elle intervient plutôt dans le processus de généralisation et de socialisation d'un modèle, au dépan individuel.
Nous retrouvons, surtout dans le second exemple, différents niveaux de fonnulation d'un même concept, tels qu'ils ont été défInis par J.-P.ASTOLFIetM. DEVELAY(1989 (2»). Notre point de vue ici est cependant légèrement différent. En défInissant les niveaux de fonnulation, il y a implicitement l'hypothèse que le dernier niveau est le meilleur car le plus général et qu'il s'agit d'amener l'élève à cette représentation-là. Avec la notion d'îlot de rationalité, nous reconnaissons différents ilôts, adaptés chacunàdes exigences différentes, mais c'est avant tout la démarche de création d'un îlot de rationalité par l'élève qui est notre objectif.
2. DES ILOTS DE RATIONALITE FACE AU MYTHE DES PREREQUIS
2.1. La science comme vérité globale
Une vieille idée solidement enracinée veut que l'on ne puisse expliquer un phénomène d'un niveau déterminé qu'en le mettant en relation de causalité avec les niveaux inférieurs qui lui seraient sous-jacents. Cela est souvent liéà une certaine manière de comprendre le déterminisme. Cette conception aboutit aussi à une représentation du corps des connaissances scientifiques sous fonne d'un arbre, l'arbre de la science. Dans cette représentation, le niveau le plus fondamental, par exemple celui des phénomènes physico-chimiques, fonde et peut rendre compte des autres. De la même façon, les disciplines scientifiques se fonderaient les unes sur les autres en donnant la priorité au domaine le plus fondamental: celui de la physique, G. FOURFZ 1989(3).
Dans cette logique, pour comprendre la manifestation macroscopique d'une maladie, par exemple, je dois rechercher ce qui se passe exactement au niveau des organes, tissus, cellules et fmalement au niveau biochimique dans les cellules de l'organisme malade.
Très souvent, l'organisation des cours de sciences dans l'enseignement secondaire supérieur suit implicitement le même modèle et l'on demandeàl'élève de passer par l'ABC des disciplines scientifiques fondamentales pour comprendre les phénomènes qu'il est amené à rencontrer dans sa vie quotidienne. Ainsi, avant de lui parler du SIDA, on considère qu'il faut lui donner des éléments d'immunologie ou de biochimie cellulaire. C'est ce que l'on pourrait appeler le "mythe des prérequis". Récemment,àune réunion de formateurs des fonnateurs, un professeur de chimie disait qu'il était difficile de parler aux élèves du SIDA parce qu'il faudrait alors leur parler de l'ADN. Cette représentation n'est certainement pas isolée.
Cette quête de compréhension ou de rationalité complète, bien incarnée dans le paradigme de la physique, a montré une réelle fécondité, elle a été la représentation dominante de la science moderne. Pour plusieurs raisons que nous allons essayer d'expliquer, on peut défendre avec Prigogine et Stengers qu'il faut en faire son deuil,(PRIGOGINEetSTENGERS,1979<4),1988(5» peut-être parce que
c'est, par principe, impossible à atteindre et surtout parce que ce n'est pas comme cela que les scientifiques procèdent dans la pratique de leur recherche. C'est encore moins vrai pour ce que l'on demande à l'élève.
2.2. Les limites de la vérité globale
Laplupart des épistémologues ne croient plus à l'intérêt d'une représentation parlant de l'unité du savoir scientifique. Il y aurait, non pas un savoir unifié, mais une juxtaposition de différentes approches et/ou disciplines ayant chacune un certain regard sur le monde, une façon bien particulière de l'interroger.Ladiscipline se défmirait précisément par ce regard-Ià,une certaine façon de poser les problèmes, conditionnés par certains projets qui sont partagés à un moment donné par une communauté de scientifiques qui se réclament de cette discipline. C'est ce queKUHN(1972(6»)a désigné par la notion de "paradigme". Les différents paradigmes propres aux différentes disciplines sont difficilement commensurables entre eux.
Les travaux d'Isabelle Stengers et d'Ilya Prigogine ont insisté sur le fait qu'une représentation complètement unifiée et déterministe ne fonctionne que dans un univers spatio-temporel restreint, celui d'une situation en équilibre. Il s'agirait d'une situation-limite et non de la situation classique des phénomènes naturels.
Dans les pratiques scientifiques, on n'arrive jamais aux "causes premières". On a fait beaucoup de chimie, par exemple, avant de définir les orbites des électrons autour du noyau. Il y a eu beaucoup de recherches utilisant l'Aspirine, sans que l'on sache encore comment elle fonctionnait. Ainsi, en science et en médecine on élabore des modèles opérationnels et on prend des décisions sans attendre de connaître l'enchaînement causal de tous les éléments des systèmes sur lesquels on agit, et c'est heureux pour notre santé.
Dans tous ces cas, on a utilisé ce que les physiciens appellent une "boîte noire", c'estàdire un concept qui désigne quelque chose que l'on comprend encore mal ou que l'on n'a pas envie de comprendre pour le moment.Le mythe de l'arbre de la science pousse à éliminer les boites noires et cependant, on peut défendre que les pratiques scientifiques ont progressé quand elles en ont accepté, du moins provisoirement. Il est important d'apprendre aux élèves le "bon usage" de la boite noire. Il n'y a aucun scientifique qui va essayer de comprendre tous les prérequis de quelque chose avant de commencer sa recherche.
Cest pour cette raison que le modèle de l'arbre de la science ne nous semble pas adéquat pour rendre compte du processus de construction des connaissances en sciences et que nous lui préférons celui de la création d'îlots de rationalité.
2.3. L'îlot de rationalité
Selon cette représentation épistémologique, le scientifique, individuel ou collectif, quandilcrée un nouveau modèle, utilise un ensemble de connaissances antérieures plus ou moins précises pour les organiser d'une manière nouvelle qui lui paraît localement rationnelle. Par exemple,le chercheur confronté pour la première fois à la manifestation de la maladie qui plus tard a été appelée "SIDA" a dû se donner une représentation de ce que pourrait être le fonctionnement de cette maladie, son agent, son mode d'action etc... en utilisant certaines connaissances empiriques et théoriques qu'il a à ce
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moment (symptômes de la maladie, évolution, histoire personnelle des malade s,agents pathologiques, mode de contagion, efficacité des traitements connus ete...). Il secréeaussi un fiot de rationalité plus ou moins large qu'il met en relation avec un univers de "flou" plus ou moins accentué.
Cet fiot une foiscréésera misàl'épreuve, relié éventuellement aux connaissances de cenaines disciplines, élargi ou remplacé par un autre îlot. Nous devrons voir plus loin comment l'îlot se situe face aux disciplines et au prix de quelles ruptures. Suivant le même exemple du SIDA, on aurait pu passer d'un modèle bactérien à un modèle viral et n'identifier qu'ensuite le mode d'action de ce virus particulier par rapport aux autres virus connus.
L'essentiel du modèle épistémologique que nous présentons consisteàposer que la création de J'îlot de rationalité ne présuppose pas l'assimilation du corpus disciplinaire.Lepremier travail de création, aussi bien dans la recherche scientifique que dans le travail de l'ingénieur, est en quelque sorte un "bricolage" intellectuel où on utilise un certain nombre de représentations et de concepts disciplinaires mais aussi des représentations culturelles et des modèles divers. Il faut distinguer bien sûr la création d'un îlot de rationalité par "bricolage intellectuel" et l'utilisation d'une "recette". Dans un cas, il y a réellement production d'un modèle, même limité, qui fonctionne. Dans l'autre, on fait simplement des essais.
Ce n'est qu'au moment de la proposition du modèle à la communauté, dans la publication de l"'article scientifique" par exemple, que la forme est organisée dans une seule discipline. Il n'est pas rare que, dans les articles scientifiques les plus avancés, des termes tels que "il est évident que... " "On peut montrer aisément que..." ne font que cacher le bricolage intellectuel qui a été au départ du travail. Ainsi, un physicien célèbre dans un de ses articles écrivait la formule "on montre aisément que... " Plus tard, lors d'un colloque, quelqu'un est venu le trouver pour lui demander comment il faisait cette démonstration et il a dû reconnaître que la démonstration n'était pas si facile qu'il le pensait et qu'un assistant de son département séchait depuis deux ans sur cette question!
3. MISE A L'EPREUVE DE LA REPRESENTATION EPISTEMOLOGIQUE DE L'ILOT DE RATIONALITE
Ce modèle de la création d'un îlot de rationalité nous semble fécond parce qu'il permet une lecture différente des processus historiques d'invention en sciences. TI est fécond surtout au niveau de la formation scientifique que nous pouvons donner aux jeunes, parce qu'il leur rend un pouvoir d'action et d'invention réel en accordant moins d'importance aux prérequis théoriques sous-jacents.
Divers exemples historiques, décrits par P.THUILLIER(1988(7), peuvent être analysés selon ce modèle épistémologique. Par exemple, quel rôle a pu avoir un rêve ou l'image d'un serpent qui se mord la queue dans l'invention du modèle de structure du benzène en forme d'hexagone par le chimiste allemand Kékulé ?Qu'il s'agisse ou non d'une légende, l'image du serpent structure certains éléments de connaissance dans un espace, une forme nouvelle. Cette image, organisatrice
d'un espace, peut être le point de départ d'un ilôt de rationalité pour le scientifique qui recherche la structure chimique spatiale du benzène. L'image, avant d'être admise par la communauté scientifique, c'est àdirel'îlot élargi au domaine de la chimie, a bien sûr due être largement miseàl'épreuve et "travaillée"d'une manière théorique pour effectuer les ruptures usuellesàla méthode scientifique. Généralement les scientifiques ont oublié l'image qui estàl'origine du concept "durci" qu'ils utilisent dans leur discipline(1. STENGERSet col.,1987(8».
Les implications de ce modèle épistémologique sont importantes pour les objectifs d'une éducation scientifique chez les jeunes du secondaire. Assurer une formation scientifique revient à former le jeune à se créer des ilôts de rationalité face aux problèmes qu'il rencontre (phase de création et d'invention de la pratique scientifique) mais cela revient aussià lui apprendreà"socialiser" sa représentation mentale en reliant l'îlot créé, en le confrontantàd'autres interprétations, en le testant au moyen de connaissances théoriques éventuellement issues des disciplines.
Dans une situation concrète, l'îlot ne fonctionne pas uniquement au niveau des connaissances scientifiques maisilintègre toujours des éléments de société et éthiques. Par exemple, un îlot de rationalité autour de l'Aspirine comprendra toujours une réflexion éthique sur l'usage des médicaments.
Quand le professeurR. F. BRINCKERHOFF (1988(9»,provoque la réflexion de ses élèves en laissant au tableau pendant une semaine une question ouverte dutype "la science résoudra-t-elle nos problèmes sociaux comme la criminalité, la faim ou la maladie mentale? " ne les conduit-il pas à se construire différents ilôts de rationalité correspondant à différents modèles et différents systèmes de valeurs? La dimension de choix et de décision, faceàune situation complexe qui n'admet pas une solution unique, donne clairementàchacun le pouvoir d'inventer une ou des solution(s) alternativesà la question, en "socialisant" sa réponse dans un débat éthique plus large.
4. CONCLUSION
On peut comparer la création d'un îlot de rationalité au travail de l'ingénieur qui crée un modèle irréductibleàune seule discipline car il tient compte d'un contexte global varié; cependant il doit socialiser son savoir et le faire accepter éventuellement par une communauté scientifico-technique et sociale. On assiste d'ailleurs souvent à des tensions entre les ingénieurs, qui reprochent aux physiciens de ne pas tenir compte du contexte global et les physiciens qui reprochent aux ingénieurs de produire un savoir qui est un obstacleàun développement disciplinaire plus poussé.
G.BACHELARD (1934(10), 1984(11»,a montré que le modèle ou la représentation mentale spontanée de l'élève faceàun phénomèneàinterpréter constituait un obstacle épistémologiqueà surmonter pour accéderàune rationalité scientifique plus large. Le premier îlot de rationalitécréépeut fonctionner de la même manière et c'est par une succession de ruptures épistémologiques qu'un îlot sera remplacé par un autre plus large ou différent. L'intérêt de l'îlot de rationalité,comme la valeur d'une vérité scientifique, n'est jamais absolu mais lié à sa fécondité dans un certain projet humain.
Comme le faisait remarquer également Bachelard, l'esprit n'est jamais vide de représentations, qu'elles se veuillent rationnelles ou non. Apprendre revient toujours à surmonter un obstacle épistémologique. A ce point de vue, l'article relatifàl'histoire de l'affinité en chimie dans l'ouvrage publié sous la direction de M Serres parI.STENGERS (1989(\2) donne une analyse intéressante des limites de l'approche de Bachelard. Par ailleurs, former l'élève à effectuer la démarche de création d'îlots de rationalité peut développer une attitude face aux problèmes qu'il rencontrera dans sa vie qui peut lui être plus utile que l'acquisition momentanée d'un certain contenu disciplinaire (dont les pédagogues nous disent qu'il l'oubliera quand même à 80%).
En conclusion, on peut poser la question des finalités qui sont poursuivies dans la formation scientifique: dans quelle mesure le cours de sciences doit-il faire entrer le jeune dans les disciplines et dans queUe mesure doit-il développer ses capacités d'invention, à la manière dParis,ont les ingénieurs abordent leurs problèmes? La Didactique des Sciences n'aurait-elle pasàs'élargir sur une réflexion sur les finalités de l'enseignement qu'elle assume généralement comme allant de soi?
4. BIBLIOGRAPHIE
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