LA FORMATION DE PROFESSIONNELS EN SCIENCE : ANALYSE DE L'ELABORATION DE CONCEPTS PAR LES ETUDIANTS EN BIOLOGIE
R. GAGLIARDI Laboratoire de Didactique et Epistémologie des Sciences Université de Genève MOTS CLEFS: RESUME
FORMA TION PROFESSIONNELLE BIOLOGIE
-ELABORA TION DE CONCEPTS ENSEIGNEMENT UNIVERSIT AIRE - INFORMATION GENETIQUE.
Nous discutons quelques caractéristiques de l'enseignement universitaire des sciences et nous utilisons la construction de concepts par les étudiants de biologie corn "ne un moyen pour montrer les conceptions épistémologiques sous-jacentes Finalement, nous proposons comme solution l'introduction d'une réflexion sur l'épistémologie et l'histoire des sciences dans l'enseignement.
Comment doit se former un scientifique?
Quels sont les chemins qu'il doit suivre pour arriver à maftriser les concepts et les méthodes de la science ?
En général la réponse à ces questions est simple : les étudiants en science doivent suivre des cours théoriques et réaliser des travaux pratiques qui leur permettront d'acquérir non seulement les connaissances nécessaires, mais aussi la méthodologie de re-cherche.
L'enseignement universitaire des sciences ne se préocupe pas des représentations "non institutionnelles" des étudiants (1), ni des processus de leur transformation. Les enseignants sont choisis en fonction de leur production scientifique et non en fonction de leur capacité pédagogique. Les cours sont structurés pour trans-mettre les derniers résultats de la science.L 'épistémologie et l'histoire des sciences sont réduites à un rôle secondaire ou sont absentes des programmes. Les étudiants sont censés apprendre "la vérité", on ne leur fait pas "perdre du temps" dans des "dis-cussions philosophiques".
Or, les transformations conceptuelles liées à l'apprentissage d'une science ne sont pas le simple changement d'une idée fausse par une idée vraie. Apprendre ne veut pas dire "être capable de répé-ter les choses qu'on écoute", faire une recherche scientifique n'est pas simplement "observer la réalité". Les étudiants doivent comprendre que choisir les chemins à suivre dans une recherche, intégrer les résultats dans le corpus théorique préalable, éla-borer des nouvelles théories explicatives, ne sont pas des acti-vités "automatiques" : toute recherche scientifique mérite une réflexion sur les processus de connaissance impliqués. On doit enseigner que les objets sur lesquels travaillent les scienti-fiques sont définis à l'intérieur de théories préalables, et qu'une recherche ne se fait pas sur n'importe quoi, mais sur ce qui est pertinant dans un cadre conceptuel précis.
(1) Nous appelIons "représentations non institutionnelles", celles construites par ] es élèvL'S LJ·-.::llùrs de l'ensc:ignpI'I('nt, et contradictoires avec les concepts scientifiques que l 'Œnseignant veut transmettre.
Il faut signaler aussi que toute méthodologie de recherche présup-pose un modèle de la réalité et détermine en partie les résultats à obtenir. Apprendre une méthode de recherche implique, donc, in-corporer toute une série de notions sur les objets auxquels elle va s'appliquer.
Est-ce que la formation des scientifiques se réalise en fonction des prémises mentionnées?
Pour répondre à cette question nous utiliserons les résultats de nos recherches sur la construction de concepts par les étudiants de l'Université de Genève, réalisé dans le cadre d'activités du Laboratoire de didactique et d'épistémologie des sciences de la même université, que dirige le Professeur André Giordan. Le premier concept étudié était celui de l'information génétique. Le premier résultat que nous voulons mentionner est la"fascination" des étudiants de première année pour la connaissance, et leur grande confiance dans les transformations que la science peut produire dans la société, malgré les risques de mauvaise utili-sation des connaissances scientifiques ce dont ils étaient con sci ent s.
Par rapport à la construction du concept mentionné, nous avons constaté qu'il est acquis avant la fin de la première année d'études, mais dans certaines situations les étudiants de pre-mière année donnent une explication contradictoire, ce qui montre la coexistence de deux modèles explicatifs différents. Une explication de ce phénomène est que la construction d'un concept se fait par étapes: incorporation au cadre conceptuel; particularisation (application à des cas concrets); générali-sation (ampliation du cadre d'application)et réorganisation du cadre conceptuel. (2)
Malgré la coexistence de modèles explicatifs contradictoires chez certains étudiants, tous les interviewés avaient "naturalisé" le
(2) Gagliardi,R. : "Acquisition du cOllcept d1inforffiAtion g~nétiquepar les étudiants de biologie. "; _~~t:-~~_~inq~ième_~_j~~r_I2.ées inte~.-1'2-a_tJ~n_a}es sur l'éducation scientifique; 1983; 493-497.
concept d'information génétique, qui, selon eux, ne peut pas ~tre mis en doute par quelqu'un de bon sens."
C'est-à-dire qu'un concept central de la biologie est considéré pratiquement comme une vérité absolue et non comme le produit de l'activité scientifique concrète.
Un autre résultat intéressant de nos recherches est la conception des étudiants sur la méthodologie scientifique, qui apparaît clairement dans le fait que tous les étudiants ont mentionné l'expérience de Weismann -, consistant à couper la quel·,e de souris pendant plusieurs générations successives, sans obtenir aucune diminution de la taille de celle-ci dans la descendence. Les reponses du type : "Weismann à démontré l'impossibilité d'héré-dité des caractère: acquis", indiquaient que cette expérience était considérée l'élément fondamental pour justifier toute la théorie actuelle sur l'information génétique et l'évolution. La science apparaît "dramatisée", la transformation des idées est aperçue comme une ~illumination"provoquée par un seul
ré-sultat. De la même manière qu'ils ont naturalisé le concept d'information génétique, ces étudiants croyent qu'il suffit une seule expérience pour arriver à la vérité.L'expérience de Weismann apparaissait comme un événement isolé, comme un coup de génie. Ces étudiants ne connaissaient pas les démarches de Weismann qui l'ont améné à l'expérience signalée, les
articles dans lesquels Weismann discutaient la question, son analyse des exemples d'hérédité des caractères acquis présentés par autres auteurs.
L'insistence des étudiants sur une seule expérience, prise dehors de son contexte d'élaboration, indique qu'ils ont une conception épistémologique qu'on peut appeler "réalisme naif", qui peut se resumer ainsi:
"L'idée la plus tenace, peut-~tre, lmage la plus forte, donc aussi bien celle qui marque de la façon la plus indé-lébile, celle dont il ne semble pas possible de faire l'éco-nomie, c'est celle d'une donnée-dejà-là, que globalement
identifions au monde, à l'univers ou encore à la réalité. C'est l'idée qu'avant tout travail de prise de conscience, il y a un nquelque chose" dont on prendra conscience, idée inextricablement enchevêtrée à cette autre idée que le tra-vail de la pensée est un tratra-vail en quelque sorte passif qui consiste à restituer l'ordre des choses tel qu'il existe en lui-même. Cette positon épistémologique s'appelle le réa-lisme naif." (3)
A partir de cette conception il y a des dérivations importantes -La croyance en la neutralité et la puissance de la méthode de
recherche. L'idée qu'il suffit d'améliorer les techniques d'observation pour résoudre tous les problèmes scientifiques. -L'idée qu'une méthodologie est"universelle", que les résultats
d'une expérience sont applicables à n'importe quelle situation. -L'idée que la connaissance est une accumulation des résultats
des expériences réussies.
Les résultats de nos recherches indiquent, donc, que les étu-diants de biologie - futurs scientifiques - ont une conception épistémologique qui accepte la naturalisation d'un concept cen-tral, en le transformant en une vérité absolue, et qui accepte aussi que toute une théorie scientifique peut être justifiée par une seule expérience.
Or, la capacité de comprendre les limitations des théories et des méthodes, la capacité d'analyser les mécanismes de production des connaissances et la compréhension que toute recherche
s'inscrit toujours dans une théorie préalable, ce sont des éléments pour résoudre les principaux problèmes de la science actuelle: son éclatement, sa dispersion, le manque d'une
vision unificatrice, le réductionnisme simplificateur à l'excés. Nous faisons hypothèse que cette situation peut être surmontée
(3) Nadeau,R. et Désautels, J. :"Epistémologie et didactique des sciences", Conseil des Sciences du Canada, 1984.
par l'introduction dans l'enseignement universitaire des sciences d'une réflexion sur l'épistémologie et l'histoire des sciences. Cette reflexion peut avoir deux axes : la discussion sur les méca-nismes de construction des connaissances au niveau individuel, en insistant sur les conceptions épistémologiques sous-jacentes, en particulier sur le réalisme naif, et un deuxième axe sur les prin-cipaux obstacles dans la construction du savoir scientifique. C'est-à-dire, une histoire des sciences qui montre qu'il ne suffit pas d'expérimenter pour arriver à des bons résultats. Nous parlons de réflexion et non d'enseignement sur l'épistémo-logie et l'histoire des sciences, parce qu'à notre avis il ne suffit pas d'un cours complémentaire. Ce qui est nécessaire est la mise en question de chaque concept, de chaque théorie par chaque étudiant. Il ne s'agit pas de nier l'importance des théories et des méthodes, mais de les relativiser;d'éviter que certains concepts soient transformés en vérités absolues, que certaines expériences soient isolées de leur contexte, que la science soit mythifiée. Evidemment une reflexion de ce type là n'est pas facile à faire" surtout par le fait mentionné que les enseignants sont généralement choisis seulement en fonction de leur production scientifique, ce qui détermine un mécanisme circulaire. Mais les difficultés dans la formation des scientifiques ne se résoudront pas en changeant le contenu des cours , et il faut commencer à proposer des solutions alternatives.
Finalement nous pensons que cette réflexion doit se faire aussi dans les autres niveaux d'enseignement. Il nous semble plus impor-tant que les élèves comprennent la relativité des théories scien-tifiques, que la répétition de concepts, vite oubli~ après. En plus, la formation des scientifiques commence à l'école, quand les étudiants commencent leurs études à l'université, ils ont dejà une série de conception3 qui, comme nous avons dit, jouent un rôle important dans la construction de concepts.