Sylvain Charlat : Enseigner l’incertitude en sciences
Quelle place accorder à l’épistémologie des sciences historiques en SVT ? Dans un article à paraitre intitulé « L’enseignement de l’évolution : redonner une place à l’épistémologie des sciences historiques », à paraître dans la revue Recherche en Didactique des Sciences et des Technologies (RDST) à l’automne, Sylvain Charlat, chercheur au CNRS, Fabienne Paulin, professeure de SVT et Eric Triquet (université d’Avignon) étudient les manques de démarches historiques en cours de SVT. « Alors que l’approche hypothético-déductive peut donner l’apparence d’une marche tranquille vers la vérité, la démarche historique laisse ses zones d’ombres plus apparentes », note Sylvain Charlat. Dans leur article, les spécialistes pointent « les zones de fragilité » et rappellent la nécessité d’argumenter pour faire vivre les théories scientifiques. « La tentation est forte de généraliser à partir d’un seul exemple traité en classe ».
Pourriez-vous résumer votre approche et vos conclusions ?
Sylvain Charlat : Dans le cadre de sa thèse, Fabienne Paulin a identifié les difficultés épistémologiques comme un verrou critique pour l’enseignement de la théorie de l’évolution, au-delà des raisons idéologiques souvent avancées. Elle a notamment pointé du doigt l’absence d’une approche historique assumée, qui est pourtant la seule adaptée pour des questions ayant trait à des évènements passés, comme la sortie des eaux ou l’extinction partielle du groupe des dinosaures. Dans cette étude, nous analysons en particulier des activités proposées en classe sur un objet courant de la biologie évolutive, l’arbre phylogénétique, qui relève typiquement des sciences historiques. Pourtant, nous notons qu’une démarche pseudo-expérimentale est souvent proposée, en relation avec des instructions programmatiques qui, comme nous l’avons montré dans une étude précédente, n’accorde qu’une place très insuffisante à la démarche historique.
Comment expliquez-vous ce manque de démarches historiques dans l’enseignement des SVT ?
SC : Comme nous l’évoquons en conclusion de notre analyse, une explication plausible touche à la question plus large du rapport à l’incertitude en science. Alors que l’approche hypothético-déductive peut donner l’apparence d’une marche tranquille vers la vérité, la démarche historique laisse ses zones d’ombres plus apparentes. Présenter la démarche historique comme telle impliquerait nécessairement d’entrer dans une réflexion épistémologique à laquelle ni les enseignants ni les élèves ne sont visiblement préparés. Au contraire, la classe de science, depuis la maternelle jusqu’aux supérieur, est trop souvent le cadre d’une présentation du monde « tel qu’il est » et non « tel qu’on peut le concevoir ». Comme le disait Niels Bohr à propos de la physique, la tâche des scientifiques n’est pas de découvrir « ce qu’est le monde », mais plus modestement, « ce que l’on peut dire du monde ». Si je dis « l’ADN est le support de l’hérédité », je peux donner à mon propos un accent de vérité, appuyé sur une démarche expérimentale. Mais si je dis, « les dinosaures ont disparu à cause d’une météorite », je ne peux raisonnablement afficher une grande certitude, puisque je ne saurai jamais, à l’évidence, ce qui s’est exactement passé il y a 65 millions d’années. Pourtant, dans les deux cas, ce que j’énonce est un modèle, une construction mentale, avec une dose inévitable et difficile à appréhender de subjectivité, de cloisonnements artificiels, et de limitations sensorielles.
Attention, il ne s’agit en aucun cas de sombrer dans un relativisme stérile, qui voudrait établir une équivalence entre toutes formes d’accès à la connaissance. Car si la science ne peut prétendre à la « vérité », elle peut néanmoins se targuer de la cohérence d’ensemble des explications qu’elle propose, et de leur compatibilité avec les « faits », c’est à dire plus modestement avec « ce que nous pouvons percevoir du monde réel ».
FP : Ajoutons également que les démarches d’enseignement qui mobilisent des moments d’expérimentation sur des objets isolables en classe sont parfois peu vigilantes sur les modes de validation. La tentation est forte de généraliser à partir d’un seul exemple traité en classe. Mais dans les sciences basées sur le réel sensible, « le cas ne fait pas la règle ». Il est nécessaire d’exercer en permanence pour les démarches d’enseignement des sciences (qu’elles soient concrètement expérimentales ou historiques) une surveillance sur les conclusions que les élèves doivent produire et leur apporter si besoin les compléments nécessaires pour en assurer la validité. Il s’agit finalement d’accompagner les élèves par un discours en phase avec l’épistémologie mobilisée pour ne pas laisser s’installer une vision simpliste des procédures scientifiques. En bref, il ne faut pas laisser croire aux élèves qu’ils font, à eux-seuls, de la science en classe de science.
En quoi la phylogénie est-elle différente des autres thématiques enseignées en SVT ?
SC : La phylogénie est cette discipline qui vise à décrire les liens de parenté entre les êtres vivants, actuels ou éteints, et éventuellement à préciser les processus à l’œuvre, tel que la fréquence ou la nature des mutations génétiques. Elle ne peut évidemment être tenue comme argument en faveur de la théorie selon laquelle la biodiversité serait le fruit d’une évolution. Pour noble et riche que soit cette discipline, elle n’est qu’une mise en application de cette théorie. Sous l’hypothèse de l’évolution, je peux décrire la biodiversité au travers des arbres phylogénétiques, et enrichir la précision de cette description en combinant au mieux toutes les informations dont je dispose, depuis les génomes jusqu’aux fossiles. Tacher d’appliquer une « démarche d’investigation » qui viserait à « prouver » que les êtres vivants sont apparentés parce qu’on peut les placer sur un arbre phylogénétique est un contresens épistémologique évident. Pourtant, comme le démontre l’enquête menée par Fabienne Paulin, qui rapporte de tels « pseudo-moments d’expérimentation », les classes de sciences ne sont pas exemptes de ce type de « raisonnement ». Mais la phylogénie n’est vraisemblablement qu’un exemple, qui démontre plus généralement qu’un cadre épistémologique trop stricte peut mener à des impasses didactiques.
Évidemment, il ne s’agit pas de généraliser et de dénoncer une absence totale dans nos enseignements des raisonnements relevant des sciences historique, qui pourront apparaître « évidents » à certains lecteurs. Il ne s’agit pas non plus de jeter la pierre aux enseignants eux même, dont nombre ne se reconnaitront sans doute pas dans la démarche que je viens de caricaturer. Il s’agit plutôt de pointer une zone de fragilité et de réfléchir à ses implications… ce qui nous ramène au sujet plus général du rapport à l’incertitude, qui n’est une question simple pour personne, élèves, enseignants, inspecteurs ou chercheurs.
Qu’est-ce que le principe de parcimonie ?
SC : C’est un principe que nous utilisons en permanence de manière intuitive. S’il me manque mes clefs, mon portefeuille et mon téléphone, c’est peut-être que je n’ai pas pris mon sac. En bref, on considère généralement comme plus probable une explication minimale qu’une explication complexe impliquant de multiples causes indépendantes. Ce principe est aussi au cœur des méthodes de reconstruction phylogénétiques : si les tigres, les girafes et les lézards possèdent 4 pattes, c’est peut-être qu’ils descendent d’un ancêtre commun à 4 pattes. Mais ce principe n’est évidemment pas une règle infaillible. Si les mouches, les chauves-souris et les oiseaux possèdent des ailes, c’est peut-être qu’ils descendent d’un ancêtre commun qui savait voler. Ou peut-être pas… Tout l’art de la reconstruction phylogénétique tient à séparer le grain de l’ivraie, à savoir quelles ressemblances constituent des « homologies » des ressemblances qui nous informent sur les relations d’apparentement, ou au contraire des « homoplasies », des points communs qui ne sont pas due à l’ascendance commune, et contredisent ponctuellement le principe de parcimonie.
Plus globalement, que préconisez-vous pour enseigner l’incertitude en sciences ?
SC : N’étant pas moi-même sur le terrain à haut risque que constitue la classe, je ne saurais préconiser quoi que ce soit, mais je peux proposer des pistes, dont la faisabilité et la pertinence doivent être évalués par les premiers intéressés, à savoir les enseignants et les élèves. Il me semble que la première étape serait une prise de conscience de cette déconnexion fondamentale entre science et vérité. Si je trouve une tablette d’argile gravée d’une écriture inconnue, je peux chercher le « vrai » message, dans le sens où il y a un message, une intention, une pensée derrière cet objet. Mais si je trouve un caillou, comment prétendre découvrir son « histoire vraie » ? A moins de supposer qu’il est effectivement le fruit d’une pensée, d’une intention, cette quête est, par définition, vaine. Empruntons à la science-fiction une autre comparaison pour clarifier le propos. Dans le film Matrix, quelle est la différence fondamentale entre le monde réel (ou les hommes vivent dans de grands incubateurs contrôlés par les machines) et le monde de « la matrice » qui n’est qu’un simulacre de la réalité des années 90 ? Le second est le fruit d’une intention, il est passé par la moulinette de la rationalité, aussi complexe et riche soit-il, mais pas le premier. La science est née de cette idée que le monde avait un sens, qui ne demandait qu’à être découvert, comme « la matrice ». Mais elle a paradoxalement accouché de théories qui permettent de se passer de cette hypothèse très parcimonieuse (une seule cause !) mais surnaturelle.
Mais nous avons été bercés depuis l’école maternelle ou primaire de la « la terre tourne autour du soleil », « l’homme est le cousin du chimpanzé », ou (un peu plus tard), « le temps est relatif à l’espace » ; des propos assénés avec parfois plus d’autorité que d’arguments. Nous en avons oublié que chacune de ces propositions devrait être précédé de « tout se passe comme si… ». Je choisis à dessein des théories tellement solidement éprouvés qu’elles nous apparaissent comme des « faits » (même si la 3ème est un peu moins intuitive). Mais n’oublions pas que ce sont avant tout des idées, de bonnes idées, certes, mais des idées, sorties un beau jour d’esprits créatifs et audacieux. J’ai vu des collègues combattre avec vaillance les idées créationnistes en avançant que « l’évolution est un fait, pas une théorie ! ». Je pense que c’est une fausse piste, même si je partage leurs motivations. L’évolution demeure bien, par définition, une théorie, et quelle théorie !
En tant que chercheur, j’ai vécu une telle prise de conscience, et je peux témoigner qu’elle mène rapidement à modifier nos manières de penser, de parler, d’écrire et évidemment, d’enseigner quand nous en avons l’honneur. Elle mène également à distinguer de manière claire (et les élèves en ont besoin) les conventions (telles que le nombre de jours dans une semaine ou de fuseaux horaires) et les théories scientifiques. De même, le statut très particulier des mathématiques au sein des disciplines scientifique apparaît alors évident, tant il est « vrai » que 2 plus 2 font 4, puisqu’il s’agit d’une relation logique, et non d’une description du monde.
Le reste devrait découler naturellement. C’est à dire le débat. Nous pas le débat d’idées entre le camp des « pour » et « contre » la théorie de l’évolution, du big bang ou des cordes, mais le débat scientifique. Quels sont vos arguments ? Cette théorie est-elle compatible avec toutes les autres ? D’autres théories pourraient également être compatibles avec les données ? Quelles sont vos sources et quelle confiance peut-on leur accorder ? En bref, le sens critique, qui fait le cœur de la science, et peut-être aussi en partie du « vivre ensemble » dont nos sociétés semblent de plus en plus manquer. Évidemment, ma proposition peut paraître risquée : les jeunes esprits en pleine construction affective et intellectuelle sauront-il accepter le doute ? Et la science ne risque-t-elle pas alors de perdre son statut de référence aux yeux des élèves ? Mon pari est qu’au contraire, elle en sortira renforcée. Car cette faille, vous l’aurez compris, n’en est pas une à mes yeux. En la révélant au grand jour, aux élèves, au grand public, en l’assumant pleinement, la science montrera son plus beau visage, celui d’une activité fondamentalement créative, d’une exploration de l’inconnu, exempte, au moins dans ces principes fondamentaux, du dogmatisme qui mène aux obscurantismes de tout poil. En bref, il me semble qu’il faudrait commencer tout de suite, et qu’en tout état de cause, cela prendra du temps…
Quelles ressources conseillez-vous aux enseignants ?
FP : Il me semble que cette formation à l’épistémologie des sciences devrait être réalisée dans le cursus qui mène au professorat des sciences et des écoles. Les masters MEEF devraient apporter ces compétences aux futurs enseignants. Ils commencent à le faire mais en attendant, les enseignants peuvent s’appuyer sur les ouvrages de Guillaume Lecointre et d’Hervé Le Guyader, de Jean Gayon, d’Armand de Ricqlès, de Stephen Jay Gould (par exemple, « La vie est belle », 1998) ou de Michel Morange. Tous apportent des éléments de réflexion accessibles en première lecture. Pour aller plus loin, il faut entrer dans les ouvrages de philosophie des sciences et d’épistémologie tels que « Conjectures et réfutations : la croissance du savoir scientifique » de Karl Popper. Nous renvoyons les lecteurs vers vers le site des « éditions matériologiques » qui promeuvent les ouvrages dont nous parlons ici ; nous pensons notamment à la contribution de Jean-Gayon à « Qu est ce que la science… pour vous ? », édité par Marc Silberstein.
Au-delà de l’article discuté ici, nous pouvons également suggérer la lecture de notre précédente étude, qui couvre plutôt une analyse des programmes (Paulin et al., 2318, Recherche en Education, 32:18-31). Nous invitons également les personnes intéressées à consulter les conférences en ligne des auteurs précités qui s’adressent à un public large. Signalons par exemple les conférences des colloques organisés par l’AFPSVT (Association pour la formation des professeurs de SVT). Le prochain colloque aura lieu les 26 et 27 juin 2019 à Paris et traitera de questions épistémologiques.
Entretien par Julien Cabioch
Association pour la formation des professeurs de SVT
Damien Chigot : Mettez de la spéléologie dans votre établissement
Avec les 1ères Assises nationales sur la spéléologie scolaire, la Fédération française de spéléologie (FFS) entend multiplier les projets éducatifs menés au sein des établissements. Faire découvrir des lieux souterrains peu explorés aux élèves est un des nouveaux objectifs de la fédération. Damien Chigot, ancien enseignant d’EPS et conseiller technique national chargé du développement des activités auprès de la FFS, dénombre déjà plusieurs projets menés au collège et au lycée. Exploration de grottes, cavités, gouffres en spéléo ou canyonisme dans un talweg sont des activités dont « le terrain de pratique est variable et adaptable à tous les publics scolaires, en toute circonstance, en permettant une graduation des niveaux d’engagement ».
Approche sportive ou SVT
« Nous avons 3 entrées possibles pour intégrer la spéléologie dans les établissements », explique Damien Chigot. « Une étude scientifiques des lieux, une approche sportive ou alors la spéléologie comme levier de réussite éducative ». L’approche scientifique consiste souvent en des projets pluridisciplinaires dans lesquelles les SVT et la géographie sont parties prenantes. Par exemple, « dans l’académie de Nice, certains élèves étudient les eaux souterraines. Des capteurs de mesure de pression et de température sont disposés pour permettre le recueil de données exploitables en classe ». Ici le débit et la hauteur d’eau intéressent les classes pour ensuite évoquer les problématiques de crues dans la région.
« L’approche sportive peut se faire en EPS ou par les sections sportives des établissements. L’idée est que les élèves puissent descendre 1 à 2 fois sur un projet. Une éducation à la sécurité sera nécessaire. Enfin, la lutte contre le décrochage et le handicap est aussi une possibilité d’intégrer la spéléologie en classe ». La fédération propose d’inclure des publics spécifiques et voit la spéléologie comme « un outil de médiation éducative ». Certains établissements n’hésitent pas à proposer 3h de spéléologie par semaine en option, comme à Céret dans les Pyrénées orientales.
Quels créneaux dans l’emploi temps ?
La fédération française de spéléologie dispose de labels permettant d’engager des projets plus ambitieux et pérennes dans un établissement. « Nous recensons actuellement 20 projets labellisés. Ce label est un outil d’identification des projets de spéléologie ou de canyonisme scolaire de qualité ». Les créneaux spécifiques mis en place au collège tels les EPI, IDD ou au lycée TPE ou MPS favorisent l’approche pluridisciplinaire et la mise en place de projet. « Avec les dernières réformes, nous travaillerons principalement dans le cadre de l’option Sciences du laboratoire en seconde ou alors en enseignement scientifique en 1ère dans le cadre d’analyse et de recueil de données. Les enseignants répondent le plus souvent à des appels à projets lancés par les DAAC des académies pour nous rejoindre ».
De la spéléologie partout en France ?
L’objectif principal reste de faire descendre les élèves dans les cavités. Mais est-ce possible partout en France ? « Nous avons beaucoup de possibles du Doubs au Jura en passant par les Alpes, mais aussi sur tout le pourtour méditerranéen et en Lozère ainsi qu’au niveau de la chaîne pyrénéenne. » D’autres initiatives sont prises dans les Deux-Sèvres, les Charente et dans les galeries artificielles du bassin parisien. Avec 7500 licenciés et 80 participants aux assises de la spéléologie scolaire, la fédération espère porter davantage d’initiatives locales.
Julien Cabioch
Les établissements scolaires labellisés
Intégrer la spéléologie aux établissements scolaires
Assises nationales de la spéléologie scolaire
Sylvain Caberty : Que savent vraiment les élèves à propos du SIDA ?
Avec 6000 nouvelles contaminations annuelles en France, le SIDA reste un sujet majeur de santé publique. Les professeurs de SVT sont en première ligne pour enseigner les modes de transmission et de protection face au virus. Sylvain Caberty, enseignant de SVT à Tours et responsable national de l’APBG, est à l’initiative d’un questionnaire à destination des élèves sur le VIH mené en partenariat avec le Sidaction. Il souligne « la nécessité de renforcer l’enseignement des SVT au collège et au lycée sur des thématiques de santé publique mais aussi d’environnement ou de risques géologiques ». Derrière ce premier sondage, dont les résultats seront publics, l’enjeu est bien la place réservée à l’enseignement de la biologie et de la géologie en France et ses conséquences dans le futur.
Pourquoi ce questionnaire mis en ligne par l’APBG ? Pour quels objectifs ?
Tout part du sondage réalisé par Ifop-Bilendi pour l’association Sidaction en mars 2018, auprès des jeunes de 15 à 24 ans : 20% des jeunes s’estiment mal informés en 2018, soit une augmentation de 9 points par rapport à 2009. On entend dans la presse audiovisuelle, suite à l’étude, qu’il y a plus de 6 000 nouvelles contaminations chaque année en France ; que près d’un jeune sur quatre pense que l’on peut guérir du sida ; et enfin, que plus de 20% des jeunes interrogés n’ont pas reçu d’enseignement spécifique sur le VIH au collège ou au lycée. Même si la majorité des sondés ayant bénéficié d’une information sur le VIH/SIDA indique que l’intervenant était un professeur de sciences de la vie et de la Terre, les résultats sont en baisse de 10 points depuis l’étude de 2009. En tant que professeur de sciences de la vie et de la Terre, c’est difficilement acceptable, sur un sujet d’une telle importance.
De plus nous savons que ce sujet est traité dans les cours en collège mais aussi en lycée et qu’il y a des interventions sur les questions de santé et de sexualité, où nous abordons ces thématiques (nous, l’infirmière scolaire, d’autres ; en liaison avec des intervenants extérieurs). Nous avons donc décidé de réaliser cette enquête en utilisant certaines des questions de 2018, pour un public d’élèves du secondaire afin de montrer que les élèves ont des connaissances, ont de l’information mais qu’ils oublient, d’où la nécessité de renforcer l’enseignement des SVT au collège et au lycée sur des thématiques de santé publique mais aussi d’environnement ou de risques géologiques. Pour l’instant nous constatons que l’enseignement de la biologie et de la géologie n’est pas une priorité de la politique éducative, à l’heure de grands sujets d’actualité comme la PMA ou le réchauffement climatique. Pourtant, ces élèves sont les futurs citoyens qui devront être capables de faire des choix engageant leur avenir mais aussi ayant des conséquences financières immenses !
A qui s’adresse-t-il ? Pouvez-vous nous donner des exemples de questions posées aux collégiens et lycéens ?
Il s’adresse clairement aux élèves et uniquement aux élèves. L’enquête Ifop-Bilendi s’adresse à un panel plus large. Nous avons écarté certaines questions liées à la sexualité, aux pratiques sexuelles et nous nous sommes concentrés sur le virus et la maladie. Nous questionnons d’abord les élèves sur les sources d’information (à l’heure où les réseaux sociaux prennent de plus en plus de place, avec la problématique des fake news), puis sur les modes de transmission et de contamination. Le questionnaire doit être court pour ne pas faire perdre trop de temps aux professeurs en fin d’année. Nous devons toucher un grand nombre d’établissements pour que cela soit représentatif.
Quel est ce partenariat noué avec le Sidaction ?
Il nous était impossible de ne pas contacter le Sidaction (on utilisait une partie de leur enquête) et nous pouvons être très complémentaire sur cette thématique. Ils ont été aussitôt intéressés et ont accepté un partenariat. Cela nous a permis d’envisager d’autres possibilités avec eux dans les prochains mois (diffusion de leur concours vidéo VIH pocket films ou la venue de chercheurs en immunologie dans les salles de classe. Cela nous ouvre des possibilités nombreuses de collaborer à la lutte contre cette maladie !
Où et quand pourra-t-on lire les résultats ?
Les résultats seront accessibles sur le site de l’APBG dans quelques semaines, avant la fin de l’année scolaire. Afin de sensibiliser nos décideurs, ils seront transmis à la presse ainsi qu’aux Ministres de l’Education nationale et des Solidarités et de la Santé. Il est primordial et urgent que les institutions soient informées et prennent conscience de la réalité de nos élèves et qu’ils adaptent leur politique éducative sur les enjeux majeurs de santé et de prévention au sein des établissements scolaires en renforçant l’enseignement des sciences de la vie et de la Terre au collège et au lycée.
D’autres sujets de santé publique ou autres feront-ils aussi l’objet de remontées précises à l’avenir ?
Nous avons en effet réfléchi à différentes thématiques actuelles où cela pourrait être intéressant : contraception, réchauffement climatique, vaccination. Des sujets fondamentaux pour notre société. Cela sera surement à la prochaine rentrée.
Entretien par Julien Cabioch
Lien pour accéder à l’enquête « élèves »
Dans le Café
Les professeurs de SVT en congrès avec l’APBG
Quelle place accorder à l’épistémologie des sciences historiques en SVT ? Dans un article à paraitre intitulé « L’enseignement de l’évolution : redonner une place à l’épistémologie des sciences historiques », à paraître dans la revue Recherche en Didactique des Sciences et des Technologies (RDST) à l’automne, Sylvain Charlat, chercheur au CNRS, Fabienne Paulin, professeure de SVT et Eric Triquet (université d’Avignon) étudient les manques de démarches historiques en cours de SVT. « Alors que l’approche hypothético-déductive peut donner l’apparence d’une marche tranquille vers la vérité, la démarche historique laisse ses zones d’ombres plus apparentes », note Sylvain Charlat. Dans leur article, les spécialistes pointent « les zones de fragilité » et rappellent la nécessité d’argumenter pour faire vivre les théories scientifiques. « La tentation est forte de généraliser à partir d’un seul exemple traité en classe ».
Pourriez-vous résumer votre approche et vos conclusions ?
Sylvain Charlat : Dans le cadre de sa thèse, Fabienne Paulin a identifié les difficultés épistémologiques comme un verrou critique pour l’enseignement de la théorie de l’évolution, au-delà des raisons idéologiques souvent avancées. Elle a notamment pointé du doigt l’absence d’une approche historique assumée, qui est pourtant la seule adaptée pour des questions ayant trait à des évènements passés, comme la sortie des eaux ou l’extinction partielle du groupe des dinosaures. Dans cette étude, nous analysons en particulier des activités proposées en classe sur un objet courant de la biologie évolutive, l’arbre phylogénétique, qui relève typiquement des sciences historiques. Pourtant, nous notons qu’une démarche pseudo-expérimentale est souvent proposée, en relation avec des instructions programmatiques qui, comme nous l’avons montré dans une étude précédente, n’accorde qu’une place très insuffisante à la démarche historique.
Comment expliquez-vous ce manque de démarches historiques dans l’enseignement des SVT ?
SC : Comme nous l’évoquons en conclusion de notre analyse, une explication plausible touche à la question plus large du rapport à l’incertitude en science. Alors que l’approche hypothético-déductive peut donner l’apparence d’une marche tranquille vers la vérité, la démarche historique laisse ses zones d’ombres plus apparentes. Présenter la démarche historique comme telle impliquerait nécessairement d’entrer dans une réflexion épistémologique à laquelle ni les enseignants ni les élèves ne sont visiblement préparés. Au contraire, la classe de science, depuis la maternelle jusqu’aux supérieur, est trop souvent le cadre d’une présentation du monde « tel qu’il est » et non « tel qu’on peut le concevoir ». Comme le disait Niels Bohr à propos de la physique, la tâche des scientifiques n’est pas de découvrir « ce qu’est le monde », mais plus modestement, « ce que l’on peut dire du monde ». Si je dis « l’ADN est le support de l’hérédité », je peux donner à mon propos un accent de vérité, appuyé sur une démarche expérimentale. Mais si je dis, « les dinosaures ont disparu à cause d’une météorite », je ne peux raisonnablement afficher une grande certitude, puisque je ne saurai jamais, à l’évidence, ce qui s’est exactement passé il y a 65 millions d’années. Pourtant, dans les deux cas, ce que j’énonce est un modèle, une construction mentale, avec une dose inévitable et difficile à appréhender de subjectivité, de cloisonnements artificiels, et de limitations sensorielles.
Attention, il ne s’agit en aucun cas de sombrer dans un relativisme stérile, qui voudrait établir une équivalence entre toutes formes d’accès à la connaissance. Car si la science ne peut prétendre à la « vérité », elle peut néanmoins se targuer de la cohérence d’ensemble des explications qu’elle propose, et de leur compatibilité avec les « faits », c’est à dire plus modestement avec « ce que nous pouvons percevoir du monde réel ».
FP : Ajoutons également que les démarches d’enseignement qui mobilisent des moments d’expérimentation sur des objets isolables en classe sont parfois peu vigilantes sur les modes de validation. La tentation est forte de généraliser à partir d’un seul exemple traité en classe. Mais dans les sciences basées sur le réel sensible, « le cas ne fait pas la règle ». Il est nécessaire d’exercer en permanence pour les démarches d’enseignement des sciences (qu’elles soient concrètement expérimentales ou historiques) une surveillance sur les conclusions que les élèves doivent produire et leur apporter si besoin les compléments nécessaires pour en assurer la validité. Il s’agit finalement d’accompagner les élèves par un discours en phase avec l’épistémologie mobilisée pour ne pas laisser s’installer une vision simpliste des procédures scientifiques. En bref, il ne faut pas laisser croire aux élèves qu’ils font, à eux-seuls, de la science en classe de science.
En quoi la phylogénie est-elle différente des autres thématiques enseignées en SVT ?
SC : La phylogénie est cette discipline qui vise à décrire les liens de parenté entre les êtres vivants, actuels ou éteints, et éventuellement à préciser les processus à l’œuvre, tel que la fréquence ou la nature des mutations génétiques. Elle ne peut évidemment être tenue comme argument en faveur de la théorie selon laquelle la biodiversité serait le fruit d’une évolution. Pour noble et riche que soit cette discipline, elle n’est qu’une mise en application de cette théorie. Sous l’hypothèse de l’évolution, je peux décrire la biodiversité au travers des arbres phylogénétiques, et enrichir la précision de cette description en combinant au mieux toutes les informations dont je dispose, depuis les génomes jusqu’aux fossiles. Tacher d’appliquer une « démarche d’investigation » qui viserait à « prouver » que les êtres vivants sont apparentés parce qu’on peut les placer sur un arbre phylogénétique est un contresens épistémologique évident. Pourtant, comme le démontre l’enquête menée par Fabienne Paulin, qui rapporte de tels « pseudo-moments d’expérimentation », les classes de sciences ne sont pas exemptes de ce type de « raisonnement ». Mais la phylogénie n’est vraisemblablement qu’un exemple, qui démontre plus généralement qu’un cadre épistémologique trop stricte peut mener à des impasses didactiques.
Évidemment, il ne s’agit pas de généraliser et de dénoncer une absence totale dans nos enseignements des raisonnements relevant des sciences historique, qui pourront apparaître « évidents » à certains lecteurs. Il ne s’agit pas non plus de jeter la pierre aux enseignants eux même, dont nombre ne se reconnaitront sans doute pas dans la démarche que je viens de caricaturer. Il s’agit plutôt de pointer une zone de fragilité et de réfléchir à ses implications… ce qui nous ramène au sujet plus général du rapport à l’incertitude, qui n’est une question simple pour personne, élèves, enseignants, inspecteurs ou chercheurs.
Qu’est-ce que le principe de parcimonie ?
SC : C’est un principe que nous utilisons en permanence de manière intuitive. S’il me manque mes clefs, mon portefeuille et mon téléphone, c’est peut-être que je n’ai pas pris mon sac. En bref, on considère généralement comme plus probable une explication minimale qu’une explication complexe impliquant de multiples causes indépendantes. Ce principe est aussi au cœur des méthodes de reconstruction phylogénétiques : si les tigres, les girafes et les lézards possèdent 4 pattes, c’est peut-être qu’ils descendent d’un ancêtre commun à 4 pattes. Mais ce principe n’est évidemment pas une règle infaillible. Si les mouches, les chauves-souris et les oiseaux possèdent des ailes, c’est peut-être qu’ils descendent d’un ancêtre commun qui savait voler. Ou peut-être pas… Tout l’art de la reconstruction phylogénétique tient à séparer le grain de l’ivraie, à savoir quelles ressemblances constituent des « homologies » des ressemblances qui nous informent sur les relations d’apparentement, ou au contraire des « homoplasies », des points communs qui ne sont pas due à l’ascendance commune, et contredisent ponctuellement le principe de parcimonie.
Plus globalement, que préconisez-vous pour enseigner l’incertitude en sciences ?
SC : N’étant pas moi-même sur le terrain à haut risque que constitue la classe, je ne saurais préconiser quoi que ce soit, mais je peux proposer des pistes, dont la faisabilité et la pertinence doivent être évalués par les premiers intéressés, à savoir les enseignants et les élèves. Il me semble que la première étape serait une prise de conscience de cette déconnexion fondamentale entre science et vérité. Si je trouve une tablette d’argile gravée d’une écriture inconnue, je peux chercher le « vrai » message, dans le sens où il y a un message, une intention, une pensée derrière cet objet. Mais si je trouve un caillou, comment prétendre découvrir son « histoire vraie » ? A moins de supposer qu’il est effectivement le fruit d’une pensée, d’une intention, cette quête est, par définition, vaine. Empruntons à la science-fiction une autre comparaison pour clarifier le propos. Dans le film Matrix, quelle est la différence fondamentale entre le monde réel (ou les hommes vivent dans de grands incubateurs contrôlés par les machines) et le monde de « la matrice » qui n’est qu’un simulacre de la réalité des années 90 ? Le second est le fruit d’une intention, il est passé par la moulinette de la rationalité, aussi complexe et riche soit-il, mais pas le premier. La science est née de cette idée que le monde avait un sens, qui ne demandait qu’à être découvert, comme « la matrice ». Mais elle a paradoxalement accouché de théories qui permettent de se passer de cette hypothèse très parcimonieuse (une seule cause !) mais surnaturelle.
Mais nous avons été bercés depuis l’école maternelle ou primaire de la « la terre tourne autour du soleil », « l’homme est le cousin du chimpanzé », ou (un peu plus tard), « le temps est relatif à l’espace » ; des propos assénés avec parfois plus d’autorité que d’arguments. Nous en avons oublié que chacune de ces propositions devrait être précédé de « tout se passe comme si… ». Je choisis à dessein des théories tellement solidement éprouvés qu’elles nous apparaissent comme des « faits » (même si la 3ème est un peu moins intuitive). Mais n’oublions pas que ce sont avant tout des idées, de bonnes idées, certes, mais des idées, sorties un beau jour d’esprits créatifs et audacieux. J’ai vu des collègues combattre avec vaillance les idées créationnistes en avançant que « l’évolution est un fait, pas une théorie ! ». Je pense que c’est une fausse piste, même si je partage leurs motivations. L’évolution demeure bien, par définition, une théorie, et quelle théorie !
En tant que chercheur, j’ai vécu une telle prise de conscience, et je peux témoigner qu’elle mène rapidement à modifier nos manières de penser, de parler, d’écrire et évidemment, d’enseigner quand nous en avons l’honneur. Elle mène également à distinguer de manière claire (et les élèves en ont besoin) les conventions (telles que le nombre de jours dans une semaine ou de fuseaux horaires) et les théories scientifiques. De même, le statut très particulier des mathématiques au sein des disciplines scientifique apparaît alors évident, tant il est « vrai » que 2 plus 2 font 4, puisqu’il s’agit d’une relation logique, et non d’une description du monde.
Le reste devrait découler naturellement. C’est à dire le débat. Nous pas le débat d’idées entre le camp des « pour » et « contre » la théorie de l’évolution, du big bang ou des cordes, mais le débat scientifique. Quels sont vos arguments ? Cette théorie est-elle compatible avec toutes les autres ? D’autres théories pourraient également être compatibles avec les données ? Quelles sont vos sources et quelle confiance peut-on leur accorder ? En bref, le sens critique, qui fait le cœur de la science, et peut-être aussi en partie du « vivre ensemble » dont nos sociétés semblent de plus en plus manquer. Évidemment, ma proposition peut paraître risquée : les jeunes esprits en pleine construction affective et intellectuelle sauront-il accepter le doute ? Et la science ne risque-t-elle pas alors de perdre son statut de référence aux yeux des élèves ? Mon pari est qu’au contraire, elle en sortira renforcée. Car cette faille, vous l’aurez compris, n’en est pas une à mes yeux. En la révélant au grand jour, aux élèves, au grand public, en l’assumant pleinement, la science montrera son plus beau visage, celui d’une activité fondamentalement créative, d’une exploration de l’inconnu, exempte, au moins dans ces principes fondamentaux, du dogmatisme qui mène aux obscurantismes de tout poil. En bref, il me semble qu’il faudrait commencer tout de suite, et qu’en tout état de cause, cela prendra du temps…
Quelles ressources conseillez-vous aux enseignants ?
FP : Il me semble que cette formation à l’épistémologie des sciences devrait être réalisée dans le cursus qui mène au professorat des sciences et des écoles. Les masters MEEF devraient apporter ces compétences aux futurs enseignants. Ils commencent à le faire mais en attendant, les enseignants peuvent s’appuyer sur les ouvrages de Guillaume Lecointre et d’Hervé Le Guyader, de Jean Gayon, d’Armand de Ricqlès, de Stephen Jay Gould (par exemple, « La vie est belle », 1998) ou de Michel Morange. Tous apportent des éléments de réflexion accessibles en première lecture. Pour aller plus loin, il faut entrer dans les ouvrages de philosophie des sciences et d’épistémologie tels que « Conjectures et réfutations : la croissance du savoir scientifique » de Karl Popper. Nous renvoyons les lecteurs vers vers le site des « éditions matériologiques » qui promeuvent les ouvrages dont nous parlons ici ; nous pensons notamment à la contribution de Jean-Gayon à « Qu est ce que la science… pour vous ? », édité par Marc Silberstein.
Au-delà de l’article discuté ici, nous pouvons également suggérer la lecture de notre précédente étude, qui couvre plutôt une analyse des programmes (Paulin et al., 2318, Recherche en Education, 32:18-31). Nous invitons également les personnes intéressées à consulter les conférences en ligne des auteurs précités qui s’adressent à un public large. Signalons par exemple les conférences des colloques organisés par l’AFPSVT (Association pour la formation des professeurs de SVT). Le prochain colloque aura lieu les 26 et 27 juin 2019 à Paris et traitera de questions épistémologiques.
Entretien par Julien Cabioch
Association pour la formation des professeurs de SVT
Damien Chigot : Mettez de la spéléologie dans votre établissement
Avec les 1ères Assises nationales sur la spéléologie scolaire, la Fédération française de spéléologie (FFS) entend multiplier les projets éducatifs menés au sein des établissements. Faire découvrir des lieux souterrains peu explorés aux élèves est un des nouveaux objectifs de la fédération. Damien Chigot, ancien enseignant d’EPS et conseiller technique national chargé du développement des activités auprès de la FFS, dénombre déjà plusieurs projets menés au collège et au lycée. Exploration de grottes, cavités, gouffres en spéléo ou canyonisme dans un talweg sont des activités dont « le terrain de pratique est variable et adaptable à tous les publics scolaires, en toute circonstance, en permettant une graduation des niveaux d’engagement ».
Approche sportive ou SVT
« Nous avons 3 entrées possibles pour intégrer la spéléologie dans les établissements », explique Damien Chigot. « Une étude scientifiques des lieux, une approche sportive ou alors la spéléologie comme levier de réussite éducative ». L’approche scientifique consiste souvent en des projets pluridisciplinaires dans lesquelles les SVT et la géographie sont parties prenantes. Par exemple, « dans l’académie de Nice, certains élèves étudient les eaux souterraines. Des capteurs de mesure de pression et de température sont disposés pour permettre le recueil de données exploitables en classe ». Ici le débit et la hauteur d’eau intéressent les classes pour ensuite évoquer les problématiques de crues dans la région.
« L’approche sportive peut se faire en EPS ou par les sections sportives des établissements. L’idée est que les élèves puissent descendre 1 à 2 fois sur un projet. Une éducation à la sécurité sera nécessaire. Enfin, la lutte contre le décrochage et le handicap est aussi une possibilité d’intégrer la spéléologie en classe ». La fédération propose d’inclure des publics spécifiques et voit la spéléologie comme « un outil de médiation éducative ». Certains établissements n’hésitent pas à proposer 3h de spéléologie par semaine en option, comme à Céret dans les Pyrénées orientales.
Quels créneaux dans l’emploi temps ?
La fédération française de spéléologie dispose de labels permettant d’engager des projets plus ambitieux et pérennes dans un établissement. « Nous recensons actuellement 20 projets labellisés. Ce label est un outil d’identification des projets de spéléologie ou de canyonisme scolaire de qualité ». Les créneaux spécifiques mis en place au collège tels les EPI, IDD ou au lycée TPE ou MPS favorisent l’approche pluridisciplinaire et la mise en place de projet. « Avec les dernières réformes, nous travaillerons principalement dans le cadre de l’option Sciences du laboratoire en seconde ou alors en enseignement scientifique en 1ère dans le cadre d’analyse et de recueil de données. Les enseignants répondent le plus souvent à des appels à projets lancés par les DAAC des académies pour nous rejoindre ».
De la spéléologie partout en France ?
L’objectif principal reste de faire descendre les élèves dans les cavités. Mais est-ce possible partout en France ? « Nous avons beaucoup de possibles du Doubs au Jura en passant par les Alpes, mais aussi sur tout le pourtour méditerranéen et en Lozère ainsi qu’au niveau de la chaîne pyrénéenne. » D’autres initiatives sont prises dans les Deux-Sèvres, les Charente et dans les galeries artificielles du bassin parisien. Avec 7500 licenciés et 80 participants aux assises de la spéléologie scolaire, la fédération espère porter davantage d’initiatives locales.
Julien Cabioch
Les établissements scolaires labellisés
Intégrer la spéléologie aux établissements scolaires
Assises nationales de la spéléologie scolaire
Sylvain Caberty : Que savent vraiment les élèves à propos du SIDA ?
Avec 6000 nouvelles contaminations annuelles en France, le SIDA reste un sujet majeur de santé publique. Les professeurs de SVT sont en première ligne pour enseigner les modes de transmission et de protection face au virus. Sylvain Caberty, enseignant de SVT à Tours et responsable national de l’APBG, est à l’initiative d’un questionnaire à destination des élèves sur le VIH mené en partenariat avec le Sidaction. Il souligne « la nécessité de renforcer l’enseignement des SVT au collège et au lycée sur des thématiques de santé publique mais aussi d’environnement ou de risques géologiques ». Derrière ce premier sondage, dont les résultats seront publics, l’enjeu est bien la place réservée à l’enseignement de la biologie et de la géologie en France et ses conséquences dans le futur.
Pourquoi ce questionnaire mis en ligne par l’APBG ? Pour quels objectifs ?
Tout part du sondage réalisé par Ifop-Bilendi pour l’association Sidaction en mars 2018, auprès des jeunes de 15 à 24 ans : 20% des jeunes s’estiment mal informés en 2018, soit une augmentation de 9 points par rapport à 2009. On entend dans la presse audiovisuelle, suite à l’étude, qu’il y a plus de 6 000 nouvelles contaminations chaque année en France ; que près d’un jeune sur quatre pense que l’on peut guérir du sida ; et enfin, que plus de 20% des jeunes interrogés n’ont pas reçu d’enseignement spécifique sur le VIH au collège ou au lycée. Même si la majorité des sondés ayant bénéficié d’une information sur le VIH/SIDA indique que l’intervenant était un professeur de sciences de la vie et de la Terre, les résultats sont en baisse de 10 points depuis l’étude de 2009. En tant que professeur de sciences de la vie et de la Terre, c’est difficilement acceptable, sur un sujet d’une telle importance.
De plus nous savons que ce sujet est traité dans les cours en collège mais aussi en lycée et qu’il y a des interventions sur les questions de santé et de sexualité, où nous abordons ces thématiques (nous, l’infirmière scolaire, d’autres ; en liaison avec des intervenants extérieurs). Nous avons donc décidé de réaliser cette enquête en utilisant certaines des questions de 2018, pour un public d’élèves du secondaire afin de montrer que les élèves ont des connaissances, ont de l’information mais qu’ils oublient, d’où la nécessité de renforcer l’enseignement des SVT au collège et au lycée sur des thématiques de santé publique mais aussi d’environnement ou de risques géologiques. Pour l’instant nous constatons que l’enseignement de la biologie et de la géologie n’est pas une priorité de la politique éducative, à l’heure de grands sujets d’actualité comme la PMA ou le réchauffement climatique. Pourtant, ces élèves sont les futurs citoyens qui devront être capables de faire des choix engageant leur avenir mais aussi ayant des conséquences financières immenses !
A qui s’adresse-t-il ? Pouvez-vous nous donner des exemples de questions posées aux collégiens et lycéens ?
Il s’adresse clairement aux élèves et uniquement aux élèves. L’enquête Ifop-Bilendi s’adresse à un panel plus large. Nous avons écarté certaines questions liées à la sexualité, aux pratiques sexuelles et nous nous sommes concentrés sur le virus et la maladie. Nous questionnons d’abord les élèves sur les sources d’information (à l’heure où les réseaux sociaux prennent de plus en plus de place, avec la problématique des fake news), puis sur les modes de transmission et de contamination. Le questionnaire doit être court pour ne pas faire perdre trop de temps aux professeurs en fin d’année. Nous devons toucher un grand nombre d’établissements pour que cela soit représentatif.
Quel est ce partenariat noué avec le Sidaction ?
Il nous était impossible de ne pas contacter le Sidaction (on utilisait une partie de leur enquête) et nous pouvons être très complémentaire sur cette thématique. Ils ont été aussitôt intéressés et ont accepté un partenariat. Cela nous a permis d’envisager d’autres possibilités avec eux dans les prochains mois (diffusion de leur concours vidéo VIH pocket films ou la venue de chercheurs en immunologie dans les salles de classe. Cela nous ouvre des possibilités nombreuses de collaborer à la lutte contre cette maladie !
Où et quand pourra-t-on lire les résultats ?
Les résultats seront accessibles sur le site de l’APBG dans quelques semaines, avant la fin de l’année scolaire. Afin de sensibiliser nos décideurs, ils seront transmis à la presse ainsi qu’aux Ministres de l’Education nationale et des Solidarités et de la Santé. Il est primordial et urgent que les institutions soient informées et prennent conscience de la réalité de nos élèves et qu’ils adaptent leur politique éducative sur les enjeux majeurs de santé et de prévention au sein des établissements scolaires en renforçant l’enseignement des sciences de la vie et de la Terre au collège et au lycée.
D’autres sujets de santé publique ou autres feront-ils aussi l’objet de remontées précises à l’avenir ?
Nous avons en effet réfléchi à différentes thématiques actuelles où cela pourrait être intéressant : contraception, réchauffement climatique, vaccination. Des sujets fondamentaux pour notre société. Cela sera surement à la prochaine rentrée.
Entretien par Julien Cabioch
Lien pour accéder à l’enquête « élèves »
Dans le Café
Les professeurs de SVT en congrès avec l’APBG
