Programmes et pratiques de l’enseignement scientifique

Au cours des deux dernières décennies, l'attitude de nos concitoyens à l'égard des sciences a profondément changé. Leur soif de savoir et de s'informer, sur leur santé ou sur leur environnement par exemple, n'a jamais été aussi grande . Dans le même temps, leurs doutes, voire leurs inquiétudes, face à certaines innovations ne se sont jamais exprimés aussi vivement.
La crise des vocations scientifiques parmi les jeunes est une de ces manifestations. A l’université de Genève, on observe une baisse déclarée de plus de 10 % des étudiants au cours de la dernière décennie, avec des pics de 20 % en physique et en math, pendant que d’autres facultés doublaient presque leurs effectifs (statistiques de l’université de Genève, 2003).
Ce discrédit pour la formation scientifique n’est pas seulement suisse. Depuis 1996, le nombre d’étudiants français s’inscrivant dans une faculté de science a chuté de près de 13%. La physique paraît toujours la plus durement frappée (Nature vol. 401, 21/10/99). Au delà des conséquences pour l’industrie et la recherche, ces prochaines années, il sera très difficile de renouveler les enseignants de sciences partant à la retraite. En Allemagne, le nombre d’étudiants en première année de physique a baissé de moitié par rapport à 1991 et le nombre des diplômés est insuffisant pour satisfaire la demande de l’industrie et de la recherche (Nature vol. 394 6/08/98). Au Japon, le nombre de jeunes chercheurs universitaires dans les disciplines scientifiques est passé de 11,6% en 1977 à 4,5% en 1995 et de graves problèmes de recrutement sont également annoncés pour les années à venir (Nature vol. 391 1/01/98).
regagner la confiance des jeunes
Cette perte d’intérêt pour les contenus scientifiques chez les jeunes ne peut pas ne pas nous interroger , et cela d’autant plus que la majorité d’entre eux disent s’ennuyer vraiment dans les cours de sciences à l’école. C’est particulièrement le cas dans le secondaire, plutôt au secondaire inférieur mais également au post-obligatoire . Pire, certains se disent “exclus” des études ou des études qu’ils auraient voulu choisir à cause des sciences, employées comme outil de sélection (évaluation LDES, 1998).
Ces remarques critiques ne sont pas les seules ; depuis de nombreuses années, nombres d’enseignants scientifiques à travers le monde formulent des critiques renouvelées sur leur enseignement, tel qu’il est pratiqué dans la plupart des pays développés . Cette remise en question porte à la fois sur les programmes, en particulier sur ceux du secondaire supérieur et sur les méthodes pédagogiques employées.
La question des stratégies pédagogiques est certes devenue moins vive en Suisse ces dernières années. Bien sûr, un certain nombre d’heures de cours restent encore rébarbatives, voire “imbuvables”, comme ont tendance à le dire majoritairement les élèves. Dans nombre de classes, on continue à plaquer des connaissances et à considérer que les élèves doivent les ingérer à travers une “pratique de l’entonnoir”.
Toutefois, au cours de la dernière décennie, nombre d’enseignants ont multiplié les innovations. Jamais elles n’ont été aussi nombreuses et bienvenues . L’importance de la prise en compte des conceptions des élèves est régulièrement corroborée. Ils repèrent les principaux obstacles à l’élaboration d’un concept, catégorisent les paramètres qui facilitent l’apprendre et en tiennent compte dans leur pratique. Le désir d’apprendre commence à être fortement sollicité d’une part ; d’autre part, la déconstruction des représentations qui préexistent, quel que soit l’âge des apprenants, est favorisée. Dans la mesure où il n’existe pas de recette ou de panacée, ces enseignants multiplient et diversifient leurs propositions en fonction des objectifs, des projets et des élèves.
La partie la plus discutable qui persiste est celle des travaux pratiques. Souvent absents ou trop loin de ce qu’est une démarche véritable de laboratoire, ils ne sont au mieux, sauf exception, qu’une simple application du cours magistral et n’initient pas aux compétences requises par la démarche expérimentale. Heureusement, l’introduction du mémoire de Maturité, même s’il reste encore trop souvent un exercice formel de compilation, permet de commencer à inverser la tendance…
Sans doute faut-il également, à terme, revoir l’organisation de la semaine ou de l’année pour éviter le “saucissonnage” de l’horaire qui limite d’autant la motivation et l’envie de chercher. Comment faire naître l’intérêt, le désir pour une question complexe et y revenir 3 ou 4 jours après ? Des initiatives sont prises sur ce plan, sous forme d’ateliers, de formules-stage à horaires regroupés ou de semaines banalisées.
Le point faible
La question des programmes d’enseignement demeure sans doute le point faible. Les contenus dans les différentes disciplines scientifiques se présentent encore comme une suite de notions sans “colonne vertébrale”. Trop peu de liens “de sens” sont tissés entre biologie, chimie, physique et maths, et les concepts organisateurs qui permettraient de fédérer les multiples notions ne sont pas clairement définis, y compris au sein des disciplines. En biologie par exemple, on se concentre en priorité sur d’innombrables mécanismes de détail, en oubliant souvent de les replacer dans la cellule, et cette dernière dans le corps humain. En physique, les formules et les problèmes posés sous une forme canonique prennent une place trop importante par rapport à la compréhension des phénomènes. La physique post-1904 n’y a toujours pas sa place, même à un premier niveau de formulation. Des savoirs transversaux ne sont nullement envisagés. Les technologies restent pratiquement absentes ou abordées comme application.
Au vu des programmes en l’état, il semble difficile que les jeunes acquièrent les repères pour notre époque. Ils ne peuvent se faire une représentation du monde conforme à notre siècle et à l’évolution des sciences. En fin de secondaire, ils ne disposent pas de l’optimum de ce qu'il faut savoir pour comprendre les enjeux liés aux technosciences, mesurer les risques, décider pour et par soi-même et participer aux choix collectifs. Cela d’autant plus que les sciences n’ont toujours pas une place suffisante dans les programmes par rapport à leurs impacts dans la société. Et il n’existe pas la possibilité de faire une véritable filière sciences . Heureusement, nombre d’enseignants y pallient de leur propre initiative en faisant une place à l’histoire des idées scientifiques ou en initiant régulièrement des débats sur des sujets d’actualité qui posent des questions éthiques.
La qualité et l'ouverture de débats éthiques à l'ensemble des élèves sont le prélude indispensable à une relation de confiance renouvelée vis-à-vis de la science. La possibilité de s'approprier des connaissances sur les biosciences ou sur les nouvelles technologies par exemple, de s'exprimer sur les questions qu'elles posent au quotidien, apparaît prioritaire ces prochaines années, afin de permettre à l’élève de devenir plus présent dans les choix de société.

André Giordan, physiologiste et épistémologue, est actuellement professeur à l’université de Genève où il dirige le laboratoire de Didactique et Epistémologie des Sciences. Ses travaux portent sur les démarches scientifiques et les mécanismes de l’apprendre d’une part, sur l’approche de la complexité d’autre part. Par ailleurs, il est Président de la Commission internationale de Biologie, Ethique et Education (CBE-IUBS) et du réseau CECSI qui regroupent plus de 3000 enseignants de sciences à travers le monde.

Principaux ouvrages :
A. Giordan, Apprendre ! Belin, 1998, nlle édition 2002
A. Giordan , Une autre école pour nos enfants ? Delagrave, 2002
A. Giordan et G. De Vecchi, Les origines du savoir, Delachaux, Neuchâtel, 1987
G. De Vecchi et A. Giordan, L’enseignement scientifique, Comment faire pour que "ça marche"?, Delagrave, Nlle édition augmentée 2002
A. Giordan, J et F Guichard, Des idées pour apprendre, Delagrave, Nlle édition 2002
LDES: http://www.unige.ch/fapse/SSE/teachers/giordan/LDES/index.html