Education scientifique et socle de connaissances

Cahiers pédagogiques, site novembre 2007Par le décret du 11 juillet 2006, il est heureux que l’Etat français mette en place un processus pour énoncer « les connaissances et les compétences que tous les élèves doivent avoir acquises à la fin de leur scolarité obligatoire ». Pour le ministre d’alors, « la définition du socle commun (était) un acte capital pour l'avenir de notre système éducatif ! Ce socle sera la base culturelle commune à tous les Français, en même temps que la première étape du processus de formation tout au long de la vie. Il engagera très fortement l'Education nationale, à commencer par le ministre. Car il lui imposera une véritable obligation de résultat ». Une telle démarche devrait ouvrir sur une large réflexion politique, au sens noble de ce terme, sur ce que l'école devrait faire acquérir à tous : les savoirs, les savoir-faire (démarches, méthodes), les savoir-être (attitudes,..), les savoir-vivre, pour permettre à chaque élève de comprendre et de s’insérer dans la société du XXIème siècle.

Malheureusement, on peut craindre que ce décret ne réponde que très partiellement et plutôt imparfaitement aux objectifs visés. Dans les textes parus, on peut percevoir déjà plusieurs travers. D’abord on constate qu’ils comportent des listes-catalogues de connaissances, centrées sur des contenus fondamentalement disciplinaires. De plus, ils recoupent les programmes actuels de l'école et du collège, toujours maintenus au rang d’intouchables ! La culture habituelle du ministère de l’éducation, sa façon de réfléchir aux réformes, l’absence totale de veille pédagogique conduirait-elle à une nouvelle impasse, une de plus... A cela plusieurs causes ; en premier, les corporatismes –disciplinaire, hiérarchique et j’en passe- sont partout dans l’éducation française ; ils bloquent toute tentative de réflexion… Ensuite, la société ne se pose pas les « bonnes questions » sur l’école. Elle se satisfait de l’existant, elle rêve de l’école du passé, comme le confirment les derniers sondages ! Enfin, les hommes politiques quelque soit leur parti sont pétrifiés sur la question en raison du caractère "explosif" des réactions du monde scolaire. Tous jouent la prudence extrême.
Ensuite la formulation de ces objectifs reste sur le mode injonctif, voire moraliste concernant les attitudes à acquérir. Nombre d’entre eux sont formulés de plus de façon irréaliste ; ce que signifie être un élève, ses attentes, ses apprentissages restent plutôt des inconnus pour les rédacteurs de ce socle. Derrière, il n’y a manifestement aucune prise en compte de l’évaluation de l’existant, soit en termes de carences, soit en termes de réussites.
Et pardessus tout, ce processus dénote une conception dramatique du changement. Tout le système éducatif a intégré que le changement vient d’en haut. Et chaque ministre y va de sa réforme ou plutôt de ses lubies. Prendra-t-on conscience un jour des blocages et surtout du marasme créé par trente ans de réformes non pensées sur le plan de la conception et de la mise en place ? Sans compter les effets d’annonce qui se contredisent. Pourtant, un peu de recul sur un passé récent montrerait que le changement de l'école ne se décrète pas !

Une réflexion plus large sur ce qu’il est nécessaire d’apprendre reste à générer. Edgar Morin est allé très loin dans cette direction en proposant 7 savoirs transversaux. Nombre d’institutions, d’organisations internationales ont réfléchi sur de nouvelles orientations. Des recherches éducatives ont été entreprises sur ce plan, d’autres systèmes éducatifs repensent leurs programmes. Pourquoi n’en tient-on pas compte en France ? Quand arrêtera-t-on de réinventer la roue entre soi ?..
De ce corpus de données, plusieurs éléments permettraient d’avancer. Déjà il faut sortir du diktat des disciplines dominantes et organisées qui font que des pans entiers de savoirs indispensables sont toujours absents du système éducatif. Ce cloisonnement est pourtant un phénomène très exactement daté. Il correspond à un état du savoir universitaire, celui de la fin XIXème siècle... Aujourd’hui, ce choix de savoirs est totalement inadapté. Le jeune reste un « illettré » s’il ne maîtrise pas quelques grandes idées de psychologie, d’économie, d’anthropologie, de droit, d’urbanisme , etc. .
De plus, les problèmes actuels -ceux auxquels sont ou seront confrontés notre société et nos jeunes- ne se posent plus à l’intérieur d’une seule discipline. La recherche de solutions pour l’environnement, par exemple, demande d’articuler des connaissances provenant de domaines très divers. Mais ce qui devient important, plus que des certitudes trans ou disciplinaires, ce sont des démarches, des modes d’investigation, mêlés à des attitudes telles que la capacité de s'interroger, de mettre en connexion, d'inventer, d'élaborer, d’entreprendre, etc.

Dans le même temps, ces disciplines dominantes sont à repenser : les maths par exemple sont à alléger notablement, et surtout à réorienter pour aborder les questions d’incertitude, d’estimation, d’optimisation. Telles qu’elles continuent à être envisagées dans le socle, elles ne fourniront jamais les « outils pour agir, choisir et décider dans la vie quotidienne » : on n’apprend toujours pas à poser les problèmes par exemple. Pas plus qu’elles ne favoriseront « la rigueur intellectuelle constitutive du raisonnement scientifique » : on bloque la pensée des jeunes en développant une logique linéaire, classique et des modes de raisonnement réflexes qui n’ont même plus de sens en mathématiques. Elles sont donc condamnées à prolonger des idées dépassées, comme celle de « cohérence », à moins de reformuler ce vocable autrement, de « solution » ou même de « rigueur »… Il est des mythes qui ont la vie dure et qui perdurent. Les mathématiques scolaires perpétueront dans la tête des jeunes des algorithmes répétitifs aux dépends de la créativité d’une réflexion pertinente et d’une démarche dite de « complexité».

Sur le plan de l’enseignement des sciences maintenant, une première interrogation se pose : ont-elles encore leur place dans un socle de connaissance et de compétences ? Au risque de choquer quelques collègues, surtout ceux qui réalisent nombre d’innovations motivantes, la question se pose réellement. Pourquoi ce jugement plutôt direct ? Parce que les programmes actuels, non seulement n’apprennent « pas grand chose » aux élèves, du moins pas l’essentiel. Mais surtout, parce que les choix faits et la manière de les présenter les dégoûtent progressivement des sciences. Ils disent y apprendre «des formules toutes faites» ; ils y accumulent des «sommes de détails». L’acquisition d’une démarche scientifique est évacuée, au profit de l’apprentissage de définitions et de procédés standards.
Un ensemble d’évaluations de cet enseignement le confirme. Chaque année, nous organisons à l’université des tests sur le niveau des étudiants, deux ans après un baccalauréat scientifique. Les résultats ne laissent aucune place au doute et ne peuvent que nous laisser songeurs. Prenons par exemple l’ADN, un sujet largement enseigné en biologie et fortement médiatisé. Deux à trois ans après l’épreuve du bac, les confusions dans les esprits entre gènes, chromosomes et ADN sont multiples, de même que les liens avec la fabrication des protéines sont peu évidents. De l’ADN, ils n’ont retenu que le nom ou plutôt… le son ! Comme en témoignent les phrases ci-jointes sur « que veut dire ADN ? » :
ADN =
- « désamine nutro amine »,
- « acide désory nitro »,
« anime detroxy nucléique»,
« acide desoxyribo mécanique »...
Les entretiens qualitatifs mettent en évidence des connaissances fragmentaires : les élèves ne savent pas toujours à quoi relier le concept d’informations génétiques. Ils connaissent les règles d’appariement des bases, mais confondent protéine et ADN. Cette dernière peut être située dans le sang ou le cerveau ! En physique, c’est aussi révélateur : ils se souviennent de quelques formules, de même qu’en chimie. Toutefois leur signification, leur domaine d’application leur est largement inconnu. Ainsi il leur est difficile de distinguer : force, énergie, travail et puissance. La force est souvent confondue avec la quantité d’énergie, voire l’accélération. Et les obstacles sont partout, à commencer dans les niveaux d’organisation de la matière. Il n’est pas rare de trouver des cellules dans les atomes ou ces derniers dans les particules élémentaires !
A la limite, ces questions de connaissances ne sont pas les plus graves. Ce qui chagrine en premier est surtout le sentiment d’ennui et de désintérêt qui ressort des entretiens. A l’école maternelle, au début du primaire, les élèves arrivent avec une infinité de questions. Progressivement, celles-ci disparaissent. L’enseignement non seulement ne développe pas la curiosité, l’esprit critique, mais enlève l’envie de comprendre et le désir de chercher. Les enquêtes réalisées en Europe montrent que les sciences font aujourd’hui partie des matières scolaires les moins appréciées. L’enseignement est jugé « trop obscur » : c’est pour les jeunes une « science coupée du réel » et qui n'introduit pas aux « modes de pensée pour affronter le monde de demain ». « On n’y apprend pas les repères pour notre époque ».
Plus grave encore, l’éducation scientifique est jugée comme une « fabrique à exclure ».Nombre de jeunes adultes ne voient en elle qu’un facteur de sélection scolaire, par l’échec, au même titre que les mathématiques. Rien d’étonnant alors que le nombre d’étudiants dans les branches scientifiques soit partout en diminution. La physique devient la branche la plus sinistrée : en Allemagne, on constate, en 10 ans, une diminution de moitié des inscriptions en physique.En France, moins 12% chaque année. En Grande-Bretagne, la situation devient franchement alarmante et le renouvellement des chercheurs n’est plus assuré .

Quels savoirs scientifiques pour des jeunes du XXIème siècle ?
Pourtant, une culture scientifique et technique, auquel il faut ajouter des dimensions comme une certaine approche de l’industrie, de la santé, de l’environnement et du développement durable est indispensable pour répondre actuellement à des intérêts :
- sociopolitiques, c’est-à-dire de citoyenneté,
- pratiques (être autonome et pouvoir faire des choix éclairés dans la vie quotidienne),
- opératoires sur le plan des façons de réfléchir, pour distinguer données et croyances,savoirs et ignorances,
- métacognitifs, notamment sur le plan épistémologiques,
- éthiques (relations sciences, techniques, éthique et société) et également
- ludiques (plaisir de connaître, d’entreprendre,..).
Or les programmes en usage ont été définis à l’intérieur du « petit monde » des scientifiques. Ils se déclinent au travers d’un rapport de force universitaire en chimie, biologie, physique, décomposée pour cette dernière en optique, thermodynamique, mécanique, etc.. Celui des jeunes est tout autre.Environnement, pollution, nouvelles technologies, clonage, manipulation génétique, santé, histoire de l’univers, développement durable, éthique, sciences et société sont leurs véritables préoccupations.
La première rédaction du texte sur le socle commun tente de sortir de cette tradition, et on constate quelques ouvertures, mais les habitudes sont bien tenaces ! Ce qui est premier reste la "Science" au travers des savoirs établis à des fins d’une professionnalisation spécifique … La relation entre les sciences et les jeunes reste définie de façon linéaire, univoque et frontale. En d'autres termes, tout est centré sur une "offre" d’une communauté qui a besoin d’exister pour elle-même plutôt que sur des demandes de savoirs pour comprendre. Les programmes, tout comme le socle, définissent ainsi pour l’essentiel des savoirs nécessaires pour former de futurs scientifiques, et non pas des savoirs mis à disposition de la future personne et du futur citoyen pour questionner et comprendre son corps, son environnement et la société scientifico-technique dans laquelle il vit.
Pour sortir du marasme actuel, un changement de paradigme est à introduire dans la relation pratiquée. Il s’agit de sortir d’une corrélation implicite : savoirs scientifiques, techniques --->élèves (indéfinis).
Un renversement devient indispensable dans le sens :
Jeune (personne, citoyen,..) ---> culture scientifique, technique, industrielle, santé, environnement.
La priorité n'est plus d’enseigner les sciences pour elles-même, mais au travers d’une démarche scientifiques ou techniques d’introduire chez l’apprenant une disponibilité, une ouverture sur les savoirs, une curiosité d'aller vers ce qui n'est pas évident ou familier .
Pour préciser celle-ci et pour commencer à la rendre opératoire dans un système éducatif tel qu’il existe, 5 ensembles de priorités peuvent paraître importants :
- préalables pour une attitude scientifique,
- maîtrise de démarches d'investigation,
- développement d'une expérience "actuelle",
- organisation du savoir autour de concepts structurants,
- permanence d'un savoir sur le savoir.

1. préalable pour une attitude scientifique
L’émergence chez le jeune d'une attitude scientifique apparaît prioritaire, et cela dès la plus jeune enfance. Celle-ci n’est-elle pas plus importante que les connaissances factuelles qu'il pourrait engranger. Ces dernières deviennent vite obsolètes face à l'évolution permanente de ces domaines.
Il importe donc, avant tout, de former des esprits ouverts, capables de s’interroger sur le monde ou sur eux-mêmes, de futurs citoyens aptes à débattre des enjeux sociaux,. Pour clarifier ce vocable, notons qu’il est regroupé sous ce terme, un ensemble de comportements qui vont de la curiosité, de l'envie de chercher à la prise de recul et à l'esprit critique, de la confiance en soi à l'imagination créatrice, de l'envie de communiquer à l'ouverture sur l'environnement. Ils constituent un facteur d'autonomie et un moteur d’appropriation.
Bien que les divers éléments qui composent cette finalité ne s'établissent de façon efficace que progressivement et en interrelation avec la maîtrise des démarches et l'élaboration des concepts, le développement de tels comportements est un objectif en soi et demande des moments d’apprentissage particuliers.

2. Maîtrise de démarches d'investigation
Une autre composante primordiale pour rendre le savoir opératoire est la maîtrise de démarches d'investigation. Parmi celles-ci, prennent place en premier : la démarche expérimentale et la maîtrise de l'information.
La démarche expérimentale a pour but d’introduire le non-initié dans une dynamique de rechercher le savoir par lui-même, d'inventer des explications possibles (hypothèses) et surtout de les corroborer. Sur ce point, il importe d’insister sur la nécessité de mettre en oeuvre des investigations multiples (observation, classement, enquête, expérimentation, etc.). De plus, celles-ci ne doivent pas en rester à la démarche analytique classique, mais préciser les interactions, les effets contradictoires ou les synergies.
La maîtrise de l'information fait partie intégrante des démarches scientifiques bien menées. Un scientifique passe 80% de son temps de recherche à faire de la littérature ! Cette démarche prend une place prépondérante dans les mécanismes de fonctionnement des sociétés actuelles, notamment par sa composante visuelle.
Par ailleurs, d'autres démarches nouvelles sont à introduire dans un socle de base. Il s'agit d'abord de l'importance de clarifier les situations ou les phénomènes étudiés pour formuler les questions à traiter et trouver des optimums alternatifs. Tout savoir n'est qu'une tentative de réponse à une question qu'il s'agit de bien préciser : la pertinence de la réponse dépend et varie avec la question. La pragmatique et l’analyse systémique deviennent ainsi des démarches indispensables à introduire dès l’école maternelle .
Des pratiques de modélisation et de simulation sont devenues également des investigations de base. Elles prennent une place chaque jour plus grande dans la recherche et dans l'innovation ; elles présentent des caractéristiques propres très formatrices.

3. Développement d'une expérience actuelle
Sous cette direction, deux aspects différents au premier abord mais tout à fait complémentaires sont regroupés. D'une part, il est nécessaire que le jeune s’approprie une « expérience » -au sens premier- par rapport aux objets, aux phénomènes avec lesquels il est en contact. D'autre part, il importe qu’il entre en contact avec les savoirs les plus actuels. En effet, si les savoirs les plus récents ne sont pas toujours les plus pertinents sur le plan de l'apprentissage, leur existence et leurs intérêts ne peuvent plus être passés sous silence. Si l'on veut permettre à la grande majorité des jeunes de décoder les informations présentées par les médias sur les dernières découvertes et les ultimes innovations technologiques, si l'on veut éviter un décalage trop grand entre les scientifiques, les ingénieurs et les citoyens, une éducation scientifique et technique doit pouvoir fournir un certain nombre de repères .
Un premier inventaire de ces savoirs et pratiques les plus importantes (ainsi que de leur niveau optimum de formulation) peut être envisagé pour la scolarité obligatoire à travers le découpage suivant :
- corps,
- cerveau
- biosphère (environnement)
- technosphère
- univers (matière, énergie,..)
Pour chaque dimension, un découpage plus fin peut être envisagé ; ci-joint une approche de la dimension cerveau : Dimension cerveau.

4. Gestion du savoir autour de concepts organisateurs
L’organisation des connaissances à promouvoir doit permettre à chaque jeune de fédérer la masse des données actuelles et en développement. Ceci afin qu’il ne soit pas perdu ou dépassé par le flot continuellement renouvelé d’informations. Cette organisation doit servir de cadre intégrateur, pour permettre à chaque niveau de la scolarité l'enrichissement du savoir et sa reformulation (au fur et à mesure que des questions plus complexes sont abordées). Dans le même temps, elle doit prendre en compte le fait que la connaissance n'est ni accumulative, ni acquise directement, mais élaborée sur un temps souvent très long par reformulations successives. Enfin, une telle organisation doit avoir pour but de promouvoir le savoir en tant qu'outil . Elle doit conduire à apprendre à structurer les connaissances et à les gérer. Elle doit entraîner l'apprenant à se situer par rapport à elles, à connaître leurs domaines de validité ... et même à en produire !
Pour répondre à de telles contraintes, une dizaine de concepts organisateurs (voir figure ci-dessous), pourraient servir d’organisateurs de la pensée ; ces "bases" (énergie, matière, information, temps, espace, organisation, mémoire, régulation, identité,..) permettraient de fédérer les multiples informations. Elles pourraient permettre de se repérer et de renouveler l’imaginaire des jeunes.Première ébauche de concepts structurants

5. Permanence d'un savoir sur le savoir
Le savoir a peu de chance d'être fonctionnel s'il ne s'accompagne pas d'une réflexion épistémologique et éthique. Celle-ci s’avère double : d'une part, elle doit centrer le jeune sur les "ressorts" internes aux approches scientifiques et techniques :
- Comment s'élaborent et fonctionnent les divers savoirs ?,
- Quelles sont les différences entre les types et en particulier entre les savoirs techniques et scientifiques ?
- Quelles sont les particularités d’une approche santé, environnement ou développement durable ?
Une attention toute particulière peut porter d’une part :
- sur la relation entre les faits et les théories, questions et hypothèses,
- sur les réseaux de concepts, sur les logiques argumentatives et
- sur l'intérêt opératoire des modèles.
D'autre part, il apparaît important d’introduire les sciences et les technologies dans leurs dimensions sociales. Il s'agit de «faire passer » l’idée que ces approches sont une merveilleuse aventure humaine avec les risques qu'elles présentent encore, leurs réussites, leurs échecs, leurs perspectives. Et cela au travers de leurs histoires, celles des grandes révolutions scientifiques, de l'évolution aux mutations génétiques, la tectonique des plaques… et des hommes qui en ont été les acteurs (Copernic, Newton, Lavoisier, Mendel,..).
Enfin, un regard critique sur les savoirs maniés devient également une nécessité. Une réflexion sur la science, sur les liens entre savoirs scientifiques, culture et société, ou encore entre savoirs et valeurs devient autant importante que les savoirs eux-mêmes. On pourrait par exemple permettre aux jeunes de s'interroger sur les « réponses » que portent les techniques ou sur leurs limites (téléphone portable, OGM ou thérapies géniques, par exemple) .

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