Ressource enseignant - Article de vulgarisation


Introduction

Considérations générales
Dans le cadre d’une contribution au symposium sur l’enseignement des questions socialement vives et du colloque Efficacité et équité en éducation organisé par Laurence Simonneaux et Alain Legardez à Rennes 2008, Barbara Bader et Geneviève Therriault résument, dans les deux documents qui suivent, les grandes lignes du modèle pour une démarche d’enseignement interdisciplinaire de didactique des sciences, intitulée Démarche de structuration « d’îlot de rationalité », élaborée par Gérard Fourez.

Dans le contexte de la mise en œuvre obligatoire du programme Science et technologie du secondaire au Québec, nous considérons cette démarche d’enseignement-apprentissage prometteuse pour développer la deuxième compétence du programme disciplinaire Mettre à profit ses connaissances scientifiques et technologiques.  En effet, la mise en œuvre de cette compétence fait appel à la considération de problématiques complexes lors de l’enseignement en classe de Science et technologie. Au deuxième cycle du secondaire, que ce soit pour les programmes réguliers (Science et technologie ou Applications technologiques et scientifiques) ou optionnels (Science et technologie de l’environnement et Science et environnement), ces problématiques s’ancrent dans des questions socialement vives (QSV) (Legardez, 2006) particulières, soit autour de thèmes environnementaux.

Les problématiques suggérées dans les programmes sont les suivantes : les changements climatiques, le défi énergétique de l’humanité, l’eau potable, la déforestation, les matières résiduelles et la production alimentaire.

Nous vous invitons à prendre connaissance des deux documents. Le premier vous présente les étapes générales à considérer lors de la planification ou de la mise en œuvre d’une démarche interdisciplinaire d’îlot de rationalité avec vos élèves. Le deuxième se veut une illustration générale des principales étapes de cette même démarche interdisciplinaire (dans le cas de la question du réchauffement climatique).

Sylvie Barma
Professeure en didactique des sciences au secondaire
Département d’études sur l’enseignement et l’apprentissage
Faculté des sciences de l’éducation
Université Laval

Un modèle pour une démarche interdisciplinaire

1.    Négocier et problématiser la démarche

  • Pour ce faire, rédiger une note de présentation destinée à tous les acteurs concernés.
 
  • Formuler la problématique en posant la question : « De quoi s’agit-il? », et déterminer l’angle à partir duquel elle sera abordée.
  • Préciser le projet par l’entremise d’un groupe de réflexion composé d’enseignants-partenaires, projet qui sera ensuite négocié avec les élèves : les contextes (pédagogique et épistémologique), les finalités, le(s) destinataire(s), le produit attendu, le temps disponible.

2.    Faire émerger le cliché

  • Correspond à ce dont on tient compte spontanément ou à la vision d’où l’on part
 
  • Par un remue-méninge et des opérations de recadrage : dresser un inventaire des représentations initiales, savoirs disponibles, connaissances préalables, questions spontanées des élèves devant la situation.
  • S’assurer d’un bagage de connaissances suffisant chez les élèves et, au besoin, se donner un référent commun.

3.    Établir le panorama

  • Correspond à ce dont on pourrait tenir compte ou à l’étape de documentation élargie.
 
  • Par le recours à une grille d’analyse de la situation :
    • Liste des acteurs humains et des actants matériels;
    • Liste des contraintes (valeurs, normes, codes, modèles, obstacles…);
    • Liste des enjeux;
    • Liste des tensions et des controverses;
    • Liste des choix et des scénarios envisageables pour une action.
  • Par l’identification des « boites noires » à ouvrir, des disciplines à mobiliser, des spécialistes à consulter dans le but d’approfondir l’investigation.
  • Par des descentes sur le terrain, des mises en situation concrètes, des rencontres avec des personnes ressources, des lectures.
 
  • Synthèse partielle ou modélisation intermédiaire : le panorama, c’est…

4.    Clôturer la démarche et procéder aux investigations

  • Correspond à ce que l’on prend effectivement en compte selon le projet que l’on s’est donné et le contexte de classe.
 
  • Sélectionner les aspects que l’on intégrera dans la synthèse finale :
    • Négocier la hiérarchisation des données listées en fonction des contextes pédagogique et épistémologique, et définir les priorités à investiguer de manière plus approfondie;
    • Donc « bifurcation » dans la démarche, afin de sélectionner un « parcours » de construction interdisciplinaire de connaissances particulier, en fonction du projet et du contexte en cause, des prises de position privilégiées sur la question à l’étude;
    • Choisir des boites noires à ouvrir pour approfondir la compréhension de notions précises;
    • Ouvrir les boites noires choisies et s’approprier des « principes disciplinaires ».

5.    Élaborer et valider une représentation interdisciplinaire complexe aussi appelée synthèse finale ou îlot interdisciplinaire de rationalité

  • La représentation interdisciplinaire complexe est plus raffinée et plus adéquate que le cliché et le panorama; la synthèse finale prend la forme d’un rapport.
 
  • Mesurer les écarts entre le cliché, le panorama et la synthèse finale, en saisir les limites et générer une réflexion sous trois rapports :
    • Épistémologique : la construction des connaissances;
    • Cognitive : la méthodologie;
    • Métacognitive : le jugement de l’élève quant à la manière dont il a utilisé les procédures pour élaborer la représentation.
  • Tester de deux façons (théorique et empirique) la représentation et éventuellement l’ajuster. Le test théorique consiste à confronter la synthèse réalisée avec les savoirs standardisés en faisant appel à un expert, alors que le test empirique permet de comparer cette synthèse avec une expérience similaire ou une réalisation pratique.
Bibliographie
Bader, B et Therriault. G. (2008). La démarche de structuration des îlots de rationalité : une approche des QSV soucieuse d'épistémologie des sciences et d'équité en éducation aux sciences, Efficacité de l'approche des Questions Socialement Vives pour l'éducation à l'environnement et à la durabilité. Symposium sous la direction de Laurence Simonneaux & Legardez Alain au colloque « Efficacité et équité en éducation », Rennes 2008.
Illustration des étapes de la démarche d’enseignement interdisciplinaire sur la question des changements climatiques

1.    Négocier le projet avec les élèves : les contextes (pédagogique et épistémologique), les finalités, le(s) destinataire(s), le produit attendu, le temps disponible


Cette démarche consiste à documenter de manière interdisciplinaire certains aspects des changements climatiques. Les élèves devront acquérir des connaissances scientifiques sur les paramètres principaux qui entrent en jeu dans ces variations du climat mondial. Ils devront aussi se documenter en mobilisant des savoirs disciplinaires d’au moins deux disciplines scolaires. Cette démarche vise également une meilleure connaissance de pratiques de recherche actuelles sur le climat et des manières de le modéliser, en prenant conscience des incertitudes qui demeurent. Elle veut engager les élèves dans une réflexion critique des arguments controversés sur cette question et leur permettre de se documenter sur certaines conséquences sociales, politiques, économiques ou éthiques des changements climatiques. Il est pertinent de rappeler qu’au deuxième cycle du secondaire au Québec, l’enseignant est invité à ancrer sa pratique didactique dans la considération d’aspects divers (sociaux, historiques, économiques, etc.) lors de l’étude de problématiques complexes (Barma, 2007). Ceci dans le but d’amener l’élève à s’approprier des principes scientifiques et technologiques et à se construire une opinion éclairée au regard de la problématique : « Cet exercice suppose la construction d’une représentation systémique de ces problématiques qui prend en compte leurs différents aspects et les divers points de vue sur le sujet (des environnementalistes, des syndicats, des politiciens, etc.). Elle permet aussi d’examiner certaines retombées à long terme, de les comparer aux retombées à court terme et, s’il y a lieu, d’en dégager les enjeux éthiques » (Gouvernement du Québec, 2006,  p.23). Pour ce faire, les élèves travailleront, si possible, par équipes de trois. Six périodes de cours seront consacrées à ce projet. Chaque élève devra investir au minimum une heure de travail personnel par heure de cours en classe. De plus, chaque équipe devra rencontrer un expert ou un citoyen engagé dans la question des changements climatiques. La mise en commun des différents îlots de rationalité (qui prendront des formes diverses selon les choix des équipes pour documenter la question), laquelle inclut les prises de position et les engagements des équipes, se fera lors de la dernière séance de cours. Notons quelques points importants de cette démarche :
  • Dans un premier temps, les élèves devront expliciter leurs conceptions des sciences et leurs degrés d’appréciation et d’engagement dans les cours de sciences au secondaire, ainsi que leurs conceptions de différentes facettes de la question du climat. Un questionnaire leur sera distribué à cet effet, qu’ils compléteront par écrit à la suite de la présentation du projet par leur enseignant.
  • Ils devront ensuite se documenter sur les changements climatiques et sur le travail des chercheurs, et rencontrer des experts qui étudient la question afin de valider un aspect ou l’autre de leur représentation interdisciplinaire.
  • C’est alors que l’enseignant peut décider de mettre à profit une formule pédagogique de son choix : controverse, approche par problème, étude de cas, démarche expérimentale (C1).
  • Les élèves devront inclure dans leur représentation interdisciplinaire un enjeu social, politique, économique ou éthique soulevé par cette question.
  • Une fois l’élaboration de leur représentation interdisciplinaire terminée, chaque équipe devra prendre position par écrit quant à l’importance de cette question environnementale, ses conséquences, ce que l’on sait et ce qui demeure incertain, de manière à contribuer à la réflexion et à l’action sociale de manière pertinente, en cohérence avec leur représentation interdisciplinaire de la question.
  • Les éléments importants de leur représentation interdisciplinaire seront consignés sous la forme d’un dossier, d’une page web, d’une vidéo ou d’une exposition, attestant de la compréhension des savoirs disciplinaires qui auront été approfondis et du développement des compétences visées et qui se trouvent liés aux contenus des programmes scolaires de sciences permettant de répondre aux intentions évaluatives de l’enseignant.
  • Enfin, chaque équipe devra problématiser sa conception des sciences et ses rapports aux savoirs scientifiques lors d’un entretien avec un membre de l’équipe de chercheurs, en fin de démarche.

2.    Faire émerger le cliché ou ce dont on tient compte spontanément la vision d’où l’on part

Par un remue-méninge et des opérations de recadrage : dresser un inventaire des représentations initiales, savoirs disponibles, connaissances préalables et des questions spontanées des élèves face à la situation.
  • Explorer en classe les connaissances de départ des élèves sur la question du climat : leurs connaissances (1) de certaines notions scientifiques au programme s’y rapportant*, (2) des causes et conséquences éventuelles des changements climatiques, (3) leurs conceptions du travail des scientifiques et de leur rôle sur cette question, (4) leurs conceptions d’enjeux politiques, économiques, sociaux, éthiques qui s’y rattachent, (5) leur intérêt ou leur désintérêt face à cette question, (6) les questions qu’ils se posent, (7) les actions qu’ils seraient prêt à poser face à cet enjeu, s’il y en a, (8) ainsi qu’explorer leur intérêt et leur degré d’engagement dans les cours de sciences habituels.
  • Chaque équipe consigne ses réponses sur des affiches qui servent de traces quant à leurs idées de départ sur les sciences et la question du climat.
 S’assurer d’un bagage de connaissances suffisant chez les élèves et, au besoin, se donner un référent commun.
  • L’enseignant cible des notions du programme de sciences qui doivent être documentées en cours de démarche et dont il tient à vérifier la maîtrise en fin de projet.
 * Les éléments de contenu rattachés à la question des changements climatiques au programme de science et technologie du deuxième cycle du secondaire et regroupés par univers sont : (1) univers vivant et écologie : étude des populations (densité, cycles biologiques), dynamique des communautés, dynamique des écosystèmes; (2) terre et espace : cycles biogéochimiques, régions climatiques, lithosphère, hydrosphère, atmosphère, espace; (3) univers matériel : transformations chimiques, organisation de la matière, transformation de l'énergie; (4) divers objets, systèmes, produits et procédés reliés à l’univers technologique (MELS, 2007, p. 49).

3.    Établir le panorama ou ce dont on pourrait tenir compte

Chaque équipe établit sa grille d’analyse du réchauffement climatique en précisant la liste des acteurs, actants, contraintes (valeurs, normes, intérêts), enjeux, tensions et controverses. Il s’agit de commencer à se documenter sur ces différents éléments pour enrichir le cliché qui a permis de cerner les connaissances de départ des élèves. On distingue ici les jugements de faits des jugements de valeurs. En tant qu’équipe, on peut identifier ses propres valeurs lorsqu’il est question d’environnement et discuter du rôle des sciences dans ces questions. On établit enfin la liste des scénarios envisageables pour une action. Ce travail peut se faire en dehors des heures de cours.
  • Par le recours à une grille d’analyse de la situation.
  • Par l’identification des « boites noires » à ouvrir, des disciplines à mobiliser, des spécialistes à consulter dans le but d’approfondir l’investigation.
    • Chaque équipe, avec l’aide de l’enseignant, cible des notions du programme de sciences qui devront être approfondies pendant la démarche. Chaque équipe est responsable de l’enseignement de l’une de ces notions à l’ensemble de la classe, en fin de parcours.
 
  • Par des descentes sur le terrain, des mises en situation concrètes, des rencontres avec des personnes ressources, des lectures.
·         Tester l’ouverture de la liste auprès des personnes visées par la situation. Une fois le panorama établi par l’équipe, ses membres sélectionnent obligatoirement un enjeu (politique, économique, social ou éthique) et une controverse scientifique qu’ils documentent. À cette étape, chaque équipe doit faire évaluer son plan de travail et ses choix par l’enseignant. Une fois évaluée, l’équipe amorce sa documentation interdisciplinaire. Synthèse partielle ou modélisation intermédiaire à faire valider : le panorama, c’est…

4.    Clôturer la démarche et procéder aux investigations ou ce que chaque équipe prend effectivement en compte selon le projet qu’elle s’est donné et le contexte de classe

 Avec l’aide de l’enseignant, chaque équipe sélectionne les aspects qu’elle intégrera dans sa synthèse finale.  
  • Négocier la hiérarchisation des données listées en fonction des contextes pédagogique et épistémologique, et définir les priorités à investiguer de manière plus approfondie.
    • Chaque équipe doit se documenter sur une pratique de recherche actuelle sur les changements climatiques et sur les incertitudes qui demeurent. L’équipe doit également repérer un élément de controverse sur la question et le documenter. Elle doit enfin documenter un enjeu politique, économique, social ou éthique qui y est rattaché.
  • Il y a donc ici « bifurcation » dans la démarche, afin de sélectionner un « parcours » de construction interdisciplinaire de connaissances particulier en fonction du projet d’équipe, de ses prises de position, de ses valeurs et du contexte en cause.
  • Choisir des boites noires à ouvrir pour approfondir la compréhension de notions précises.
  • Ouvrir les boites noires choisies et s’approprier des « principes disciplinaires ».

5.    Élaborer et valider une représentation interdisciplinaire complexe (plus raffinée et plus adéquate que le cliché et le panorama), aussi appelée synthèse finale (prenant la forme d’un rapport) ou îlot interdisciplinaire de rationalité

  • En fonction de la prise de position de l’équipe sur la question des changements climatiques (causes-conséquences, valeurs ou intérêts en jeu, enjeux politique, économique ou autres, travail actuel des chercheurs, incertitudes et controverses en cause), chaque équipe prépare une production concrète qui rend compte de sa documentation interdisciplinaire de la question. Elle se prépare ensuite à présenter oralement les résultats de sa démarche, sa manière de s’engager plus avant pour un changement social qu’elle juge nécessaire ou les raisons qui font qu’elle juge inutile de s’engager plus avant. Elle prépare également une leçon sur une notion scientifique destinée à ses camarades de classe.
  • Enfin, en entretien avec l’équipe de chercheurs, chaque équipe est invitée à s’exprimer sur les considérations épistémologiques, cognitives et métacognitives rattachées au déroulement de leur îlot de rationalité. On revient sur les conceptions des sciences et les rapports aux savoirs scientifiques des élèves, avant, pendant et après cette démarche.
Bibliographie
Bader, B et Therriault. G. (2008). La démarche de structuration des îlots de rationalité : une approche des QSV soucieuse d'épistémologie des sciences et d'équité en éducation aux sciences, Efficacité de l'approche des Questions Socialement Vives pour l'éducation à l'environnement et à la durabilité. Symposium sous la direction de Laurence Simonneaux & Legardez Alain au colloque « Efficacité et équité en éducation », Rennes 2008. (Adaptation aux prescriptions du programme scolaire québécois par Sylvie Barma.)
 

Barma, S. (2007). Enseigner les sciences pour développer la pensée critique. In M. Riopel, P. Potvin et S. Masson (dir.). Regards multiples sur l'enseignement des sciences (pp. 35-48). Québec: Multimondes.

 

Fourez, G. (1997). Qu’entendre par « Îlot de rationalité » ? Et par « Îlot interdisciplinaire de rationalité » ? Aster, 25, 217-225.

 

Fourez, G. (2002). La construction des sciences. Bruxelles : De Boeck Université.

 

Fourez, G., Maingain, A. et Dufour, B. (2002). Approches didactiques de l’interdisciplinarité. Bruxelles : De Boeck Université.

 

Gouvernement du Québec (2006). Programme de Science et technologie. Enseignement secondaire deuxième cycle. Québec : Ministère de l’Éducation du Loisir et du Sport.

 

Legardez, A. (2006). Enseigner des questions socialement vives. Quelques points de repères. Dans A. Legardez et L. Simonneaux (Dir.), L'école à l'épreuve de l'actualité. Enseigner les questions socialement vives (p. 19-31). Paris : ESF.