Université d'été « Enseigner les sciences à l'école primaire »

Le rôle d'un consultant scientifique

 

Pierre-Bernard Fontes, université Paris-Sud et IUFM de Versailles

Présentation

Comme enseignant de physique au centre scientifique d'Orsay, j'exerce en formation initiale dans deux services très différents : à l'institut universitaire de formation des maîtres de l'académie de Versailles et à l'université Paris-Sud.

Le premier de ces enseignements est la préparation au concours du CAPES de physique et chimie, c'est-à-dire la première année d'institut universitaire de formation des maîtres (IUFM). Il s'agit de physique en tant que discipline pour la formation de physiciens, futurs enseignants de lycées et collèges en physique et chimie.

Le second concerne des étudiants qui préparent une licence pluridisciplinaire scientifique et qui désirent entrer l'année suivante en première année d'IUFM pour devenir professeurs des écoles. Cette formation contribue à assurer la polyvalence des professeurs des écoles. Il s'agit plutôt de physique pour des citoyens qui devront, à leur tour, former de futurs citoyens. Dans cette licence, les activités expérimentales constituent la part essentielle de l'enseignement, soit sous forme de travaux pratiques de type " découverte ", soit sous forme d'exposés portant sur des sujets librement choisis par les étudiants parmi les thèmes au programme et illustrés par des expériences de physique utilisant un matériel simple, par exemple issu de la vie courante.

Je participe à la formation initiale de professeurs des écoles par des présentations de conférences et des animations d'ateliers à destination d'étudiants de première année d'IUFM ou de professeurs des écoles stagiaires. Je contribue également à des stages de formation continue d'enseignants titulaires du premier degré concernés par l'enseignement des sciences à l'école dans l'esprit de La main à la pâte. L'enseignement que je donne en licence pluridisciplinaire s'inscrit également dans le droit fil de cette opération.

J'interviens, de façon ponctuelle, dans un collège dans le cadre d'un club de météorologie au titre de l'opération Un ballon pour l'école.

Le rôle de consultant scientifique est un aspect de l'accompagnement scientifique et, de mon point du vue, il fait partie intégrante de cet ensemble d'activités qui m'a permis de mieux connaître l'école primaire et les problèmes posés par l'enseignement des sciences. Je suis consultant pour les questions d'électricité sur le site de La main à la pâte hébergé par l'institut national de recherche pédagogique.

Consultant scientifique

Le titre finalement retenu pour cette conférence est Le rôle du consultant scientifique . Je m'appuierai souvent sur mon expérience personnelle et je traiterai donc plutôt du rôle d'un consultant scientifique.

En guise de définition

Dans la société, la notion de consultant apparaît dans de nombreux domaines et pas toujours avec une image positive. Chacun connaît l'histoire de ce vieux berger qui surveille son troupeau et voit venir vers lui un jeune homme qui s'adresse à lui en ces termes :

- Vous êtes berger, n'est-il pas ?
- Je suis berger, dit le berger !
- Si je vous dis le nombre de moutons dans votre troupeau, m'en donnerez-vous un ?

- Pourquoi pas, dit le berger ?

Le jeune homme effectue une série de mesures et revient deux semaines plus tard.

- Il y avait 357 moutons dans votre troupeau !
- C'était vrai, dit le berger.
- Alors, je peux prendre un mouton !
- C'est convenu ainsi, dit le berger.

Le jeune homme charge une bête dans son véhicule.

- Si je trouve votre profession, vous me rendrez l'animal que vous avez pris ?
- Bien sûr, dit le jeune homme !
- Vous, vous êtes consultant, affirme le berger.
- C'est exact répond le jeune homme, mais comment donc le savez-vous ?
- Pour trois raisons, détaille le berger :

a) vous intervenez alors que personne ne vous a appelé,
b) vous me faites payer pour m'apprendre ce que je sais déjà,
c) enfin, vous n'y connaissez pas grand chose : vous avez emporté mon chien.

Aucune de ces trois raisons ne devrait normalement permettre d'identifier un consultant scientifique de La main à la pâte. En effet :

a) il intervient uniquement à la demande expresse d'un enseignant et sur une question précise ;
b) son intervention est bénévole, rapide et adaptée à la question posée ;
c) on peut attendre de lui une certaine compétence dans le domaine considéré et une connaissance convenable de l'école élémentaire et pré élémentaire.

Mode d'intervention d'un consultant scientifique

Après filtrage par un modérateur du serveur de La main à la pâte, les questions posées par les enseignants sont transmises aux consultants scientifiques concernés. Ce filtre est indispensable pour le bon fonctionnement du dispositif.

Le premier des consultants qui accepte de répondre le fait savoir au modérateur qui en informe les autres consultants. Ce fonctionnement évite du travail inutile mais n'interdit évidemment pas l'intervention ultérieure d'un ou de plusieurs autres consultants, en réponse à une même question.

Certaines des questions posées ne relèvent pas du rôle d'un consultant scientifique. Elles peuvent cependant trouver une réponse dans la liste d'échanges lamap, par exemple.

Rôle(s)

Rôle a priori

Lors de la mise en place du réseau en avril 1998, on pouvait imaginer que les questions porteraient surtout sur des points expérimentaux. Je pensais, par exemple, à des propositions d'expériences ou à l'interprétation d'expériences réalisées en classe. Nous verrons ci-dessous que ce rôle est assez peu représenté.

Rôle a posteriori

Après deux ans et demi de fonctionnement, il est possible de mieux cerner les besoins des enseignants qui posent des questions. Des consultants interviennent dans les domaines suivants : électricité, énergie, matière, astronomie, acoustique, optique, mécanique et technologie, pour la physique ; vie animale, vie végétale, milieu de vie/environnement et corps humain en ce qui concerne les sciences de la vie et de la Terre.

L'enseignant qui interroge le réseau de consultants attend, pour lui ou pour ses élèves, une réponse à la fois précise et rapide. Le rôle du consultant est de savoir répondre ou de savoir où trouver la réponse, qu'il utilise ses connaissances propres ou des ouvrages spécialisés. Mais le vrai problème consiste surtout à trouver un langage adapté au correspondant qui n'est pas nécessairement de formation scientifique. C'est la difficulté normale de toute entreprise de vulgarisation scientifique. De plus, il faut répondre de façon personnalisée et éviter les considérations théoriques ou les formules qui seraient malvenues dans une réponse à un collègue scientifique.

Souvent, il y a nécessité de reformuler profondément la question du correspondant qui la pose avec ses mots à lui ou ceux de ses élèves. Le consultant est parfois explicitement invité à élaborer une réponse à deux niveaux : pour l'enseignant, pour les élèves. Le consultant en prend parfois l'initiative et indique qu'il donne une réponse simplifiée (pour les élèves) et une réponse détaillée (pour l'enseignant).

La difficulté n'est évidemment pas d'avoir la compétence scientifique dans le domaine concerné, mais de bien comprendre la question qui est réellement posée. Par exemple, à une question explicite sur la fabrication d'une dynamo, il faut certainement la traduire et répondre à " Comment fabriquer un alternateur $ ", improprement appelé dynamo dans la vie courante.

La connaissance du milieu des professeurs des écoles et des écoliers me semble souhaitable pour remplir ce rôle et savoir jusqu'où il faut aller et comment.

L'illustration des réponses par des analogies puisées dans la vie de tous les jours est souvent utile. Lorsque la question s'y prête, le rôle du consultant est aussi de la relier à des dispositifs utilisés dans la vie quotidienne. Si la question est : Pourquoi dit-on une pile électrique, alors que sur les emballages il est inscrit pile " saline " ? , le consultant ne s'interdit pas de faire appel à l'histoire des sciences.

Le consultant doit déceler les représentations contenues a priori dans les questions. Une idée répandue est qu'il existe, du point de vue électrique, deux types de corps : des conducteurs d'une part, des isolants d'autre part. Une autre est qu'il existe trois états de la matière bien distincts.

S'il est conduit à proposer des activités à réaliser en classe, le consultant doit tenir compte des difficultés que présente en général une approche quantitative. Par exemple, il est bien souvent très décevant de vouloir fabriquer ses propres instruments de mesure. Autre exemple, vouloir comparer le caractère plus ou moins conducteur de différents matériaux dans un circuit électrique nécessite de pouvoir ne faire varier qu'un paramètre à la fois, ce qui est parfois difficile à réaliser.

Il arrive que l'enseignant qui reçoit des réponses complémentaires de plusieurs consultants établisse un bilan qu'il construit lui-même à partir des différentes réponses.

Le consultant scientifique ne fait pas un cours, ne donne pas une leçon et ne porte pas de jugement de valeur sur la question ou sur celui qui la pose. Il se met à la disposition du correspondant pour répondre à un besoin spécifique.

L'activité de consultant est un des aspects de l'accompagnement scientifique des professeurs des écoles. Le consultant doit aider à distinguer l'essentiel de l'accessoire. A l'école élémentaire, on peut ignorer les conventions, nomenclature et symboles, mais pas la continuité d'une chaîne de conducteurs. Cependant, les questions qui portent sur ces conventions expriment les préoccupations des enseignants à ce sujet : Quel est le véritable sens du courant électrique ? Pourquoi le symbole de la tension est U ?

Tout particulièrement en astronomie, des interrogations portent assez souvent sur le pourquoi. Le consultant doit faire sentir qu'il faut déjà être bien content quand la science permet de répondre au comment de la question.

Il y a peu de demandes d'idées d'expériences. Chaque fois qu'une expérience est proposée, le consultant doit prendre en considération le problème de la sécurité en pensant aux variantes des expériences qui pourraient être réalisées par les enfants chez eux, notamment avec le secteur électrique. Faire preuve de prudence est indispensable et il faut insister sur le fait que les piles électriques ne présentent pas de danger mais qu'il n'en est pas de même avec la tension électrique du secteur.

De même, des questions portent en biologie sur le respect de la vie animale. Là aussi, il faut savoir raison garder. Cette université n'aurait certainement pas pu se tenir à la Grande-Motte avant l'éradication des moustiques qui peuplaient cet endroit. Il faut, certes, exclure la cruauté envers les animaux, mais le respect de la vie doit-il aller jusqu'aux insectes ? Que penser de la souffrance attribuée aux plantes ?

La finalité pédagogique de certaines expériences est assez peu apparente. En utilisant le phénomène d'induction magnétique, on peut réaliser des danseurs électriques dont l'intérêt ludique est clair, mais l'interprétation délicate.

La question piège, délicate à vulgariser et destinée à évaluer le dispositif des consultants scientifiques est heureusement rarissime. Le consultant scientifique étant bénévole, il peut attendre de la part des correspondants un respect déontologique de son activité.

Des questions se situent à la limite du rôle du consultant. Certaines par leur nature même, d'autres par la qualité de celui qui la pose. Par exemple, une question un peu exotique : Quel est l'arbre du kiwi ? ne nécessite pas vraiment le recours à une encyclopédie. Le rôle du consultant n'est pas de remplacer un dictionnaire usuel.

La vie quotidienne contient parfois la réponse à certaines questions : le sang est bleu dans un livre ; ce livre est-il faux ?

Une question sur le fonctionnement d'une loupe posée par un étudiant de première année d'IUFM relève davantage de l'enseignant de cet étudiant que d'un consultant scientifique. En revanche, la même question provenant d'une classe serait parfaitement légitime.

D'autres questions, en particulier en sciences de la vie et de la Terre, correspondent à des demandes de renseignements pratiques qui relèvent plutôt de la liste de diffusion : Où trouve-t-on des pelotes de réjection ? ; Où trouver des chenilles de papillon ?

À la date du 1er novembre 2000, un total de 197 questions ont été soumises aux consultants, dont 126 questions relèvent de la physique et 71 des sciences de la vie et de la Terre. Les questions, comme les réponses, sont toutes archivées sur le site de l'INRP et il est facile de se rendre compte qu'elles sont très diverses. Elles sont rassemblées à l'adresse suivante : http://www.inrp.fr/lamap/echanges/questions_consultants/

Je présente ci-dessous un essai de classement typologique de cet ensemble de questions posées aux consultants scientifiques depuis le début du fonctionnement de ce service. Bien entendu, le choix des types proposés présente un caractère subjectif et d'autres typologies pourraient être proposées. Une même question peut d'ailleurs contenir plusieurs parties qui se rattachent à plusieurs types.

Les types retenus pour les questions sont les suivants :

  • questions générales posées par un enseignant et indépendantes de toute activité de classe ;
  • questions posées par un enseignant, indépendantes des expériences, préalables à une séquence d'enseignement ;
  • questions liées aux expériences et préalables à une séquence ;
  • questions indépendantes des expériences et postérieures à une séquence ;
  • questions liées aux expériences et postérieures à une séquence ;
  • questions posées par des élèves et transmises par l'enseignant ;
  • autres questions : demandes de renseignements pratiques…

Lorsqu'une question est posée et qu'une réponse est donnée par un consultant, il arrive que la question soit relancée par le correspondant. Ainsi, il peut y avoir plusieurs interrogations pour une même question. De même, pour un problème donné, plusieurs consultants différents peuvent intervenir et apporter des éléments de réponse complémentaires. Ces éléments sont pris en compte dans les deux tableaux ci-dessous.

La répartition des questions par sous-disciplines apparaît dans le tableau 1.

Répartition des questions posées aux consultants scientifiques au 1er novembre 2000

Physique

126 questions

Sciences de la vie et de la Terre

71 questions

Électricité

22

Vie animale

30

Énergie

6

Vie végétale

25

Matière

60

Milieu de vie, environnement

8

Astronomie

24

Corps humain

7

Acoustique

2

Géologie

2

Optique

13

Mécanique et technologie

3

Dans l'analyse typologique de l'ensemble des questions posées aux consultants scientifiques présentée dans le tableau 2, le nombre d'interrogations et le nombre de consultants différents pour une même question ont été décomptés. Les enseignants qui ont interrogé le réseau de consultants ont été classés par cycle d'enseignement primaire, avec évidemment une catégorie rassemblant les correspondants qui n'enseignent pas à l'école.

Analyse des questions aux consultants scientifiques (au 1er novembre 2000)

Types de question
Physique
SVT
Total

Questions générales,
indépendantes d'une séquence d'enseignement

1

55

37

92

Questions préalables à une séquence,
indépendantes des expériences

2

13

3

16

Questions préalables à une séquence,
en relation avec des expériences

3

22

9

31

Questions postérieures à une séquence,
indépendantes des expériences

4

3

2

5

Questions postérieures à une séquence,
en relation avec des expériences

5

36

13

49

Questions posées par des élèves,
transmises par l'enseignant

6

23

17

40

Autres questions : demandes de renseignements…

7

0

4

4

Nombre total de questions (Q)

Q

126

71

197

Somme des types 1 à 7 (S)

S

152

85

237

Nombre de consultants différents pour une question (C)

C

201

75

276

Nombre d'interrogations dans une question (I)

I

143

71

214

Nombre moyen de consultants différents par question (C/Q)

C/Q

1, 6

1, 1

1, 4

Nombre d'interrogations par question (I/Q)

I/Q

1, 1

1, 0

1, 1

Cycle 1

5

5

10

Cycle 2

13

19

32

Cycle 3

79

29

108

Autre

20

13

33

Total

117

66

183

À la lecture de ces tableaux, on peut formuler les remarques générales suivantes :

  • les questions sont plus nombreuses en physique qu'en sciences de la vie et de la Terre. Les besoins sont certainement plus récents en physique alors que les questions en biologie et géologie restent liées à la pratique ;
  • dans environ un cas sur deux, les consultants ont à répondre à des questions qui ne font pas référence à une activité en classe et qui correspondent plutôt à la recherche de connaissances de type culture générale ;
  • une question sur quatre est relative à une expérience effectivement réalisée en classe ;
  • deux questions sur dix proviennent des élèves eux-mêmes et très peu concernent des questions abordées dans la classe sans référence aux expériences ;
  • la moitié des questions provient d'enseignants de cycle 3 ;
  • une question sur dix est l'objet d'une relance de la part du correspondant. Les questions en cascade ne sont pas très fréquentes mais souvent intéressantes, non seulement par le dialogue qu'elles instaurent, mais aussi parce qu'elles permettent de mieux percevoir les besoins du correspondant. Il est un peu frustrant pour le consultant de ne pas connaître l'utilisation de la réponse faite dans la classe. Ce souhait d'un retour a déjà été exprimé. Une demande explicite pourrait être faite auprès de ceux qui ont posé des questions ;
  • le nombre moyen de consultants par question est d'environ 1, 4. Ce résultat est essentiellement dû à la seule rubrique de physique consacrée aux états de la matière, dans laquelle ce rapport atteint 1, 9. Si cette seule rubrique était mise à part, ce rapport ne dépasserait pas 1, 2.

Rôle à venir et perspectives

Le plan de rénovation de l'enseignement des sciences et la technologie à l'école doit conduire à une généralisation de la pratique expérimentale, prioritairement au cycle 3. Le passage de 3 % des classes à leur totalité entraînera probablement une augmentation de la quantité de questions. Il n'est guère envisageable d'augmenter en proportion l'activité des consultants ou leur nombre. La durée de vie de l'activité des consultants scientifiques aura aussi à se poser et leur renouvellement devra être envisagé.

Les enseignants pourront utiliser les archives du site national, les questions générales déjà posées pourront être utiles, classées par discipline et par thème. Évidemment les questions et les réponses n'auraient pas, pour eux, de caractère personnalisé.

Les sites locaux, départementaux ou académiques, qui apportent une consultation de proximité seront certainement appelés à se développer.

Les instituts universitaires de formation des maîtres doivent continuer à assurer une formation initiale qui intègre l'enseignement expérimental et poursuivre leur activité en formation continue par des stages dans l'esprit de La main à la pâte. Ces instituts pourront aussi développer sur leur site Internet un réseau de consultants scientifiques.

Conclusion

L'image des sciences, et en particulier celle des sciences physiques, est très dégradée, en particulier dans l'enseignement supérieur. Les raisons de la baisse inquiétante des effectifs étudiants en sciences de la matière ces dernières années sont multiples. Même si cette baisse semble se stabiliser, ce phénomène reste assez préoccupant pour que se tienne un congrès sur ce seul sujet à l'université de Poitiers en juillet 2000. Une enquête conduite auprès d'étudiants sur l'image qu'ils ont des sciences physiques, à l'issue de leurs études secondaires, puis à la fin du premier cycle universitaire, et enfin après la licence pluridisciplinaire scientifique d'Orsay, montre que cette image est d'autant plus satisfaisante que l'aspect expérimental est important dans la formation.

Les professeurs des écoles ont à mettre en garde leurs élèves contre les fausses sciences qui tendent à se développer. À ce titre, ces enseignants ont un rôle considérable à jouer dans la formation du futur citoyen. La main à la pâte et le plan de rénovation de l'enseignement des sciences et de latechnologie à l'école constituent un espoir à long terme pour la revalorisation de l'image des disciplines scientifiques. Il est réconfortant de constater que les professeurs des écoles qui interrogent les consultants scientifiques sont à la recherche d'une culture générale scientifique et qu'ils expriment un réel intérêt pour l'enseignement des sciences.

L'originalité et l'intérêt des questions posées à un consultant scientifique est qu'il s'agit d'un échange personnalisé. Après deux années et demi d'expérience, on peut envisager d'en préciser les règles afin d'en accroître l'efficacité. Ainsi, les enseignants pourraient :

  • accompagner leur question du niveau auquel ils attendent une réponse ;
  • indiquer nécessairement le cycle auquel appartient la classe concernée ;
  • évaluer l'adéquation de la réponse à leur attente ou à celle de leurs élèves ;
  • préciser l'usage qui a pu être fait de la réponse auprès des élèves, soit sur le champ, soit après quelque temps de recul ;
  • signaler les termes ou les notions scientifiques dont l'utilisation conduit à des difficultés de compréhension ;
  • communiquer, le cas échéant, les difficultés rencontrées pour la réalisation des expériences suggérées par le consultant scientifique.

Ces informations pourraient figurer dans un questionnaire type destiné aux enseignants qui adressent une question à un consultant scientifique.


Actes de l'université d'été - Enseigner les sciences à l'école primaire

Mis à jour le 15 avril 2011
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