Types de développement de programmes

LE DEVELOPPEMENT DE PROGRAMMES[i] DANS L'ENSEIGNEMENT DE LA PHYSIQUE
P.L. Lijnse, Centre for Science and Mathematics Education, Université
d'Utrecht, Pays Bas
Introduction Dans la préface de son célèbre ouvrage "The Process of Education" (1960),
le psychologue Bruner a écrit sur "la conviction d'être au début d'une
période de nouveaux progrès et d'intérêts concernant la création de
programmes et de méthodes d'enseignement scientifique. Il considère qu'une
évaluation de ces progrès et intérêts peuvent permettre de mieux guider les
développements futurs. A cette époque, un optimisme semblable se répand dans les autres pays,
conduisant à la vague bien connue des programmes des années soixante et
soixante-dix qui a inondé le monde de l'éducation scientifique.
Aujourd'hui, 35 ans plus tard, il apparaît opportun de regarder cette
période passée, et de nous demander quels sont les progrès résultants de ce
développement des programmes et des recherches associées. Pour guider cette réflexion, il peut être instructif de regarder plus en
détail ce qui a été considéré comme les principaux problèmes et
perspectives en 1960. Résumons tout d'abord brièvement quelques-unes des
principales conclusions de Bruner. En ce qui concerne "l'importance de la structure" il a été énoncé que :
"... pour un sujet donné, le programme devrait être déterminé par les
notions les plus fondamentales qui émanent des principes sous-jacents
structurant le sujet en question. Enseigner des thèmes spécifiques ou des
compétences, sans clarifier leur contexte dans la structure fondamentale
plus large du domaine de connaissances, s'avère peu rentable à plusieurs
titres. En premier lieu, un tel enseignement rend excessivement difficile à
l'étudiant la généralisation de ce qu'il a appris à ce qu'il abordera plus
tard. En deuxième lieu, l'apprentissage qui n'est pas parvenu à atteindre
les principes généraux a peu de chances d'amener à un intérêt intellectuel
(...). Troisièmement, les connaissances acquises, sans les structures
suffisantes pour être mises en relation, seront plus facilement oubliées." Pour autant que les choix des contenus sont concernés, cette idée
d'insister sur la "structure de la discipline" semble assez bien
correspondre à ce que les physiciens théoriciens estiment habituellement
important dans l'enseignement de leur domaine. Bruner a ajouté néanmoins
une argumentation psychologique à cette proposition de base. Concernant un second thème, la "disposition à apprendre", Bruner avance sa
célèbre et très controversée hypothèse selon laquelle il est possible
d'enseigner de manière efficace n'importe quel domaine sous une forme
intellectuellement honnête à n'importe quel enfant, à n'importe quel stade
du développement. On considère que cette hypothèse met en jeu trois aspects
: le processus du développement intellectuel de l'enfant, l'acte
d'apprentissage (en particulier l'acte de "découverte") et la notion de
"programme en spirale". Depuis lors, ces aspects ont reçu une attention
considérable dans le développement de programmes, comme nous allons le
constater. Un troisième thème de Bruner est relatif au fait que "dans beaucoup
d'apprentissages à l'école et dans les examens, l'accent est mis sur les
formulations explicites, sur les capacités des élèves à reproduire des
formules littérales ou numériques. En l'absence de recherche, il n'est pas
évident que cet accent soit défavorable au développement ultérieur d'une
bonne compréhension intuitive, de plus ce que constitue une compréhension
intuitive n'est pas clair non plus." Il énonce que "normalement, la pensée intuitive repose sur la familiarité
avec le domaine de connaissances en jeu et avec sa structure". Quoiqu'il en
soit, "la complémentarité de la nature intuitive et analytique de la pensée
devrait être reconnue", et en particulier "le formalisme de l'apprentissage
scolaire a en quelque sorte dévalué l'intuition". Alors, que faire de cela ? "Est-ce que l'enseignement de certaines
procédures heuristiques pourrait favoriser la pensée intuitive ? Par
exemple, est-ce que l'on devrait explicitement enseigner aux élèves que
"lorsque vous ne parvenez pas à voir comment traiter le problème, essayez
simplement de penser à un problème similaire plus simple ; utilisez ensuite
la méthode employée pour résoudre le problème plus simple comme un plan
pour résoudre le problème plus compliqué ?". Dans ces assertions, on peut
voir une préfiguration du virage cognitif que la psychologie a pris depuis
les années soixante, et qui a beaucoup influencé la recherche en didactique
de la physique. Pour introduire le quatrième thème, l'auteur affirme que "en évaluant ce
qui doit être fait pour améliorer l'état de l'art des programmes, nous
sommes inévitablement amenés à discuter de la nature des motivations dans
l'apprentissage et des objectifs que l'on peut espérer atteindre en
éduquant la jeunesse". Cette discussion est pertinente pour tous les
niveaux en jeu, depuis le professeur comme individu et l'élève en classe de
physique jusqu'au rôle général de l'enseignement de la physique dans la
société. Ainsi, ce thème demandera toujours une attention particulière. Finalement, en ce qui concerne les "aides à l'enseignement", la conclusion
est que "la tâche de l'enseignant comme quelqu'un qui communique, qui est
un modèle et une figure d'identification peut être facilitée par
l'utilisation d'une grande variété de moyens qui renforcent l'expérience,
la clarifie, et lui donne sa signification personnelle". Lorsque nous
comparons l'ordinateur personnel avec la "machine à enseigner" des années
soixante, nous pouvons voir combien ce thème, depuis que Bruner a écrit ce
livre, a acquis une signification complètement nouvelle dans l'enseignement
de la physique. Il est frappant de se rendre compte combien ce qui a été présenté ci-dessus
s'applique toujours de nos jours. Dans le développement de programmes de
physique et dans les recherches sur l'enseignement de la physique, on se
débat toujours avec ces mêmes difficultés. Néanmoins, dans les 35 dernières
années, beaucoup de travail a été fait. La plupart des progrès qui ont été
réalisés, si on peut les appeler ainsi, devraient apparaître à la lecture
de ce livre. Dans ce chapitre, je me restreindrai aux principales expériences relatives
au développement de programmes de physique (tels que je les considère). De
nombreuses questions peuvent émerger. Par exemple, est-ce que nous
enseignons aujourd'hui (ou toujours ? ) la structure des disciplines, comme
Bruner le préconise ? Est-ce que les programmes de physique sont adaptés au
développement intellectuel des enfants, et si c'est le cas, de quelle
manière ? Est-ce que l'apprentissage par la découverte est toujours sur la
liste des stratégies d'enseignement courantes en physique ? Quels sont les
buts et objectifs que nous visons aujourd'hui, et comment abordons-nous le
problème de la motivation pour apprendre ? En traitant certaines de ces questions, je structurerai ma description
selon trois fils directeurs : les buts et les contenus, l'enseignement et
l'apprentissage, et les types de développement et d'application des
programmes. Comme nous le savons tous, l'enseignement de la physique n'est pas une
constante mais une variable. Il change en relation directe avec les
développements de la société dont il fait partie, avec les évolutions des
points de vue de la société sur l'éducation et les sciences et avec les
évolutions de la physique et de la technologie elles-mêmes (Lijnse, 1983).
Après l'écriture de manuels scolaires traditionnels, le développement
professionnel de programmes est apparu comme un moyen pour adapter
l'enseignement à ces changements perpétuels. Même si cela n'est pas
habituellement considéré comme étant une recherche en soi, cela a incité au
développement de nombreuses recherches (Fensham, 1994). Buts et contenus
"La structure de la discipline" Le premier grand projet, le cours de physique PSSC, tout d'abord destiné
aux élèves d'un niveau scolaire suffisant pour accéder à l'enseignement
supérieur (French, 1986), a eu une influence internationale considérable
(PSSC 1960). Comme Matthews (1994) le décrit : "son intention était de se
centrer sur la structure conceptuelle de la physique, et d'enseigner le
sujet comme une discipline : les applications étaient presque totalement
absentes du texte. La pression de l'air par exemple n'est pas mentionnée
dans l'index, elle est traitée dans le chapitre sur "la nature des gaz", et
le chapitre se déroule entièrement sans citer les baromètres ou les
machines à vapeur, le premier faisant son apparition dans les notes du
chapitre". Le type d'enseignement du PSSC inclut un grand nombre
d'expériences, reflétant l'objectif que l'élève soit "un scientifique pour
la journée". Cette dernière caractéristique semble s'appliquer encore plus
au projet anglais Nuffield-Physics également très influent (O-level, de 11
à 16 ans ; A-level, de 16 à 18 ans). Ces projets, de manières différentes,
sont généralement centrés sur la structure disciplinaire de base (Ogborn,
1978). Comme Rogers (1966), qui a été a l'origine du Nuffield de physique
pour le O-level, l'indique : "Et pour les choses que l'on enseigne
vraiment, nous devrions choisir des sujets aux utilisations variées. Je ne
veux pas parler des applications pratiques, mais des liens avec les autres
parties de la physique. La science devrait apparaître à nos élèves comme