Dossier : Lecture et culture scientifique

L'investigation empirique, une clé pour entrer dans la recherche documentaire

Elisabeth Plé, IUFM Champagne-Ardenne, LERP université de Reims

Lorsqu'il est question de sciences, l'apprentissage par le livre est souvent un sujet de défiance. Une étude de cas en grande section de maternelle.

Investigation empirique et lecture documentaire : un épaulement mutuel

Déjà, Rousseau dans l'Émile fait une critique acerbe. Considérant le " livre du monde " comme la référence première, il ajoute : " L'abus des livres tue la science [...]. Tant de livres nous font négliger le livre du monde. "

Du côté des pédagogues, l'accueil n'est guère plus favorable. Au début du XXe siècle, les mises en garde sont également sévères. Il est vrai qu'à l'époque, il s'agissait de lutter avant tout contre un enseignement essentiellement livresque. En 1908, Pauline Kergomard, inspectrice de l'Éducation nationale, cheville ouvrière de la " leçon de choses " et fondatrice de l'école maternelle en France, met en garde les enseignants concernant l'usage des livres dans les activités scientifiques : " Règle absolue : l'enfant doit voir la chose sous toutes ses faces, sous tous ses aspects... Les livres ne suffisent pas ; il faut voir, expérimenter, étudier sur le vif. La leçon de choses, pour tout professeur consciencieux, c'est presque l'infini. "

De nos jours, pour beaucoup, investigation empirique et documentation continuent à s'opposer. Pour les uns, l'information fait écran au réel, nuit à l'observation, à l'action, à l'imagination, à la curiosité. Elle apporte un savoir construit privant l'élève d'une élaboration qui lui soit propre. Pour d'autres, l'investigation empirique ne donne accès qu'à un monde proche de l'enfant, ne permet pas de généraliser. Elle donne une image déformée de la science à travers le prisme de la pratique scolaire...

Pour notre part, c'est plutôt en terme d'épaulement mutuel (Martinand, 19941) que nous envisageons les rapports entre expérimentation et documentation.

L'information est nécessaire dans l'apprentissage scientifique pour comparer des résultats, confronter des conclusions, débloquer des situations, aider à l'observation, à la conception d'expériences, pour généraliser. De plus, elle permet d'ouvrir sur les sciences qui se pratiquent, sur les relations sciences/techniques/société et de faire participer à l'aventure scientifique.

L'investigation empirique est nécessaire pour s'approprier l'information scientifique. Une recherche documentaire, finalisée par les questions engendrées par l'investigation empirique, prend alors tout son sens. De plus, la construction de concepts, modèles et langages à travers l'investigation empirique facilite l'accès à la consultation documentaire.

Vus sous cet angle, les critères habituels de lisibilité et d'accessibilité à l'information sont bousculés. Ce n'est plus en termes de documentaires accessibles à une tranche d'âge qu'il convient d'envisager les choses. Il s'agit plutôt de rechercher du côté de l'élève les conditions nécessaires pour qu'il s'approprie l'information. Quelles compétences minimales à l'accès à l'information développer chez l'élève ? Mais surtout, quels leviers l'investigation empirique développe-t-elle pour mobiliser l'élève sur des questions de recherche, et le faire accéder à l'information contenue dans le documentaire qui ne lui est pas forcément destiné ?

Une étude de cas en maternelle grande section

Pour illustrer ces questions d'accessibilité à l'information, nous avons volontairement choisi un exemple avec des enfants familiarisés avec l'information, mais non lecteurs.

Les petites bêtes qui habitent les arbres fruitiers

Les élèves de cette classe de maternelle GS sont habitués à travailler les sciences et ont acquis à travers l'investigation empirique dans différents domaines - les ombres, les miroirs... - des compétences qui les amènent à se poser des questions, à être curieux et surtout à rebondir à partir des découvertes.

À partir d'un premier projet, la découverte d'un milieu de vie, l'arbre fruitier, ils se sont plus spécialement interrogés sur la vie des " habitants " des arbres fruitiers.

Ce sont d'abord des animaux de petite taille, au pied de l'arbre - débris végétaux - qui les intriguent car ils montent aussi dans le tronc pour s'introduire là où l'écorce est abîmée. Une première observation de ces " petites bêtes " conduit les élèves à les représenter (fig.1) sur leurs cahiers d'expériences - c'est une habitude de classe -, puis à vouloir les nommer. À cette fin, l'enseignante a sélectionné des documentaires très illustrés issus de la BCD. Les élèves recherchent parmi les illustrations celles correspondant à leurs " petites bêtes ". Un va et vient entre l'illustration et l'observation plus approfondie de l'animal, avec un objet qui leur est maintenant bien familier, la loupe, permet de confirmer l'identification. C'est ainsi que sont finalement identifiés : le cloporte, le mille-pattes, la fourmi, le ver de terre, l'escargot et le perce-oreille...

Fig. 1 : représentation des petits animaux des arbres dans le cahier d'expériences d'un élève.

Les oiseaux seraient-ils des " boivores " ?

D'autres animaux habitent les arbres : les oiseaux. Les élèves en ont identifié un certain nombre : le moineau domestique, le merle noir, la mésange bleue, le rouge-gorge, la tourterelle. Une question émerge : que mangent ces oiseaux ? Est-ce qu'ils n'abîmeraient pas, eux aussi, les arbres ?

Les enfants rassemblent tous les livres de la BCD sur les oiseaux et distinguent les documentaires2 des albums. Un documentaire sous forme de planches monographiques fait l'affaire. Il s'agit ici d'un documentaire à destination d'enfants d'une dizaine d'années. Ces planches se présentent sous forme d'une photo et de trois rubriques désignées par des logos et permettant de bien identifier l'information - habitat, alimentation, reproduction. Les cinq oiseaux et leurs planches respectives sont repérés dans le documentaire. Chacune d'elles est photocopiée en A3 (fig. 2) de manière à être partagée par un petit groupe de cinq à six élèves sous le contrôle de l'enseignante. C'est la question de la nourriture qui intéresse les enfants, et plus spécialement celle de savoir si les oiseaux, à l'instar de certaines " petites bêtes ", ne seraient pas des prédateurs des arbres. C'est donc avec cette question en tête : " Ces oiseaux mangent-ils du bois ? ", que les élèves écoutent l'enseignante leur lire chacune des rubriques concernant la nourriture de ces oiseaux.

Fig. 2 : planche monographique extrait du documentaire (Mon guide Nature, ã Rue des Enfants, 2008).

Lors de la lecture, plusieurs mots inconnus apparaissent, notamment " granivore ". Serait-ce la réponse à la question ? Familiarisés avec les listes alphabétiques, ils identifient facilement ce mot dans le dictionnaire et le décomposent en " grani " et " vore ". Mais ces oiseaux ne mangent que des graines... Alors il faut continuer la recherche. " S'ils mangent du bois, ils devraient être boivores ? " disent-ils. Ils vérifient l'existence de ce mot dans le dictionnaire. Hélas, le mot n'existe pas. Nouvelle recherche, cette fois sur Internet pour trouver le qualificatif désignant le fait de manger du bois. Les mots-clés : " bois + manger " les amènent à " xylophage ". Ce mot est recherché par les enfants dans les différentes monographies. Mais aucun des oiseaux de l'environnement de l'école ne mange du bois...

Cloporte ou aselle aquatique ?

Au cours de l'année, un autre milieu de vie sera questionné, celui du lac. La visite sur ce site amène les enfants à repérer deux types d'oiseaux, ceux qui vont sur l'eau et ceux qui restent sur les berges du lac. Parmi les premiers, la grue occupe une place de choix. Les enfants repèrent que cet oiseau, à la différence du canard, fréquente les bords du lac mais ne nage pas sur le lac. Pourquoi ? Ils remarquent aussi que les pattes sont différentes. Le canard a des pattes palmées à la différence de la grue. Ils formulent alors l'hypothèse que les palmes doivent faciliter le déplacement dans l'eau. Pour le vérifier, une expérimentation est réalisée ; il s'agit de faire avancer une coquille de noix posée sur l'eau en utilisant différents objets susceptibles de déplacer l'eau - spatule, baguette en bois, couvercle de bois. Les élèves découvrent ainsi l'importance de la surface de contact avec l'eau pour assurer la propulsion en milieu aquatique...

De cette visite au lac, les enfants ramènent également un prélèvement d'eau. Grâce à la loupe, ils identifient quelques vers, mais un animal les intrigue car il ressemble étrangement à un autre, découvert dans les débris végétaux, le cloporte. Cependant, le cloporte ne vit pas en milieu aquatique. Ils se posent alors la question de l'existence de " cloportes d'eau ". C'est avec cette interrogation qu'ils vont aller questionner la bibliothécaire de la médiathèque municipale, lieu où ils se rendent régulièrement pour emprunter des livres. Elle leur propose quelques ouvrages génériques du type encyclopédie et donc uniquement consultables sur place. La curiosité est grande, et rapidement ils suggèrent de rechercher dans l'index, à la lettre C pour accéder au mot cloporte. Cette recherche renvoie à la page 309 d'un ouvrage3 où, dans la rubrique crustacés, ils découvrent des dessins dont deux ressemblent étrangement aux deux animaux à comparer. Il s'agit du " cloporte des murs " et de " l'aselle aquatique ". La page est photocopiée pour être exploitée à l'école (fig. 3).

Fig. 3 : extrait de cahier d'expériences d'un élève.

De retour en classe avec leur petit trésor, les enfants veulent savoir. N'ayant pas accès directement au contenu, c'est bien sûr l'enseignante qui lit les caractéristiques de cette nouvelle " petite bête ". C'est alors qu'ils apprennent que les deux animaux sont bien de la même famille et qu'ils ont sept paires de pattes. Le retour à l'observation fine de l'animal inconnu avec la loupe confirme bien qu'il s'agit d'une aselle aquatique. Ils affinent leur identification par un " écrit de travail " dans leurs " cahiers d'expériences " en comparant chacun des attributs des deux crustacés (fig. 4). On remarquera que cette comparaison, permise par le documentaire, a entraîné l'enfant à compter le nombre de pattes et à bien identifier sept paires chez le cloporte, alors que la première représentation (fig.1) n'en faisait apparaître que trois.

Fig.4 : page de l'encyclopédie qui permet d'identifier l'aselle aquatique et de confirmer l'hypothèse de filiation avec le cloporte (Histoire naturelle de France et d'Europe, ã Flammarion, 1994).

D'autres questions émergent encore. Certains se posent la question de la taille et de la forme des pattes. Pourquoi l'aselle aquatique possède-t-elle des pattes poilues et plus longues que celles du cloporte terrestre ? Le travail sur les pattes du canard fait alors écho. Et si les poils permettaient, comme la palme du canard, un meilleur déplacement dans l'eau ?

L'accessibilité aux documentaires

À travers cet exemple4, nous percevons que le même esprit anime les élèves dans l'investigation empirique et la recherche documentaire. Les élèves, mobilisés par le " besoin d'informations "5, ont développé à travers l'investigation empirique des attitudes les amenant à se poser des questions, à comparer, à faire des liens entre différentes découvertes, à tenter des explications à propos de sujets inconnus. Les questions engendrées par l'investigation empirique les amènent à sélectionner l'information et à circonscrire rapidement les messages intéressants.

Si les enfants dont il est question ici ne sont pas lecteurs, il est cependant indispensable, pour ne pas casser la dynamique d'investigation, qu'ils aient accès à l'information par eux-mêmes. Quelle excitation crée la découverte de l'aselle aquatique dans l'encyclopédie pour adultes de la médiathèque municipale ! Elle est de même nature que celle engendrée par l'investigation empirique pour comparer les pattes de la grue et celles du canard. Certes, ils n'auront pas accès à l'information finale et devront avoir recours à l'enseignante pour lire le texte. Mais l'enseignante joue ici un rôle qui n'est pas très éloigné de celui de la loupe au moment de l'observation. En effet, l'impossibilité d'une observation directe nécessite le recours à cet objet, mais qui ne serait d'aucun secours si les élèves n'avaient pas en tête des questions précises orientant l'observation - par exemple, ils observent l'aselle et le cloporte pour comparer le nombre de pattes. De même, une fois l'information en main, l'écoute du texte, lu par l'enseignante, est guidé par des questions précises : " Le cloporte peut-il vivre dans l'eau ? " par exemple. Ces questions les conduisent à être sélectifs dans l'information qu'ils reçoivent. Celle-là, en l'occurrence, les amène à faire une belle découverte : c'est le cloporte terrien qui a migré et quitté le milieu de vie habituel des crustacés.

Ce travail est cependant le fruit d'un long apprentissage. D'une part, un minimum de compétences d'accès à l'information est nécessaire. Ainsi, l'usage de l'index est rendu ici possible parce que les enfants sont habitués à rechercher des mots dans le dictionnaire. Ils sont familiarisés également avec la localisation de l'information contenue dans une page documentaire en ayant recours à des rubriques repérées par des indicateurs comme des logos ou bien encore en recherchant des illustrations. Notons que si la plupart des documentaires utilisés ne sont pas des ouvrages à destination d'enfants de cet âge, certaines de leurs caractéristiques en facilitent l'accès : présence d'index, nombre et qualité des illustrations, organisation de la page.

Mais surtout, la curiosité n'est pas une " clé de contact " ! Elle n'est pas obligatoirement au rendez-vous lors d'une étude scientifique, fût-elle de nature empirique. C'est le plaisir créé par une nouvelle lecture de l'environnement, au moyen de l'investigation empirique, qui amène les élèves à se mobiliser sur de nouvelles questions. Autrement dit, rien ne fonctionnerait de ce côté-là si le savoir acquis à travers l'investigation empirique n'avait pas une valeur explicative. C'est à ce prix que la mobilisation préalable des idées chez les enfants sur des questions précises est possible, facilitant grandement la sélection de l'information pour entrer dans tous types de documentaires.

(1) " Du chercheur à l'élève. Quels documents ? Quelles médiations ? ", Actes du colloque de la FADBEN (Fédération des associations de documentalistes et bibliothécaires de l'Éducation nationale), Cité des sciences et de l'industrie, Paris, 1994.

(2) Les oiseaux, Mille Pages, " Comment reconnaître ? ", 1997.

(3) M. Chinery, Histoire naturelle de France et d'Europe, Arthaud, Paris, 1994.

(4) Classe d'Isabelle Vasseur, école maternelle Berniolle de Sainte Savine (Aube).

(5) Brigitte Simonnot : infocom.u-strasbg.fr/~thematic/images/thematic_06/documents/cv_B_Simonnot.pdf

Argos, n°45, page 34 (05/2009)
Argos - L'investigation empirique, une clé pour entrer dans la recherche documentaire