Dossier : Lecture et culture scientifique

Développer l'attitude scientifique

Patrick Avel, PRAG de SVT, IUFM de Livry-Gargan

Statut, rôle et finalités pédagogiques des documents pour développer des compétences de lecteur scientifique : une manière de penser le travail de l'enseignant.

Il s'agit ici d'envisager une manière de concevoir et de mettre en oeuvre des séquences d'enseignement des sciences1, qui permette de développer une attitude scientifique des élèves face au monde qui les entoure et lors de la lecture de documents, donc des compétences de lecteur scientifique, et d'abord de lecteur.

Les attentes d'un professeur, lorsqu'il fait lire ses élèves en sciences, doivent être interrogées. Pour nous, les documents utilisés prennent, dans la chronologie de la séquence, une place logique et nécessaire pour atteindre les objectifs notionnels visés ; il faudrait que les élèves aient l'impression que c'est grâce à ces supports qu'ils ont compris - construit - ce que l'enseignant voulait qu'ils apprennent. Si l'enseignement s'organise dans le cadre de la résolution de problèmes scientifiques2 et si l'on fait appel à un travail sur documents, alors il nous parait important de définir pour chaque document, d'une part son statut et son rôle dans la séquence, et d'autre part ses finalités pédagogiques. C'est véritablement une " lecture instrumentalisée " qui est en jeu, instrumentalisée pour identifier un problème scientifique et le résoudre. Cela nous amène à proposer, pour les documents, une autre fonction que la simple illustration ou l'enrichissement culturel suscitant la curiosité des élèves.

C'est à l'enseignant qu'il revient de faire en amont cette clarification : elle est cruciale pour concevoir la séquence et pour étayer efficacement le travail des élèves lors de sa mise en oeuvre.

Pour expliciter nos propos, nous nous appuierons sur l'analyse d'une séquence conçue pour des élèves de Cm2 et menée dans différentes classes de l'académie de Créteil3.

Le statut et le rôle d'un document

Une séquence d'apprentissage en sciences pourrait se définir par rapport à une démarche scientifique prototypique un peu caricaturale ; on peut choisir d'organiser peu ou prou la séquence dans le cadre contraint et un peu artificiel - mais néanmoins opérant pour des élèves de Cm2 - de la démarche OPHERIC, dont les sept lettres résument sept phases qu'il est important de bien distinguer avec de jeunes élèves et dans lesquelles on peut inclure des textes à lire4 :

  • Observation, constat, mais ce peut être un texte les relatant ;
  • Formulation d'un Problème ;
  • verbalisation d'Hypothèses ;
  • mise en place d'activités pour apprécier la validité de ces hypothèses par l'Expérimentation ; mais ce " E " peut évoquer une mise à l'Épreuve des hypothèses qui peut se faire par des expériences, des observations complémentaires, des documents apportant des savoirs déjà validés, la manipulation de maquettes5 ;
  • récupération des Résultats de ces démarches de mise à l'épreuve ;
  • Interprétation de ces résultats au regard des hypothèses (validation, invalidation, modification de celles-ci) ;
  • Communication des conclusions de ce travail.

Le statut d'un document est relatif à cette succession de phases dans cette démarche et à sa légitimité scientifique. Dans notre travail, définir le statut d'un document consisterait à identifier ce qu'il dit et à répondre à la question : " À quelle phase de la démarche scientifique ce texte - ce qu'il dit - se situe-t-il ? ". Est-ce un compte-rendu d'observation de départ, la formulation d'un problème, l'émission d'hypothèses explicatives, l'évocation de la mise à l'épreuve de la validité des hypothèses, la prise en compte des résultats de celle-ci, l'interprétation de ceux-ci... ?

Le rôle d'un document est relatif à ce qu'il permet à ce moment-là comme avancée dans cette démarche - après un travail organisé par l'enseignant. En général, un document permet d'accéder à la phase suivante de ce qu'il relate : un document peut relater une observation (la calotte de glace en Arctique diminue) et permettre de formuler un problème (comment se produit la réduction de cette calotte ? À cause de quoi ?).

Bien que statut et rôle d'un document soient très liés à la place accordée à ce document dans le scénario pédagogique envisagé, ce sont tout de même deux caractéristiques différentes. Le statut est très inféodé à ce que contient le document. Son rôle est défini et attribué par l'enseignant, ce qui est en jeu n'est pas seulement le contenu, mais aussi le processus cognitif qu'il va produire.

La finalité pédagogique d'un document

Cette finalité se définit par ce que ce support permet de construire comme notions scientifiques et comme compétences spécifiques aux domaines scientifiques et compétences transversales, entre autres dans le domaine de la lecture. Finalement, quels seront les acquis - savoirs, savoir-faire et savoir-être - attendus des élèves après leur travail sur ce document ?

On pourrait parler d'interdisciplinarité lecture/sciences si on considère :

  • que la lecture de documents permet des apprentissages en SVT ;
  • que l'instrumentalisation de documents dans un dispositif de résolution de problème scientifique - véritable fil conducteur pour les objectifs de lecture - permet de solliciter et de développer certaines compétences de lecteur.

Les programmes, en SVT, ne sont pas présentés sous forme de problèmes scientifiques à résoudre, mais plutôt comme des thèmes à aborder - en primaire - ou des connaissances explicites à faire acquérir - au collège. Dans un scénario pédagogique, le problème scientifique peut être un problème essentiel au regard des programmes (" Comment se fait-il que l'on meurt si on arrête de ventiler6 ? ", " Comment notre articulation du coude peut-elle se plier, mais que d'un seul côté ? "). Il peut aussi être anecdotique - ce sera le cas dans l'exemple présenté ici sur le rôle d'un bulleur dans un aquarium ; le problème scientifique est alors un prétexte qui permet non seulement de croiser des savoirs prescrits dans les programmes (la respiration des poissons), mais aussi d'amener les élèves à les utiliser et, sans doute, à mieux se les approprier. Dans tous les cas, un problème scientifique est un bon fil conducteur quand il a du sens pour les élèves. Pour cela, le domaine qu'il concerne ne doit pas leur être complètement inconnu et la solution doit leur sembler à leur portée, sans être immédiate. Par ailleurs, un scénario pédagogique fondé sur l'identification d'un problème et sa résolution par l'usage de documentaires peut souvent concerner non seulement des savoirs en SVT, mais aussi en physique ou en mathématiques et solliciter des compétences telles que l'observation - documents ayant une composante iconographique incontournable -, l'argumentation, l'attitude scientifique - succession de documents qui, au fur et à mesure de leur entrée en scène, vont inciter les élèves à nuancer, voire à modifier, leurs conceptions sur le phénomène étudié.

Conditions requises pour une telle démarche

Pour que cette interdisciplinarité fonctionne pour les élèves, il faut que l'accompagnement que leur prodiguera l'enseignant soit cohérent. Cette cohérence va de pair avec une identification du statut, du rôle et des finalités pédagogiques de chaque document. Cette cohérence est indispensable à l'efficacité à court terme pendant la séance et à long terme pour développer les compétences en lecture chez les élèves. Les élèves ont besoin de cette cohérence à long terme pour se construire une représentation efficace de ce qu'est la lecture de documentaires permettant de construire des savoirs en sciences.

La référence à la démarche scientifique OPHERIC n'est qu'un outil pour se repérer, définir le statut et le rôle de chaque document ; ce n'est pas un carcan de fonctionnement pour la mise en oeuvre de la séquence. Dans la séquence présentée ci-dessous, toutes les phases de OPHERIC n'apparaissent pas et on a changé de problème en cours de route - en fait on l'a affiné.

Une démarche de résolution de problème offre des opportunités pour amener les élèves à lire divers documents. Les tâches mettant en jeu ces lectures intégrées dans les séquences en SVT ne seront pas de simples prises d'informations ne nécessitant que des traitements locaux. De telles tâches ont un effet contre-productif car elles éloignent l'élève du scénario de résolution d'un problème scientifique ; elles le confinent dans une représentation de la lecture peu motivante et peu propice à une construction de compétences de lecteur. Progresser dans l'activité de lecture, c'est s'affranchir de la compréhension locale pour accéder à une compréhension globale : " [...] la compréhension réalisée au cours de la lecture, comme la compréhension en général, ne peut se satisfaire de la construction de représentations fragmentaires juxtaposées - les "îlots de compréhension" précédemment évoqués -, sans organisation leur donnant unité et cohérence7". Contrairement aux pratiques courantes, les questions pourraient être vastes, ouvertes au début de l'étude du document et devenir de plus en plus locales, fermées, au fur et à mesure que cette étude progresse8, même avec des élèves très jeunes. Cela demande, de la part de l'enseignant, une forte réactivité aux propos des élèves pour les engager à évaluer leurs réponses, les expliciter, les étoffer, les justifier, les argumenter. Cette réactivité suppose une rigoureuse vigilance, associée à une attitude scientifique et une grande bienveillance vis-à-vis de ceux qui seraient en difficulté.

Pour développer des compétences de lecteur, il s'agit donc - entre autres - de s'entraîner à comprendre ce qu'on lit, parce qu'on sait pourquoi on le lit, et que, par conséquent, on identifie ce que cette lecture - ce qui est dit et les intentions de l'auteur - apporte, au regard de ce que l'on sait par ailleurs et de ce que l'on cherche à faire. Le problème scientifique à résoudre - ce fil conducteur de la séquence - génère des objectifs explicites mais complexes à gérer, si les documents à lire sont judicieusement choisis. Cela n'est pas anodin : " on attribue ici un rôle central à l'adéquation entre les opérations mises en oeuvre pour produire ou comprendre un texte et les objectifs de la tâche : finalité communicative, objectifs de lecture". " Généralement, les objectifs interviennent sur les traitements macrostructuraux, les traitements induits par ces objectifs n'ont d'effets marquants que dans la mesure où ils ne sont pas induits directement par le matériel lui-même ou engagés spontanément par les sujets "9. La résolution de problème génère - impose - un objectif de lecture fort, qui a du sens pour les élèves. Cela peut donc les aider à comprendre qu'il leur faut séparer l'anecdotique de ce qui est pertinent et qu'il faut traiter les textes dans leur globalité.

La prise en compte par les élèves d'objectifs de lecture clairement identifiés leur permet de développer des compétences de lecteur scientifique à moyen terme et, sur le moment, d'économiser leurs ressources cognitives et de les focaliser. Tout cela s'articule grâce à un étayage par l'enseignant, qui doit donc être conscient du statut et du rôle de chacun des documents qu'il soumet à ses élèves. Cela lui sera d'autant plus facile qu'il aura conçu sa séquence et choisi - produit - ses documents avec une clairvoyance épistémologique et didactique.

Un cadre linguistique et métacognitif

Dans le cadre d'une séquence de résolution de problème, la compréhension d'un texte peut se concevoir à trois niveaux qui s'inspirent du modèle de traitement cognitif des textes de T. van Dijk et W. Kintsch10. Pour ces auteurs, il y aurait trois éléments à prendre en compte :

  • la forme linguistique de surface ;
  • la base de texte, c'est à dire le contenu sémantique du texte, reposant sur le contenu explicite du texte et sur des inférences internes, des liens faits par l'élève entre différentes unités d'informations explicites du texte ;
  • le modèle de situation qui intègre aussi des éléments absents du texte, qui convoque des connaissances et des représentations antérieures du domaine ; l'élève procède alors à des inférences externes11.

Dans une séquence longue, faisant appel à une succession de documents, chacun ayant donné lieu à un travail spécifique, on pourrait considérer que l'élève qui travaille sur le document n, fait des inférences externes lorsqu'il s'appuie sur ce qui a été fait à propos du document n-1. Dans ce type de scénario pédagogique, on peut considérer que le modèle de situation englobe la représentation - la compréhension - que l'élève a du statut et du rôle du document12 qu'il lit, donc de sa place dans le travail en cours. Cela signifie une évaluation de la place du document dans ce qu'il est en train de faire, dans ce que l'enseignant lui fait faire à ce moment-là vis-à-vis de l'état d'avancement de la résolution du problème. Cette activité mentale n'est pas innée, elle se développe par les stimulations orchestrées par l'enseignant.

Précédemment nous avons indiqué le rôle de l'enseignant pour engager les élèves à évaluer leurs réponses, à les expliciter. Mais, puisque l'élève lecteur comprend un texte avec trois niveaux de traitement qui sont en fait imbriqués, nous ajouterons que, lorsque les élèves répondent à des questions après la lecture d'un document, l'enseignant pourrait alors les solliciter pour qu'ils repèrent dans leurs réponses ce qui renvoie explicitement au texte et ce qui ne s'y trouve pas explicitement. Nous pensons que cette activité à résonance métacognitive participera au développement de leurs compétences en lecture.

Enfin, c'est mieux si le problème résiste, s'il faut affronter plusieurs documents pour parvenir à sa solution, si en chemin on a été amené à faire des hypothèses cohérentes avec les données du problème, mais qui s'avèrent un peu plus tard des fausses pistes car de nouvelles données les réfutent. C'est mieux si le premier document ne permet pas de résoudre le problème. En tout état de cause, il ne faudrait pas que le premier document soit un " document réponse " verbalisant sa solution et permettant d'en prendre acte par une simple lecture, une simple prise d'information ne requérant que de la compréhension locale.

Exemple d'une séquence sur un bulleur d'aquarium

Statut, rôle, finalité des documents seront ici illustrés à partir d'une séquence portant sur le fonctionnement d'un bulleur dans un aquarium, et intégrant quatre documents :

  • un texte en forme de dialogues (document 1) ;
  • un texte documentaire sur la vie des poissons (document 2) ;
  • un schéma d'un bulleur en activité dans un aquarium (document 3) ;
  • un ensemble texte et schéma sur le fonctionnement d'un bulleur (document 4).

Nous évoquons d'abord brièvement l'ensemble de la séquence en présentant les documents, avant d'analyser le travail sur la lecture.

Première étape

Lecture d'un supposé dialogue entre deux élèves (document 1) et phase dialoguée collective à propos de celui-ci.

Document 1 : un dialogue entre deux élèves.

- Alexandre : Pour mon anniversaire, j'ai demandé à mes parents de m'acheter un bulleur pour décorer mon aquarium.

- Nadia : Un bulleur ? Mais un bulleur ce n'est pas pour faire joli, c'est pour donner de l'air aux poissons.

- Alexandre : Mais les poissons ils n'ont pas besoin d'air !

- Nadia : Si ! Les poissons ont besoin d'air.

- Alexandre : N'importe quoi ! Les poissons, ça ne vit pas dans l'air, ça vit dans l'eau.

- Nadia : Bah justement, il leur faut un bulleur !

Alexandre : Et les poissons de la mer, ils ont un bulleur ? Et dans les rivières ?

Deuxième étape

Lecture d'un texte sur la respiration des poissons (document 2) ; puis phase dialoguée collective.

Document 2 : la vie des poissons.

Les poissons sont des animaux. aquatiques : ils vivent dans l'eau. Il peut s'agir de la mer, de lacs, de rivières, parfois de petites mares d'eau. La mer est salée, rivières, lacs et mares contiennent de l'eau douce (1). On connaît 22 000 espèces de poissons, 8 500 vivent en eau douce. Comme tous les animaux, les poissons ont deux grandes obligations pour rester en vie : ils doivent se nourrir et respirer. Cela est vrai pour les poissons d'eau de mer et les poissons d'eau douce.

Chez les animaux, toutes les parties du corps, tous les organes ont besoin de nourriture et d'un gaz appelé l'oxygène. Respirer, c'est prendre de l'oxygène dans son milieu (2) et le mettre dans son sang. Ensuite, le sang transporte l'oxygène vers toutes les parties du corps, vers tous les organes. Les animaux qui vivent hors de l'eau prennent l'oxygène dans l'air (3) qui les entoure. Ce sont les poumons qui prennent l'oxygène de l'air et l'envoient dans le sang.

Les poissons vivent dans l'eau. Ils ne prennent pas directement l'oxygène de l'air qui est au-dessus de l'eau. Les poissons n'ont pas de poumons. Dans l'eau, il y a de l'air qui est dissous (4) et donc il y a de l'oxygène qui est dissous. Les poissons ont des branchies. Les branchies prennent l'oxygène qui est dissous dans l'eau. Après les branchies, l'oxygène circule dans le sang des poissons jusqu'à toutes les parties de leur corps.

Dans un petit aquarium, les poissons risquent de manquer d'oxygène. En effet, petit à petit, ils prennent tout l'oxygène dissous dans l'eau de l'aquarium. Dans la mer ou dans une rivière, les vagues mélangent l'eau avec l'air qui est au-dessus. Ce mélange fait dissoudre de l'oxygène de l'air dans l'eau. On peut dire que les vagues rechargent l'eau en oxygène dissous.

(1) L'eau douce, c'est l'eau qui n'est pas salée.
(2) L'environnement d'un animal, c'est tout ce qui l'entoure là où il vit. Parfois on utilise l'expression milieu de vie ou tout simplement le mot milieu.
(3) L'air est un mélange de plusieurs gaz ; il y a de l'oxygène, de l'azote et du dioxyde de carbone.
(4) L'eau peut dissoudre différentes choses, du sel, du sucre, de l'air.

Troisième étape

Présentation d'un bulleur en activité et étude du schéma sur le trajet d'une bulle (document 3), puis phase dialoguée collective.

Quatrième étape

Lecture d'un texte avec le nouveau schéma sur " Que fait un bulleur dans un aquarium ? " (document 4) ; puis phase dialoguée collective.

Document 4 : que fait un bulleur dans un aquarium ?

On voit que le bulleur lâche des bulles d'air au fond de l'aquarium, celles-ci remontent vers la surface. Cela recharge un peu l'eau de l'aquarium en oxygène. En fait le bulleur lâche de très nombreuses bulles à la fois. Donc de très nombreuses bulles viennent éclater à la surface de l'eau. Cela fait des petites vagues. Ces petites vagues mélangent l'eau de l'aquarium avec l'air qui est juste au-dessus. Ces petites vagues augmentent la dissolution de l'oxygène de l'air de la pièce dans l'eau de l'aquarium. Les scientifiques ont mesuré que ces petites vagues sont très efficaces. Elles rechargent bien l'eau en oxygène.

Cinquième étape

Rédaction individuelle d'un texte avec cette consigne : " Explique précisément comment un bulleur est vraiment utile et même nécessaire aux poissons vivant dans un petit aquarium. "

Analyse de l'intégration des documents dans la séquence

Le document 1

Ce document fait office de constat, d'observation de départ : on peut souvent constater la présence de bulleurs dans les aquariums. C'est donc ce statut de " constat " qu'on retiendra.

Son rôle est de faire émerger une question : " À quoi peut servir un bulleur dans un aquarium ? ". Cette question recèle en fait un problème explicatif : " Comment un bulleur peut-il être utile dans un aquarium ? ". La présentation d'un dialogue à de jeunes élèves permet de les engager à prendre parti pour l'un ou l'autre des deux protagonistes. En revanche, l'enseignant ne doit pas perdre de vue le rôle de ce document et donc amener les élèves à se poser la " bonne " question dont la réponse permettra d'énoncer un argument plutôt qu'un avis.

Sa finalité pédagogique serait, d'une part, un travail de compréhension de ce qu'est un dialogue avec désaccord : les thèses en présence - le bulleur sert à faire joli, le bulleur donne de l'air aux poissons - et les arguments soutenant chacune d'entre elles. D'autre part, il s'agirait de générer chez les élèves une attitude scientifique : en cas de désaccord dans le domaine du fonctionnement de la nature et des objets technologiques, en cas d'opposition entre deux opinions, on se doit de poser clairement le problème scientifique qui est en jeu, d'identifier les différentes hypothèses de solution - les opinions en présence -, puis d'essayer de résoudre ce problème en appréciant la validité des différentes hypothèses pour dépasser les opinions et accéder à des savoirs rationnellement éprouvés et validés. Verbaliser clairement le ou les problèmes scientifiques lors de l'émergence d'opinions divergentes n'est pas spontané chez les élèves. C'est un véritable enjeu de l'enseignement des sciences.

Le document 2

Le statut de ce document est celui de savoirs déjà validés permettant de conforter, de nuancer, de réfuter une hypothèse (démarche documentaire). Ce document permet d'apprécier l'hypothèse : " le bulleur sert à donner de l'air aux poissons ".

Son rôle est de permettre de conforter cette hypothèse tout en la nuançant : " les poissons n'ont pas véritablement besoin d'air mais d'oxygène dissous13 dans l'eau, oxygène qui se trouvait précédemment mélangé à d'autres gaz, dans l'air qui est au-dessus de l'eau14". Mais l'hypothèse n'est que confortée, rien ne prouve, pour l'instant, que les bulleurs rechargent l'eau des aquariums en oxygène dissous. Pour en être sûr, il faudrait répondre à la question : " Comment un bulleur peut-il recharger l'eau d'un aquarium en oxygène dissous ? ". Cela permet donc de mieux identifier le problème à résoudre.

Sa finalité pédagogique est, d'une part, d'apporter des connaissances sur la vie des poissons et, plus particulièrement, sur certains aspects de leur respiration. D'autre part, il s'agit d'entraîner les élèves à entrer dans un processus de traitement d'un texte documentaire, de sa compréhension. Les élèves doivent mettre en tension ce que dit le texte et ce pour quoi on le lit : tester une hypothèse précise. L'objectif de lecture doit être très présent pour qu'ils sélectionnent les informations " efficaces " et ne s'attardent pas à celles qui sont présentement anecdotiques. Si on cherche à développer cette compétence chez les élèves, on pourrait, après une lecture silencieuse et une lecture à haute voix par l'enseignant, commencer la phase de dialogue collectif par la question : " Après avoir lu ce texte, qui pense que c'est Nadia qui a raison et qui pense que c'est Alexandre ?15 ". Ensuite, on se rapprochera d'une compréhension plus locale lorsqu'il faudra justifier les réponses à la question précédente, et repérer dans le texte les éléments " inutiles " pour le travail en cours.

Le document 3

Ce document serait présenté après que la question : " Comment un bulleur peut-il recharger l'eau d'un aquarium en oxygène dissous ? " ait été posée et que les élèves aient tenté d'y répondre - aient formulé des hypothèses. Son statut serait donc celui d'observation complémentaire pour apprécier les hypothèses précédentes (démarche d'observation).

Son rôle est de donner une explication du fonctionnement du bulleur vis-à-vis de la recharge de l'eau en oxygène dissous : " Les bulles libérées par le bulleur au fond de l'aquarium remontent à la surface de l'eau, mais en chemin elles abandonnent une partie de leur oxygène qui se dissout dans l'eau. "

Sa finalité pédagogique serait, d'une part, d'amener les élèves à observer avec rigueur, de faire le lien entre la réalité - le bulleur en activité - et un schéma qui ne rend pas compte de toute la réalité, mais qui permet de focaliser l'attention sur certains éléments - parfois non directement perceptibles. Faire le lien, c'est donc aussi faire la différence. L'enseignant, qui est bien conscient de tous ces éléments, pourrait commencer son questionnement ainsi : " Ce schéma montre combien de bulles ? ". Ce serait faire jouer l'apparente contradiction entre le titre du document - Trajet d'une bulle vu à la loupe - et les quatre bulles présentes sur le schéma. Dans ce cas il s'agirait d'amener les élèves à faire des inférences internes à ce document. Mais le fait de déjouer cette contradiction focaliserait l'attention des élèves sur la taille des " différentes bulles " et, par-delà, les amènerait à faire des inférences externes : si on constate que la taille de la bulle diminue, on peut en déduire qu'une partie de son contenu s'est dissous dans l'eau qui l'entoure16.

Le document 4

Ce document est en deux parties : un texte et un schéma. Si on s'intéresse à son statut, on peut dire qu'il se présente comme un savoir déjà validé qui permet d'apprécier la validité du savoir précédemment construit. D'une part, il le conforte ; d'autre part, il le nuance fortement.

Son rôle serait de donner une explication plus complète : " Les nombreuses bulles libérées par le bulleur au fond de l'aquarium remontent à la surface de l'eau, mais en chemin elles abandonnent une petite partie de leur oxygène qui se dissout dans l'eau. Mais surtout, quand elles arrivent en grand nombre à la surface de l'eau, cela fait des vagues qui rechargent encore plus l'eau en oxygène dissous. "

Sa finalité pédagogique serait principalement sur le plan de l'attitude scientifique. En effet, il s'agirait d'habituer les élèves à garder un esprit critique sur leurs connaissances, à accepter de les mettre en perspective avec des savoirs nouveaux, à construire, puis déconstruire pour reconstruire.

Du point de vue de la lecture, dans ce document 4, la hiérarchie entre les deux mécanismes de recharge en oxygène est suggérée, mais pas de façon très explicite - il n'est pas écrit que l'un est plus efficace que l'autre ; c'est à l'élève de procéder à un traitement cognitif et à mettre en perspective les unités d'information sur ces deux systèmes17 (inférence interne). Pour mettre les élèves face à cette nécessité, on peut attendre la fin de la cinquième étape18 et leur renvoyer ensuite quatre formulations pour qu'ils évaluent leur pertinence relative au regard du document 4 :

  • Formulation 1 : un bulleur recharge l'eau d'un aquarium en oxygène dissous principalement en faisant remonter des bulles, qui abandonnent une partie de leur oxygène dans l'eau.
  • Formulation 2 : un bulleur recharge l'eau d'un aquarium en oxygène dissous surtout en provoquant des vagues, et un peu en faisant remonter des bulles qui abandonnent une partie de leur oxygène dans l'eau.
  • Formulation 3 : il y a deux façons, pour un bulleur, de recharger l'eau d'un aquarium en oxygène dissous : provoquer des vagues, et faire remonter des bulles qui abandonnent une partie de leur oxygène dans l'eau.
  • Formulation 4 : un bulleur recharge l'eau d'un aquarium en oxygène dissous principalement en provoquant des vagues.

Apprendre à lire c'est apprendre à faire des inférences. Celles-ci peuvent concerner des savoirs antérieurs, parfois extrascolaires. Mais on peut aussi entraîner les élèves à faire des inférences au sein de la séquence : lire un texte tout en réactivant ce qu'un document précédent avait fait apparaître. Ce n'est pas un hasard si, dans les documents de cette séquence, certains syntagmes sont récurrents : la mer et les rivières dans les documents 1 et 2, les vagues dans les documents 2 et 4. Cela suggère de demander aux élèves, après la lecture du document 4, de relire le document 1 et plus particulièrement les trois derniers échanges :

...

- Alexandre : N'importe quoi ! Les poissons, ça ne vit pas dans l'air, ça vit dans l'eau.

- Nadia : Bah justement, il leur faut un bulleur !

- Alexandre : Et les poissons de la mer, ils ont un bulleur ? Et dans les rivières ?

On pourrait alors demander ce qu'ils pensent du dernier argument d'Alexandre et, au besoin, les renvoyer à la lecture19 du document 2.

Conclusion

Nous avons, à plusieurs reprises, utilisé l'expression : " identification et résolution d'un problème scientifique ". En effet, l'étape consistant à engager les élèves à formuler un problème nous semble essentielle dans le développement de l'attitude scientifique. Le document qui intervient à cette étape est donc important - il a un rôle singulier et fondamental - ; il ne saurait être réduit à la simple fonction de " document d'accroche ".

Une fois le problème verbalisé, celui-ci devient un fil conducteur qui, d'une part, enrôle les élèves, et d'autre part, incite à travailler avec eux la compréhension globale de chaque document. L'avancée, la progression, est portée par les documents au rôle et au statut différencié, et par la motivation naissante.

Les scénarios pédagogiques basés sur l'identification et la résolution d'un problème scientifique par l'usage rigoureux et réfléchi de documents permettent d'engager les élèves ; ils visent à construire des compétences de lecteur, une attitude intellectuelle comparable à celle d'un chercheur. On chercherait à en faire de bons lecteurs scientifiques.

Le recours à une démarche documentaire où les documents sont instrumentalisés pour avancer dans la résolution du problème permet aussi " d'apprendre en sciences ". Il s'agit :

  • de faire en sorte que les élèves s'approprient des savoirs notionnels en SVT, si les documents ont été choisis avec discernement quant à leurs finalités pédagogiques ;
  • de faire en sorte que les élèves s'approprient la démarche scientifique, si les documents ont été choisis et instrumentalisés avec discernement quant à leur statut et à leur rôle respectif ;
  • de développer chez les élèves une attitude scientifique si les textes résistent, s'ils demandent de faire des inférences internes et externes propices à générer des justifications, de l'argumentation de leur part, propices à faire des hypothèses explicatives cohérentes par rapport aux données - les documents déjà disponibles -, quitte à devoir les infléchir ultérieurement - lors de prise en compte de nouveaux documents.

L'exemple présenté ici correspond à une séquence destinée à des élèves de Cm2. Toutefois, nous pensons que l'identification et l'utilisation, pour chaque document, d'une part de son rôle et de son statut dans la séquence, d'autre part de ses finalités pédagogiques, restent pertinents pour d'autres niveaux de classe - école élémentaire, collège, lycée -, sous réserve que le scénario pédagogique emprunte une logique relativement linéaire de résolution de problème scientifique.

Une démarche de classe fonctionnant plus sur la " problématisation " demanderait de repenser ces concepts, de les revisiter pour les adapter. Ils pourraient tout de même s'avérer opérationnels, même si cette démarche est par essence plus " buissonnante ". Dans tous les cas, le choix des documents demande à l'enseignant de penser sa séquence avec " un esprit scientifique et rigoureux ". En classe, l'enseignant est encore décisif pour pousser les élèves dans leurs retranchements intellectuels, les amener à justifier leurs propos, les renvoyer aux documents et à la nécessité de les comprendre sans ambiguïté ni illusion.

(1) Nous développerons ici une réflexion concernant l'enseignement des SVT (sciences de la vie et de la Terre) qui présentent des singularités d'un point de vue épistémologique et dans le rapport que les jeunes élèves entretiennent avec les domaines concernés.

(2) En SVT, une séquence d'enseignement peut s'organiser de différentes manières : résolution de problèmes, transmission de savoirs, problématisation ; elle peut s'appuyer sur divers supports, textes documentaires, expériences menées en classe, simulation d'expériences sur ordinateur, vidéos et autres supports iconographiques ou matériels.

(3) Nous remercions les collègues qui ont animé ces séquences : Virginie Collin-Huvier (école Jules-Vallès, Le Blanc Mesnil), Fabrice Elbaz (école, Paul-Vaillant-Couturier, Bobigny), et Annick Cautela (école du Centre, Saint-Maurice). De même, nous remercions l'IUFM de Créteil qui a soutenu ce travail qui s'inscrivait dans un projet plus vaste de recherche, mené au sein de l'équipe Coditexte.

(4) Dans une séquence, il n'y a pas des textes à lire pour chacune des phases. Certaines de celles-ci sont prises entièrement en charge par un travail personnel des élèves ou par un dialogue collectif ou par l'utilisation d'autres supports.

(5) Pour résumer, on pourrait dire que la démarche scientifique peut emprunter quatre voies pour mettre à l'épreuve des hypothèses : l'expérimentation, l'observation, la documentation, la modélisation (Madeleine Paccaud et Josiane Vuala, Concours de professeur des écoles, Biologie Géologie, Hatier, 1999, p. 37).

(6) Inspiration et expiration constituent la ventilation. La respiration englobe des connaissances plus vastes qui convoquent le prélèvement de l'oxygène par notre organisme et son devenir, ainsi que le rejet du dioxyde de carbone et son origine.

(7) M. Fayol, D. Gaonac'h, " La compréhension : une approche de psychologie cognitive ", Aider les élèves à comprendre, coordonné par D. Gaonac'h et M. Fayol, Hachette éducation, Paris, 2003, p. 9.

(8) Dans la séquence qui est présentée, une illustration de ces propos sera donnée lors de l'évocation du travail sur le document 2.

(9) P. Coirier, D. Gaonac'h, J-M. Passerault, Psycholinguistique textuelle, Armand Colin, Paris, 1996, p. 8 et 71.

(10) T. Van Dijk & W. Kintsch, Strategies of Discourse Comprehension, Academic Press, New York , 1983. Voir la présentation qui en est faite par B. Marin, J. Crinon, D. Legros, P. Avel, " Lire un texte documentaire scientifique : quels obstacles, quelles aides à la compréhension ? ", Revue française de Pédagogie, n° 160, INRP, Paris, 2007, p. 119-131.

(11) La sollicitation des élèves sur les inférences internes et les inférences externes est exposée dans la séquence, en particulier à propos du document 3.

(12) On peut étendre cette assertion à tous les types de documents et pas seulement les textes.

(13) L'accessibilité de ce texte sera plus grande si les élèves ont déjà travaillé le concept de dissolution et la respiration dans le milieu aérien.

(14) Dans cette séquence, on n'évoque pas la production d'oxygène par les végétaux aquatiques.

(15) Cela fait référence au document 1 qui était un dialogue entre Nadia et Alexandre.

(16) La taille de la bulle est exagérée ainsi que ses variations. De plus, on fait ici abstraction de l'influence de la pression de l'eau sur la bulle, pression qui diminue au fur et à mesure qu'elle remonte.

(17) " Cela [les petites bulles qui remontent] recharge un peu l'eau de l'aquarium en oxygène [...]. Les scientifiques ont mesuré que ces petites vagues sont très efficaces. Elles rechargent bien l'eau en oxygène. "

(18) Rédaction individuelle d'un texte avec cette consigne : " Explique précisément comment un bulleur est vraiment utile et même nécessaire aux poissons vivant dans un petit aquarium. "

(19) À la fin de ce document 2, on peut lire : " Dans la mer ou dans une rivière, les vagues mélangent l'eau avec l'air qui est au-dessus. Ce mélange fait dissoudre de l'oxygène de l'air dans l'eau. On peut dire que les vagues rechargent l'eau en oxygène dissous. "

Argos, n°45, page 43 (05/2009)
Argos - Développer l'attitude scientifique