Former l'esprit scientifique en privilégiant l'initiative des élèves dans une démarche s'appuyant sur l'épistémologie et l'histoire des sciences

Numerous studies in the field of science teaching, as well as various national and international reports, point to what is lacking and biased in the teaching practice in terms of scientific approaches and formation of the scientific mind. An empirical and inductivist approach, the fear of pupils' conceptions, hypotheses and suggestions, usually lead teachers to have pupils carry out activities in which they only acknowledge facts or follow instructions, instead of carrying out authentic investigation sequences. The history of science and epistemology are questioned to both know the paths followed by scientists when elaborating knowledge, and bring into light the epistemological tradition still perceptible in the teaching of science. This epistemological tradition emanates from the historic debates and quarrels related to the role played by hypotheses in the elaboration of knowledge via the inductive, deductive, or hypothetico-deductive ways. All these studies, completed by an analysis of the works of psychologists and educators, allow to define the scientific mind as associating the capacity to be creative and controlling (“guesswork and checkwork”). This study thus proposes a tool privileging these two constituents when pupils' initiative is strongly encouraged. This tool associates a model of hypothetico-deductive approach with instructions on how to use it, inciting teachers to base their progressions on the pupils' propositions. Detailed examples of such sequences accompany the tool. The results obtained thanks to pre- and post-tests, together with answers to questionnaires, show a significant increase of the scientific mind of the pupils who experimented that teaching. Those results, which emanate from biology teaching in France, are corroborated by those of a study led with the same tool used when teaching physics in Switzerland.De nombreuses études en didactique des sciences, ainsi que divers rapports nationaux et internationaux, établissent les carences et les dérives des pratiques de classe en matière de démarches scientifiques et de formation de l'esprit scientifique. Une approche empiriste et inductiviste, la crainte des conceptions, hypothèses et propositions des élèves conduit couramment les enseignants à diriger ceux-ci, directement ou à travers un dialogue biaisé, vers des activités imposées de constat ou de simple exécution, à l'opposé d'authentiques démarches d'investigation. L'histoire des sciences et l'épistémologie sont interrogées d'une part pour caractériser les cheminements à l'œuvre dans l'élaboration du savoir, d'autre part pour mettre en lumière la tradition épistémologique qui trouve son prolongement dans l'enseignement des sciences, issue des débats et querelles historiques sur la place des hypothèses dans l'élaboration du savoir par les voies inductive, déductive, hypothético-déductive. Le contexte des proclamations méthodologiques aussi influentes que contestables de Newton est analysé, ainsi que leur impact durable sur les travaux scientifiques ultérieurs et sur l'enseignement des sciences. Tous ces travaux, complétés par les apports des psychologues et des pédagogues, permet de caractériser l'esprit scientifique comme associant esprit créatif et esprit de contrôle, et de proposer un outil privilégiant ces deux composantes à travers l'initiative des élèves. Cet outil associe à un modèle de démarche hypothético-déductive un mode d'emploi incitant les enseignants à baser leurs progressions sur les propositions des élèves. Des exemples détaillés de telles séquences accompagnent ce mode d'emploi. L'analyse de tests encadrant l'enseignement préconisé et de réponses à des questionnaires permettent de constater un accroissement significatif des éléments constitutifs de l'esprit scientifique des élèves. Ces résultats obtenus en biologie-géologie en France sont confortés par une étude menée avec le même outil en Suisse, en physique-chimie