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Lara Albanese, Physicienne, écrivaine, consultante dans le domaine de l’éducation scientifique et de la nature

L’investigation scientifique, langage spontané et inné des enfants

Il n’est pas nécessaire d’alimenter l’étincelle scientifique chez les jeunes enfants, car dès leur naissance, ils se mettent continuellement en relation avec le monde qui les entoure, cherchant à en comprendre les mécanismes et les règles (Magrone et Millán Gasca, 2018). L’acte scientifique est similaire, mais l’adulte applique évidemment des lois et critères appris grâce à l’étude et à la pratique. Les enfants ne sont pas des « petits scientifiques », car un scientifique a effectué des études approfondies et connaît les règles formelles qui régissent la science et l’investigation scientifique, et il a choisi avec précision la discipline avec laquelle examiner la réalité. L’investigation des enfants, en revanche, est globale : elle ne sélectionne pas le langage d’une seule discipline mais examine le monde à travers une multiplicité de langages mis tous sur le même plan. Cela est déjà considérable, étant donné qu’aujourd’hui la pensée scientifique est rarement pratiquée par les adultes non spécialistes. La pensée et l’action scientifiques sont innées et spontanées chez les enfants avant que l’éducation ne les amène à privilégier certains langages en en niant d’autres. Sur le plan théorique et programmatique, des projets et directives ministérielles mettent la pensée scientifique au premier plan, mais dans la réalité, il est rare que la pensée et le langage scientifique bénéficient d’une égale dignité par rapport à d’autres types de pensée et de langage (Edwards et al., 2017). Plusieurs aspects de la méthode scientifique se retrouvent dans les actions des enfants. Tout d’abord, une expérience scientifique doit être répétée un nombre statistique de fois. Nous savons que les enfants aiment répéter la même action encore et encore, dans le but de comprendre si le résultat reste identique. On peut imaginer un enfant assis qui laisse tomber à plusieurs reprises un petit jouet, souvent en attendant que l’adulte le relève pour le lui redonner, puis répète l’expérience de nombreuses fois. Une fois le mécanisme compris (par exemple, qu’un objet lâché tombe vers le bas et non vers le haut), l’enfant, comme le scientifique, procède souvent à de petites variations (par exemple : que se passe-t-il si, au lieu de lâcher l’objet, je le lance vers le haut ?). La découverte et l’expérimentation font donc naturellement partie de la pensée et de l’action de l’enfant. Bien sûr, les adultes peuvent contribuer et favoriser la pensée scientifique : par exemple, si l’on attachait la tétine avec un petit cordon au pull de l’enfant pour éviter la contamination bactérienne, cela ne l’aiderait pas réellement à comprendre comment tombent les objets.

Soutenir les compétences scientifiques des enfants

La première action que nous, adultes, pouvons entreprendre pour soutenir les compétences scientifiques des enfants consiste certainement à leur permettre l’exposition au monde. Leur permettre de toucher et de vivre l’univers qui les entoure, en l’élargissant autant que possible. Par exemple, si certains enfants fréquentent une crèche ou une école au centre d’une ville bruyante, nous devons certainement leur permettre de découvrir la ville, ses merveilles, ses étrangetés (Munari, 2018), mais nous avons le devoir d’élargir leur univers et de leur permettre de découvrir des prairies, des fleurs, des arbres, des ciels bleus et étoilés, d’admirer la Lune : autant d’opportunités que sans un effort attentif des adultes, ces enfants n’expérimenteraient pas facilement. De même, les enfants des écoles de campagne devraient connaître les villes, apprendre qu’il existe des routes fréquentées, des bus, des feux de circulation, des lieux sans animaux, avec d’autres odeurs, les musées, les parcs publics. En somme, l’école a la responsabilité d’exposer tous les enfants à des expériences qui concernent un monde complet et non uniquement celui fréquenté par la famille. Il m’est arrivé, dans une école au Cap, ville sud-africaine au bord de la mer, de rencontrer des enfants des bidonvilles qui n’avaient jamais vu la mer, pourtant située à quelques kilomètres seulement de l’école. Dans ce sens, pour faire de la science, il ne faut pas d’incroyables laboratoires, mais de la conscience et de l’organisation des adultes. De plus, les activités scientifiques, par leur nature même, doivent être quotidiennes, ou du moins fréquentes ; c’est seulement ainsi qu’elles intègrent le développement des idées des enfants et deviennent pensée, en l’occurrence scientifique. Cependant, même au sein des écoles, la science devrait trouver sa place. L’habitude d’aménager des espaces permettant le jeu symbolique, l’approfondissement artistique, le contact avec la nature et la lecture est désormais consolidée dans les crèches et les écoles maternelles, mais il en va différemment pour faire de la place à la science. Seules les sciences naturelles sont parfois accueillies (loupes, tables lumineuses), mais cela ne se produit pas pour les mathématiques, la chimie et la physique. Ouvrons donc grand la science, en rappelant que seulement à travers le jeu libre et quotidien elle peut acquérir une dignité égale à celle des autres disciplines. Certes, l’intervention d’experts, la rencontre avec des scientifiques, la visite de planétariums et de musées peuvent émerveiller et susciter la curiosité, mais la science doit trouver un lieu permanent auquel les enfants ont accès chaque fois qu’ils en ont le désir ou le besoin (Albanese, 2008).

Contexts et matériaux pour faire de la science avec les enfants

Le premier laboratoire à visiter est le monde autour des enfants. Le monde, c’est l’école, c’est l’espace extérieur et pas seulement le jardin délimité. Programmer des sorties fréquentes, que ce soit dans le jardin ou en dehors, représente déjà un premier pas important. Permettre aux enfants de toucher et de se salir est tout aussi important. Avant même d’utiliser des outils scientifiques, il est juste qu’ils puissent utiliser tous leurs sens pour explorer le monde. Souvent, certains enseignants trouvent dans les parents un obstacle à ce type d’activité. Seule une mise en commun de la programmation, des objectifs et des méthodes peut atténuer ce problème. Chaque classe devrait certainement disposer d’un espace dédié à la science. Un coin où expérimenter non seulement les matériaux sous tous les aspects – forme, couleur, transparence et opacité – mais aussi le magnétisme, la flottabilité, le poids, et ainsi de suite. On pense souvent que créer de tels espaces est coûteux, mais ce n’est pas une conviction correcte (cf. par exemple les articles sur les « boîtes scientifiques » publiés dans cette revue : Albanese, 2001 ; 2008 ; 2009). Il est possible de réaliser des coins scientifiques avec des matériaux très simples et peu coûteux. Une grande partie des instruments nécessaires peut souvent être obtenue à bas prix. Parmi eux, le tableau lumineux, aujourd’hui désaffecté dans de nombreux bureaux, constitue un excellent outil pour l’étude de la lumière, de la couleur, de la transparence et de l’opacité des matériaux. Un collant installé à bon escient peut devenir une excellente balance. On place un poids connu (par exemple 1 kg de sucre) dans une jambe et on le compare à d’autres poids. Il est préférable d’utiliser des matériaux pauvres, simples ou de récupération du quotidien afin que l’expérience ne soit pas limitée à des contextes et matériaux exceptionnels. La fenêtre de la classe elle-même constitue une importante source d’investigation scientifique, permettant l’étude des ombres (Dolci, 1999). L’éducation en nature est par essence éducation scientifique. Apprendre dans ces circonstances oblige l’individu à connaître le contexte dans lequel il évolue, tant pour les sciences naturelles que pour les mathématiques, la géologie, la chimie et la physique. Écrire un poème en pleine nature nécessite la connaissance du mouvement apparent du soleil (on n’écrit pas bien avec le soleil dans les yeux), des changements climatiques, des surprises inattendues du monde. L’éducation en nature réduit sensiblement l’écart existant entre science et quotidien et permet donc à la science d’avoir sa place. Faire de la science enfermé entre quatre murs est presque impossible et oblige à utiliser des métaphores et des simulations, parfois utiles mais souvent redondantes. Étudier la Lune avec une petite balle réduit énormément l’émotion que l’on ressent en étudiant notre satellite directement dans le ciel nocturne (mais aussi diurne). L’éducation scientifique doit se faire aussi en nature, bien qu’elle puisse trouver sa place également dans des contextes artificiels. Les simulations, combinées à l’observation réelle des phénomènes naturels, peuvent certes être utiles et se dérouler également à l’intérieur de l’école. Pour les enfants, il est naturel d’utiliser des modèles. D’ailleurs, la plupart des jouets sont des modèles. Qu’est-ce qu’une poupée sinon une petite fille en miniature ? Cependant, la poupée n’aurait aucun sens si l’enfant n’avait jamais vu un petit enfant ou, plus généralement, un enfant. Il en va de même pour les petites voitures, les briques de construction et bien d’autres choses. Il en va également de la nature et de la compréhension des phénomènes chimico-physiques dans la nature. Inutile de simuler en classe la formation des nuages ou le cycle de l’eau sans en avoir fait l’expérience directe. La curiosité et le désir sincère de comprendre dérivent de l’émotion ressentie en sentant les gouttes couler sur la peau, en voyant un étang se dessécher pendant les mois chauds. De plus, éduquer en nature ne nécessite pas forcément de grimper aux arbres ou de marcher pieds nus dans les flaques comme certains le croient. Certes, cela peut enrichir l’utilisation des sens, mais faire l’école en nature signifie, à mon avis, s’immerger dans le monde environnant sans sélectionner certains types d’expériences imposées par les adultes, mais en suivant les curiosités et instincts des enfants. Éduquer en nature signifie éduquer de manière globale, en permettant l’utilisation de tous les points de vue et de tous les langages. Certains enfants d’une école libertaire en pleine nature en Angleterre ont récemment déclaré que le point faible de leur école était l’absence d’asphalte pour jouer avec des petites voitures, des patins à roulettes ou des skateboards (Neill, 2013). En ce qui concerne la science, il est nécessaire de favoriser l’expérimentation scientifique rigoureuse et, surtout, l’élaboration et la vérification des théories scientifiques. Cette élaboration peut se faire en plein air comme à l’intérieur, et parfois l’espace fermé permet mieux de recueillir et partager les idées. En substance, pour faire de la science, il est nécessaire que les enfants aient un contact direct et quotidien avec le monde naturel, mais qu’ils puissent également connaître et expérimenter le monde artificiel.

Expérimenter ensemble la méthode et la pensée scientifique

Faire de la science signifie utiliser une méthode et avoir un regard particulier sur la réalité. Cela dépasse toute discipline (Rodari, 1997). Les contes sont une combinaison mathématique de fonctions bien spécifiques (Propp, 19łł). Travailler de manière scientifique sur le conte signifie appliquer également dans ce domaine une méthode tout en laissant intactes la fantaisie et l’imagination. La méthode scientifique n’enlève rien à la fantaisie, au contraire : sans imagination, aucun scientifique n’aurait fait de découvertes. Ce n’est qu’en imaginant quelque chose de nouveau que l’on peut dépasser les théories existantes pour faire avancer la science. Dans la réalité, l’école primaire, et d’ailleurs aussi le collège, ne permet pas aux enfants de faire de la science, mais indique d’étudier l’histoire de la science. Même la manière de proposer les expériences scientifiques les rend automatiquement non scientifiques. Habituellement, les livres suggèrent l’expérience en ayant bien clair ce qui doit en résulter. Mais où est donc l’expérimentation ? Dans ce domaine, il y a vraiment beaucoup à faire… et à écrire. Il faut vraiment déraciner une mentalité ; communiquer que la science se pratique et non se contente d’être étudiée, et que ce qui compte, c’est la méthode et la pensée scientifique, et non la connaissance des expériences et des découvertes des scientifiques. Les adultes doivent être des accompagnateurs. Ils doivent saisir le raisonnement scientifique et le développer à travers les enfants, en le valorisant et en suggérant de simples stimulations permettant à la pensée scientifique de progresser. Encore aujourd’hui, de nombreux enseignants n’ont pas de connaissances scientifiques et ne se sentent pas proches de la méthode scientifique. On m’a souvent dit qu’ils craignaient que la science ne prenne de la place à l’imagination et à l’émotion. Ces adultes n’ont jamais pratiqué la science. Ils n’ont pas compris que la méthode scientifique accroît et renforce la fantaisie, l’émotion et l’imagination. C’est pourquoi la première étape consiste à former les enseignants, à jouer avec eux à la science, à réaliser et utiliser des outils scientifiques. Seuls des adultes passionnés peuvent transmettre la passion aux enfants. Pour les enfants comme pour les enseignants, je considère utile et important la rencontre directe avec des scientifiques et la fréquentation de laboratoires scientifiques. Les scientifiques sont souvent bien disposés envers les esprits ouverts des enfants. L’astronome Franco Pacini exposait dans son bureau à l’observatoire d’Arcetri (Fi) un unique diplôme qui lui avait été remis par une classe d’enfants de l’école. Je me souviens également du célèbre physicien américain Philip Morrison qui a consacré une grande partie de sa vie à la communication scientifique auprès de personnes de tous âges. Les mises à jour et la formation devraient néanmoins être extrêmement pratiques. Lors des rencontres, les enseignants me disent souvent avoir fait de la science avec les enfants sans le savoir. Je pense que c’est très important : souvent, les adultes ne reconnaissent pas la science et la méthode scientifique dans l’action des enfants simplement parce qu’ils n’ont jamais pratiqué eux-mêmes cette méthode et cette pensée. À l’échelle nationale, de nombreuses associations et groupes travaillent dans ce sens, tels que le Mouvement de Coopération Éducative et le Réseau de Coopération Éducative. Les laboratoires et les propositions scientifiques du grand maître Mario Lodi (Casa delle Arti e del Gioco, 2010) sont inoubliables. L’association Googol, dont je fais partie, propose depuis plus de vingt ans des ateliers de mise à jour dans lesquels la science se pratique réellement de manière concrète. Les processus de documentation et d’évaluation des expériences scientifiques sont également très similaires à ceux d’autres domaines. Pour documenter correctement l’expérience scientifique, il est indispensable de connaître les étapes principales de la recherche scientifique : observation de la réalité, formulation d’hypothèses, observation, élaboration de la théorie. Quant au processus d’évaluation, je renvoie à un article écrit avec James Bradburne et Alessandra Zanazzi¹ dans lequel l’importance de ne pas évaluer les connaissances mais le processus et la méthode était précisée. Malheureusement, dans ce domaine, l’évaluation des parcours et des projets est souvent orientée vers l’acquisition des connaissances, alors que l’attention devrait se porter sur l’apprentissage de la méthode et l’élaboration des théories des enfants. C’est l’approche scientifique qui compte, la capacité d’observer les phénomènes naturels sans préjugés, le désir de formuler des théories sans crainte du jugement, d’allier fantaisie, créativité et rigueur scientifique. Tous des langages qui appartiennent aux enfants. Il nous revient, en tant qu’adultes, de les laisser grandir et de les favoriser.

Note

1 http://docplayer.net/99542451-Assessing- and-evaluating-a-case-study-in-the-framework-of-eu-unawe-italy-project.html (dernière consultation 27/02/2020).

Bibliographie

Albanese L., La boîte scientifique, dans “Bambini”, n. 8, octobre 2001, pp. 66-70.

Albanese L., Faire place à la science, dans “Bambini”, n. 9, octobre 2008, pp. 53-56.

Albanese L., La boîte de la communication, dans “Bambini”, n. 1, janvier 2009, pp. 55-58.

Casa delle Arti del Gioco, La science en balançoire. Fiches de jeux et science, Editoriale Scienza, Trieste, 2010.

Dolci M., “L’ombre des mythes aux ruses”, dans S. Sturloni, V. Vecchi (coordinateurs du projet), Tout a une ombre sauf les fourmis, Reggio Children, Reggio Emilia, 1999, pp. 16-23.

Edwards C., Gandini L., Forman G. (éd.), Les cent langages des enfants. L’approche de Reggio Emilia pour l’éducation de la petite enfance, Edizioni Junior-Spaggiari Edizioni, Parme, 2017.

Lodi M., Le ciel qui bouge. 15 histoires de la nature, Editoriale Scienza, Trieste, 2017.

Magrone P., Millán Gasca A., Les enfants et la pensée scientifique. Le travail de Mary Everest Boole, Carocci, Rome, 2018.

Munari B., Dans le brouillard de Milan, Corraini, Mantoue, 2018.

Neill A.S., Les enfants heureux de Summerhill. L’expérience de l’école non répressive la plus célèbre du monde, Red, Côme, 2013.

Propp V.J., Morphologie du conte, Einaudi, Turin, 1966.

Rodari G., Grammaire de la fantaisie. Introduction à l’art d’inventer des histoires, Einaudi, Turin, 1977.