innovation pédagogique

Après cette entrée en matière, force a été de constater que l'exploration ne concernait pas seulement les élèves, mais aussi les enseignants qui ont dû redéfinir leurs domaines de compétences. L'ambiguïté du positionnement des quatre intervenants était liée au fait de sélectionner des contenus qui n'exigent pas un degré de connaissances trop élevé et n'empiètent pas non plus sur les cours. La difficulté a résidé dans le fait de fédérer des visions et des approches quelque peu divergentes auprès de jeunes lycéens. C'est alors que le professeur de philosophie est intervenu en problématisant la fabrique de la science et en proposant un questionnement plus synthétique. En position de surplomb, celui-ci a fait émerger les présupposés et les représentations sur lesquels reposent les théories scientifiques. Dans la mesure où l'enseignement d'exploration vise à sensibiliser les élèves à la démarche scientifique, la préférence a été donnée, non pas à une entrée par thèmes, mais plutôt en abordant quelques champs scientifiques à caractère généraliste. Ainsi, les quatre animateurs ont-ils opté pour des questionnements croisés sur des sujets aussi vastes que les représentations de la vie, l'obstacle épistémologique, les représentations de l'Univers, la méthode expérimentale. Cette équipe de choc a concocté un programme de haut vol où les dernières théories relatives à l'apparition de la vie ont été encadrées par une réflexion de nature épistémologique. Les sciences exactes et humaines se sont ainsi rejointes au point d'intégrer la spéculation inhérente à la science-fiction. Entre l'histoire des sciences et Avatar, l'exploration des présupposés a guidé un questionnement sur l'essence des connaissances.

Se déroulant sur un semestre, cet enseignement a alterné séances de conférences, travaux pratiques et mise au travail des élèves en autonomie. Ainsi, leur ont été proposées pas moins de six conférences portant sur les sujets suivants : l'origine de la vie, la formation des soleils et des planètes, la production des atomes et des molécules, les planètes habitables et l'émergence de la vie, les obstacles en science, et le scientifique : "un homme d'expériences" ? Si celles-ci s'adressaient à la totalité des élèves, ceux-ci étaient alternativement répartis en trois groupes afin d'assurer une rotation entre TP de physique-chimie, TP de SVT et ateliers de philosophie. Certaines séances ont été consacrées au suivi des travaux de groupes sur la production à réaliser. Afin de susciter l'étonnement, le philosophe a introduit un extrait de La Formation de l'esprit scientifique où il est question d'obstacle épistémologique. "J'ai souvent été frappé du fait que les professeurs de sciences, écrit Gaston Bachelard, plus encore que les autres, si possible, ne comprennent pas qu'on ne comprenne pas. (...) Les professeurs de sciences imaginent que l'esprit commence comme une leçon, qu'on peut toujours refaire une culture nonchalante en redoublant une classe, qu'on peut faire comprendre une démonstration en la répétant point par point. (...) Ils n'ont pas réfléchi au fait que l'adolescent arrive dans la classe de physique avec des connaissances empiriques déjà constituées : il s'agit non pas d'acquérir une culture expérimentale, mais bien de changer de culture expérimentale, de renverser les obstacles déjà amoncelés par la vie quotidienne." Selon, l'auteur, "L'esprit scientifique doit se former en se réformant" 1. La perception, le bon sens, les représentations stéréotypées constituent des entraves à l'évolution de la pensée et donc à la recherche. Il convient donc d'en prendre conscience et de les renverser. Toute représentation est invention, vision subjective qui court le risque de s'éloigner de la réalité, d'être illusoire. L'astrophysicien a alors exposé diverses représentations de l'univers, d'Aristote à nos jours, en passant par la révolution copernicienne. Mais qu'est-ce qu'un mouvement, pour un physicien ? Selon Aristote, l'homme était forcément immobile alors qu'actuellement, depuis la prise en compte de la relativité, on considère qu'un mouvement procède de la combinaison de deux actions, celle de l'observateur et celle de l'objet observé.

De même, à propos des représentations de "la vie", le professeur de philosophie a distingué le concept plus abstrait de vie de celui plus concret de "vivant",  plus usité dans son champ de savoir. Avec humour, il a présenté un diaporama pour démontrer l'anthropomorphisme lisible dans la représentation de la vie extraterrestre comme décalque de la vie terrestre. La science-fiction, qui comporte une part de spéculation, constitue le plus souvent une extrapolation du réel. Ainsi, dans Avatar, réalisé par James Cameron, la faune et la flore de la planète Pandora se trouvent pseudoscientifiquement décrites dans un livre accompagnant le film 2. Du bellicum pennatum à l'equidius, toutes les espèces sont présentées avec des noms latins. Les Na'vis ne seraient-ils pas d'autres Indiens ? Déjà, dans La Création de l'homme, Michel Ange représentait Dieu à l'image de l'homme. Selon une conception finaliste selon laquelle la nature aurait été créée en fonction d'une fin, Bernardin de Saint-Pierre considérait que, si le melon a la peau striée, c'est pour être facilement découpé en tranches et mangé en famille. Le professeur de SVT a démontré que la bipédie, conçue comme stade suprême de l'évolution, a constitué un obstacle à la recherche scientifique. À une représentation de la nature comme un arbre dont l'homme serait le sommet, a succédé, au cours de l'histoire des sciences, une conception de type fractal en buisson, et donc non hiérarchisée. Le scientifique doit donc se défaire de l'anthropomorphisme, de l'anthropocentrisme, du finalisme, se libérer de ses schémas de pensée et faire preuve d'imagination. L'astrophysicien a ainsi montré des formes de vie hybride mi-animale, mi-végétale qui varient selon l'atmosphère.

Un TP de sciences physiques a porté sur la composition des milieux interstellaires (voir annexe). Le milieu interstellaire contient 99 % de gaz (hydrogène et hélium, principalement) et 1 % de poussière. La poussière est le terme en astronomie pour les solides de petite taille. Les grains solides dans l'espace sont composés d'éléments très courants (carbone, oxygène, magnésium et silicium). Les deux matériaux principaux sont des silicates (sable) et du carbone (diamant, graphite ou carbone amorphe). Cette petite fraction de grains solides est très importante, parce que les solides interagissent fortement avec la lumière. Les élèves ont étudié les molécules présentes dans les nébuleuses, les nuages, et les poussières interstellaires, et ont recensé les éléments les plus répandus dans la voie lactée tels que l'on peut les estimer par spectroscopie.

Un autre point abordé selon des regards croisés a porté sur le concept d'expérience. L'enseignant de philosophie a lancé le questionnement en diffusant un diaporama intitulé : "Le scientifique : un homme d'expériences ?". Il a commencé par une exploration sémantique du terme, en considérant diverses expressions significatives renvoyant à plusieurs acceptions : "avoir l'expérience sensible du monde" concerne la perception qu'on a de la réalité, "avoir de l'expérience" désigne le fait de connaître la vie, renvoie au vécu, tandis que "faire une expérience" s'applique à l'exercice de la science. La polysémie du mot montre à l'envi que la notion s'entend différemment selon les contextes. Puis il a montré divers portraits de savants tels que Gaston Bachelard, 1884-1962, le professeur Tournesol, les frères Bogdanov et Einstein tirant la langue. La figure du scientifique souvent âgé cumule ironiquement les divers sens du mot. Le professeur de SVT a apporté sa contribution à la réflexion sur la notion d'expérience en abordant la question de la génération spontanée, problématique classique en histoire des sciences, afin de montrer que la démarche expérimentale n'est pas innée. Dans "De la génération des animaux", Aristote considère en effet que certains êtres vivants "se forment et s'engendrent par une certaine coagulation de la terre et de l'eau." Le principe de génération spontanée, soit sans ascendant, s'appliquerait, selon lui, aux puces, aux huîtres, aux moules, etc. Descartes ne conteste pas cette conception au motif suivant : "il faut si peu de choses pour faire un animal, il n'est assurément pas étonnant que tant d'animaux, tant de vers, tant d'insectes, se forment spontanément sous nos yeux dans toute matière en putréfaction." Le savant belge Jean-Baptiste Van Helmont (1579-1644) propose alors de démontrer expérimentalement la génération spontanée. À son époque, les savants croient que, si les êtres vivants supérieurs naissent de leur mère, les insectes et les animaux inférieurs, en revanche, apparaissent spontanément. Afin de vérifier cette hypothèse de l'abiogenèse, Van Helmont a laissé pendant vingt et un jours un vêtement sale plein de transpiration et contenant des graines. Constatant l'apparition de rats, il en déduit que ceux-ci sont nés du vêtement. Loin de prouver l'abiogenèse, cette expérience a d'ailleurs été considérée comme prouvant plutôt l'apparition d'êtres animés dans certaines conditions. Enfin, au XVIIe siècle, Francisco Redi (1626 à 1697), médecin, biologiste et poète italien, démontre que l'apparition des vers sur les cadavres ne se produit pas par génération spontanée. "À la mi-juillet, je plaçai dans quatre flacons à large goulot un serpent, quelques poissons de rivière, quatre petites anguilles de l'Arno et une tranche de veau de lait ; je bouchai soigneusement les ouvertures avec du papier et de la ficelle, alors que je laissais ouverts quatre autres flacons semblablement garnis. Il ne se passa pas longtemps que les poissons et les chairs de ces derniers récipients ne se couvrissent de vers ; on voyait d'ailleurs les mouches y entrer et en sortir à leur guise. Dans les flacons bouchés, au contraire, je n'ai jamais vu naître le moindre ver ; et pourtant, de nombreux mois se sont écoulés après que j'y eus enfermé les chairs mortes". Dans cette contestation du principe de la génération spontanée, on assiste alors à l'émergence de la démarche scientifique avec ses étapes progressives (voir annexe).