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Description

Cette page rassemble toutes les ressources concernant la démarche expérimentale

 

L’expérimentation constitue le cœur, le « noyau dur » de la démarche Petits Débrouillards. Aussi revient-il à chacun de mener une réflexion profonde sur le sujet, en commençant par adopter une position critique : la démarche expérimentale constitue-t-elle, comme on l’admet le plus souvent, le seul moyen d’accéder à la connaissance scientifique ?

Décortiquer son statut, analyser ses pratiques et ses conditions d’application face à un public donné doit permettre en retour de se forger une conviction solide : celle de l’utilité d’une telle démarche dans le cadre précis d’une action auprès des enfants.

 

Nous considérons les controverses touchant à la méthode scientifique comme des querelles portant sur des manières différentes de se comporter, avec les choses et avec les hommes.  

 S. Shapin et S. Schaffer, Léviathan et la pompe à air

 

  1. Statut de la connaissance et démarche expérimentale

Il existe d’autres voies que la démarche expérimentale pour établir et surtout, diffuser la connaissance scientifique. Pourquoi adopterons-nous celle-ci ? Fixons, avant de répondre, quelques définitions.

a – Stabiliser et protéger les faits

Le déroulement d’une expérimentation peut être présenté, dans la situation qui est la nôtre, de la manière suivante : d’abord une mise en situation par l’intermédiaire d’une mise en scène appropriée, ensuite une manipulation qui fait sens, puis, le cas échéant, une autre question à laquelle on tentera de répondre par une autre expérience. Nous choisissons de toujours mettre la question en valeur, qu’elle soit posée a priori ou déduite de la manipulation. Tout ceci ne tient que par la confiance accordée aux faits.

SOMMAIRE

 

 

 

Que propose l’expérience ? Il n’en existe pas de bons, ni de mauvais. Nier un fait, c’est affirmer qu’il n’en est pas un. Etabli par un individu ou par un autre, si chacun a conservé les mêmes conditions d’expérimentation, il reste invariable. Une théorie peut être démolie, jamais un fait.

Mais le fait est fragile : il n’est pas toujours accepté d’emblée en tant que tel. On se souviendra des querelles entre scientifiques sur les performances et la fiabilité des instruments destinés à mettre des faits en évidence... Un fait stabilisé a donc nécessairement subi l’approbation de nombreux témoins. Les expériences ont été reprises, les procédés affinés, diffusés et soumis à la critique. Les travaux de sciences expérimentales commencent toujours par la longue description du protocole.

Un animateur Petits Débrouillards prend toujours soin de bien choisir des faits stabilisés, afin d’établir le consensus le plus rapidement possible. Et pourtant ! Il est souvent nécessaire de convaincre un grand nombre d’enfants du caractère irréfutable d’un fait – par négociation sur le langage, le plus souvent. Certains enfants diront que le dispositif représenté ci-contre (« l’équilibre ») n’est pas en équilibre. Il convient alors de multiplier les expériences simples (stylo au bord d’une table, pencher son corps jusqu’à la position d’équilibre...) en vue de s’accorder avec lui sur la notion d’équilibre.

Un corps penché peut être en équilibre. Dans tous les cas, le fait est à protéger. L’animateur veillera donc à sa lisibilité, à son esthétique aussi.

A propos

Aristote expliquait la chute des corps par l’existence de nature (les objets graves tombent, les objets légers montent), Newton l’attribuait à l’attraction universelle (deux morceaux de matière s’attirent avec une force appelée gravitation), Einstein attribue ce phénomène à la courbure de l’espace temps... Au demeurant, le fait qu’un objet lâché à une certaine altitude tombe, n’a jamais été remis en question.

b – Sélectionner les faits ?

c – Interpréter les faits

Une fois constaté et accepté le fait établi par expérience, comment l’interpréter ?

Comment répondre à cet élan naturel et très exigent : pourquoi ? Dans le cas idéal où l’assemblée ne conteste pas l’objet expérimental, des conflits peuvent naître au sujet de l’interprétation des faits. Deux solutions sont alors envisageables pour départager les uns et les autres : proposer une interprétation abstraite ou proposer une autre expérience. La pratique a montré qu’une solution théorique abstraite, en quelque sorte imposée, n’est souvent acceptée que par le seul enfant docile ; elle n’est cependant que très rarement comprise. L’« argument d’autorité » est à éviter : « c’est comme ça, parce que les grands l’ont dit ».


Comment, par exemple, faire comprendre à l’enfant la relation qui existe entre l’effet d’attraction produit sur une ficelle ou du sel par un bâton de PVC (frotté à de la laine), et un transfert d’électrons libres ? Afin d’emporter l’adhésion des enfants, il convient de multiplier les expériences. Dans le cas précis de l’électrostatique, la bouteille de Leyde, par exemple, permet, de créer une relation entre étincelles et électricité. Mais là encore, tout est affaire de négociation : l’enfant a dû puiser en partie dans ses connaissances – il a eu fréquemment l’occasion de relier l’étincelle à la notion l’électricité. Aussi doit-il toujours être en mesure de faire la part entre ce qu’il construit à partir des faits expérimentaux et ce qui lui est apporté par l’animateur.

Pour aller + loin

Les questions abordées ici pourront être éclairées par la lecture de l’ouvrage de Steven Shapin et Simon Schaffer, Léviathan et la pompe à air, Hobbes et Boyle en science et politique, Editions de La Découverte, coll. “ Anthropologie des sciences et des techniques ”, 1993, 461 p.

 

 

2) La démarche expérimentale et les enfants

La problématique n’est pas ici, bien entendu, celle de la recherche : l’expérimentation n’est pas employée afin d’établir de nouvelles connaissances. Cependant, les enfants doivent toujours être placés dans une dynamique de découverte. A l’occasion de chaque expérience, grâce à la mise en scène ainsi qu’à leur manipulation personnelle, ils découvriront ou confirmeront une connaissance.

En outre, qu’elle soit pratiquée par les chercheurs ou mise à la disposition des enfants, la démarche expérimentale, du fait de la participation active qu’elle demande à ceux qui l’emploient, suppose « une manière particulière de se comporter, avec les choses et avec les hommes {footnote} Steven Shapin et Simon Schaffer, Léviathan et la pompe à air. Hobbes et Boyle entre science et politique, Paris, La Découverte/Textes à l’appui, coll. “ Anthropologie des sciences et des techniques, 1993, p. 21.{footnote}  ».

Et c’est d’abord le développement de ce comportement qui constitue la tâche principale d’un animateur Petits Débrouillards. Le contact avec l’objet, combiné au travail en groupe, fait naître une forme de communication particulière (que l’on appellera « jeu de langage »), élément essentiel d’une « forme de vie » originale – qui comprend la manière de se comporter avec les autres.

 

a – Privilégier le contact avec l’objet

Les enjeux de la manipulation

 

Le premier contact avec l’objet est déterminant. D’emblée, au début de votre première phase de formation, vous vous êtes retrouvés face à l’objet, avec mission de le reproduire. Vous étiez placés, en somme, dans la position de l’enfant découvrant une animation Petits Débrouillards.

Chaque individu, selon son âge et son milieu, a certes sa propre manière de réagir, de se comporter. On retrouve cependant quelques constantes, décelables chez les enfants comme chez les adultes.

Face au ludion, par exemple, priment souvent l’incompréhension, la convocation désordonnée de concepts embrouillés et mal adaptés (de manière beaucoup plus complexe chez les adultes que chez les enfants !).

Quelle est mon attitude face à l’objet ?

Une relation intime se noue, qui peut conduire à l’introspection. Suis-je agacé de ne pouvoir régler le niveau d’eau dans le stylo ? Suis-je ennuyé ? Suis-je tenté d’abandonner, de camoufler mon exaspération ? Suis-je, au contraire, entraîné par le jeu ? Face à l’inconnu, on décèle le plus souvent deux attitudes : comprendre d’emblée, conceptualiser, voire mathématiser ; à l’inverse, ne pas saisir ce qui est demandé.

 

Ce premier contact peut être très simple et pourtant déterminant. Les enfants vont par exemple, pour « faire couler le bouchon » (N° 21), appuyer dessus, lester le bouchon. Un premier contact par le jeu est toujours très positif : dans l’expérience « faire chauffer de l’eau sans casserole », il est bon que les enfants fassent éclater quelques ballon pour apprécier l’action (sa rapidité) d’une flamme sur la matière plastique en extension, lorsque le ballon n’est pas rempli d’eau ; le jeu est amorcé, l’attention sera entretenue par l’expérience elle-même, qui suscite l’étonnement ; même remarque pour l’expérience « percer un ballon » (N° 16).

Autre exemple : il est bon que dans l’expérience du « poivre » (N° 22) les enfants essaient de nombreux produits, dont le produit vaisselle, pour reproduire le phénomène quelque peu mystérieux présenté par l’animateur ; ils mettront peut-être en évidence d’autres phénomènes... La reproduction pure et simple des gestes de l’animateur, le mimétisme, est à éviter.

Construire un objet et l’emporter chez soi

Les expériences sont nombreuses à exiger la réalisation d’un ou plusieurs objets. Premier avantage, en rapport avec le développement de l’enfant : en construisant son objet, l’enfant tâtonne, cherche à comprendre, demande de l’aide à ses camarades ou à l’animateur, forge un langage pour se faire comprendre. Il emprunte ainsi sa propre voie, toujours à valoriser.

Nous nous souvenons tous, en outre, de l’attachement que procure la possession d’un objet construit de nos propres mains. Enfin, les enfants sont encouragés à reproduire l’expérience auprès de leurs parents. L’expérience sort alors du cadre de l’atelier et peut contribuer à l’entretien de liens sociaux autour de l’expérimentation.

b – Ne négliger aucune voie proposée par l’enfant

Il est bien naturel de vouloir suivre un fil directeur solide au cours de l’animation, de respecter coûte que coûte une trajectoire construite au moment de la préparation. Cette pratique comporte cependant le risque majeur d’entrer en contradiction avec la démarche en imposant un ordre de réflexion à l’enfant, alors même que la connaissance proposée a été, elle-même, établie par tâtonnement. La démarche Petits Débrouillards se démarque d’une tentation : celle de reconstruire, a posteriori, un processus de découverte ; reconstruction qui viserait à élaguer les inattendus. L’enfant ne doit pas être privé du cheminement naturellement chaotique qui conduit à la connaissance.Le contact de l’enfant avec l’objet et son cheminement personnel étant privilégiés, tous les tâtonnements seront encouragés, l’imprévu (constitutif de la recherche expérimentale à tous les niveaux) est le bien venu. Enfin, et nous y insisterons, les solutions inattendues proposées par les enfants sont à valoriser.

Il est fréquent, en effet, que les enfants proposent des solutions différentes de celles que l’animateur a en tête. Elles sont à considérer avec attention, cette apparition étant liée à la démarche expérimentale elle-même. On a pu voir certains enfants, dans l’expérience du « tourbillon » (N° 12) par exemple, faire fuser l’eau d’une bouteille à l’autre en tournant rapidement sur eux-mêmes et tenant leur dispositif orthogonalement à leur corps ; dans ce cas le défi est remporté, sauf si un autre enfant propose d’imprimer un mouvement de rotation au dispositif (solution habituelle) ; après le jeu, l’animateur se contentera de proposer cette solution, qui est la plus rapide. Autre exemple : de nombreux découpages sont possibles pour « passer à travers la feuille » (N° 11) ; l’animateur pourra, en fin de parcours, proposer le plus complexe, sans l’imposer. Enfin, avant de préciser que les enfants ne doivent ni percer, ni retourner le ludion pour faire tomber le stylo (N° 6), c’est-à-dire avant d’empiler les contraintes, toutes leurs solutions sont acceptables.

 

En outre, la voie de l’erreur, on le sait, n’est pas toujours la plus mauvaise. Chaque erreur, chaque tâtonnement qui conduit à une impasse permet d’approcher une réponse à la question ou d’en poser une nouvelle. Afin de mettre en évidence l’utilité des tâtonnements et des échecs successifs menant à la réussite finale, il peut s’avérer très utile de stopper la réalisation d’un objet – par exemple le ludion – à chaque obstacle, de changer de matériel et de recommencer. Chaque erreur témoigne en effet d’un phénomène particulier : si le tube reste au fond de la bouteille, l’enfant peut être conduit à comprendre que le tube est trop lourd. D’un autre côté, si en mettant le tube dans la bouteille et en appuyant très fort, le tube ne coule pas, chacun peut comprendre qu’il est trop léger... C’est par l’effort de la manipulation que l’on accède à la compréhension. Chaque groupe aura donc confectionné une série de ludions inachevés constituant la mémoire de son tâtonnement. Par suite, un observateur extérieur sera en mesure, sans que personne ne lui souffle mot, de comprendre le fonctionnement d’un ludion ; les vérités s’identifient souvent par l’erreur.

c – Un outil de préparation : le conceptogramme

Il existe un outil très utile à l’animateur pour concevoir sa séance : le « conceptogramme ». Il constitue, sur une seule page, le fruit des réflexions personnelles de l’animateur, qui prend en compte les manipulations, les observations possibles, les concepts qu’il est envisageable d’aborder, et des éléments de mise en scène. L’intérêt principal de cet outil est de procéder par liens : un lien manquant correspond à une question. Autant résoudre le maximum de questions avant de rencontrer les enfants.

Conclusion

Conduire progressivement les enfants sur les chemins de la connaissance, les amener, par l’expérience, à l’observation et à l’explication des faits, tout ceci implique une négociation permanente, non sur le fait, intangible, mais sur le langage à utiliser pour en rendre compte et sur son interprétation, établie progressivement par accumulation d’expériences et comparaison avec certains phénomènes connus. Ainsi, l’adulte chargé d’une animation scientifique ne peut accomplir sa mission s’il ne « connaît » pas les enfants placés sous sa responsabilité, s’il n’a pas intégré leurs conventions sociales. Considérant l’importance des conventions dans la manière d’établir une connaissance, il convient de construire la séquence avec les enfants, en commun, à l’aide de leur langage (nous développerons ce point) et de leurs repères.

Pratiquement, le contact avec l’objet doit mener les enfants à se poser tous les problèmes possibles (les inscrire au tableau, recenser les images qu’ils se font d’un phénomène), même les plus surprenants (voire idiots) pour l’adulte : seule l’expérience elle- même, une fois décidées en commun les conditions de sa réalisation, devra venir éliminer une fausse question, une idée préconçue. Les Petits Débrouillards ont le temps. A l’inverse, si l’animateur impose à l’enfant ses conventions d’adulte, a priori, sans tenter de créer le consensus, il encourt le risque d’un refus (incompréhension, d’où manque d’intérêt et dispersion) ou d’un comportement mimétique (celui du « bon élève »), synonyme de stagnation.

Sans doute l’épreuve s’avère-t-elle plus ardue pour l’animateur que pour l’enfant. Afin de déjouer le « piège de l’évidence », l’adulte devra se placer dans la « position de l’étranger », c’est-à-dire abandonner un temps ses repères, sans pour autant les oublier. Il devra accepter les initiatives, même si l’enfant s’éloigne de l’interprétation attendue ; privilégier l’inductif et l’exploiter. Se placer dans la « position de l’étranger », c’est avant tout se démarquer d’une chaîne logique de raisonnement « naturelle » pour l’adulte, très artificielle pour l’enfant. Ce dernier est capable d’emprunter d’autres voies. Il convient de les exploiter et de ramener l’enfant, par la multiplication des faits, à accepter ces derniers, et à convenir avec lui du langage le plus approprié pour en rendre compte et, si possible, l’expliquer.

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  1. Ressources complémentaires : l'histoire de la démarche scientifique http://www.educavox.fr/accueil/debats/histoire-de-la-methode-scientifique