Pratiques discursives en sciences

Un exemple de production d’écrits successifs a été examiné à partir du travail d’une classe de cycle 3 sur  la circulation  sanguine.  Les études dont cet article se fait l’écho cernent des conditions de reprise des écrits propices à des réajustements sur le plan langagier et à des transformations sur le plan cognitif.

La secondarisation des énoncés de savoir peut être définie comme une transformation des usages langagiers initiaux des élèves, qui vise le passage de connaissances dépendantes des situations dans lesquelles elles s’exercent à des connaissances objectives décontextualisées. Ainsi les objets de savoir se construisent progressivement au cours du processus de secondarisation entretenu par les situations d’enseignement proposées en classe. La notion de communauté discursive scientifique désigne les pratiques discursives liées à la construction des savoirs élaborés dans la sphère scientifique en incluant les pratiques langagières spécifiques de cette communauté, en particulier l’argumentation. La mise en œuvre, dans la classe, de ces pratiques discursives développe des modes d’agir-parler-penser spécifiques.

Notre étude de cas concerne l’organisation du recueil des mesures du rythme cardiaque et du rythme respiratoire effectuées au cours d’une séance de sport et leur utilisation, par la classe, au cours d’une séquence consacrée à l’étude de la circulation sanguine.

Trois séances permettront l’objectivation d’un lien entre cœur, respiration et activité physique. Puis une séance centrera le travail sur la nature de ce lien. Enfin les trois dernières séances permettront de construire les explications, en passant par la construction d’hypothèse, puis de valider le travail par une production finale.

Intéressons-nous à la collecte d’un ensemble de mesures (rythme cardiaque, rythme respiratoire) effectuées dans différentes conditions (au repos et après l’effort), et au tableau qui en résulte. Ce travail est réalisé après avoir cherché à établir un lien entre respiration et activité cardiaque via l’expérience des élèves (la course). En première séance, la classe se met d’accord sur la nécessité de faire des mesures pour prouver que « quand je cours, mon cœur se met à battre plus vite et je respire plus vite ». Au cours de la deuxième séance, un tableau est élaboré en vue de recueillir des données. En troisième séance, des mesures sont effectuées au cours d’une séance d’EPS et les valeurs recueillies sont relevées dans le tableau. Nous avons suivi les différentes étapes de l’élaboration de ces tableaux, qui nous informent sur le rôle que le professeur et les élèves font jouer à cet écrit dans la situation d’enseignement apprentissage.

Dès la première séance, sous l’exigence du professeur, les élèves passent de l’expression d’une sensation (« quand on court, on est essoufflé ») à la description d’un phénomène (« on respire plus vite »), qui est mis en relation avec une situation (la course). À partir de ce constat, la classe s’interroge sur le lien entre la course et l’augmentation du rythme respiratoire et se pose la question du lien avec d’autres phénomènes (« le cœur bat plus vite »). La première inscription au tableau matérialise cette étape de mise à distance et de mise en relation, indispensable pour amorcer la construction de l’objet de savoir.

« Plus on court, plus le cœur bat vite et plus la vitesse de la respiration augmente. »

À partir de la description du phénomène, un processus de secondarisation des énoncés est amorcé. À terme, il devrait participer à la construction du problème en jeu sous-tendant cette étude : « Comment le sang apporte-t-il l’oxygène aux muscles ? »

Pour rendre nécessaire l’identification de la nature des liens entre les fonctions de respiration et de circulation sanguine, l’enseignant demande aux élèves d’établir des preuves en prenant appui sur l’exploitation de faits empiriques : « Je voudrais bien avoir des preuves ou savoir comment nous pourrions mettre ce phénomène-là en évidence. J’essaye juste de réfléchir avec vous à une manière de mettre ça en évidence. Qu’est-ce qu’on va essayer de démontrer ? On va voir si on arrive à démontrer. Alors qu’est-ce que ça va peut-être nous permettre de mettre en évidence, ça ? »

Après avoir précisé les techniques de mesure qui seront utilisées par la classe, le professeur fait réfléchir les élèves sur la construction d’un outil opérationnel pour relever les mesures du rythme cardiaque et du rythme respiratoire avant et après une course à pied : « Vous allez essayer de construire un outil qui va nous permettre de garder en mémoire les mesures qu’on a faites, et, ensuite, de pouvoir l’utiliser, parce que si on fait des mesures, c’est bien pour pouvoir les utiliser. Vous allez réfléchir à ça. Vous vous mettez d’accord par groupe sur un outil à proposer et ensuite nous en discuterons. » L’idée de construire le tableau avant de faire les mesures conduit la classe à s’interroger sur les données pertinentes à relever. En outre, la confrontation des productions des élèves conduit à formaliser les conditions d’une exploitation rigoureuse des données. Ce travail collaboratif utilise la comparaison des données comme un moyen de construire des arguments scientifiques en vue d’expliquer un phénomène. En conséquence, les élèves accèdent à un mode d’agir-parler-penser et d’écrire spécifique d’une communauté discursive scientifique scolaire.

Après le recueil des données, le professeur engage la classe dans un travail collectif visant à construire des raisons pour expliquer les variations observées : « Je vais observer, ensuite je vais comparer, écrire effectivement, ça va me servir, m’aider à chercher à comprendre pourquoi ça augmente à tel moment, pourquoi ça diminue à tel autre, pourquoi l’activité cardiaque varie de telle manière, pourquoi l’activité respiratoire varie de telle manière. On va peut-être chercher à comprendre pourquoi, non ? Vous allez chercher le pourquoi du comment exactement. » À cette occasion, le professeur introduit un tableau de référence comportant des moyennes, en vue de présenter des valeurs fiables. L’exploitation de l’ensemble des données disponibles répond à plusieurs objectifs. Il s’agit de comprendre : ce que signifie une moyenne et comment on la construit ; l’intérêt de faire de nombreuses mesures ; l’intérêt de travailler sur les mêmes valeurs ; la comparaison de ses propres mesures avec celles d’un tableau de référence pour se rendre compte de la validité des résultats obtenus en classe.

De cette façon, les élèves sont familiarisés avec un ensemble de pratiques, spécifiques aux sciences, indispensables pour appréhender la nécessité de mettre en cohérence la démarche de recherche et l’objet de la recherche. Finalement, le professeur met en place les conditions d’acculturation scientifique : le recours des données expérimentales ne s’inscrit dans un travail scientifique que si la méthodologie de recueil des données est construite avec les élèves dans le but d’établir la récurrence des faits.

Au départ, l’écrit élaboré est le suivant : « Plus on court, plus le cœur bat vite et plus la vitesse de la respiration augmente. » Le statut incertain de cet énoncé, qui peut correspondre à une observation (de la vie courante) ou à l’amorce d’une explication, est levé à l’issue du travail effectué à partir des mesures (recueil et exploitation). En effet, la production d’un tableau nécessite d’anticiper le recueil des données, d’identifier les paramètres à envisager et de négocier une première organisation des données. Ici, le choix a été fait de recueillir les données concernant la respiration et les battements du cœur au repos, suite à une course modérée et suite à une course rythmée. L’exploitation de toutes les données s’accompagne de la réécriture du texte du savoir pour obtenir l’énoncé suivant : « Selon l’effort que je fais, mon rythme cardiaque et mon rythme respiratoire varient-ils ? Nous sommes allés faire du sport pour trouver nos mesures cardiaque et respiratoire. Nous avons comparé et analysé nos résultats. Puis nous avons reporté nos mesures sur un diagramme. Plus l’effort est important, plus la respiration et le rythme cardiaque augmentent. » Comparé à sa version initiale, cet écrit, du fait de la prise en compte de la signification des données, acquiert un statut de savoir scientifique en cours de construction. Cet écrit intermédiaire témoigne de l’évolution du processus de secondarisation amorcé grâce aux différentes interactions langagières et contribue, par la distinction avec le sens commun, à la construction de l’objet de savoir.

Dans les pratiques d’enseignement les plus courantes, les études expérimentales sont généralement utilisées dans le cadre de la résolution d’un problème. Dans le cas étudié, le protocole élaboré par la classe sert à amorcer la construction d’un problème scientifique en partant de la question de la relation entre respiration et activité cardiaque. Ainsi la construction du problème est dévolue aux élèves. La stratégie adoptée par le professeur consiste à mettre à distance l’expérience en vue de retenir des critères objectivables. Ainsi la classe pourra raisonner, le tableau contribuant à élaborer un contexte partagé grâce auquel les élèves pourront accéder à des pratiques scientifiques. Le long détour par les mesures (rythme respiratoire, rythme cardiaque, au repos et après un effort) permet de préparer ces élèves à sortir de l’évidence pour les engager dans la construction d’explications scientifiques. Le recours aux écrits intermédiaires (textes et tableaux) favorise la production d’objets secondarisés (en rupture avec la vie quotidienne) sur lesquels les élèves pourront s’appuyer pour commencer à construire le problème scientifique travaillé à la séance suivante. L’utilisation des productions des élèves a ainsi permis, en accordant une attention particulière à la construction d’une communauté discursive scientifique scolaire, de favoriser le processus de secondarisation nécessaire aux apprentissages.