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Didactique des sciences et démarches dinvestigation
Collection Pratiques en Formation dirigée par Daniel BERTAUX, Véronique BEDIN Catherine DELCROIX et Michel FOURNET La collection Pratiques en Formation regroupe des ouvrages qui traitent de lévolution des différents types de pratiques sociales, des contextes dans lesquels elles sinscrivent et de leurs méthodes dobservation. Les travaux retenus répondent à trois objectifs majeurs : construire des cadres de référence appropriés à lanalyse de pratiques contextualisées, étudier les interactions entre pratiques individuelles et organisationnelles dans des systèmes dactivités différenciés : formation, travail social, professionnalisation, développement local ; enfin, enrichir les savoirs et pratiques en formation tout au long de la vie selon une approche pluridisciplinaire.  
Dernières parutions  Sous la direction de Michel FOURNET et Jean-Louis MARTIN, La crise : risque ou chance pour la communication ? , 1999. Ahmed CHABCHOUB, École et modernité. En Tunisie et dans les pays arabes , 2000. Sous la direction de Jean-François SOULET et Éric CASTEX, Linformatique dans lenseignement de lhistoire et de la formation des historiens , 2001. Sous la direction de Daniel GUY, Dopage et protection des jeunes sportifs. Éléments pour une prévention de proximité , 2002. Patrick SARAMON, Panser ou repenser les Z.E.P. ? De la « discrimination positive » au recul institutionnel , 2003. Sous la direction de Anne JORRO, Évaluation et développement professionnel , 2007. Sous la direction de Bernard FRAYSSE, Les sciences de léducation dans les champs de formation. Quelles mobilisation et légitimation , 2011.
 
  Sous la direction de Bernard Calmettes      Didactique des sciences et démarches dinvestigation     Références, représentations, pratiques et formation                       LH ARMATTAN
         
 
  
    
              © L'H ARMATTAN , 2012 5-7, rue de l'École-Polytechnique ; 75005 Paris   http://www.librairieharmattan.com diffusion.harmattan@wanadoo.fr harmattan1@wanadoo.fr  ISBN : 978-2-296-96238-5 EAN : 9782296962385
 
LISTE DES AUTEURS
Jean-Marie BOILEVIN , IUFM de Provence, Marseille (France). Maître de Conférences en Didactique des Sciences, Habilité à Diriger des Recherches. EA ADEF, Équipe Gestepro, Université de Provence. Pascale BRANDT-POMARES , IUFM de Provence, Marseille (France). Maître de Conférences en Didactique des Sciences.EA ADEF, Équipe Gestepro, Université de Provence. Bernard CALMETTES , IUFM Midi-Pyrénées. École Interne de lUniversité de Toulouse 2 (France). Maître de Conférences en Didactique des Sciences. UMR EFTS, Université de Toulouse. Maryline COQUIDE , IFé ENS Lyon (France). Professeure de Didactique des Sciences. UMR STEF ENS Cachan  IFé ENS Lyon. Cécile de HOSSON, Université Paris-Diderot (France). Maître de conférences en didactique de la physique. Laboratoire de didactique André Revuz, EA de lUniversité Paris Diderot. Michèle DELLANGELO SAUVAGE , Université Paris Est, Créteil -(France). Maître de Conférences en Didactique des Sciences biologie-géologie. UMR STEF Cachan  IFé ENS Lyon. Jean-Luc DORIER  Professeur de Didactique des Mathématiques à la Faculté de Psychologie et des Sciences de lÉducation, équipe DiMaGe, Université de Genève (Suisse). Michèle GANDIT , IUFM, École Interne de lUniversité Joseph Fourier, Grenoble (France). Professeure Agrégée de mathématiques, Docteure en Didactique des mathématiques. Maths-à-Modeler, Institut Fourier, Grenoble. Damien GIVRY , IUFM de Provence, Marseille (France). Maître de Conférences en Didactique des Sciences.EA ADEF, Équipe Gestepro, Université de Provence. Jean-Claude GUILLAUD , IUFM, École Interne de lUniversité Joseph Fourier, Grenoble (France). Professeur Agrégé en sciences physiques, Docteur en Didactique de la physique. Nathalie MAGNERON , IUFM Centre Val de Loire Université dOrléans (France). Maître de Conférences en Didactique des Sciences physiques. UMR STEF ENS Cachan  IFé ENS Lyon.
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Stéphanie MATHÉ , Université Paris-Diderot (France), Laboratoire de didactique André Revuz. Docteure en didactique des sciences physiques. Actuellement éditrice de manuels scolaires. Martine MEHEUT , IUFM de Créteil. École interne de lUniversité Paris Est-Créteil (France). Professeure émérite en didactique des sciences. Laboratoire de didactique André Revuz, EA de lUniversité Paris Diderot. Ludovic MORGE , IUFM dAuvergne (France). Maître de Conférences en Didactique des Sciences, Habilité à Diriger des Recherches. Université Blaise Pascal, Université de Clermont, Laboratoire ACTé (EA, 4281). Alice PEDREGOSA , IUFM de Provence, Marseille (France). Maître de Conférences en Didactique des Sciences.EA ADEF, Équipe Gestepro, Université de Provence. Lionel PELISSIER , IUFM Midi-Pyrénées. École Interne de lUniversité de Toulouse 2 (France). Docteur en didactique des sciences. UMR EFTS, Université de Toulouse. Marie-Christine TOCZEK , IUFM dAuvergne (France). Maître de Conférences en Psychologie, Habilité à Diriger des Recherches. Université Blaise Pascal, Université de Clermont, Laboratoire ACTé (EA, 4281). Éric TRIQUET , IUFM, École Interne de lUniversité Joseph Fourier, Grenoble (France). Maître de Conférences en didactique des sciences. EA S2HEP, Université de Lyon Patrice VENTURINI , IUFM Midi-Pyrénées. École Interne de lUniversité de Toulouse 2 (France). Professeur des Universités en Didactique des Sciences, UMR EFTS, Université de Toulouse.
 
PRÉFACE
LES DÉMARCHES DINVESTIGATION ENJEUX POUR LENSEIGNEMENT ET OBJETS DE RECHERCHE POUR LA DIDACTIQUE
Patrice Venturini *  
Le monde évolue aujourdhui vers toujours plus de complexité, plus de compétition et plus dincertitude. Pour sy insérer de manière « positive 1 », la pensée critique, la créativité, linnovation, la communication, la collaboration, linitiative, lautonomie, la responsabilité, la capacité à résoudre des problèmes deviennent particulièrement importantes (voir par exemple Jadeau, 2008 ; Partnership for 21st Century Skills ; Rotherham et Willingham, 2009). Or les situations traditionnelles denseignement mettent fréquemment laccent sur la mémorisation et lutilisation de procédures, et de ce fait, permettent peu au citoyen de demain de développer de telles capacités (Barron & Darling-Hammond, 2010). Celles-ci en effet se construisent plutôt dans un contexte relevant d« inquiry approaches 2 » cest-à-dire dans un contexte  of complex, meaningful projects that require sustained engagement, collaboration, research, management of resources and development of an ambitious performance or product  ( id. p. 200). Si lon considère plus particulièrement lenseignement classique des sciences, les recherches confirment régulièrement quil génère chez une majorité délèves du secondaire des attitudes négatives (Osborne, Simon & Collins, 2003 ; Venturini, 2004), dont une des conséquences est une certaine désaffection pour les études scientifiques. Plusieurs rapports sur cette                                                  *  IUFM-École Interne de lUniversité de Toulouse-Le Mirail (France), Professeur des Universités, en Didactique des Sciences, UMR EFTS, Université de Toulouse. 1 Le terme dinsertion « positive » est emprunté à Robine, 2009, p. 32. 2  Par inquiry approaches, il faut entendre une famille de démarches relevant du project-based learning, du problem-based learning ou encore du design-based learning (Barron & Darling-Hammond p. 201)
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situation ont été commandés par différentes institutions politiques (par exemple Rolland, 2006 ; Rocard et al., 2007). Ils font tous état de la nécessité de rénover lenseignement scientifique pour le rendre plus attractif, en développant notamment la conduite dinvestigations par les élèves, celle-ci ayant de plus selon Rolland ( id.  p. 52) « une valeur éducative sans pareille ». De tels effets positifs sont dailleurs confirmés par Minner, Levy et Century (2009) à propos de la maîtrise conceptuelle, et aussi par Anderson (2002) si toutefois on considère que les objectifs de léducation scientifiques incluent « a conceptual understanding of science principles, a comprehension of the nature of scientific inquiry, and a grasp of applications of science knowledge to societal and personal issues 3 ». En réponse à ces deux questions sociétales dont les solutions supposées convergent, les curricula et standards relatifs à lenseignement des sciences ont fait lobjet dimportantes modifications et font maintenant une place significative à l« Inquiry-Based Science Education » (IBSE) 4 . La France a suivi le mouvement au début des années 2000, et la « démarche dinvestigation » est maintenant intégrée à tous les programmes français denseignement scientifique, de lécole à la sortie du lycée. Toutefois, lunanimité des prescriptions nempêche pas que la mise en uvre de l IBSE  soit complexe et exigeante, comme le laisse imaginer la définition 5  quen donnent Linn, Davis et Bell (2004, p. 4) :  we define inquiry as the intentional process of diagnosing problems, critiquing experiments, distinguishing alternatives, planning investigations,                                                  3 Cette conclusion est donc liée aux finalités attribuées au curriculum et ne peut être définitive selon Anderson dans la mesure où « all teachers, parents, and policy makers are not convinced - that these objectives are as important as more specific knowledge of vocabulary and facts » 4  On parle aussi dInquiry-Based Teaching, ou dInquiry-Based Instruction. Par ailleurs, ces nouveaux curricula ou standards ne sont pas pour autant les premiers à intégrer lIBSE. Cette idée d « inquiry » proposée par  Dewey (1910), a été exploitée dans lenseignement scientifique par Schwab (1960) puis mise en uvre dans un certain nombre de curricula à partir des années 70 (par exemple celui en lien avec le Physical Sciences Study Committee) avant dêtre systématisée au milieu des années 90. 5  Les définitions de lIBSE sont très nombreuses, chacune mettant laccent sur certains éléments. Ainsi, par exemple, lIBSE implique pour Minner, Levy et Century (2009) trois aspects (que les trois auteures spécifient ensuite sur le plan opérationnel) : (1) the presence of science content, (2) student engagement with science content, and (3) student responsibility for learning , student active thinking or student motivation within at least one component of instruction  question, design, data, conclusion or communication. Ce point de vue nest pas sans relation avec les environnements dapprentissage conduisant à un engagement disciplinaire productif fondés sur un équilibre entre problématisation et ressources, autorité donnée aux élèves à dire le savoir et responsabilité dont ils doivent faire preuve à cette occasion (Engle, 2011).
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