Questionnement

Le questionnement doit « appartenir » aux élèves tout en permettant une recherche qui les mette en raisonnement scientifique et les mène à des savoirs pertinents. Si, en réponse à la mobilisation, les élèves posent spontanément des questions, le rôle de l’enseignant va dans un premier temps être d’aider les élèves à trier, à ordonner, à regrouper ces questions… Si la mobilisation n’est pas suffisante pour déclencher directement des questions chez les élèves, l’enseignant peut poser une première question pour amorcer la réflexion.

Mais les questions posées par l’enfant sont parfois très factuelles, elles nécessitent d’être rattachées par l’enseignant à un problème plus complexe en lien avec les attendus d’apprentissage propres à la discipline. Il est important, si on veut entrer dans une démarche d’investigation, que les questions deviennent les questions de tous, c’est-à-dire qu’elles soient comprises et prennent sens pour tous. L’enseignant continue à garder la main, pour orienter la recherche vers des problèmes scientifiques pertinents. La part du maitre est importante dans cette étape. Par exemple, plutôt que de savoir quels sont les os du corps et combien il y en a, il sera plus pertinent d’envisager une recherche sur comment sont agencés les os et les muscles pour permettre un mouvement. Ce qui n’empêchera pas de traiter un moment la question du nom des os (connaissance nécessaire également) et la question éventuelle du nombre dos dans le squelette posée par un élève (connaissance anecdotique mais qui constitue une préoccupation pour certains).

Formuler une/des hypothèse(s)

L’hypothèse est une explication à priori devant un phénomène, un problème scientifique. Une explication raisonnée, possible, plausible face à une question. C’est une prédiction basée sur un raisonnement.

Penser une hypothèse est un acte imaginatif, créatif. Il faut réaliser une association d’idées en système explicatif. Il faut savoir faire des liens possibles et inédits de causes à effets. L’hypothèse formulée permet de faire des prédictions à propos des résultats : si l’hypothèse se vérifie, alors nous devrons obtenir tel résultat, observer tel fait.

L’hypothèse sera confrontée à la réalité des faits par enquêtes, expérimentations, observations. C’est la correspondance (ou non) des résultats de la recherche avec les prédictions qui nous dira si l’hypothèse est confirmée ou infirmée.

Pour formuler une hypothèse scientifique de qualité (plausible), il faut des connaissances minimales sur le sujet étudié. C’est pourquoi les hypothèses scientifiques sont difficiles à obtenir de la part de jeunes élèves qui n’ont pas suffisamment de références sur le sujet étudié. L’exercice d’émission d’hypothèse est souvent l’aboutissement d’une démarche de recherche.

L’émission et la vérification des hypothèses scientifiques par différents moyens définissent la démarche d’investigation.

Le terme hypothèse est parfois utilisé de manière abusive lors d’activités scientifiques à l’école. Il est en effet important de ne pas confondre les hypothèses scientifiques avec d’autres types formulations (qualifiées d’hypothèses) pouvant émerger lors de ces activités scientifiques. Les hypothèses scientifiques sont toujours explicatives d’un phénomène scientifique, alors que les autres formulations sont souvent des hypothèses-suppositions ou des hypothèses-moyens.  Le type d’hypothèse va entre-autres, dépendre du type de question qui est posé (cf. partie sur le questionnement).

Formulation d’une supposition : Les élèves sont face à une question complexe, car ils doivent trouver la réponse attendue par l’enseignant sans avoir pour autant les connaissances nécessaires. Ce n’est pas une explication de phénomène qui est attendue.

Par exemple, si la question est : « lesquels de ces objets vont couler et lesquels vont flotter ? » Seuls les élèves ayant déjà vécu ces expériences ou ayant les connaissances nécessaires peuvent répondre.  Pour les autres, il s’agira de deviner les réponses attendues. Dans ce cas, l’enseignant ne mène pas les élèves à chercher à comprendre pourquoi certains objets flottent tandis que d’autres coulent, il cherche uniquement à classer les éléments entre ceux qui flottent et ceux qui coulent. Sans autres connaissances, les élèves ne peuvent émettre que des suppositions. 

Formulation d’un moyen : Il s’agit pour les élèves de trouver une manière de résoudre le  problème auquel ils sont confrontés, mais sans chercher à comprendre l’explication du phénomène.

Exemple : « Comment faire pour faire flotter la gomme ? » Une réponse possible d’élèves est : « on la met dans un bateau ». L’élève cherche un moyen pour faire flotter la gomme. Il sait que les bateaux flottent sur l’eau donc, il propose de placer la gomme sur un bateau.

Hypothèse explicative = hypothèse scientifique : Comment se fait-il que la gomme coule alors que la balle de ping-pong flotte? Si les élèves proposent: “C’est peut-être parce qu’elle est ronde que la balle flotte, c’est peut-être parce qu’elle est en frigolite, c’est parce que c’est léger que ça flotte…”, ils sont sur le chemin des hypothèses scientifiques. On peut alors travailler sur la formulation de ces propositions pour mieux faire ressortir le facteur supposé intervenir dans le phénomène étudié:

Hypothèse 1 : la forme de l’objet influence le fait qu’il flotte ou non.

Hypothèse 2 : la matière de l’objet influence le fait qu’il flotte ou non.

Hypothèse 3 : la masse de l’objet influence le fait qu’il flotte ou non.

–       La démarche d’investigation

La démarche d’investigation est une composante non obligatoire, mais essentielle de la démarche de recherche. Elle se met en place quand des questions il s’agit de questions qui demandent une explication sur le phénomène étudié (comment expliquer que). Ce type de question(s) donne naissance à l’écriture d’hypothèse(s) explicative(s) qui exprime (nt) une relation de cause à effet. Après l’émission d’hypothèse(s), la démarche prévoit de valider ou pas l’hypothèse par une observation orientée , la conception d’une expérience, la consultation de documents ou d’un expert. Les élèves sont dans une posture qui se rapproche de celle du chercheur en sciences. Une grande partie donc des étapes est menée par les élèves guidés par l’enseignant. Ils formulent les hypothèses et décident des moyens d’investigation.  S’il s’agit de mener une expérience, celle-ci n’est pas réalisée par un protocole amené par l’enseignant mais bien conçue par les élèves ( voir la rubrique : statut de l’expérience en classe).

Entrer dans une démarche d’investigation exige un minimum de connaissances préalable chez les élèves, du moins empiriques, notamment pour élaborer des hypothèses pertinentes. Les idées pour construire une hypothèse se construisent par le vécu de la classe  ( antérieur) et la progression dans la démarche de recherche. Ainsi, la mobilisation, les expériences sensorielles, les expériences action ou à suivre proposées par l’enseignant enrichissent le débat dans la classe, alimentent les premières impressions sur l’objet de recherche et  par là, apportent des éléments où puiser pour alimenter la formulation d’hypothèses.