Histoire des sciences et pédagogie

Le nouveau programme Sciences de la nature 200.B0 implanté en 1999 inclut désormais des buts généraux considérés comme essentiels à la poursuite d'études universitaires en sciences.

Selon un sondage-maison sur les besoins d'actualisation des professeurs de sciences du collégial distribué en mai 2000, trois de ces buts semblent poser davantage problème :

• Établir des liens entre la science, la technologie et l’évolution de la société;

• Amener les élèves à définir leur système de valeurs;

• Situer le contexte d’émergence et d’élaboration des concepts scientifiques.

Ces buts généraux développent une vision plus large des sciences et sont les assises d'une culture scientifique en bonne et due forme. Pour se familiariser avec ces buts généraux et y trouver des idées d'application, Jean-Claude Simard, professeur de philosophie fortement impliqué en sciences de la nature au Cégep de Rimouski, vous propose quelques textes apportant un éclairage sur ces buts généraux. Vous trouverez également des exemples d'application originaux.

Mais avant de débuter, pourquoi ne pas commencer à lire certains documents de vulgarisation scientifique ? Jean-Claude Simard vous propose quelques références intéressantes.

Importance de l'histoire en enseignement des sciences

Auparavant, les professeurs de sciences n'avaient guère à tenir compte de la dimension historique dans leur enseignement et, quand ils le faisaient, c'était souvent de manière assez anecdotique.

Une telle attitude n'est évidemment plus possible depuis l'implantation du nouveau programme Sciences de la nature puisque au moins deux buts généraux du programme touchent directement des éléments relatifs à l'histoire des diverses disciplines dont on enseigne les bases. Il s'agit des objectifs 9 (« Établir des liens entre la science, la technologie et l'évolution de la société ») et 11 (« Situer le contexte d'émergence et d'élaboration des concepts scientifiques »).

C'est dans le cadre d'un souci récent pour la culture scientifique qu'on doit analyser de telles nouveautés pédagogiques et disciplinaires. L'examen de telles questions devient donc d'autant plus pertinent que notre compréhension de l'histoire des sciences a elle-même subi des changements importants au cours du siècle qui vient de s'achever, entraînant des modifications significatives dans notre conception de leur genèse comme de leur développement.

La version habituelle de l'histoire des sciences en présente le cours comme linéaire, cumulatif et interne. De sorte que le tableau plus ou moins conscient résultant de la combinaison de ces trois présupposés implicites, ferait des notions abordées en classe des théories cohérentes, quasi définitives, découvertes et vérifiées plus ou moins récemment grâce au progrès régulier des connaissances positives. Dans une telle perspective, l'édifice des sciences serait inachevé, certes, mais difficilement discutable et sans failles notables.

Assez classique, ce schéma plus ou moins conscient, sans avoir été complètement écarté, a été passablement mis à mal au XXe siècle. Nous essaierons ici de voir brièvement pourquoi et en quel sens, afin d'obtenir une compréhension un peu plus nuancée du développement des sciences, un atout significatif pour tout enseignant de ces disciplines.

Si vous avez des suggestions ou des commentaires à nous faire sur le sujet, nous vous invitons à communiquer avec Jean-Claude Simard.

Articles d'introduction sur l'histoire des sciences

• Article « Histoire des sciences et pédagogie » de Jean-Claude Simard, professeur de philosophie, Cégep de Rimouski (version PDF). (Cet article enrichi de considérations supplémentaires sur les sciences humaines a été publié dans la revue Pédagogie collégiale de l'Association québécoise de pédagogie collégiale, vol 16, n° 2, décembre 2002, p.4-12.) :

  • Une histoire moins interne qu'il n'y paraît.

  • Mais alors, la linéarité et le progrès ?

  • Quelques conséquences sur l'histoire et la pédagogie des sciences

  • Pourquoi faire de l'histoire dans les cours de sciences ?

  • Brève bibliographie commentée.
    

• « Quelques éléments de la théorie du chaos », et « Études des populations - Un exemple de chaos déterministe » de Philippe Etchecopar, professeur de mathématiques, Cégep de Rimouski.

Trésors pédagogiques

Voici quelques exemples d'activités favorisant l'établissement du contexte d'émergence des concepts scientifiques grâce à la générosité de professeurs du réseau collégial.

Coffre aux trésors pédagogiques en sciences au collégial, vol. 1 :

• Historique de la lumière

• Développement d'une culture scientifique en sciences de la nature (incluant plusieurs textes sur l'histoire des mathématiques)

• Les Aveugles et l'atome

Étincelles pédagogiques en sciences au collégial, vol. 5 :

• Découvrir la lumière par l'expérience

Activités pédagogiques multimédias en sciences :

Archives de Radio-Canada. Plusieurs documents radiophoniques et télévisuels historiques sur les sciences et les technologies (ex. Candu ou le Canada à l'ère nucléaire de 1952 à 2001, Thalidomide : le médicament de la difformité 1959-1962, Fluoration de l'eau : un débat qui perdure 1970-1990, Dansereau, l'écologiste au pieds nus 1933-2003, Marc Garneau : un pionnier de l'espace 1983-2003, etc.), sur les désastres et tragédies (ex. les premières années du sida 1982-1987, Il pleut à mourir 1970-2003, etc.), sur la vie et la société (ex. La pilule ou la victoire des femmes 1960-1968, Marijuana : discussion sur l'herbe... 1973-2003, etc.), sur la guerre et les conflits (ex. Tous à l'abri! La peur du nucléaire des années 1950 et 1960, Gérald Bull : génie scientifique ou Dr Strangelove ? 1951-1990, etc.), etc.

Ces dossiers contiennent plusieurs clips et certains scénarios pédagogiques pour le collégial.

Groupe d'intérêt sur l'histoire des sciences

Vous pouvez vous joindre au groupe d'intérêt sur l'épistémologie, l'éthique, l'histoire des sciences et l'établissement de liens entre la science, la technologie et la société animé par Jean-Claude Simard en communiquant par courriel avec lui.

Liens intéressants

Mathématiques

Site d'André Ross, professeur de mathématiques du cégep de Lévis-Lauzon. Il enseigne également le cours Histoire et civilisation.

Depuis l'implantation du nouveau programme Sciences de la nature en 1999, les professeurs de mathématiques ont imposé des lectures en histoire des mathématiques et des sciences (Acte du Colloque de l'AMQ, 1998) à leurs élèves au Cégep de Lévis-Lauzon. Sur le site d'André Ross, vous y trouverez plusieurs documents qu'il a rédigés, en format PowerPoint et PDF, sur l'histoire des mathématiques et des sciences et sur des applications pratico-pratiques historico-multidisciplinaires des mathématiques en lien avec la physique, la chimie et la biologie : La tangente, approches géométriques et mécaniques, Méthode d'exhaustion d'Archimède et d'Eudoxe, l'Orbite de Mars, le Vide, quelle horreur !, tableaux historiques, Plein gaz !, fiches biographiques de Robert Boyle, Galilée, Pascal, etc. Une mine d'or ! À voir !

Autres documents de référence traitant de l'histoire des sciences

• Points de repère historiques
• Histoire des sciences en éducation
• Moments marquants en science 
• Revue de vulgarisation traitant d'histoire des sciences
• Médiagraphie commentée sur l'histoire des sciences
• Histoire et exemples de mathématiques récréatives
  

Pour se donner des points de repère historique :

Dans la revue Histoire, de novembre 1998, vous trouverez un dossier spécial Bilan du siècle, numéro 226.

La revue Québec Science a publié un numéro spécial intitulé La grande aventure du XX^e siècle, 100 ans de science, septembre 1999.

Pour une réflexion sur l'histoire des sciences en éducation :

JEAN ROSMORDUC, L'histoire des sciences, Paris, Hachette Livres, 1996, 157 pages. Pour mieux analyser la relation entre les champs disciplinaires et l'histoire des sciences en classe. Il rappelle les objets et les méthodes de l'historien des sciences, présente les conceptions du monde et les visions qui ont accompagné les révolutions scientifiques sans oublier les dimensions politiques et sociales. La bibliographie à la fin du livre vaut son pesant d'or;

THOMAS S. KUHN, La structure des révolutions scientifiques, Flammarion, traduit en 1983 de The structure of scientific revolutions écrit en 1962, revu et corrigé en 1970. Un classique pour se former une nouvelle représentation de la science, comprise à partir de son histoire réelle. Il introduit le concept de changement de paradigmes pour expliquer les rebondissements scientifiques. À lire.

Pour se faire une tête sur les moments marquants en sciences :

Éléments d'histoire des sciences, sous la direction de MICHEL SERRES, Paris, Larousse, 1997, 870 pages. Traitement original de moments clés en histoire des sciences.

YVES GINGRAS, PETER KEATING ET CAMILLE LIMOGE, Du scribe au savant, Les porteurs du savoir de l'Antiquité à la révolution industrielle, Montréal, Boréal, 1998, 360 pages. Un nouveau livre québécois sur l'histoire des sciences. Une synthèse originale de l'histoire des sciences qui prend comme fil conducteur les porteurs du savoir et s'intéresse plus particulièrement aux différents modes d'appréhension de la nature.

La revue qui aborde l'histoire des sciences de façon exhaustive est sans contredit :

Les Cahiers de Science & vie.

Six grandes collections ont été produites jusqu'à maintenant :

Les grandes controverses scientifiques (1991). Cette collection traite d'un grand nombre de sujets ayant donné lieu à de vastes et parfois violentes controverses. Ces cahiers vous plongent dans le contexte de l'époque pour éclairer d'un jour nouveau la grande saga de la Science.

• Naissance de l'aviation, Farman ou les Wright, qui a inventé l'avion ?

• Galilée, la naissance de la physique moderne;

• La dérive des continents, Wegener, l'homme d'une géniale découverte;

• Pasteur, tumultueuse naissance de la biologie moderne;

• Fresnel, quelle est la vraie nature de la lumière;

• Darwin ou Lamarck, la querelle de l'évolution.

Big science-les grands projets scientifiques du XX^e siècle (1992). Cette collection traite de projets scientifiques d'envergure, le plus souvent orchestré par des nations, mettant en scène des milliers d'acteurs et des milliards de dollars.

• Le projet Manhattan, construction de la première bombe atomique;

• Naissance de la radio-astronomie, une nouvelle fenêtre sur le ciel;

• La naissance du concorde, un exemple de coopération internationale;

• L'invention de la pilule contraceptive, de la « Big science » chimique et médicale;

• De spoutnik à Gagarine, l'espace comme champ de bataille de la guerre froide;

• Au coeur de la matière : le fascinant univers des particules élémentaires.

Les pères fondateurs de la science (1993-1994). Cette collection présente le contexte historique de personnes qui ont marqué l'histoire des sciences. Voici quelques suggestions :

• Einstein, des atomes aux étoiles : E = mc² Pourquoi ?

• Newton, pour enfin comprendre la relation entre une pomme et la Lune;

• Marie Curie, sa découverte de la radioactivité lui valut deux prix Nobel. Une vie faite de drames et de passions, de scandales et de gloire; 

• Ambroise Paré, le premier chirurgien des temps modernes;

• Mendel, comment naquit la génétique;

• Lavoisier, « Rien ne se perd, rien ne se crée ». De la révolution chimique à la guillotine;

• Maxwell ou les champs de lumière;

• Archimède, mathématicien et ingénieur, il étonna un roi trois siècles avant notre ère, et nous étonne encore;

• Carnot, pourquoi sa machine a soufflé le chaud et le froid sur toute la physique;

• Kepler, comment, par ses calculs, il vit un clair de Terre plus de trois siècles avant la NASA;

• Buffon, du grand livre de la Nature à la Grande galerie.

Les grands ingénieurs (1996). Cette collection présente le contexte historique d'ingénieurs qui ont marqué les temps modernes.

• Rudolf Diesel, comment il a inventé le moteur que plébiscitent les Français;

• Thomas Edison, l'ampoule, le 1^er réseau électrique, le phonographe, et tant d'autres inventions;

• Marcel Dassault, les années « Mirage »;

• Léonard de Vinci et ses précurseurs;

• Qui a inventé l'ordinateur ?

• Gustave Eiffel, l'ascension triomphale d'un ingénieur civil.

Les révolutions scientifiques (1997). Cette collection traite des révolutions scientifiques qui ont marqué l'histoire de l'humanité.

• L'une des plus grandes révolutions du siècle, 1950-1960, les médicaments du cerveau;

• Qui a inventé le calcul intégral ? Vous allez enfin comprendre et résoudre des problèmes de maths classiques;

• Nicolas Copernic;

• Japon, comment les samouraïs sont devenus des savants;

• Atomes, une guerre de cent ans.

1000 ans de sciences (1998-1999). À l'aube de l'an 2000, cette collection a fait un tour d'horizon des moments marquants d'une époque à l'autre de l'histoire des sciences.

1. Le Moyen Âge, comment les sciences s'installent en Europe;

2. Renaissance, nouveaux mondes, nouvelles sciences;

3. XVIII^e siècle, science anglaise, science française;

4. Qui sommes-nous ? Du Moyen Âge à nos jours, les différentes façons dont l'Homme s'est pensé;

5. XVIII^e siècle, la grande encyclopédie, 35 volumes pour consigner tous les savoirs;

6. XIX^e siècle, la folie de la mesure. Dénombrer, mesurer, calculer; Une avalanche de statistiques envahit l'Europe;

7. 19^e siècle, la théorie de l'évolution, l'Homme explore ses origines;

8. XIX^e siècle, les sciences d'Europe s'imposent au monde;

9. XIX^e siècle, les premiers grands laboratoires;

10. XX^e siècle, particules et galaxies;

11. Comment les ordinateurs transforment les sciences;

12. Moyen Âge - Aujourd'hui, Le bilan des progrès.

La revue Pour la science, Hors série a produit également un dossier spécial à caractère historique en juin 1994 :

• La physique quantique.

Médiagraphie commentée sur l'histoire des sciences par Jean-Claude Simard, professeur de philosophie du Cégep de Rimouski. Vous y trouverez quelques documents plus généraux, et ensuite ceux relatifs aux quatre sciences de la nature retenues, soit les mathématiques, la physique, la chimie et la biologie.

Histoire et exemples de mathématiques récréatives par Jacques Sormany, professeur de mathématiques du Cégep de Chicoutimi.