1 Lorsqu'on s'intéresse à l'enseignement scientifique, on se centre habituellement sur l'enfant, sur « ce qui se passe dans sa tête ». On cherche à comprendre « comment l'enfant apprend », ce qu'il comprend ce qu'il retient. Cette attitude, si elle est unique, implique implicitement que le savoir est considéré comme limpide pour ceux qui l'enseignent. Ou du moins, si l'on tient à dévaloriser le processus d'enseignement par rapport au processus de production des connaissances, on dira qu'il est limpide pour les savants qui l'ont produit, et qu'il s'accompagne d'une inévitable perte d'information ou de distorsions liées à l'insuffisance, au manque de culture des enseignants, à leur éloignement de la source du savoir. À la limite cette distorsion mesure la distance à la source c'est-à-dire le nombre d'années d'étude par exemple. Une certaine psychologie sociale reprend ce point de vue pour caractériser les connaissances des groupes sociaux (Boltanski, 1969/1977).

2 Mais si l'on prétend analyser les processus de compréhension des élèves en utilisant le concept de représentation, il n'y a aucune raison de ne pas appliquer ce concept aux enseignants eux-mêmes ainsi qu'aux savants. Affirmer que le savant est affranchi de toute idée commune, de toute représentation, de toute idéologie, ou postuler du moins qu'elles n'interfèrent pas avec son travail c'est en quelque sorte nier ces concepts eux-mêmes. Le savant est prisonnier de ses propres représentations et, si son travail consiste précisément à surmonter certains obstacles, certaines idées reçues, d'une manière indissociable il en crée lui-même. Le processus de production des connaissances est lutte contre les dogmes, mais également, dans un mouvement dialectique, création de dogmes, de nouvelles représentations. Si l'on veut valoriser ce processus on parlera d'avancées ou de recul, ou bien de progression et de régression. Mais ce serait nier que les représentations soient un mécanisme constitutif de ce processus et qu'il puisse avoir un rôle positif, un rôle moteur autant que de frein.

3 Dernière remarque, ce serait une illusion de croire que les connaissances sortent entièrement formées de la tête des savants. Si la connaissance scientifique procède par sauts qualitatifs, elle n'en est pas moins soumise, entre ces sauts, à un constant remaniement, une refonte de la part des savants eux-mêmes. Il ne s'agit pas de nier l'idée de rupture (Bachelard, 1949, p. 104-105), mais souvent le chercheur de ruptures croit à la façon de Kant, qu'un savoir scientifique s'inaugure par une rupture unique, géniale. Souvent, en s'appuyant sur des exemples tirés de la physique, l'effet de rupture est présenté comme global, affectant la totalité d'une œuvre scientifique. Il faudrait pourtant déceler, en biologie particulièrement, dans l’œuvre d'un même personnage historique, des ruptures successives, ou des ruptures partielles. « Dans une trame théorique certains fils peuvent être entièrement neufs, alors que d'autres sont tirés d'anciennes textures » (Canguilhem, 1977, p. 22).

4 Dans cette optique nous nous centrerons sur les transformations des savoirs après leur première invention, et ceci du fait des enseignants, mais également des savants eux-mêmes. En nous méfiant d'une valorisation indue nous distinguerons :

5

• une refonte positive, dans la mesure où elle correspond à une clarification, une meilleure appréciation d'une découverte, de leur importance, des ruptures et des modifications qu'elles introduisent dans tous les domaines ;
• un processus de fermeture du discours, que l'on peut également nommer dogmatisation ;
• un processus d'appropriation sociale auquel il faut donner un statut positif propre à la lumière des travaux de la psychologie sociale, et non pas l'analyser seulement sous l'angle dévalorisé que l'on attribue souvent aux procédés de vulgarisation.

6 Le terme de processus utilisé dans le titre de cet article est ambigu. Il est souvent perçu comme la recherche d'un mécanisme mental lié au fonctionnement des individus. Il s'agit pour nous d'un ensemble de transformations et de productions collectives et impersonnelles, même si elles engagent la responsabilité de tel ou tel auteur.

7 Nous ne développerons ici que le second point, c'est-à-dire le processus ou l'ensemble des procédés qui conduisent à la dogmatisation du savoir à l'aide de quatre exemples :

8

• le déplacement des expériences de leur fonction de réfutation vers une fonction d'argument de preuve ;
• la naturalisation des concepts en percepts ;
• l'effacement de l'imagination dans l'invention ;
• l'effacement des ruptures, des obstacles surmontés et la remise en continuité des problèmes, des concepts.

Changement de statut et de rôle des expériences

Le concept devient percept

25 Il est classique de penser que, par l'appel aux images et aux analogies l'enseignement transforme les concepts en éléments observables, en « choses ». Gaston Bachelard a largement combattu cette façon de faire, sans toutefois que son point de vue soit univoque. Nous voudrions insister sur un aspect différent. Le travail scientifique finit souvent par produire des « faits d'observation » ou des objets construits qui sont le produit du concept.

26 Parmi les objets techniques, certains relèvent d'un travail relativement empirique, mais d'autres n'existent que par l'effet des concepts qui ont permis de les créer, et ils n'auraient pas existé sans eux. Inversement, pour l'élève qui actuellement voit et manipule des objets (pompe à vélo, ampoule électrique, etc.) le concept risque de relever de la simple observation empirique. Bien plus, les microbes existent puisqu'ils font exister des techniques de laboratoire, des savants, des médecins, des médicaments, mais également des institutions, des lois et des règles d'hygiène qui interviennent dans la vie commune, des comportements individuels et collectifs. En ce sens aucun élève, en France, n'est le contemporain intellectuel des prédécesseurs de pasteur. Pour lui les microbes existent réellement.

27 Empruntons un autre exemple à propos des réflexes à Georges Canguilhem (1955/1977, p. 169-170).

28

En 1850 le concept de réflexe est inscrit dans les livres et dans les laboratoires sous la forme d'appareils d'exploration et de démonstration, montés pour lui, et qui ne l'ussent pas été sans lui. Le réflexe cesse d'être seulement concept pour devenir percept. Il existe puisqu'il fait exister des objets qu'il fait comprendre. Relativement au phénomène dont il prétend contenir l'explication il n'est plus seulement phénoménologique, il est aussi phénoménotechnique. Nous retrouvons encore ici une distinction familière à la pensée de G. Bachelard (1949, p. 168). Elle nous parait encore meilleure que les précédentes car elle est plus tranchée, plus essentielle. La distinction entre le commun et le scientifique n'est pas arrêtée, elle change avec le temps [...].
De sorte que, si un concept plus scientifique c'est finalement un concept plus phénoménotechnique, il n'y a aucune raison de limiter aux dimensions des laboratoires de physiologie le terrain sur lequel il fait, en rupture avec tout verbalisme, la preuve de sa validité. Il nous faut rechercher jusqu’à l'hôpital, jusqu’à la clinique, la trace du réflexe 1850. Nous constatons alors que le réflexe de Pflüger est vraiment inscrit dans la séméiologie, dans les techniques de recherche de signes dont la valeur pathognomonique est fondée sur l'existence de réflexe [...].
Et la valeur séméiologique du signe de Babinski, fondée sur l'inversion de sens du réflexe cutané plantaire achève à la fin du XIX^e siècle, de donner au réflexe le statut d'un fait biologique dont on ne sait plus désormais si son existence réalise un concept ou si son concept décalque en quelque sorte son existence. Les réflexes existent puisque, en somme, le médecin traite et guérit parfois des maladies du système nerveux dont le diagnostic inclus, au titre de symptôme, les effets de leur trouble ou de leur disparition.
[...] Mais il faut aller plus loin encore, en reconnaissant que le réflexe 1850 a vu sa validité scientifique se confirmer à proportion de sa vulgarisation, dans la mesure où le terme de réflexe est sorti du vocabulaire scientifique ou médical pour passer dans le vocabulaire populaire. Chacun sait aujourd'hui ou cherche à savoir, dans la mesure où son travail et son mode de vie en dépendent, s'il a ou non de bons réflexes. L'homme vit aujourd'hui dans une forme de civilisation qui a conféré à la rapidité et à l'automatisme des réactions motrices une valeur double, valeur d'utilité et de rendement pour le machiniste, valeur de prestige pour le sportif. Le réflexe n'est donc plus seulement un fait scientifique connu des spécialistes, il est pour ainsi dire un fait d'utilité publique et de notoriété publique. Une civilisation industrielle cultive plutôt la réaction réflexe, alors qu'une civilisation agricole cultive la réaction lente et différée. Ainsi le concept de réflexe n'est pas seulement garanti par les réalisations des physiologistes et des médecins, c'est un concept que le premier venu, dans le peuple se dit populairement capable de réaliser.

Effacer l'imagination

29 Dans le travail scientifique on distingue parfois deux temps qui sont en interaction : un temps au cours duquel l'imagination se donne libre cours dans l'invention des concepts, des méthodes, des expériences, et un temps de déduction rigoureuse selon les règles strictes de la logique. Cette imagination est souvent analogique, fantastique, et éventuellement « hérétique » par rapport aux vérités admises à une époque donnée. Or il est surprenant de constater que cette étape est presque systématiquement effacée dans le discours reconstruit des savants. Il est vrai que l'on ne sait pas analyser les règles de cette étape de l'invention et, malgré le titre de son livre « la logique de la découverte scientifique », Karl Popper n'en parle pas. Mais pourquoi l'effacer, pourquoi nier son efficacité, pourquoi reconstruire cette étape selon la logique ? Pourquoi Pasteur, par exemple, fait-il tant d'efforts pour opposer ce qu'il nomme « opinion » et ce qu'il nomme « conviction », ou bien encore pour opposer « conviction sentimentale » et « conviction de raison », et en fin de compte pour affirmer péremptoirement que, lui, Pasteur il a acquis le droit d'avoir une opinion. Il est d'ailleurs piquant de l'entendre soutenir ces oppositions à propos de convictions qui, au moment où il les expose, sont purement sentimentales. Il est vrai que, souvent, il a eu raison, et à ce moment on a dit qu'il avait eu du flair, le concept de flair ayant l'avantage de ne se définir qu'a posteriori ! Faut-il qu’à tout moment, même non validée, l'opinion scientifique se distingue ?

30 Il faut souvent un travail long et difficile d'historien pour montrer qu’à un moment donné du travail scientifique l'analogie peut jouer un rôle positif. Georges Canguilhem en donne un exemple à propos de la formation du concept de réflexe.

31

C'est en développant d'une manière formellement rigoureuse toutes les conclusions de prémisses fantastiques que Willis parvient au concept à partir d'analogies tenues pour métaphores. Willis imaginait les esprits animaux comme de la lumière et le muscle comme la chambre à feu d'un canon. D'où l'image du rayon lumineux réfléchi.

32 Selon G. Canguilhem, penser que toute forme d'imagination serait néfaste à la recherche scientifique c'est témoigner d'une espèce de puritanisme logique. « Si le faux peut, formellement parlant, impliquer le vrai, au nom de quelle logique prétend-on condamner l'exercice, dans l'invention des concepts scientifiques, d'une imagination analogique ? »

33 En comparant les notes personnelles de Claude Bernard, consignées dans son « cahier rouge », et les textes qu'il a publiés, Mirko D. Grmek (1973, p. 95 et 168 sq.) analyse un exemple identique dans lequel le raisonnement analogique est secondairement masqué par l'auteur lui-même. Il s'agit des expériences sur l'intoxication oxycarbonée. Cl. Bernard décrit des expériences réalisées in vitro et qu'il prétend instituées pour tester l'hypothèse : « l'oxyde de carbone chasse l'oxygène des globules rouges ». En fait dans son cahier rouge (Bernard, 1965) il note : « dans la respiration y a-t-il une digestion de l'air, c'est-à-dire une sorte de phénomène qui fixerait l'oxygène au moyen d'un corps ou tissu avide d'oxygène ». Autrement dit il a institué ses expériences par analogie avec les méthodes de digestion artificielle. Il pense initialement que l'oxygène est maintenu fixé et non pas chassé. L'explication qu'il formule provient a posteriori, de diverses expériences réalisées. En citant plus longuement ce travail, on montrerait que cette analogie était « hérétique » dans le contexte de l'époque. Dans un contexte scolaire elle serait certainement vivement reprochée à un élève qui la proposerait.

34 Sans multiplier les exemples, on peut s'interroger sur les raisons de cet effacement certainement inconscient. À un moment donné, dans une discipline donnée, à côté des vérités admises, il y a celle qui, comme le dit Canguilhem « sont dans le vrai ». Par contre un discours trop nouveau même s'il est vrai, risque d'être tenu pour « hérétique ». On peut en particulier expliquer ainsi le cas Mendel. Si l'on peut masquer la nouveauté par un raisonnement logique elle sera mieux acceptée. De plus le raisonnement par analogie est souvent un obstacle. On trouve chez G. Bachelard le cas du fonctionnement de l'analogie dans la pensée préscientifique en chimie et son rôle d'obstacle à la constitution d'une chimie scientifique (Bachelard, 1932, p. 30-33, p. 121). C'est ce mode de raisonnement qui a longtemps fait assimiler les Baleines aux Poissons par exemple. Ce mode de raisonnement, enfin, est socialement dévalorisé. Empruntons aux enquêtes de Luc Boltanski (1969/1977) :

35

Une ouvrière de la banlieue parisienne déclare que l'eau d'Évian doit être utilisée de préférence à l'eau du robinet pour couper le lait du biberon, parce que l'eau bouillie perd ses vitamines alors que l'eau d'Évian, qui est en quelque sorte une eau crue, les conserve, ne fait rien d'autre que d'appliquer à l'eau un schème de pensée qui vaut pour le lait. Puisque, premièrement, l'ébullition fait disparaitre les vitamines contenues dans le lait, et que, deuxièmement on fait bouillir l'eau comme on fait bouillir le lait, l'ébullition doit nécessairement effacer de l'eau ces vitamines qu'elle détruit dans le lait. Parce qu'il n'y a pas de pensée sans « modèle de pensée », « c'est en allant du connu à l'inconnu, c'est en plaquant du connu sur de l'inconnu, c'est en réduisant le divers par la comparaison et l'analogie, que les membres des classes populaires réinterprètent et redonnent sens aux règles de puériculture qui leur sont transmises par les instances légitimes de diffusion du savoir médical. »

36 Ce mode de raisonnement est traité par une certaine sociologie spontanée comme une forme inférieure de pensée. Et, dans cette optique, l'esprit populaire serait congénitalement et uniquement analogique. Pour L. Boltanski une telle représentation manifeste essentiellement la distance de l'individu par rapport à la source légitime du savoir : la médecine et le corps médical dans ce cas. Il faudrait alors admettre que le discours médical est parfaitement clair, que ne coexistent pas en lui des éléments scientifiques et des représentations préexistantes.

Ruptures et remise en continuité

37 L'étude de l'hérédité des caractères quantitatifs peut servir d'exemple. Beaucoup de caractères des espèces animales et végétales présentent une certaine variabilité : la taille, le poids, le taux de sucre d'une betterave, le nombre de ligules d'un bleuet, etc.

38 La biométrie s'intéresse plus spécialement aux caractères variables du type quantitatif. Les causes de cette variabilité relèvent de :

39

• l'action de facteurs du milieu extérieur ou intérieur ;
• l'action de facteurs héréditaires.

40 Cette variabilité est, la plupart du temps, continue, les valeurs mesurées se répartissent souvent selon un polygone de fréquence proche d'une courbe de Laplace-Gauss. Quételet (1871) [2] fut l'un des premiers à entreprendre ce genre de travail, mais le plus célèbre biométricien est certainement Francis Galton, cousin de Darwin.

41 Le problème posé est le suivant : pourquoi était-il traditionnel, jusqu’à une date récente, dans les programmes et dans les manuels scolaires de faire précéder le chapitre sur « les lois de Mendel » d'un chapitre sur la variation ?

42 Les travaux sur la biométrie sont antérieurs à la redécouverte du travail de Mendel en 1900, mais ils sont postérieurs à la publication de Mendel lui-même en 1865. Mais surtout il n'y a aucun lien de continuité entre eux et la conception mendélienne. On ne passe pas sans rupture (Piquemal, 1965) de la constatation de variations continues largement dépendantes de l'influence du milieu à l'idée de caractères discontinus et dont l'expression ne dépend, chez Mendel du moins, ni du milieu intérieur, ni du milieu extérieur. Mieux on peut penser que ces observations, proposées au besoin sous forme de travail pratique, ou qui font partie du vécu des élèves, sont susceptibles de constituer un obstacle à la compréhension de la conception mendélienne.

43 Francis Galton, qui a posé les fondements de beaucoup de travaux de biométrie dans la perspective d'une étude de l'hérédité, a proposé une « loi de Galton » qui est bien en accord avec les observations, mais ne constitue qu'une actualisation de la conception de l'hérédité sous forme d'un mélange. On ne passe pas de manière empirique de l'étude des caractères fluctuants à l'idée de gène.

44 On peut a posteriori relire les polygones de fréquence à la lumière de la génétique mendélienne, mais ceci ne va pas sans quelques difficultés. On trouve souvent des interprétations inexactes comme dans le texte suivant (Guilliermond, Mangenot, 1937) :

45

Les polygones de fréquence se rapprochent d'autant plus d'une courbe que les numérations sont plus nombreuses. Or la courbe vers laquelle tendent ces polygones est une courbe en cloche du type de celle que l'on obtient en prenant pour ordonnée les coefficients du développement de la série (a+b)ⁿ et pour abscisse le rang de ces termes ordonnés par rapport aux puissances décroissantes de la courbe binomiale. [...] Tout se passe comme si, dans les « n » plantes dénombrées, l'intensité du caractère quantitatif considéré dépendait de deux facteurs contradictoires dont l'action respective serait réglée par le hasard.

46 En fait il ne s'agit pas de deux facteurs mais de polygénie. Si l'on suppose deux couples d'allèles indépendants, il y a quatre types de cellules sexuelles possibles, 16 possibilités de fécondation qui fournissent quatre types différents. S'il y a quatre couples d'allèles indépendants on trouve 2ⁿ types possibles. Les génotypes seront donnés par les termes du produit :

(A+a) (B+b) (C+c)... (N+n)

47 Sur le plan des probabilités et non plus des possibilités nous supposons que chaque gène dans chacun des couples A, a B, b C, c N, n a la même probabilité de 0, 5. Dans ce cas on peut remplacer le polynôme précédent par le binôme (p+q)ⁿ, dans lequel p = q = 0, 5. Si le produit np = nq est supérieur à 5, autrement dit s'il y a au moins 10 couples d'allèles, l'approximation de cette loi binomiale par la loi de Laplace-Gauss est acceptable. Si le produit np = nq est supérieur ou égal à 10, c'est-à-dire si l'on considère au moins 20 couples, l'approximation par la loi de Laplace-Gauss est très bonne.

48 D'une manière plus générale on sait que si p et q demeurent constants et non voisin de 0 ou de 1, la loi binomiale tend vers la loi de Laplace-Gauss quand « n » tend vers l'infini.

49 Nous sommes en fait placés devant le problème inverse. Etant donné une répartition considérée comme suffisamment gaussienne, nous pouvons interpréter ce résultat en considérant que le caractère est déterminé par un certain nombre de couples d'allèles, mais rien ne nous permet de décider combien. À la limite, si la répartition est très bonne, nous pourrions considérer que le nombre de couples allèles est infini, ce qui revient à mer la notion même de particules discontinues, c'est-à-dire de gène.

50 L'obstacle mathématique du passage du discontinu (loi binomiale) au continu (loi de Gauss comme approximation de la précédente) se surajoutant aux difficultés de compréhension de la polygénie, on comprend que les observations sur la transmission des caractères fluctuants sont tout autant en accord sinon même mieux, avec la conception continuiste du matériel héréditaire, qu'avec la conception particulaire.

51 Dès lors, faire précéder l'étude des travaux de Mendel d'une étude des caractères fluctuants peut prendre deux sens, remplir deux fonctions :

52

• mieux expliquer que Mendel a justement délibérément évité leur étude pour ne retenir que les caractères bien tranchés ;
• ou, au contraire, effacer l'obstacle, combler la rupture introduite par Mendel en déclarant d'une phrase autoritaire « les caractères fluctuants sont généralement conditionnés par plusieurs facteurs » (Cours ORIA, 1968).

53 Peut-être voyons nous fonctionner ici, une nouvelle fois, comme à propos des « lois de Mendel », l'obstacle épistémologique bachelardien dont l'effet est toujours le même, combler la rupture (Rumelhard, 1979).

54 Il est possible de développer d'autres aspects de ce que nous avons nommé processus de dogmatisation : décontextualisation des concepts, séparation du problème auquel ils répondent et des limites du champ de validité pour en faire des connaissances « en soi » ; suppression de l'aspect historique et contingent de la construction des concepts et de la réalisation des expériences au profit d'une remise en ordre logique ; effacement des concepts qui soulèvent le plus d'opposition, etc.

55 Mais il serait surtout important de développer les conséquences pédagogiques d'un tel processus : invention d'experiences de « mise en évidence », développement de divers procédés de présentation visant à l'argument d'autorité (images, photos, schémas peuvent être analysés dans cette optique) ; contraintes spécifiques liées aux sujets d'examen ; développement et justification de théories pédagogiques dites de découverte ou de redécouverte, etc.

56 En mettant l'accent sur ce type de transformation des connaissances, il ne s'agit pas pour autant de mer l'existence de problèmes spécifiquement liés à l'enfant. Il ne s'agit pas de réduire la réflexion pédagogique à une meilleure compréhension épistémologique des connaissances. Mais cet axe de réflexion conduit à réduire la distance qui sépare l'élève de l'enseignant, à affirmer que tout travail sur les difficultés de compréhension des élèves est indissociable d'un travail sur nous-mêmes... aussi désagréable soit-il !

Post face

57 Pourquoi republier, 30 ans après, cet article devenu difficilement trouvable. Parce que le colloque dans lequel il a été exposé a marqué une étape importante dans l'enseignement des sciences de la vie et de la Terre en Lycée et Collège Rappelons ces étapes. L'OCDE, créée en décembre 1960, organise un Colloque international (OCDE, 1963) près de Vevey en Suisse du 4 au 14 septembre 1962 sur « la réforme de l'enseignement de la biologie » présidé par Herman Muller, prix Nobel. À la suite le ministère français de l'Éducation nationale demande dans une circulaire en octobre 1968 d'ajouter explicitement un objectif épistémologique à cet enseignement : « décrire et faire pratiquer une initiation à la méthode expérimentale ». Un raisonnement sur des expériences était déjà demandé depuis septembre 1966 dans la série D nouvellement créée.

58 En 1976, après plusieurs remaniements, l'Institut pédagogique national (IPN) jusqu'alors centré sur l'action pédagogique, ajoute le mot recherche dans ses objectifs et devient Institut national de recherche pédagogique (INRP). Cela incite les chercheurs à organiser des colloques internationaux, et en janvier 1979 les premières « journées de Chamonix », journées internationales francophones sur l'enseignement scientifique et technique (JIES), se réunissent à l'incitation d'André Giordan et de Jean-Louis Martinand. Elles inaugurent une longue série. Dès 1976 des thèses de didactique qui s'appuient sur l'épistémologie historique se préparent à l'Université, visant à rectifier la présentation positiviste d'une méthode expérimentale presque uniquement calquée sur le schéma scolaire reconstruit a posteriori de Claude Bernard (1865), oubliant par exemple que Mendel (1865) utilise un modèle stochastique sur des populations. L'article ci-dessus, exposé aux JIES de 1979, constitue un premier exemple de ce type de travail. Il sera poursuivi par une thèse soutenue en juin 1980 à l'université Paris 7 et publiée en 1986 [3] puis une HDR soutenue en 1992. Les idées développées ici, empruntées pour l'essentiel à Georges Canguilhem (1904-1995) qui n'a été réellement connu, en dehors de la philosophie, qu’à partir du début des années 1970, sont toujours fécondes et demandent encore actuellement que l'on prolonge les analyses.