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1. Apprendre avec les musées scientifiques. 2. Apprendre la science par les ..... une réflexion suffisamment approfondie sur les implications philosophiques, .... La principale conclusion est que malgré une certaine avancée des femmes en ...... grande transparence et d'un examen plus attentif de la qualité de l'éducation.




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N°3061  
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ASSEMBLÉE NATIONALE

CONSTITUTION DU 4 OCTOBRE 1958
DOUZIÈME LÉGISLATURE

Enregistré à la Présidence de l'Assemblée nationale le 2 mai 2006.




RAPPORT D’INFORMATION


DÉPOSÉ

en application de l’article 145 du Règlement



PAR LA COMMISSION DES AFFAIRES CULTURELLES,
FAMILIALES ET SOCIALES


sur

l’enseignement des disciplines scientifiques dans le primaire et le secondaire

ET PRÉSENTÉ
par M. Jean-Marie ROLLAND,

Député.
___




 TOC \o "1-6" \t "Titre 7;6;Titre 8;7;Titre 9;7;Titre 10;8;Titre 11;8;Titre 12;9;Titre 13;9;Titre 2bis;2;Titre14;8" introduction  PAGEREF _Toc134370878 \h 5
I.- la dÉsaffection des jeunes pour les études scientifiques : un problÈme mondial  PAGEREF _Toc134370879 \h 7
A. l’Éducation scientifique dans le monde prÉsente de nombreuses constantes  PAGEREF _Toc134370880 \h 8
1. Un désenchantement général vis-à-vis de la science  PAGEREF _Toc134370881 \h 8
2. Une sous-représentation des femmes dans les carrières scientifiques  PAGEREF _Toc134370882 \h 10
3. Un enseignement trop académique  PAGEREF _Toc134370883 \h 14
B. L’État des lieux en France  PAGEREF _Toc134370884 \h 16
1. La désaffection est très nette pour les études universitaires en physique-chimie et en mathématiques  PAGEREF _Toc134370885 \h 17
2. La désaffection pour les filières scientifiques est assez largement une question de genre  PAGEREF _Toc134370886 \h 21
C. Les leçons des enquÊtes internationales sur les compÉtences des ÉlÈves de quinze ans  PAGEREF _Toc134370887 \h 24
II.- L’enseignement des sciences et des mathÉmatiques ne doit pas être rÉduit À sa seule efficacitÉ sÉlective  PAGEREF _Toc134370888 \h 29
A. Pour Être plus formateur l’enseignement des mathÉmatiques devrait Être moins sÉlectif  PAGEREF _Toc134370889 \h 29
1. Les mathématiques au sommet de la hiérarchie scolaire  PAGEREF _Toc134370890 \h 29
2. Quelles mathématiques à l’école primaire ?  PAGEREF _Toc134370891 \h 31
B. l’importance de l’acquisition d’une culture scientifique  PAGEREF _Toc134370892 \h 33
1. Apprendre avec les musées scientifiques  PAGEREF _Toc134370893 \h 33
2. Apprendre la science par les médias  PAGEREF _Toc134370894 \h 37
3. Apprendre la science à travers l’histoire des découvertes et la vie des grands chercheurs  PAGEREF _Toc134370895 \h 39
C. La culture scientifique participe À la construction de la dÉmocratie  PAGEREF _Toc134370896 \h 40
III.- LA RÉNOVATION DE L’ENSEIGNEMENT DES MATIÈRES SCIENTIFIQUES PASSE PAR L’INNOVATION  PAGEREF _Toc134370897 \h 43
A. Les innovations pÉdagogiques porteuses d’avenir  PAGEREF _Toc134370898 \h 44
1. L’expérience de La main à la pâte  PAGEREF _Toc134370899 \h 44
2. L’expérimentation en mathématiques  PAGEREF _Toc134370900 \h 48
3. Les bons choix en matière d’informatique  PAGEREF _Toc134370901 \h 51
4. L’enseignement pluridisciplinaire des sciences au collège, l’exemple du Québec  PAGEREF _Toc134370902 \h 53
5. L’évaluation sans disqualification  PAGEREF _Toc134370903 \h 56
B. LA CRÉATION D’une vÉritable filiÈre scientifique au lycÉe  PAGEREF _Toc134370904 \h 58
1. Créer une option sciences en classe de seconde  PAGEREF _Toc134370905 \h 58
2. Instaurer un véritable baccalauréat scientifique  PAGEREF _Toc134370906 \h 59
IV.- LA FORMATION ET LA MOTIVATION DES ENSEIGNANTS : un enjeu national  PAGEREF _Toc134370907 \h 62
A. La situation actuelle est trÈs insatisfaisante  PAGEREF _Toc134370908 \h 63
1. Des professeurs des écoles sous-formés en science  PAGEREF _Toc134370909 \h 63
2. Des enseignants du secondaire enfermés dans leur discipline  PAGEREF _Toc134370910 \h 64
3. Un déficit général de formation continue  PAGEREF _Toc134370911 \h 65
B. Les Instituts universitaires de formation des maîtres (IUFM) doivent profondÉment Évoluer  PAGEREF _Toc134370912 \h 67
1. Un cahier des charges très attendu  PAGEREF _Toc134370913 \h 67
2. Améliorer la préparation des enseignants du secondaire  PAGEREF _Toc134370914 \h 69
3. Rendre plus attractif le métier d’enseignant dans le second degré  PAGEREF _Toc134370915 \h 69



introduction

Une grande partie du paradoxe de la technologie moderne est qu’elle s’utilise bien plus facilement qu’elle ne s’explique et que d’une certaine façon elle se retourne contre la science qui l’a rendue possible.
Dès l’instant où nous pouvons utiliser une télécommande nous n’avons plus vraiment besoin de comprendre le fonctionnement de l’appareil. La science et la technologie modernes ont quelque chose de magique et cet aspect risque d’ouvrir la porte à des croyances irrationnelles. Comment peut-on faire la différence entre la réalité et la magie lorsque les réalisations de la science dépassent l’imaginaire ?
À l’autre bout du problème se trouve la science qui ne fait plus rêver, dont l’image sociale est ternie et qui est souvent mise au banc des accusés.
Pourtant la science est au cœur de la bataille mondiale de l’intelligence et la force d’une nation ou d’une région se mesure souvent en nombre d’innovateurs, de chercheurs et de brevets déposés. Alors, pourquoi seulement 7 % des anciens élèves de l’École polytechnique se tournent-ils vers la recherche ?
Cette vaste interrogation de l’homme moderne face à la science, si elle ne contient pas toutes les préoccupations qui ont conduit à la constitution de la mission d’information sur l’enseignement des disciplines scientifiques dans le primaire et le secondaire, n’en a pas moins constitué une toile de fond permanente.
Une précision tout d’abord mérite d’être apportée, de quelle science faut-il parler ? Les mathématiques sont bien entendu une science qui vit sur sa réputation d’excellence pédagogique un peu ternie par son côté « potion amère ». S’y ajoutent les sciences expérimentales et d’observation ou sciences de la nature (biologie, physique, chimie, géologie, astronomie), qui sont expérimentées partout sauf à l’école ou si peu. Mais il ne faut pas oublier la technologie, qui devrait entretenir avec toutes les sciences un rapport étroit, mais a longtemps été reléguée au rang de travaux manuels et consiste trop souvent aujourd’hui à savoir allumer un ordinateur.
Un autre aspect de l’interrogation est de savoir pourquoi, si la science permet à l’homme de devenir « un inventeur de phénomènes », selon les termes de Claude Bernard, son enseignement n’est bien souvent que le « téléchargement de données abstraites » pour reprendre une expression entendue au Québec.
Tout au long des six mois qui ont suivi sa création par la commission des affaires culturelles familiales et sociales, le 8 novembre 2005, la mission d’information sur l’enseignement des disciplines scientifiques a examiné les différentes facettes du problème.
Elle a procédé à l’audition de cinquante-six personnes à l’Assemblée nationale, toutes concernées à des titres divers par l’enseignement des sciences. Académiciens, pédagogues, enseignants, directeurs d’instituts de formation des maîtres (IUFM), élèves, parents d’élèves, chercheurs, inspecteurs généraux et directeurs d’administration de l’éducation nationale, ainsi que le ministre de l’Éducation nationale et un ancien ministre, ont fait part de leurs inquiétudes, ou de leur enthousiasme mais aussi de leurs attentes et de leurs propositions.
Elle s’est également déplacée sur le terrain, dans un lycée parisien puis dans une classe de cours préparatoire de Clichy-sous-Bois, pour recueillir un maximum d’informations sur des expériences pédagogiques innovantes. Le rôle des musées des sciences dans la diffusion de la culture scientifique était également au centre des interrogations et la mission s’est ainsi rendue au Palais de la Découverte et à la Cité des sciences et de l’industrie à Paris ainsi qu’au Vaisseau à Strasbourg.
Enfin intrigués autant qu’intéressés par les excellents résultats des élèves en Finlande, au Canada et, dans une moindre mesure, en Suède lors des évaluations internationales de compétences qui tendent à se multiplier, certains membres de la mission se sont rendus dans ces trois pays afin de comparer les méthodes, la philosophie et l’efficacité de ces différents systèmes éducatifs avec ce qui se passe en France.
Sans prétendre apporter des solutions clés en main aux très nombreux problèmes posés, la mission s’est tout d’abord efforcée de faire le point, dans le monde et en France, sur l’inquiétant problème de la désaffection des jeunes pour les études scientifiques. Il était ensuite indispensable de s’interroger sur les contenus, les méthodes mais aussi le rôle et la place dans le système scolaire des disciplines scientifiques.
Quant aux moyens de réconcilier les jeunes – et notamment les jeunes filles – et les sciences, ils dépassent largement les questions purement scolaires même s’il conviendrait d’abord de réconcilier les professeurs avec eux-mêmes. Le poids des stéréotypes et des représentations négatives de la science, un système éducatif trop élitiste et un rapport décourageant entre le long effort à fournir pour faire des études scientifiques et les faibles espoirs de débouchés contribuent largement à figer la situation.
Mais la mission a observé, tant en France qu’à l’étranger, un tel enthousiasme à enseigner, une telle curiosité et une telle soif d’apprendre, dès lors que l’on sort des modes traditionnels de transmission des savoirs qu’elle considère que le levier du changement réside dans ces laboratoires pédagogiques qui tendent à se multiplier bien plus que dans une énième révision des programmes ou des horaires.


I.- la dÉsaffection des jeunes pour les études scientifiques : un problÈme mondial
Depuis plus de dix ans, la situation est préoccupante en France comme dans la plupart des pays occidentaux. De nombreux rapports ont tenté d’analyser et de comprendre le manque d’intérêt des jeunes pour les carrières scientifiques. La communauté scientifique s’est pourtant fortement mobilisée depuis plusieurs années multipliant les initiatives, en direction des établissements d’enseignement notamment pour populariser les sciences. Malgré tous ces efforts, la courbe des effectifs étudiants a poursuivi sa décroissance à l’exception toutefois des filières de la santé.
De nombreux interlocuteurs de la mission ont affirmé que ce problème est très largement répandu dans le monde, y compris dans les pays qui consacrent une part importante de leur produit national à la recherche et au développement.
De surcroît le problème semble naître très en amont. Dans un rapport présenté à la Commission européenne le 2 avril 2004(), M. José Mariano Gago, ancien ministre portugais de la science et de la technologie et président de « Initiative for science in Europe », cite une enquête européenne qui montre que, à la fin du primaire la moitié des enfants disent déjà que la science et la technologie ne sont pas pour eux. À la fin du collège, ils sont 90 %. Une étude menée en Norvège donne des résultats similaires. On peut donc dire que l’enseignement des sciences au primaire et au collège décourage, voire dégoûte les enfants : c’est dommage pour eux et c’est grave pour l’Europe.
Si la crise est globale elle est hétérogène touchant davantage certains pays développés que les pays émergents. Alors que la France dénombre 5,7 chercheurs pour 1000 habitants, on en recense 9,14 au Japon et 8,08 aux Etats-Unis. Mais c’est dans les pays émergents, comme en Inde avec 400 000 ingénieurs formés chaque année ou en Chine, que les sciences affichent la meilleure santé.
Afin d’approfondir quelque peu cette analyse, la mission s’est déplacée en Finlande en Suède et au Canada dans le but également de s’informer sur les méthodes d’enseignement et leur efficacité. Le présent rapport reviendra sur les enseignements que l’on peut tirer de ces exemples étrangers mais on peut dire dès à présent que le Québec et la Suède connaissent la même désertion que la France et que si la Finlande, pays de l’Union européenne comptant le plus grand nombre de chercheurs et de personnels travaillant dans la recherche-développement (R&D) par rapport à l’emploi total, est épargnée c’est en partie grâce à un enseignement qui associe qualité, équité et efficience.
A. l’Éducation scientifique dans le monde prÉsente de nombreuses constantes
1. Un désenchantement général vis-à-vis de la science
À l’heure où les sciences et les technologies connaissent des avancées sans précédent, les jeunes boudent les filières scientifiques dans l’enseignement secondaire et supérieur. On y aborde des sujets ennuyeux et trop abstraits, jugent-ils. Le président de la Royal Society alertait voici peu les députés britanniques sur la baisse alarmante du nombre d’élèves passant les épreuves de mathématiques, de physique et de chimie à la fin des études secondaires, et optant pour ces matières à l’université. Cette désaffection s’observe dans les pays industrialisés et même dans certains pays en développement. Ce désintérêt s’il est assez récent est vraiment général. Selon l’OCDE, le nombre de scientifiques et d’ingénieurs diplômés s’amenuise au moment même où avancées scientifiques et innovations technologiques sont réclamées de toutes parts.
Aux États-unis, pays moteur du développement mondial, on constate de plus en plus que les étudiants d’origine asiatique sont majoritaires dans les amphithéâtres et les laboratoires des universités. Ce pays s’inquiète de voir stagner ou régresser les résultats de ses élèves par rapport à Singapour ou à la Finlande, par exemple dans le cadre des Olympiades scientifiques internationales.
En Allemagne, les effectifs d’étudiants en chimie se sont tellement amenuisés que dans l’une des chaires de chimie organique les plus prestigieuses, à l’université de Karlsruhe, le dernier titulaire de la chaire ne sera pas remplacé. Dans ce pays entre 1990 et 1995, le nombre d’étudiants en physique a été divisé par trois, passant dans plusieurs universités sous la barre des dix étudiants.
Au Canada, des moyens considérables sont mis en jeu par la Fondation canadienne pour l’innovation et les chaires canadiennes de recherche pour faire revenir les universitaires actuellement en poste aux Etat-Unis et attirer les scientifiques étrangers. Au Québec, les universités s’efforcent d’attirer des étudiants et des enseignants étrangers en accordant par exemple à ces derniers une dispense d’impôts pendant cinq ans.
Étrange paradoxe, si l’on pense qu’aucune période de l’histoire n’a été plus imprégnée que le XXè siècle par les sciences de la terre et les sciences du vivant, ni plus tributaire d’elles. Le problème concerne toute la société. Les patrons d’entreprises s’inquiètent de ne pas trouver de main-d’œuvre qualifiée dans les domaines scientifique et technologique. Dans de nombreux pays les universités et les centres de recherche sont inquiets face aux évolutions démographiques et au risque de ne pas pouvoir remplacer la génération de chercheurs et d’enseignants qui va partir à la retraite au cours des prochaines années. Une véritable compétition internationale, dans laquelle la France n’est pas la mieux placée, se déchaîne pour attirer les cerveaux.
Mais pourquoi les jeunes se détournent-ils des sciences en classe?
Le bulletin « Education aujourd’hui » d’octobre-décembre 2004 de l’UNESCO aborde cette problématique présentée comme universelle.
Selon Svein Sjøberg, professeur en pédagogie des sciences à l’université d’Oslo et co-auteur d’un ouvrage sur les innovations dans l’enseignement des sciences et de la technologie, les chercheurs et les ingénieurs ne sont plus, dans l’esprit des gens, ces héros qui faisaient de grandes découvertes, luttaient contre l’obscurantisme et amélioraient la vie quotidienne par leurs découvertes. Selon ce chercheur cette image appartient à l’histoire, du moins dans les pays les plus développés. De nouvelles stars occupent le devant de la scène – footballeurs, acteurs et chanteurs célébrissimes et richissimes – « le chercheur en blouse blanche dans son laboratoire, mal payé et travaillant dur, n’est plus un modèle pour bon nombre de jeunes d’aujourd’hui. »
Élèves et étudiants tendent donc à s’orienter vers des disciplines qu’ils considèrent comme moins exigeantes. Nyiira Zerubabel, secrétaire exécutif du Conseil national ougandais pour la science et la technologie, prédit un sombre avenir aux sciences dans son pays: « Dans une société dominée par le consumérisme, les jeunes privilégient d’autres formations, comme l’économie ou le commerce, moins difficiles et plus prometteuses en termes de salaire ».
Les scientifiques et la science se sont peu à peu coupés de leurs contemporains, faute d’avoir conduit une réflexion suffisamment approfondie sur les implications philosophiques, éthiques, voire métaphysiques, des découvertes et des théories scientifiques. Cette absence de réflexion et de débat au sein de la communauté scientifique et des sociétés, par exemple sur l’hypothèse d’un principe créateur de l’univers, a sans doute facilité l’irruption aux Etats-Unis du mouvement dit du « dessein intelligent » qui fait l’objet d’un intense développement médiatique. Ce mouvement compte en son sein de nombreux créationnistes qui nient une partie des fondements de la science et particulièrement l’existence d’un ancêtre commun à toutes les principales formes de vie sur terre. Il revendique, en conséquence, la modification des programmes scolaires. Le retour des superstitions, la recherche d’explications simples et rassurantes face à la complexité du monde sont le pendant du recul de la force explicative de la science et de l’adhésion collective à ses travaux. La crise des vocations scientifiques chez les jeunes n’est certainement pas sans lien avec les critiques parfois radicales dont la science est l’objet et contre lesquelles elle se défend mal.
On peut voir aussi dans cette situation le résultat d’un enseignement des sciences par disciplines complètement cloisonnées et déconnectées de toute approche philosophique ou éclairée par les sciences humaines. Dans ces conditions nos contemporains ont du mal à accepter l’idée que la vérité existe mais qu’elle n’est pas intangible et qu’elle évolue.
Cette perte d’influence et de crédibilité de la science au niveau mondial ne doit pas toutefois conduire à écarter les facteurs socio-économiques et les politiques propres à chaque pays. En plein marasme économique le Japon a continué à financer à un niveau élevé l’enseignement supérieur et la recherche, alors que l’Union européenne accuse un sérieux retard dans ces domaines. Toutefois, il faut préciser que le Japon n’échappe pas au problème de la désaffection du public et des jeunes pour la science. Très préoccupées par cette perspective incompatible avec la reprise économique, les autorités japonaises ont mis en place dès 1995 un vaste programme, Public understanding of science and technology (PUST), pour promouvoir la science et les études scientifiques.
2. Une sous-représentation des femmes dans les carrières scientifiques
Ce problème est au moins aussi universel que le scepticisme vis-à-vis des progrès apportés par la science.
En France, il a été mis en lumière par deux enquêtes récentes commanditées par la mission pour la place des femmes au CNRS, dirigée par Mme Geneviève Hatet-Najar, dont l’objectif est de promouvoir la place des femmes dans cet organisme. Le constat est sans appel : la part des femmes dans le corps des chercheurs stagne aujourd’hui autour de 30 % et, comme cela a été confirmé à la mission par tous les directeurs des différents organismes de recherche, la représentation des femmes s’effondre à mesure que l’on grimpe dans la hiérarchie. Ces enquêtes() s’efforcent d’expliquer la persistance de ce « plafond de verre » qui bloque la progression des femmes. Personne ne sera surpris d’apprendre que les capacités intellectuelles et professionnelles ne sont pas en cause. Parmi les explications proposées, on retiendra que les femmes passent spontanément plus de temps que les hommes, et ce au détriment de leur carrière, à l’organisation et à la vie collective des laboratoires. L’une des enquêtrices, Mme Catherine Marry, sociologue, constate avec un brin d’ironie que « les succès professionnels plus fréquents des chercheurs masculins sont liés à leur plus grande capacité à déléguer à d’autres ( le plus souvent des femmes ( les soucis d’intendances dans la sphère domestique mais aussi dans la sphère professionnelle ». Ces constats rejoignent ceux qui ressortent d’une expérience réalisée en Colombie-Britannique (Canada), destinée à promouvoir l’égalité des sexes dans une classe de sciences(). L’équipe qui a réalisé cette étude a notamment observé que les filles se distinguent dans une sorte de compétence sociale qui consiste à organiser et à diriger le groupe en vue de la réalisation d’un projet collectif pendant que les garçons s’emparent de la compétence scientifique et technique pour infléchir le contenu du projet.
Mme Geneviève Berger, ancienne directrice du CNRS, a confirmé ces analyses devant la mission, considérant toutefois que de grandes améliorations ont eu lieu. Si le CNRS compte 50 % de femmes dans ses effectifs totaux, il y a beaucoup plus de chercheurs hommes que de chercheurs femmes alors que l’on trouve plus de femmes chez les techniciens et administratifs et le système pyramidal aboutit au niveau de la direction à un nombre très réduit de femmes. Ses explications rejoignent celles évoquées précédemment : faute de temps, les femmes sont moins présentes dans les réseaux et dans les commissions à prédominance masculine ; la science n’est pas présentée comme un métier féminin et elle a un déficit d’image en direction des femmes. L’environnement scolaire et familial est souvent peu favorable à l’accès des filles aux filières scientifiques. Il leur est souvent suggéré de préférer les métiers du droit ou de la santé. Les femmes sont moins attachées à la notion de pouvoir et de management.
Dans un secteur généralement plus recherché par les femmes, celui de la santé et de la médecine, M. Christian Bréchot, directeur général de l’INSERM, constate que, sur les 2000 chercheurs que compte son organisme, la moitié sont des femmes mais qu’il y a beaucoup moins de femmes directrices de recherche que de femmes chargées de recherche, il ajoute : « Alors qu’à mon arrivée à la direction de l’INSERM, il y a cinq ans, je n’étais pas du tout convaincu du bien-fondé d’une action en faveur de la parité, je suis maintenant persuadé qu’elle est indispensable ».
Au Canada, on est très préoccupé par cette question et de nombreuses actions visent à démythifier les sciences et à combattre les préjugés qui éloignent ou détournent les jeunes filles des carrières scientifiques et technologiques. Ainsi, le ministère du développement économique, de l’innovation et de l’exportation du Québec, participe financièrement à diverses actions visant à rapprocher les filles et les sciences, sous la forme d’ateliers d’expérimentation, de conférences ou de groupes de travail et de discussions.
La mission a été très intéressée par les nombreuses initiatives qui fleurissent au Canada dans cette direction. On citera par exemple « Les scientifines », association qui s’adresse aux jeunes filles de milieux défavorisés de certains quartiers de Montréal pour susciter chez elles un intérêt pour les sciences et les nouvelles technologies et les aider dans l'apprentissage de ces matières afin de prévenir le risque de décrochage scolaire et d’encourager la poursuite des études. Les animatrices de cette association, que la mission a rencontrées, font le constat qu’il faut déconditionner les filles et les rassurer pour développer leurs compétences en sciences car, spontanément, elles ne s’affrontent pas à un problème si elles ne sont pas sûres d’avoir la réponse. Les thèmes étudiés sont inspirés par le vécu des élèves (Halloween et les chauves-souris) ou l’actualité (les ouragans, le réchauffement de la planète). Ici les sciences sont utilisées comme outil d’intégration sociale.
Au Québec, des actions interministérielles ont été mises en œuvre au cours de la dernière décennie sur le thème du soutien à la progression des Québécoises dans les sciences et l’innovation technologique. Un bilan de ces actions sur la période 1993-2003 a été publié en décembre 2004(). La principale conclusion est que malgré une certaine avancée des femmes en formation, en emploi, en culture et en loisirs scientifiques et techniques, la progression est très lente dans les domaines professionnels liés aux sciences dures et aux technologies de l’informatique. Dans ce dernier secteur, le bilan note une baisse de l’effectif féminin entre 1992 et 2002, la représentation féminine étant passée de 25 % à 11 % au cours de cette période.
Mme Louise Lafortune, professeur au département des sciences de l’éducation de l’université du Québec a, étudié dans de nombreux ouvrages() la situation des femmes notamment face à l’apprentissage des mathématiques et aux croyances et préjugés véhiculés par la famille, l’école et la société qui les détournent des études scientifiques. Au Québec comme en France, les performances scolaires des filles y compris en sciences et en mathématiques sont équivalentes voire supérieures à celles des garçons et pourtant elles choisissent beaucoup moins souvent que les garçons d’étudier et de faire carrière dans les domaines scientifiques, particulièrement les sciences appliquées, l’ingénierie et l’informatique.
Ces constats font écho à ceux exprimés par de nombreux interlocuteurs de la mission en France, notamment Mme Marie Reynier, directrice générale de l’École nationale supérieure des arts et métiers (ENSAM). Elle a constaté à l’occasion d’enquêtes réalisées parmi les étudiants que l’image de l’école qu’elle dirige est très liée à celle de l’usine, ce qui n’attire guère les filles… En outre, de nombreux pères, qui ont connu les restructurations dans leur vie professionnelle pensent que leurs filles supporteraient mal d’être bousculées de la sorte.
Dans les pays scandinaves, les choix d’orientation des étudiants sont également très sexués. La sous-représentation des femmes est très nette en physique, en informatique et dans certains secteurs technologiques. En revanche, elles sont très présentes dans les études de médecine, de pharmacie et certains secteurs de la biologie.
Relancer l’intérêt pour les études scientifiques suppose donc de s’attaquer à l’image stéréotypée des rôles masculins et féminins. Les professions scientifiques sont celles qui souffrent le plus de ces idées toutes faites et encourager les vocations féminines passe donc aussi par le combat contre ces représentations.
C’est ce que fait aussi, à un autre bout de la planète, l’association pour la formation des femmes aux mathématiques et aux sciences en Afrique (FEMSA). Cette ONG africaine, soutenue par l’UNESCO se propose d’améliorer la participation et les résultats des filles dans les matières scientifiques et technologiques, pour le primaire comme le secondaire. Elle a créé des centres nationaux qui contribuent au renforcement des capacités du corps enseignant et offrent un espace de réflexion aux scientifiques femmes. Elle organise également des clubs et des stages pour les filles, des concours et des expositions. Des études menées par la FEMSA ont montré que les filles s’approprient mieux les connaissances scientifiques lorsque l’enseignement est concret. Un bilan du programme de la FEMSA en Tanzanie a révélé qu’en cinq ans, le nombre de filles du secondaire inscrites dans les matières scientifiques a beaucoup augmenté.
Mais il reste encore beaucoup à faire. Si l’Union européenne veut porter d’ici à 2010 les dépenses de recherche et de développement à 3 % de son PIB, il lui faudra recruter environ 700 000 chercheurs et pour cela réconcilier les femmes et les sciences. Aux Etats-Unis, la National Science Foundation estime que les emplois de chercheurs et d’ingénieurs augmenteront trois fois plus vite entre 2000 et 2010 que l’offre nationale d’emplois. D’où viendront ces scientifiques ? La population féminine offre un réservoir de compétences en grande partie inutilisé.
Un chercheur français, M. Pascal Huguet, directeur de recherche au laboratoire de psychologie cognitive de l’université d’Aix-Marseille a éclairé la mission d’information sur certaines raisons de ce rejet apparent des filles pour les mathématiques et les sciences dures. Il a présenté plusieurs expériences réalisées dans des classes qui contredisent certains stéréotypes sociaux, en particulier celui selon lequel les femmes seraient intrinsèquement inférieures dans la pensée logico-mathématique.
La première expérience porte sur 54 garçons élèves de 6ème/5ème dont 26 « bons élèves » et 28 « mauvais élèves ». Elle utilise un test de reproduction de mémoire d’une figure sans signification particulière, adaptée de la figure complexe de Rey(). On explique à un premier groupe qu’il s’agit d’évaluer les compétences en géométrie et à l’autre les compétences en dessin. Les résultats montrent bien un écart important entre les bons élèves et ceux qui sont en échec lorsque l’épreuve est intitulée « construction d’images en géométrie », alors qu’il n’y a pas de différence lorsqu’elle est présentée comme une évaluation en dessin. Une seconde expérience complète la première. Cette fois on prend 40 élèves de 6ème/5ème, des deux sexes, tous en réussite en géométrie, avec au moins 14/20 au deuxième trimestre, juste avant l’étude. On applique la même procédure mais en remplaçant la condition dessin par une condition plus explicitement ludique : « Jeu de mémoire». Dans la condition géométrique, les résultats des garçons sont meilleurs, tandis que dans la condition dessin, les filles l’emportent très largement. Le chercheur en déduit que pour réussir en mathématiques et plus généralement en sciences, les filles du secondaire mais aussi du primaire doivent faire face à un obstacle, ancré dans le stéréotype de genre, auquel ne sont pas confrontés les garçons. Les enfants connaissent très tôt ces stéréotypes et il y a donc sans doute un travail important à faire dans l’environnement scolaire pour les faire tomber.
Des expériences de même nature ont été réalisées aux Etats-Unis dans le cadre de l’organisation de l’épreuve de mathématiques du test très difficile d’entrée à l’université. Dans un cas on dit aux femmes que l’on constate habituellement, dans les résultats, des différences de sexe mais sans préciser lesquelles, dans l’autre on leur dit qu’on ne constate habituellement aucune différence. On observe alors une très forte infériorité des femmes dans le premier cas et une égalité des résultats dans le second.
3. Un enseignement trop académique
Le manque d’intérêt pour les sciences se retrouve à l’échelon des gouvernants. « Nombreux sont les ministres de l’Éducation qui ne disposent pas des informations concernant les innovations dans le domaine de l’enseignement des sciences », souligne Wataru Iwamoto, directeur de la division de l’enseignement secondaire, technique et professionnel de l’UNESCO. Il en résulte que beaucoup de pays n’ont tout simplement pas de politique en matière d’enseignement scientifique.
Au-delà des diversités des politiques propres à chaque pays, on observe une grande convergence des situations qui résultent très souvent de l’épuisement d’un modèle scolaire souvent hérité du XIXè siècle. Les systèmes scolaires sont partout confrontés aux conséquences de la massification scolaire souvent mal anticipée et conduisant à des réformes d’ajustement sans vision globale. La difficile prise en compte de l’hétérogénéité des élèves par l’école mais aussi le divorce croissant entre l’idéal de progrès et d’égalité par l’éducation et sa traduction dans les faits, entraînent partout le désarroi des principaux acteurs, enseignants, élèves et parents.
Dans tous les pays, la conduite par le haut des systèmes éducatifs est remise en cause et la mission a pu constater que l’un des principaux facteurs d’évolution réside dans l’émergence d’une responsabilité et d’une autonomie plus grandes données aux établissements, tout en évitant comme le soulignent les Finlandais de mettre en concurrence ces établissements.
La crise des sciences ne se limite pas au problème des scientifiques sous-payés et mal-aimés. Les méthodes d’enseignement des sciences constituent une des principales explications mises en avant, notamment par les élèves eux-mêmes, pour expliquer la désaffection.
On peut citer ici quelques réflexions édifiantes de deux jeunes lycéennes reçues par la mission. La première, élève de seconde, a déclaré à propos de la physique: « Pour vous donner un exemple, on nous a rendu ce matin un contrôle auquel j’ai eu 6 sur 20. On nous avait demandé de calculer la masse de l’atome et de dire le nombre de protons, mais on ne sait rien de ce qu’est un atome ». Elle ajoute un peu plus loin qu’elle préférerait passer des heures à manipuler plutôt qu’à faire des calculs de puissances. La seconde est élève de première littéraire et ce qu’elle dit corrobore tout ce que la mission a entendu en France et à l’étranger : « J’aimais bien les mathématiques et les sciences mais quand nous avons commencé à apprendre la physique et la chimie, et alors que le collège était équipé de grandes tables de travaux pratiques, nous n’avons eu qu’une ou deux séances dans l’année ; tout le reste a été fait sous forme de cours théoriques. Au collège, j’arrivais encore à comprendre mais, au lycée, il n’y a plus eu que des cours théoriques, sans travaux pratiques du tout ; on n’y comprenait rien. Pourtant, ça m’intéressait, j’ai fait des efforts, mais j’ai eu trois professeurs différents et plutôt que d’expliquer les choses, ils les ont compliquées ».
Les sciences souffrent ainsi d’être perçues comme abstraites. « Quand j’étais enfant, j’adorais les sciences car nous faisions des expériences en classe, nous partions en expédition pour étudier la nature », se souvient Orlando Hall-Rose, chef de la section pour l’éducation scientifique et technologique de l’UNESCO, cité dans le bulletin de l’UNESCO précédemment évoqué. Maintenant c’est très livresque. Par ailleurs, l’empressement des jeunes à utiliser les technologies nouvelles ne suscite pas chez eux l’envie d’étudier les disciplines à l’origine de ces technologies, précise Svein Sjøberg. Ainsi, les pays qui rencontrent le plus de difficultés à recruter dans les filières scientifiques et technologiques sont précisément ceux où les étudiants font grand usage du téléphone portable, de l’ordinateur et de l’Internet.
Mme Marie Reynier a confirmé cette opinion en disant que, pour intéresser les jeunes dès l’enfance, il ne faut pas leur donner à étudier un téléphone portable mais des objets qu’ils ne manipulent pas habituellement. Il lui semble donc qu’il faudrait se tourner vers les nanotechnologies, l’infiniment petit, la conquête spatiale, la domotique. L’objet quotidien n’est pas, pour les jeunes, objet de curiosité scientifique.
Cette impopularité est souvent imputée, dans les différents pays, aux insuffisances des programmes et des manuels qui conduisent à un apprentissage purement mécanique, sans permettre une réelle compréhension des notions utilisées.
L’enseignement dans le secondaire prend trop souvent la forme de cours magistraux, avec peu de travaux pratiques. Quand des expériences sont réalisées en classe, c’est généralement par l’enseignant, les élèves étant réduits au rôle de spectateurs. L’acquisition d’une démarche intellectuelle proprement scientifique est abandonnée au profit de l’apprentissage de définitions et de procédés standards. Beaucoup de gens pensent que les vraies sciences n’existent que dans des laboratoires équipés de matériel de pointe extrêmement coûteux, et non dans les choses ordinaires de la vie quotidienne, estime ainsi Joseph P. O’Connor, coauteur, avec Svein Sjøberg de l’ouvrage précité.
Si l’on veut que l’enseignement scientifique et technologique réponde aux besoins des jeunes, il importe de savoir ce qui les intéresse. Une étude de l’UNESCO portant sur 10 000 collégiens de 13 ans, habitant dans 21 pays du Nord et du Sud, a montré que garçons et filles aiment des thèmes tels que la vie sur d’autres planètes, les ordinateurs, les dinosaures, les tremblements de terre et les volcans. Ils sont par contre moins curieux de sujets quotidiens et proches d’eux comme les plantes, la transformation des denrées alimentaires, les détergents et le savon. Ce constat va à l’encontre de l’idée selon laquelle les jeunes préféreraient les sujets concrets. La même étude révèle que les enfants des pays en développement s’intéressent à tout, sans doute parce qu’ils perçoivent l’éducation comme un luxe et un privilège.
Susciter l’enthousiasme des jeunes enfants pour les sciences demande un effort de la part des enseignants, généralement mal formés, et qui souvent n’ont eux-mêmes pas étudié ni apprécié ces matières lorsqu’ils étaient sur les bancs de l’école. Dans leur classe, les professeurs se trouvent face à des élèves qui connaissent parfois mieux qu’eux les technologies de l’information et de la communication, tout en n’ayant aucune idée des lois de la physique qui les régissent et en n’ayant aucune envie de les connaître.
Dans le monde entier, des pays comme le Portugal, la Namibie, le Nigeria, la Malaisie et d’autres encore, tentent d’améliorer l’enseignement scientifique et technologique à tous les niveaux, notamment par la formation des professeurs et la définition des programmes. L’Association chinoise pour la science et la technologie propose ainsi des formations et des échanges qui bénéficient à 4,3 millions de personnes. En Malaisie, plus de 6 000 éducateurs ont reçu une formation assurée par le centre régional pour l’enseignement des sciences et des mathématiques.
Enfin une enquête internationale baptisée ROSE (Redevance of Science Education) qui effectue un travail comparatif sur les attitudes, les intérêts et les perceptions de la science et des technologies chez les jeunes de 15 ans, créée à l’initiative de la Norvège et auquel 40 pays ont participé, révèle que les jeunes interrogés se disent convaincus de l’intérêt des sciences pour la société. Cela ne les empêche pas d’affirmer simultanément leur désintérêt pour l’enseignement des sciences qui ne développe pas, disent-ils, leur sens critique et ne leur apporte rien d’utile au quotidien.
B. L’État des lieux en France
En France la situation est un peu paradoxale. D’une part la désaffection vis-à-vis des études scientifiques est moins marquée que dans certains pays voisins où l’importation de main-d’œuvre de très haut niveau venant de pays lointains semble devenir une nécessité. Mais, par ailleurs, de nombreux économistes() considèrent que le manque inquiétant de dynamisme des exportations françaises s’explique, en partie, par des déficiences qualitatives des produits français, inadaptés à la demande et souffrant d’un grave déficit d’innovation.
Ce dernier point est incontestablement le résultat de la très faible part de la recherche et développement dans les investissements des entreprises et notamment des PME, ce qui se répercute évidemment sur la faible attirance des jeunes pour ce type d’activité.
1. La désaffection est très nette pour les études universitaires en physique-chimie et en mathématiques
Un constat s’est imposé à la mission, les grandes écoles d’ingénieurs qui produisent l’élite scientifique et les grands organismes publics de recherche ne souffrent, dans l’immédiat, d’aucune pénurie de recrutement. En revanche, on constate une diminution importante des effectifs étudiants dans des disciplines comme la physique et la chimie dans les cursus non sélectifs (licence et ancienne maîtrise) de l’enseignement universitaire, particulièrement dans les universités récentes, petites et isolées, souvent associées à un environnement économique de petites et moyennes entreprises qui ne recrutent pas d’ingénieurs ou de chercheurs.
La faiblesse du secteur recherche et développement des entreprises et la question des débouchés scientifiques, notamment dans le secteur privé, est donc directement liée à la désertion des filières scientifiques universitaires.
Un rapport de M. Guy Ourisson, ancien président de l’Académie des sciences(), fait une présentation très complète de cette situation. Selon ce rapport, même si une diminution majeure des effectifs n’est avérée que dans quelques-uns des secteurs de l’enseignement supérieur, on ne doit pas la laisser s’accentuer par nonchalance. Les prévisions de départs à la retraite de scientifiques et d’ingénieurs, dans l’enseignement et dans les organismes publics de recherche, montrent que les besoins de recrutement de haut niveau vont être considérables dans les années qui viennent. Toujours selon ce rapport, les enseignements scientifiques et techniques, malgré des réformes répétées, restent souvent un pensum pour les élèves.
Les universités scientifiques ont perdu de 20 à 40 % d’étudiants en dix ans et la France a perdu 37 % de diplômés en sciences physiques depuis 1995 et 18 % en mathématiques depuis 1998. En revanche, il y a peu de problèmes pour les grandes écoles et les classes préparatoires ; ces dernières ont vu leurs effectifs croître de 10 % en 5 ans. Les bancs des facultés de médecine ne sont pas non plus désertés, malgré la sélection imposée par le numerus clausus.
Le rapport de M. Guy Ourisson, susvisé, souligne que cette baisse des effectifs a permis à certaines universités de mieux encadrer leurs étudiants de premier cycle et de mettre en œuvre des pédagogies plus efficaces. Malheureusement ces améliorations parfois spectaculaires sont très peu répercutées sur les professeurs des lycées et les conseillers d’orientation, qui continuent à prôner la voie des classes préparatoires.
En amont de cette désaffection des sciences à l’université, le nombre de bacheliers scientifiques est en léger recul. Ce recul s’accompagne d’une augmentation spectaculaire des baccalauréats professionnels, ce qui reflète la faible démocratisation du système éducatif français. En effet, dans les filières professionnelles, les élèves sont majoritairement issus de classes défavorisées, comme le souligne M. Christian Forestier membre du Haut Conseil de l’éducation. De surcroît, ainsi que l’a rappelé M. Jean-Marc Monteil, directeur de l’enseignement supérieur, le niveau et la formation des titulaires d’un bac professionnel leur enlèvent tout espoir de réussite à l’université, bien que certains tentent tout de même leur chance faute d’avoir été admis dans une préparation au BTS qui devrait être leur débouché naturel.
Si les plus défavorisés ne vont pas vers le baccalauréat scientifique et a fortiori vers les études scientifiques longues, les filles non plus. Elles sont sous-représentées (moins de 25 %) dans les écoles d’ingénieurs comme dans les filières universitaires des sciences de l’ingénieur et les départements secondaires des IUT et des sections de techniciens supérieurs (STS).
Comme dans le reste du monde, l’image sociale des sciences attire moins les bons élèves qu’il y a quinze ou vingt ans. La science ne fait plus rêver ; tous les interlocuteurs de la mission l’ont répété : les icônes populaires ne sont plus Marie Curie ou Einstein.
La perte de confiance dans la science mais aussi le développement de comportements anti-scientifiques et de rejet par l’opinion publique sont toutefois moins marqués en France() que dans certains autres pays. En France, l’opinion publique se considère comme insuffisamment informée mais intéressée.
Cependant, il est incontestable que la croyance dans un lien indéfectible entre progrès scientifique et progrès humain s’est effondrée. Les découvertes scientifiques et technologiques, notamment dans le domaine des biotechnologies et des communications, continuent au même rythme que dans la seconde moitié du XXè siècle mais le sentiment qu’elles améliorent la vie des gens et les protègent de la nature et des catastrophes recule. Autrefois, les héros étaient des ingénieurs et des physiciens et les élèves brillants se projetaient sur ces modèles. Aujourd’hui, cette image a changé et les jeunes ont d’autres modèles ; ils se soucient plus de leur épanouissement personnel et sont plus profondément attachés à la recherche de sens.
Aujourd’hui, la science semble trouver sa légitimité dans le fait qu’elle sert les besoins de l’économie et les arguments en sa faveur sont trop souvent associés à l’accroissement de la compétitivité économique industrielle dans une économie de marché mondialisée. Pour beaucoup, la neutralité et l’indépendance des chercheurs entièrement tournés vers la compréhension du monde sont remises en cause.
Cette évolution est particulièrement sensible dans le domaine de la physique et de la chimie très souvent associées aux grandes catastrophes industrielles récentes. La plupart de ces catastrophes sont en effet imputables à l’industrie chimique (raffineries Elf à Feyzin en 1966, usine Icmesa à Seveso en Italie en 1976, usine Sandoz à Bâle en 1986, filiale d’Union Carbide à Bhopal en Inde en 1994, usine AZF à Toulouse en 2001, Pétrochima à Harbin en Chine en 2005....). Mal aimée la discipline doit soigner son image et démontrer qu’elle peut être mise davantage au service de la santé et de l’environnement.
Face à ce constat, M. Christian Bréchot, directeur général de l’INSERM, a indiqué à la mission qu’il n’a jamais senti de perte d’enthousiasme de la part des lycéens pour la carrière scientifique dans la cinquantaine d’établissements où il est intervenu pour organiser, dans le cadre du réseau « INSERM jeunes », des animations autour de la science. « C’est lorsque se pose la question de l’entrée à l’université que nous les perdons » a-t-il déclaré, car intervient le principe de réalité. L’enseignement de la science doit certainement être amélioré, qu’il s’agisse de la compétence des enseignants ou des méthodes pédagogiques, qui devraient être beaucoup plus ludiques, mais le défaut d’attrait pour les carrières se manifeste plus en aval dans le cursus. Non seulement on propose aux élèves des filières aux perspectives floues, mais il faut être héroïque pour s’y engager puisque, outre que l’on explique mal aux élèves ce qui va se passer, les carrières de chercheur sont des carrières difficiles, avec une sélection importante, pour une rémunération de base qui n’est pas attractive. Ce qui fait défaut, c’est un parcours clairement défini dès la terminale, quand les orientations se font. Mais cette absence d’informations s’explique par le fait que l’on ne sait pas quoi dire, si bien que l’on donne pour conseil aux lycéens de passer par une grande école, ce qui leur permettra de tout faire… y compris de la science ! Il y a beaucoup à faire pour améliorer l’information sur les carrières scientifiques et leur donner davantage de lisibilité a conclu M. Bréchot.
Ce qui manque donc profondément dans le système scolaire français, c’est la lisibilité des carrières scientifiques. Pour beaucoup de jeune un chercheur est condamné à un parcours d’errance pour un salaire de misère. Par ailleurs, la représentation sociale du chercheur « apprenti sorcier » contribue à la désaffection constatée.
Dans un rapport remis en 2002 au ministre de l’éducation nationale(), M. Maurice Porchet, professeur de biologie à l’Université de Lille I, constate que les bacheliers scientifiques recherchent en priorité les filières professionnalisantes, à effectifs réduits et bien encadrées. Cette offre de formation est abondante en institut universitaire de technologie (IUT), section de technicien supérieur (STS) et classes préparatoires aux grandes écoles (CPGE) et les diplômes d’études universitaires générales (DEUG) scientifiques résistent mal à cette concurrence car leur image persiste à évoquer l’anonymat, les amphis surchargés et l’absence de lisibilité professionnelle. L’auteur du rapport apporte une autre explication à la baisse relative (par rapport à l’augmentation du nombre de bacheliers) des choix d’études supérieures scientifiques. Depuis une décennie, notamment depuis la fusion des séries C, D et E, la filière S s’est « normalisée » c'est-à-dire qu’elle s’est féminisée et démocratisée. Mais les choix d’études supérieures s’effectuent d’abord en fonction de déterminants sociaux qui n’ont pas évolué à la même vitesse que la hausse du taux de scolarisation. En raison des habitudes sociales actuelles, les filles, les élèves d’origine modeste et les élèves « moyens » ont une propension moindre à opter pour les études scientifiques longues.
Auditionnée par la mission, Mme Claudine Peretti, directrice de l’évaluation et de la prospective (DEP) du ministère de l'Éducation nationale, de l'enseignement supérieur et de la recherche, a complété ces informations par les observations suivantes. Les disciplines de sciences physique et chimie se sont progressivement dévalorisées et d’autres disciplines, telles les sciences de l’ingénieur, ont pris le pas sur ces matières traditionnelles. Il faut cependant noter, selon Mme Peretti, qu’il n’y a pour l’instant aucune pénurie de candidats pour les concours de recrutement pour l’enseignement et la recherche dans ces disciplines. C’est la même chose en sciences de la vie où on trouve 60 candidats qualifiés pour un poste. C’est l’image de ces disciplines qui est moins valorisée qu’avant, probablement parce qu’elles ne correspondent plus à la structure du marché de l’emploi. Mme Peretti a indiqué également qu’une enquête en cours semble démontrer que les sciences-physiques ne sont pas aimées des élèves et que même les enseignants ont une image dévalorisée de leur discipline. La désaffection trouve sa racine dans le second degré où les sciences physiques ne sont plus valorisées y compris bien souvent par les chefs d’établissement.
On constate en effet qu’en cinq ans le nombre de candidats au CAPES est tombé de 9 à 3,5 pour un poste en physique-chimie et de 7 à 4,5 en mathématiques. De surcroît, la mission a pu constater que les notes obtenues en mathématiques par les candidats révèlent une préoccupante faiblesse du niveau. Au CAPES externe de mathématiques de 2005, la barre d’admissibilité aux deux épreuves de mathématiques a été fixée par le jury à 6,2/20.

2. La désaffection pour les filières scientifiques est assez largement une question de genre
La quête de sens et la recherche d’une activité en accord avec les valeurs, l’identité et la vie personnelles, sont particulièrement marquées chez les filles. Souvent plus brillantes que les garçons, elles sont prêtes à travailler durement à condition de savoir pourquoi.
Dans un article publié en 2005() dans la revue du centre régional de document pédagogique (CRDP) de Haute-Normandie, Mme Faouzia Kalali, maître de conférences en didactique des sciences à l’IUFM de Rouen, fait le point sur les résultats scolaires et l’orientation des filles.
Si à l’entrée en sixième les effectifs de filles et de garçons sont sensiblement les mêmes, on retrouve en fin de collège une plus faible proportion de garçons. Dans l’académie de Rouen, 62,9 % de filles contre 53,6 % de garçons accèdent à la seconde générale. À 15 ans, 10 % des filles sont en difficulté contre 20,5 % chez les garçons. Elles sont moins nombreuses à redoubler (16,3 %) que les garçons (17,9 %).
Au lycée, elles obtiennent un meilleur taux de passage en première générale mais elles s’orientent de manière équivalente entre les trois filières S, ES ou L alors que les garçons choisissent massivement la filière S. La disparité est encore plus grande dans la filière sciences et techniques industrielles (STI).
Dans la série S, les filles sont 11 % à choisir la spécialité sciences de l’ingénieur, 40 % les mathématiques, 44,2 % la physique-chimie et 57,6 % les sciences de la vie et de la terre, ainsi que cela ressort du graphe ci-après.
Proportion de filles par spécialité parmi les candidats au baccalauréat S
(en %)










Source : direction de l’évaluation et de la prospective (DEP)

L’auteur de l’étude indique que pour expliquer la faible représentation des filles dans les sections scientifiques, on ne peut pas mettre en évidence un quelconque décrochage en sciences durant la seconde puisqu’au contraire leur niveau s’améliore d’après les données nationales. D’ailleurs, dans la série scientifique elles obtiennent un taux de réussite au bac de 84,2 % contre 79,8 % pour les garçons (toutes séries confondues, le taux de réussite des filles au bac atteint 76 % contre 64 % pour les garçons). La raison de la sous-représentation des filles dans les filières scientifiques doit être recherchée dans les décisions des conseils de classe qui à niveau équivalent orientent prioritairement les garçons vers ces filières.
Les choses se dégradent après le baccalauréat puisque si l’on trouve encore environ 43 % de filles en terminale S, elles ne sont plus que 38,9 % en DEUG scientifique et environ 24 % dans les classes préparatoires aux grandes écoles (CPGE). À l’université, si la part des filles reste constante du premier au second cycle, elle chute fortement au moment du passage en troisième cycle alors que la part des garçons augmente à ce niveau après un détour par les grandes écoles.
Ces données font apparaître clairement que, de l’entrée en seconde aux troisièmes cycles, se produit une diminution progressive des filles dans les filières scientifiques alors que leurs résultats sont meilleurs que ceux des garçons. On les retrouve en nombre de plus en plus faible dans les filières d’excellence conduisant aux carrières les plus recherchées.
M. François Cardi, professeur de sociologie à l’université d’Evry, observe que les réactions d’auto-limitation et d’auto-élimination dans la compétition avec les garçons reviennent très fréquemment dans les discours des filles et dans les résultats de recherche en sociologie de l’éducation. Il fait observer également la très faible part des femmes parmi les ingénieurs et les cadres techniques des entreprises, de l’ordre de 12 % dans ces deux catégories et de 7,6 % chez les agents de maîtrise. Les femmes ressentent donc ces professions comme leur étant fermées et les jeunes filles anticipent cette fermeture dans leurs choix d’orientation scolaire.
Selon M. Cardi, les causes de cette auto-élimination sont bien connues : éducation aux rôles sexués dès la petite enfance dans la famille, à l’école et au sein des groupes de pairs, sexisme encore présent dans les manuels scolaires, rapports pédagogiques sexués, partage inégal des activités domestiques, rôle de l’orientation scolaire dans le choix des filières et des professions, discriminations à l’embauche, inégalité des salaires et du rendement des diplômes. Le chercheur s’interroge alors sur les raisons de la réussite exceptionnelle de certaines femmes dans les métiers scientifiques : s’agit-il de période historique particulièrement favorable ou de facteurs familiaux (on sait que la présence de femmes titulaires de hauts diplômes scientifiques favorise la carrière scientifique des filles dans la famille) où bien est-ce le fait d’une exception qui confirme la règle ?
Mme Véronique Chauveau, professeur de mathématiques, membre de l’association Femmes et sciences, complète cet éclairage. Elle indique tout d’abord que lorsque la mixité a été instaurée à l’École normale supérieure au début des années 1980, cela a eu comme effet paradoxal de conduire à ce qu’il n’y ait plus de fille en mathématiques et en physique ni à Ulm ni à Saint-Cloud, probablement parce que la domination masculine était trop forte dans ces matières. De nombreuses filles considèrent encore à la fin du secondaire qu’elles ne sont pas faites pour faire des mathématiques. Cette image est encore largement véhiculée, y compris par les médias. Mme Chauveau précise qu’elle a ainsi entendu M. Martin Winckler se demander, dans une chronique à la radio, si le cerveau avait un sexe et constater que les filles n’étaient pas faites pour faire des mathématiques. De même, a-t-elle indiqué, un récent article du journal Phosphore démontrait que les filles acceptent de faire des maths quand « on leur tient la main » alors que les garçons sont motivés par un éclair de génie… « Moi, je dis à mes élèves que c’est une matière difficile pour tout le monde ! », a-t-elle indiqué.
M. Christian Margaria, directeur de l’Institut national des télécommunications, a également évoqué ce problème. Il estime que ce qui détourne les filles de la science, c’est l’absence de modèle féminin proche de leur âge car les jeunes chercheuses ou ingénieures n’ont pas assez de temps pour s’impliquer dans des expériences comme les « projets scientifiques parrainés » avec les lycéens. Il en conclut qu’une telle implication, tout en restant volontaire, ne devrait pas être bénévole, mais être prise en compte dans les obligations générales des jeunes professionnels.
C. Les leçons des enquÊtes internationales sur les compÉtences des ÉlÈves de quinze ans
Différents programmes internationaux tentent d’estimer régulièrement le niveau des élèves dans une cinquantaine de pays.
Il est en effet de plus en plus admis dans la plupart des pays que les systèmes d’éducation constituent des voies menant au développement économique. Cette évolution, à laquelle s’ajoutent les dépenses publiques considérables dévolues à l'éducation, a intensifié la demande des gouvernements et de l’opinion publique en faveur d'une plus grande transparence et d’un examen plus attentif de la qualité de l’éducation.
On peut citer tout d’abord l’enquête TIMSS (troisième étude internationale sur les mathématiques et sur les sciences 1994-1995) de l’Association internationale pour l’évaluation du rendement scolaire (IEA), qui concerne 40 pays et 300 000 élèves de 13 ans et qui intègre la comparaison des compétences avec les programmes enseignés et les manuels scolaires. La France a très peu participé à cette enquête et les élèves français n’ont été sollicités que sur le volet connaissances. Parmi les élèves de la huitième année d’études (classe de cinquième), les quatre pays qui ont obtenu les meilleurs résultats en mathématiques sont tous asiatiques : Singapour, la République de Corée, le Japon et Hong-Kong. Singapour, la République de Corée et le Japon obtiennent également les meilleurs résultats en sciences. En revanche, de nombreux pays occidentaux, qui ont une longue tradition d’éducation, ont eu des résultats relativement décevants. Par exemple, la Suède, l’Allemagne, la Nouvelle-Zélande, l’Angleterre, la Norvège, le Danemark, les Etats-Unis et l’Écosse se situent dans la moitié inférieure des notes en mathématiques, tandis que les notes obtenues par la Suisse, la France, le Danemark et l’Écosse les placent dans la moitié inférieure en sciences.
Le programme PISA (programme international pour le suivi des acquis des élèves), piloté par l’Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE), n’évalue pas les systèmes scolaires mais mesure le capital humain et la culture scientifique et mathématique des futurs citoyens. Ce programme s’efforce toutefois d’obtenir des renseignements sur la capacité des écoles à transmettre des connaissances et un bagage scientifique.
L’enquête PISA 2003 a privilégié les mathématiques pour lesquelles les tests portaient sur quatre matières : algèbre, géométrie, arithmétique et calculs de probabilité. Des tests en sciences concernant des problèmes d’actualité ont également été organisés ainsi qu’un quatrième volet concernant la résolution de problèmes, considéré comme une extension des mathématiques, de la lecture et des sciences.
L’OCDE n’a qu’un rôle de gestionnaire dans les enquêtes PISA. Les tests et le déroulement des épreuves relèvent de la compétence des Etats participants qui font des propositions d’exercices. Une équipe de spécialistes retient les questions les plus universelles et les plus détachées d’un contexte. En 2003, 41 pays ont participé à l’enquête à raison de 5 000 à 10 000 élèves de quinze ans par pays. Les écoles dans lesquelles se déroulent les tests sont choisies au hasard. Les tests sont corrigés par une équipe internationale de spécialistes. On trouvera en annexe du rapport des exemples de sujets de mathématiques proposés lors de l’enquête 2003.
Dans son avis sur « La France et les évaluations internationales des acquis des élèves »(), le Haut Conseil de l’évaluation de l’école constatait que la France a participé à nombre de ces enquêtes mais a joué un faible rôle dans leur développement et n’a pas pris la mesure des enjeux et de l’intérêt qui s’y attachent. Le Haut conseil ajoutait que les responsables politiques et éducatifs n’ont pas pris conscience des enjeux de ces enquêtes sur le plan scientifique, comme sur celui du pilotage du système éducatif. De façon générale, les travaux d’évaluation (nationale ou internationale) du système éducatif français ne sont pas suffisamment utilisés pour son orientation.
Une note de la Direction de l’évaluation et de la prospective (DEP) du ministère de l’éducation nationale de décembre 2004 présente les résultats de l’enquête PISA 2003 pour la France. Il en ressort que la France se place entre la onzième et la quinzième place dans les quatre matières évaluées en mathématiques et se maintient au niveau de la moyenne OCDE en ce qui concerne la compréhension de l'écrit. Dans l’ensemble des matières, la France est légèrement au-dessus de la moyenne mais c’est en sciences que les élèves français obtiennent les moins bons résultats (10 sur 20).
Pour chaque évaluation (culture mathématique, compréhension de l’écrit, culture scientifique et résolution de problèmes) la moyenne internationale a été fixée à 500 points et les deux tiers des élèves de tous les pays sont placés entre les scores de 400 et 600. Chaque pays se place sur l’échelle générale selon son score moyen comme l’indique le graphique qui figure en annexe du présent rapport.
En culture mathématique, point majeur de l’évaluation 2003, la France obtient un score de 511 points ce qui la situe juste au-dessus de la moyenne. C’est en résolution des problèmes qu’elle affiche les meilleures performances avec 519 points, tandis qu’en compréhension de l’écrit son score reste au niveau de la moyenne comme lors de l’enquête précédente de 2000.
La DEP fait observer que des écarts de score très importants sont observés entre les élèves français qui à quinze ans sont en classe de troisième (donc en retard) et ceux qui sont en seconde générale et technologique. Cette distorsion est moins sensible dans la majorité des autres pays qui ne pratiquent pas le redoublement. De même, Mme Claudine Peretti, directrice de la DEP, a observé devant la mission que les élèves français n’ont pas de cours de probabilités avant la classe de seconde ; il est donc normal qu’ils échouent au test de probabilités de l’enquête PISA.
M. Andreas Schleicher, coordinateur de l’enquête PISA à l’OCDE, fait pour sa part observer que si l’on mesure la situation de la France par rapport à la moyenne de l’ensemble des pays participant à l’enquête PISA, cette position est bonne. Mais si on compare la situation de la France avec les meilleures nations, l’écart est grand. Vu sa place politique et économique, la France devrait selon M. Schleicher se comparer aux nations qui obtiennent les meilleurs résultats comme le Finlande, le Canada, le Japon et la Corée. Il observe que ces pays ont une vision assez claire de ce qu'ils veulent faire. La France contrôle beaucoup ce que les enseignants font en terme de contenu mais ne travaille pas autant sur les compétences-clés qui font qu'un individu va réussir sa vie.
M. Bernard Hugonnier, directeur-adjoint de la direction de l’éducation de l’OCDE, a déclaré devant la mission que le système éducatif français sous-estime trois des principaux objectifs de l’enseignement des sciences : le plaisir de la découverte ; l’augmentation des capacités à apprendre, à trouver des informations et à les gérer ; la capacité à développer une raison critique permettant un jugement sur les grands problèmes scientifiques du moment. Il n’est pas nécessaire de tout connaître mais il faut se demander quel genre de citoyen on veut former. En France, l’objectif obsessionnel des professeurs est de faire les programmes et tant pis pour ceux qui ne suivent pas. Si l’objectif devient l’acquisition d’un socle commun par tous les élèves, la problématique est renversée. C’est ce qui se passe dans les systèmes canadiens et finlandais.
Déjà en tête du classement de l'enquête PISA 2000 qui avait essentiellement porté sur la maîtrise de la lecture, la Finlande confirme ses bons résultats en la matière tout en améliorant ses performances en mathématiques et en sciences. Les nombreux échanges, l’observation du fonctionnement des écoles et les entretiens avec un grand nombre de spécialistes de l’éducation auxquels la mission a procédé lors de son déplacement dans ce pays permettent d’apporter quelques explications à ces succès. L’élève finlandais a un rôle actif, il participe à la construction de son savoir, il apprend à travailler en équipe et à prendre des responsabilités au sein de l’école ; en cas de difficulté, il fait l’objet d’une remédiation très précoce et aucun élève ne redouble ni n’est exclu du cursus scolaire général avant seize ans. Les établissements sont dotés d’une large autonomie sous la tutelle des communes et les proviseurs sont nommés par un conseil de surveillance de l’école. Mais le point culminant du système est la qualité des enseignants. Ils bénéficient d’une longue formation qui débute dès l’entrée à l’université et qui réserve une large place à la pédagogie et à la compréhension du rôle de l’environnement des élèves sur leur capacité d’apprentissage. Ils bénéficient d’une image très positive dans le pays qui développe par ailleurs une véritable culture de l’éducation. Pour attirer des hommes vers le métier d’enseignant, notamment dans le primaire, la formation comporte un nombre important d’heures en technologie et en sciences. Les enseignants sont des fonctionnaires de la commune mais les chefs d’établissement peuvent recruter directement 10 % de leur effectif parmi des non-titulaires.
À côté de la Finlande, à l'extrémité supérieure de l'échelle de compétences en mathématiques on trouve des élèves de la Belgique, de la Corée et du Japon, dont un pourcentage non négligeable d’élèves (8 à 9 %) sont parvenus à exécuter des tâches très complexes correspondant au niveau 6, le plus élevé de l’échelle de compétences. En bas de l’échelle, plus d'un quart des élèves n'ont pas dépassé le niveau 1, aux États-Unis, en Italie et au Portugal, ce qui a aussi été le cas de plus d'un tiers d'entre eux en Grèce et de plus de la moitié au Mexique et en Turquie.
Au-delà de ces classements, des informations qualitatives sur les systèmes éducatifs ressortent de l’enquête PISA. En effet, l’OCDE procède parallèlement aux tests à des enquêtes contextuelles qui intègrent les relations avec les professeurs, la motivation et l’ambiance générale à l’école.
Ces résultats révèlent par exemple que les élèves tout comme les écoles réussissent mieux dans un contexte caractérisé par de fortes ambitions scolaires, des règles disciplinaires constructives, des relations étroites entre enseignants et élèves, une disposition de ces derniers à s'investir et, de leur part, un intérêt dénué d'anxiété pour les mathématiques. Dans la plupart des pays qui ont obtenu de bons résultats, les collectivités locales et les écoles disposent d'une certaine autonomie dans la définition du contenu de l'enseignement, de l'utilisation des ressources et parfois du recrutement des enseignants. Les experts de l'OCDE insistent également sur le fait que les pays qui ont les meilleurs résultats pratiquent généralement une politique de classes hétérogènes et ne se livrent pas à une orientation scolaire trop précoce.
L’enquête révèle également qu’en moyenne les filles ont de meilleurs résultats que les garçons dans le domaine de la lecture. En revanche, les écarts entre les sexes tendent à être faibles en mathématiques mais, dans la plupart des pays, les garçons sont plus nombreux parmi les élèves les plus performants. Cependant, les unes et les autres sont généralement représentées de façon égale parmi les élèves peu performants. Fait plus préoccupant selon l'OCDE, les filles déclarent systématiquement éprouver moins d'intérêt pour les mathématiques, y trouver moins de plaisir et se sentir moins sûres d'elles et plus anxieuses face à cette matière. Tous élèves confondus, les jeunes Français apparaissent plus anxieux que les autres à l’égard des mathématiques, et leur sentiment d’appartenance à leur école est un des plus faible.
On peut donc considérer que la France est globalement dans la moyenne et dans la norme en ce qui concerne les résultats des élèves. Mais l’enseignement scientifique français semble plus livresque, plus théorique que dans la plupart des autres pays. S’agissant des évaluations nationales réalisées sur les élèves de CE2 et de sixième, on trouvera en annexe, le bilan qui a été établi par la DEP pour l’année 2005 dans les différents champs des programmes de mathématiques.
Cette situation ne correspond certainement pas au naufrage de l’enseignement évoqué par M. Laurent Lafforgue membre de l’Académie des sciences et titulaire de la médaille Fields 2002, mais elle conduit à s’interroger sur les méthodes d’enseignement des mathématiques et des sciences en France. Par ailleurs, M. Laurent Lafforgue est terriblement critique par rapport aux évaluations internationales. Selon lui, les tests sont très frustres et sommaires afin de pouvoir être appliqués dans tous les pays. Les résultats de ces enquêtes et leur utilisation poussent les systèmes éducatifs vers un enseignement basique, universel et superficiel. Par exemple, le genre de question posée par les tests PISA est : Pierre habite à 5 km de l’école, Paul habite à 3 km, à quelle distance Pierre et Paul habitent-ils l’un de l’autre ? La réponse attendue par PISA est 2, ce qui n’est pas correct. On trouvera en annexe au présent rapport d’autres exemples d’exercices de mathématiques proposés dans le cadre des évaluations PISA.
Selon le mathématicien français, la hiérarchie des résultats obtenus par les pays aux tests PISA de mathématiques ne correspond pas à la valeur des mathématiciens de ces pays. Par exemple, un tiers des chercheurs en mathématiques dans le monde sont russes alors que les élèves russes obtiennent des résultats médiocres dans les tests internationaux et que les meilleurs manuels du secondaire en maths sont des manuels russes. Toujours selon lui, les pays du nord de l’Europe qui à l’inverse obtiennent de très bons résultats ne sont pas des modèles car ils ont un système d’éducation « totalitaire » dans lequel il ne s’agit pas de transmettre des savoirs mais des compétences et des sentiments bien-pensants.
M. Christian Forestier, membre du Haut conseil de l’éducation, a livré également à la mission son analyse des résultats de l’enquête PISA et des résultats des élèves français. Il rappelle que les jeunes Français sont, dans l’ensemble, notés 12 sur 20. Mais, si l’on distinguait les populations considérées, on se rendrait compte que les jeunes de quinze ans qui sont en classe de seconde seraient notés 18 ou 19 et surpasseraient tout le monde, mais que ceux qui sont en troisième parce qu’ils ont redoublé et dérapé n’auraient que 6, et seraient au niveau de la Turquie. Notre système est donc schizophrénique, en ce qu’il a pour effet qu’un enfant sur deux lui est bien adapté et réussit bien, mais qu’un enfant sur deux regimbe et ne réussit pas bien.
II.- L’enseignement des sciences et des mathÉmatiques ne doit pas être rÉduit À sa seule efficacitÉ sÉlective
L’enseignement des « vieilles » disciplines scientifiques (physique, chimie, biologie) et plus encore des mathématiques est exagérément piloté par les épreuves du baccalauréat, voire par celles des concours de l’agrégation ou de l’entrée dans les écoles d’ingénieurs. Il en résulte un enseignement fondé sur la mémorisation de données et l’assimilation de procédures abstraites. Rappelons ce qui a été indiqué à la mission par plusieurs interlocuteurs : on peut réussir l’agrégation de physique sans avoir jamais mis les pieds dans un laboratoire !
Paradoxalement, ainsi que cela est souvent souligné par les scientifiques eux-mêmes, cette dictature des programmes ne permet pas aux enseignants de transmettre une compréhension profonde des concepts de base et encore moins de commenter l’actualité scientifique.
Les programmes sont conçus du haut vers le bas en privilégiant dès le primaire les moyens de faire émerger une élite à la fin du parcours et en délaissant beaucoup trop l’importance d’un minimum de culture scientifique dans l’apprentissage de la vie en société.
A. Pour Être plus formateur l’enseignement des mathÉmatiques devrait Être moins sÉlectif
1. Les mathématiques au sommet de la hiérarchie scolaire
Toutes les enquêtes démontrent que les mathématiques sont associées à l’excellence scolaire. C’est une tradition historique française qui permet à la France de se positionner parmi les meilleures nations dans les compétitions internationales en mathématiques mais contribue largement à l’auto-élimination des élèves qui ne se perçoivent pas comme excellents dans cette matière.
Dès le primaire, les disciplines nobles, celles du « haut du bulletin », le français et surtout les mathématiques jouent un rôle déterminant dans l’évaluation, le classement et la sélection des élèves. Cette hiérarchie des disciplines et des savoirs, inculquée très tôt aux élèves, entretenue jalousement par les professeurs qui les enseignent et dont la raison d’être est la sélection vers la voie royale à savoir le bac S, ne peut avoir d’autre effet que la dévalorisation des autres matières : les sciences bien sûr mais que dire de la technologie ou des activités manuelles... La dévalorisation des élèves peu attirés par les exercices purement abstraits en découle tout naturellement.
M. Philippe Meirieu, directeur de l’IUFM de Lyon, considère qu’aussi longtemps que les trois disciplines spéculatives (mathématiques, français, langue vivante) détermineront exclusivement l’avenir des élèves, l’orientation vers les filières professionnelles continuera de se faire par défaut, sans que l’on tienne compte des capacités des élèves en technologie ou en sciences de la vie et de la terre (SVT) par exemple.
La perversion du système s’aggrave encore lorsque l’on sait que la filière S n’a pas pour vocation de sélectionner les futurs scientifiques pour lesquels la rigueur des mathématiques pourrait se justifier, mais de filtrer une élite qui se réserve tous les choix possibles et qui pour une grande majorité tournera le dos aux études scientifiques. Cette situation apparaît encore plus curieuse si l’on se demande, comme l’a fait un interlocuteur de la mission, si l’on fait vraiment des sciences dans les classes préparatoires scientifiques. Tout le long de ce parcours entonnoir qui doit conduire au bac S on aura perdu des élèves motivés par les sciences mais découragés par le poids des mathématiques et l’approche trop abstraite qui est la marque de fabrique de l’excellence scolaire. De surcroît, comment espérer réconcilier des jeunes avec les sciences physiques et même les sciences du vivant alors que tout au long du parcours scolaire elles passent pour des disciplines de second rang.
Au risque bien réel de décourager les élèves, le système français privilégie à outrance l’abstrait et l’enseignement hypothético-déductif par opposition au concret et à l’enseignement inductif. C’est par un changement des représentations des matières élitistes et des autres, chez les enseignants, chez les parents et chez les élèves, particulièrement les filles, que l’on pourra faire évoluer les choses.
Cette situation a été résumée par M. Gilbert Lambrecht, chargé de mission à la Fédération des conseils de parents d’élèves (FCPE) lorsqu’il a déclaré à la mission : entre l’école primaire qui est polyvalente et le supérieur qui le devient, il y a un tunnel dans lequel les disciplines s’affrontent pour s’imposer, par l’abstraction, dans une véritable hiérarchie.
C’est donc le niveau en mathématiques qui conduit l’élève à se sentir capable ou non d’entreprendre des études scientifiques longues. Comme il a déjà été dit, ce mécanisme de sélection scolaire défavorise considérablement les filles qui manquent de confiance en elles et se dévalorisent systématiquement dans l’évaluation de leurs capacités. Lorsqu’elles se situent au-dessus de la moyenne en mathématiques, les filles en déduisent à 46 % qu’elles ne sont pas capables de se diriger vers une filière scientifique alors que les garçons ayant le même niveau ne sont que 16 % à s’en déclarer incapables.
Tout au long de la scolarité et à quelques exceptions près sur lesquelles on reviendra, les mathématiques sont enseignées, à dessein, de façon abstraite et théorique parce que cette méthode est traditionnellement la voie de l’élite. Pas de questionnement, pas d’expérimentation mais l’assimilation douloureuse d’un programme qui comporte les pré-requis des classes préparatoires. Le résultat est que les mathématiques sont jugées sans aucun intérêt par une large fraction d’élèves y compris les bons élèves, alors qu’elles constituent un outil essentiel pour toutes les autres sciences, ce qui est largement ignoré dans les cours.
2. Quelles mathématiques à l’école primaire ?
La mission considérait comme une évidence le fait qu’entre six et onze ans les jeunes élèves doivent apprendre assez tôt à maîtriser les quatre opérations, être entraînés au calcul mental et familiarisés avec les mesures et les ordres de grandeur.
Les programmes d’enseignement de l’école primaire, adoptés par un arrêté du 25 janvier 2002, semblent aller dans ce sens. L’un des objectifs en mathématiques pour le cycle II (grande section de maternelle, CP, CE1) consiste, « en proposant une étude structurée des nombres, des formes, des grandeurs et de leur mesure de marquer l’entrée véritable des élèves dans l’univers des mathématiques ». Au cycle III (trois dernières années de l'école élémentaire), la résolution des problèmes est au centre des mathématiques et les connaissances doivent porter sur « les nombres entiers et décimaux, le calcul portant sur ces nombres, les techniques opératoires, l’approche des fractions, la mesure de quelques grandeurs, des notions d’espace et de géométrie (...) »
Très chargés et très complexes (en Finlande les programmes scolaires comptent quelques pages, contre quelques centaines en France), ces programmes ne semblaient pas a priori être de nature à former des analphabètes en mathématiques et la mission ne s’attendait pas à voir se déchirer sur ce point les représentants des différentes chapelles qui agitent l’éducation nationale. La querelle se cristallise en particulier sur l’apprentissage de la division et des fractions. Elle est qualifiée d’idéologique par les protagonistes eux-mêmes, qui se sont affrontés au moment de l’élaboration des programmes de 2002 et qui continuent de le faire.
Peu soucieuse de prendre parti dans ces querelles byzantines, la mission y voit surtout la place démesurée des programmes qui occultent les bonnes et les mauvaises pratiques professionnelles pour les enseigner. Quelques exemples suffiront à montrer que ces oppositions farouches ne se justifient pas vraiment et que le curseur devrait se situer à mi-chemin entre une énumération de connaissances à acquérir et la recherche d’une bonne compréhension de la part des élèves.
Très hostile aux programmes actuels, M. Michel Delord, vice-président du groupe de réflexion interdisciplinaire sur les programmes (GRIP) et enseignant en mathématiques, a expliqué à la mission sa conception de l’enseignement de la division. Il faut, selon lui, apprendre très tôt la division à la main, dès le CP alors que seule la technique opératoire de l’addition est exigée par le programme, à la fin du cycle II. Selon M. Delord, la maîtrise de la division est la meilleure preuve de la maîtrise des trois autres opérations et que la division sans poser les soustractions, spécificité française, est un des meilleurs exercices de base du calcul mental et de plus, la connaissance de l’algorithme de la division est la seule manière de faire la différence entre les nombres décimaux, rationnels et irrationnels, qui est une base de l’algèbre, et que ne permet pas la calculette. 
Est-il vraiment impossible de concilier ces exigences en matière de connaissances avec la démarche plus pédagogique de M. Roland Charnay, professeur agrégé de mathématiques, membre du groupe d’experts sur les programmes de l’école primaire, responsable de la commission mathématique, et considéré comme le père des programmes actuels. Dans un entretien qu’il a accordé au Syndicat national unitaire des instituteurs professeurs des écoles et Pegc (SNUipp) le 25 novembre 2004, M. Roland Charnay déclare, notamment, qu’un des buts principaux de l’école est que les élèves acquièrent des connaissances, mais ces connaissances n’ont de valeur et de validité que si elles sont utilisables par les élèves. Or, en mathématiques, l’utilisation des connaissances se manifeste à travers la résolution de problèmes et, pour qu’un élève investisse ses connaissances dans la résolution de problèmes, il faut que les connaissances aient pris du sens au moment de leur apprentissage, c’est-à-dire que l’élève soit en capacité de relier certaines catégories de problèmes avec certaines catégories de connaissances.
Autrement dit l’apprentissage du mode opératoire de la division ne peut se faire mécaniquement sans que l’élève ait compris à quoi elle sert.
La mission déplore ce faux débat entre savoirs et compétences même si il y a eu pendant des années une certaine dérive pédagogique trop axée sur les mécanismes intellectuels de l’apprentissage. Il n’y a pas de compétences sans savoirs et un empilement de savoirs sans liens entre eux et sans réflexion paraît bien peu formateur.
M. Rémi Brissiaud, chercheur en didactique des mathématiques et formateur à l’IUFM de Versailles, a éclairé un peu ce débat en rappelant que l’Éducation nationale est coutumière des bouleversements en matière de programmes. Si à l’école de Jules Ferry on apprenait à lire, écrire et compter dès les premières classes, au cours de la période 1970-1985 les jeunes enfants ne comptaient plus en base 10 et aujourd’hui on assiste à un nouveau mouvement de balancier puisque les enfants apprennent à compter dès les petites sections de maternelle ce qui, selon M. Rémi Brissiaud, est prématuré.
Tout en regrettant que les psychologues n’aient pas été associés à l’élaboration des programmes, il propose une sorte de synthèse des diverses positions. Selon lui, il est souhaitable d’enseigner la multiplication en CE1 et la division en CE2. Il ne faut pas trop retarder le moment où l’on aborde ces notions car si le temps d’apprentissage est trop court, ce sont ceux qui apprennent le plus vite qui s’en sortent le mieux. Il faut trouver un juste équilibre pour faire aussi la part à l’enseignement qui essaie de faire comprendre au plus grand nombre d’élèves la raison d’être des concepts arithmétiques, pourquoi les hommes les ont inventés, en quoi ils sont des outils pour affronter la réalité. Il ne faut pas revenir à ce qu’on faisait avant, quand on apprenait par cœur, car seul un petit nombre élèves étaient alors en mesure de s’interroger par eux-mêmes sur le pourquoi des choses.
Les lacunes en mathématiques constatées plus tard chez les étudiants et souvent dénoncées devant la mission – « ils ne savent pas appliquer la règle de trois » – résultent, sans doute, à la fois d’un manque de connaissances de base et d’un manque de compréhension des concepts arithmétiques.
La formation des enseignants, sur laquelle le présent rapport reviendra, est probablement plus déterminante pour améliorer l’efficacité du système scolaire que les querelles sur les programmes.
La tendance – signalée par des inspecteurs généraux – des enseignants du premier degré à s’accommoder dans les matières scientifiques d’un faible niveau d’exigence paraît plus grave que le fait que la division à deux chiffres à décimale ne figure pas au programme de l’école primaire, lequel ne prévoit que la division des nombres entiers.
B. l’importance de l’acquisition d’une culture scientifique
Au-delà du problème du renouvellement de la génération des chercheurs, ingénieurs et enseignants qui va quitter la vie active au cours des prochaines années et de l’importance des sciences et des techniques pour le développement économique d’un pays, la mission s’est interrogée sur la part que doivent prendre les sciences dans la culture d’un citoyen du XXIè siècle.
Quel patrimoine scientifique souhaite-t-on transmettre aux générations futures et comment ?
L’enseignement scientifique peut contribuer à la réussite de chaque citoyen dans sa vie professionnelle et personnelle et pour cela l’école et son enseignement trop magistral ne suffit pas.
D’autres sources de formation et d’information en direction du public scolaire et non scolaire existent et doivent être encouragées et multipliées. Elles contribuent non seulement à irradier la culture scientifique dans le pays mais aussi à dynamiser l’enseignement traditionnel.
1. Apprendre avec les musées scientifiques
L’éducation non formelle, en particulier par les musées scientifiques, doit être l’occasion pour chacun de développer son esprit scientifique et de prolonger sa formation au-delà des portes de l’école.
Débarrassés des contraintes disciplinaires et de l’obsession des notes, les jeunes peuvent dans un environnement stimulant, en prise avec les questions scientifiques d’actualité laisser libre cours à une forme de réflexion personnelle tout en restant dans une démarche de découverte et d’apprentissage.
À une époque où chacun devra poursuivre toute sa vie sa formation et faire preuve de créativité, quels que soient son métier et sa place dans la société, il est essentiel d’être mis en situation d’apprendre à apprendre et d’apprendre à comprendre.
Ces musées ne doivent pas être des « musées mémoires » mais des « musées idées » qui organisent une mise en spectacle de la science indispensable pour attirer le plus grand nombre. Pour autant, les visiteurs sont confrontés à des informations scientifiques et techniques organisées et ils sont invités à attribuer un sens à ce qu’ils voient, touchent ou entendent.
Pour les jeunes publics, un accompagnement, une médiation, est indispensable faute de quoi aucune appropriation des connaissances et des observations ne pourrait se faire. Par rapport à l’école, ce qui est séduisant c’est la liberté de mouvement et de manipulation, l’interactivité avec les machines mises à disposition et l’éveil à l’expérimentation.
C’est un phénomène qui se développe à travers le monde, les musées les plus célèbres étant l’Exploratorium de San Francisco et le Centre des sciences de l’Ontario ouverts l’un et l’autre en 1969.
La France est également à la pointe de cette dynamique avec la Cité des sciences et de l’industrie qui fête ses vingt ans, le Palais de la découverte qui a fait œuvre de précurseur et, dernier né, le Vaisseau à Strasbourg. La mission s’est rendue dans ces trois lieux de découverte et d’innovation pédagogique, facteurs déterminants du développement de la culture scientifique.
Le Vaisseau
Créé à l’initiative du conseil général du Bas-Rhin, le Vaisseau a ouvert ses portes le 22 février 2005 et au bout de six mois il avait déjà accueilli 90 000 visiteurs, dont 18 000 élèves accompagnés par leurs enseignants. Il est conçu comme un outil pédagogique au service des enseignants, des éducateurs, des parents et bien sûr des jeunes de la maternelle au lycée, des offres spécifiques d’expositions et d’animations étant prévues pour quatre tranches d’âges différentes.
Le musée peut accueillir 85 000 élèves par an, en préparant à l’avance leur visite avec les enseignants. Sa devise est « la science en s’amusant » et la règle de base est qu’ « il est interdit de ne pas toucher ». Situé au cœur de l’Europe le Vaisseau attire un grand nombre de jeunes allemands dont les attentes et les réactions contribuent à enrichir la réflexion du comité scientifique et pédagogique du musée. Il présente quatre expositions permanentes thématiques « le monde et moi », dont l’objet est d’approcher la complexité de l’être humain ; « découvrir les animaux », qui se présente comme une enquête sur le vivant ; « je fabrique », qui porte sur la conception et les techniques de construction; « les secrets de l’image » sur la composition, la transformation et la diffusion de l’image. Deux expositions temporaires sont proposées chaque année, celle qui s’est achevée le 19 mars dernier portait sur les phénomènes physiques (les ondes, la lumière, les forces, l’optique, l’énergie...). Outre le rôle pédagogique, l’équipe dirigeante exprime l’ambition de susciter des vocations scientifiques et techniques en ne limitant pas la science à un ensemble de connaissances sur des phénomènes mais en la présentant comme un talent, une habileté à faire quelque chose.
Le Palais de la découverte
Le Palais de la découverte a été longtemps le fleuron de la muséologie scientifique française. Lors de son ouverture au public en 1937 il faisait vraiment figure de précurseur et a accompagné le grand élan impulsé à la recherche française au milieu de XXè siècle. Peu à peu, la vétusté des équipements et une conception de la science qui privilégiait peut-être un peu trop la recherche fondamentale lui ont fait perdre de son influence. Il est aujourd’hui en pleine rénovation tant en ce qui concerne les bâtiments que les projets. Sa mission reste de diffuser la culture scientifique et de la faire partager. Pour initier à la pensée scientifique, les manifestations visent à faire comprendre la part déterminante que les découvertes jouent dans l’évolution des civilisations. L’objectif aujourd’hui est de réaliser des expositions aussi vivantes que possible dans lesquelles sont rejouées de façon spectaculaire les grandes découvertes.
L’un des apports pédagogiques essentiel du Palais de la découverte est l’importance de la médiation : des chercheurs ou des étudiants en sciences sont présents sur les différents sites pour accompagner ou éclairer la démarche des visiteurs, présenter certaines expériences ou faire des exposés. Une interaction permanente doit exister entre la découverte ludique d’un phénomène et la complexité de la pensée scientifique. Ce musée se conçoit comme un lien permanent et indispensable entre le monde scientifique et le monde pédagogique.
Actuellement deux expositions phares sont présentées : l’une sur la lumière et l’autre sur les dinosaures. Les projets à l’étude portent sur la terre et l’univers, la matière et l’énergie, les mathématiques et le vivant, avec une idée directrice, l’abolition du découpage des disciplines scientifiques et une approche toujours transversale des phénomènes.
Le Palais de la découverte accueille chaque année 650 000 visiteurs dont 20 % de groupes scolaires et ce malgré les importants travaux en cours.
La Cité des sciences et de l’industrie
La Cité des sciences et de l’industrie se situe à une autre échelle. Ouverte en 1986, avec pour mission de rendre accessible à tous les publics le développement des sciences, des techniques et du savoir-faire industriel, elle est devenue le quatrième musée de France par sa fréquentation avec près de trois millions de visiteurs par an. Les jeunes et les groupes scolaires représentent 16 % de ces visiteurs. Elle occupe une surface de 10 000 m2.
La Cité est également en rénovation et ses responsables doivent fournir un effort permanent pour s’adapter non seulement à l’évolution incessante des sciences et des techniques mais aussi à celle de l’attente du public qui souhaite de plus en plus en plus que l’on traite les questions scientifiques comme des questions de société.
Le projet pédagogique de la Cité, lieu de médiation des connaissances, est évidemment basé sur l’interactivité mais la réflexion a progressé sur le thème de la transmission des connaissances et aujourd’hui l’objectif est d’apprendre au visiteur à produire ses propres connaissances et à communiquer au sein du groupe ou avec les autres visiteurs sur les résultats obtenus.
Pour apprivoiser les sciences, formule fétiche de la Cité, ses animateurs considèrent qu’il ne faut pas hésiter à convoquer l’émotion des visiteurs avec l’exposition temporaire « Trésors du Titanic » ou le rêve avec le planétarium en cours de réaménagement. À l’avenir la Cité envisage de privilégier les expositions temporaires en phase avec les grandes préoccupations du moment. Actuellement une exposition est consacrée à la grippe aviaire et une autre intitulée « Questions de sciences » montre comment les scientifiques posent des problèmes et élaborent des solutions, par exemple sur la place que l’homme s’est attribuée dans l’univers au fil du temps ou l’évolution de la description du système solaire.
L’exposition vedette est actuellement Starwars qui utilise la science fiction et le mythe de la Force pour faire de la science pure.
Au cours de l’entretien qui s’est déroulé à l’issue de la visite de la Cité des sciences, notamment avec M. Joël de Rosnay, conseiller du président du musée, les membres de la mission se sont inquiétés de l’inégalité territoriale qui existe inévitablement entre Paris et la province face à ces réalisations muséologiques exemplaires. M. Guillaume Boudy, directeur général, et M. Jean-Marie Sani, directeur des publics, ont alors détaillé la politique régionale mise en place par le musée au moyen d’expositions itinérantes, les « inventomobiles » sortes de caissons d’expérimentation légers et peu encombrants qui peuvent circuler à travers toute la France et aussi grâce à la richesse du site Internet de la Cité. Sous l’impulsion de la Cité des sciences, 200 « centres de sciences » ont été ouverts dans toute la France.
Au cours de cet entretien les interlocuteurs de la mission ont également évoqué la place importante réservée à la formation des enseignants, en lien notamment avec l’IUFM de Versailles. Cette formation porte sur les contenus et les pratiques éducatives qui peuvent être suscités par la visite de la Cité, avec l’idée que tout peut être réutilisé en classe. La démarche mise en avant est de partir du contexte et du vécu des élèves pour les faire cheminer vers l’abstraction. L’ambition affichée est de toucher toute la communauté enseignante et de multiplier à leur intention les outils pédagogiques tels que DVD, expo-dossiers ... Il ne doit pas y avoir opposition mais complémentarité entre l’accès ludique au savoir et la diffusion du savoir. L’apport du musée est également de montrer la puissance de la communication et de l’échange d’informations et d’explications entre les apprenants dans la démarche d’apprentissage.
Certes les enseignants engagés dans toutes ces opérations de projet « hors l’école » sont encore un petit nombre, mais ils sont très actifs et leurs élèves tournent, ce qui au bout du compte donne une chance non négligeable à chaque jeune d’être touché par cette démarche.
Le budget annuel de la Cité des sciences est de 120 millions d’euros alors que ceux du Vaisseau et du Palais de la découverte sont respectivement de 17,4 et 18 millions d’euros.
Sans faire de surenchère, la mission considère que de réels efforts doivent être faits pour que de telles entreprises, devenues le principal vecteur de diffusion de la culture scientifique, puissent se développer et se multiplier.
2. Apprendre la science par les médias
De nombreuses enquêtes révèlent beaucoup d’ignorance de confusion et d’approximation dans l’opinion publique à propos des grandes questions scientifiques. Un sondage publié en 1985 dans Sciences et Avenir montrait qu’un Français sur quatre croit encore que le soleil tourne autour de la terre. Une enquête de la SOFRES, parue dans le journal l’Express en 1989, fait apparaître que les croyances au paranormal, à l’astrologie, à la numérologie ou à la voyance prolifèrent tant chez les diplômés que chez les non diplômés. Une autre enquête réalisée par la SOFRES entre le 15 et le 17 novembre 2000 révèle un réel pessimisme quand aux retombées du progrès scientifique et technologique. Si 67 % des personnes interrogées considèrent que ce progrès a contribué, en vingt ans, à une amélioration des conditions de vie, seuls 42 % des sondés estiment que cette influence positive se poursuivra dans les vingt prochaines années, soit moins d'une personne sur deux. Enfin un sondage eurobaromètre réalisé en décembre 2001 à la demande de la Commission européenne révèle que seulement la moitié des personnes interrogées (50,4 %) estiment que les bienfaits de la science sont plus importants que les effets nuisibles qu'elle pourrait avoir.
Le public français comme le public européen s’estime insuffisamment informé sur les questions scientifiques alors qu’il existe une curiosité latente non satisfaite et source de frustrations.
Or l’information de l’opinion est en grande partie assurée par les médias, (audiovisuels, presse écrite et de plus en plus l’Internet) et il faut déplorer une grande indigence de l’information diffusée sur les questions scientifiques par les grands médias.
M. Luc Ferry, ancien ministre de l’éducation nationale, a, par exemple, fait observer à la mission à propos du débat sur les OGM, que depuis quinze ans la presse file les mêmes métaphores, celles de Frankenstein et de l’apprenti sorcier, deux mythes de la dépossession, qui rencontrent un écho d’autant plus grand que la mondialisation libérale effraye. Et c’est ainsi que le petit grain de maïs fait peur. Il y a là un nœud de peur qui dissuade très efficacement les jeunes gens de s’engager dans les carrières scientifiques, par ailleurs peu attrayantes parce que très difficiles et peu lucratives.
S’agissant d’Internet c’est à l’inverse le déferlement d’informations souvent difficiles à trier, hiérarchiser, voir authentifier, qu’il faut craindre.
Un rapport d’information du Sénat en date du 10 juillet 2003(), met particulièrement en évidence le faible impact des émissions scientifiques à la télévision notamment à cause de leurs horaires de diffusion.
Le rapport indique que les directives inscrites dans les cahiers des charges des chaînes publiques ne sont assorties d’aucun quota, d’aucune obligation minimale quantifiée, contrairement à ce qui prévaut pour le spectacle vivant et pour les émissions à caractère musical.
Par ailleurs, les différentes disciplines ne sont pas également représentées sur les grandes chaînes généralistes ; la médecine et la santé font l’objet d’un traitement généralement privilégié ; l’histoire, l’archéologie et l’espace qui se prêtent à l’illustration par l’image et stimulent l’imagination ne sont pas mal traitées. Mais les sciences abstraites, les nouvelles techniques et les métiers qui s’y rattachent sont très souvent délaissés. Notons que l’économie en tant que discipline scientifique semble paradoxalement une des disciplines les plus négligées, alors qu’elle concerne directement la vie de tous. Il faut déplorer également, avec les auteurs du rapport susvisé, que pour beaucoup de programmes le mince vernis scientifique ne soit que l’alibi fragile d’un projet qui ne vise que le divertissement et le sensationnel.
Pourtant le succès remporté par quelques très bonnes émissions telles que « L’Odyssée de l’espèce », qui retraçait en 90 minutes les origines et l’évolution de l’homme, avec l’appui du paléontologue Yves Coppens, devrait tracer la voie. La BBC, pour sa part, diffuse beaucoup plus de bonnes émissions scientifiques qui mettent souvent en scène la vie des grands hommes de sciences.
Quant aux actions de culture scientifique et technique, telle que la Fête de la science, elles sont surtout remarquées parce que tellement rares.
La mission s’associe totalement à l’une des recommandations qui figure dans le rapport des sénateurs et qui n’a reçu aucun écho. Les auteurs du rapport demandaient au ministère de la culture de « considérer les sciences et leur histoire comme une des composantes à part entière de la culture au sens large, en y intégrant sa dimension technique et industrielle ». Ils l’invitaient, en conséquence, à s’investir davantage à l’avenir dans un domaine qui relève de ses attributions et à intégrer la diffusion de la culture scientifique et technique dans les actions qu’il conduit, à l’échelon national comme à l’échelon régional.
Il existe incontestablement des problèmes de communication entre la science et la société mais les scientifiques doivent admettre que ce n’est pas un problème à sens unique et qu’ils ont une part de responsabilité dans cette situation. La crise de recrutement que traversent la science et la technologie dans de nombreux pays exige de la part des chercheurs et des scientifiques une sorte d’autocritique qui devrait les conduire à mieux tenir compte des inquiétudes et interrogations de leurs concitoyens et à prendre l’habitude de communiquer sur leurs activités, sans attendre qu’un sujet brûlant ou une catastrophe les mettent sous le feu des projecteurs.
3. Apprendre la science à travers l’histoire des découvertes et la vie des grands chercheurs
Georges Canguilhem, philosophe spécialiste de l’histoire des sciences, a écrit pour le regretter, que la façon actuelle d’enseigner les sciences consiste à identifier la science avec ses résultats et les résultats avec leur énoncé pédagogique du moment. Nul n’imaginerait enseigner l’art, les lettres ou la philosophie sans les rattacher à leur histoire et à leur contexte. Seules les sciences sont extraites de ce qui les a rendues possibles ou les a fait reculer et leur donne leur sens. Seules les sciences sont enseignées autrement que comme une culture.
Il est curieux de constater que l’enseignement des sciences est, comme on l’a vu, universellement vécu comme ennuyeux alors que l’histoire des sciences et des découvertes constitue une aventure où se mêlent, passions, débats vifs, exercice de l’esprit critique, espoirs, découragements et rebondissements.
Pourquoi donc ne pas profiter de cette ouverture plus attrayante vers le monde complexe de la pensée scientifique ?
Enseigner l’histoire des travaux scientifiques majeurs, de Galilée à Einstein en passant par Newton et Darwin, c’est montrer qu’ils n’ont réussi à percer l’essence de tel ou tel niveau de réalité qu’en rompant avec les apparences illusoires de l’expérience immédiate et c’est évidemment très formateur.
La mise en histoire de la science la rend plus attractive et plus accessible, et de montrer que derrière chaque découverte se profile une rupture avec l’expérience empirique et les représentations a priori que nous avons du monde permet de lever le voile sur la pensée scientifique et d’encourager à l’effort.
La restitution de l’histoire des disciplines scientifiques est fondamentale pour aider les élèves et les autres à comprendre que ce qui fait progresser la science et la compréhension du monde c’est le questionnement. La démarche des grands savants montre que ce qui a fait basculer leurs travaux c’est qu’ils ont su poser les bonnes questions et que, bien souvent, c’est la réponse qui permet de savoir si la question était riche et constructive.
Les sciences ne commencent pas avec l’observation mais avec l’interrogation sur l’observation ; le fait scientifique nécessite une construction intellectuelle et c’est cette aventure intellectuelle qui mérite d’être racontée par le biais de l’histoire et de la vie des principaux acteurs.
L’exercice de la pensée critique à travers la pratique des sciences ne va pas de soi et la confrontation à des sujets aussi complexes que l’astrophysique ou la cosmologie qui passionnent le public se fait au moyen d’ouvrages de vulgarisation qui peuvent être remarquables mais ne permettent pas d’accéder à la réalité de la démarche scientifique. En revanche l’histoire d’une découverte permet beaucoup plus facilement de se familiariser avec cette démarche.
Nul besoin d’alourdir les programmes pour cela, il suffit d’incorporer à chaque étape de l’enseignement, une ouverture, un questionnement, sur l’histoire de la connaissance de l’objet étudié. Cette méthode que plusieurs interlocuteurs de la mission ont appelée de leurs vœux suppose évidemment une formation adaptée des enseignants, qui eux-mêmes ont été privés tout au long de leurs études de ce travail de réflexion.
C. La culture scientifique participe À la construction de la dÉmocratie
Les sciences aident à rester dans la compétition mondiale mais elles sont plus que cela, pour M. Édouard Brezin, président de l’Académie des sciences, puisqu’elles transforment notre vision du monde. La découverte de la double hélice d’ADN, par exemple, a transformé notre façon d’appréhender le vivant.
Pour Mme Marie Reynier, directrice de l’École nationale supérieure des arts et métiers (ENSAM), la science dit que l’homme n’est pas grand-chose dans un monde d’incertitudes. Elle est inconfortable mais cet inconfort doit être valorisé car c’est lui qui élève l’être humain.
Ces réflexions illustrent le lien entre le progrès scientifique et la démocratie fondée sur la participation des citoyens au débat et sur l’autonomie de jugement. Science et démocratie reposent sur la pédagogie du débat et du dialogue.
L’enseignement scientifique et technologique est plus nécessaire que jamais pour déchiffrer le monde. Les citoyens ont besoin de maîtriser un minimum de connaissances scientifiques et techniques pour comprendre l’univers qui les entoure, l’évolution du climat, la pollution, les organismes génétiquement modifiés, la pénurie d’eau et la biodiversité, par exemple. L’école doit fournir aux futurs adultes la capacité à développer une raison critique permettant un jugement sur les grands problèmes scientifiques du moment.
Comme l’a indiqué M. Bernard Hugonnier, directeur-adjoint de la direction de l’éducation de L’OCDE, une meilleure connaissance d’un problème rend les citoyens plus responsables, par exemple en ce qui concerne le bon usage des médicaments.
De plus, l’enseignement des sciences forme au débat, à l’acceptation du doute, à la remise en question de dogmes, au respect de l’autre, à la rigueur de l’expression.
L’un des problèmes majeurs de notre époque est de comprendre un monde en constante évolution et d’y trouver sa place. La science est un facteur de socialisation très puissant. Elle n’est pas seulement affaire de savoirs académiques et disciplinaires. Si la science cesse d’être à l’écoute des problèmes de la société, elle se condamne à un déclin certain. Elle doit être au service des hommes et des femmes et ses enjeux doivent être accessibles à chacun d’eux.
La science actuelle est de plus en plus complexe à enseigner et si elle doit légitimement exiger des efforts de la part des élèves, y compris de ceux qui ne feront pas d’études scientifiques, elle doit également s’efforcer de faire rêver et donner confiance dans l’avenir à travers l’aventure collective qu’elle représente.
Mais pour y parvenir la science ne doit pas être enseignée comme un dogme, car alors loin de susciter le débat et le sens critique elle laisserait le champ libre au retour des superstitions et des fanatismes les plus régressifs. III.- LA RÉNOVATION DE L’ENSEIGNEMENT DES MATIÈRES SCIENTIFIQUES PASSE PAR L’INNOVATION
Deux moments semblent déterminants pour sensibiliser les élèves à la démarche scientifique et pour les motiver afin qu’ils fournissent l’effort requis pour ces apprentissages :
– tout d’abord à l’école élémentaire, car c’est à ce moment que la curiosité des enfants est la plus vive et la plus spontanée ; le goût des sciences acquis à cet âge est destiné à durer ;
– ensuite à quinze ans, car c’est le moment où l’intérêt pour les sciences est au plus bas alors que se profilent les choix fondamentaux d’orientation, souvent sans retour possible.
Tous les efforts des enseignants et des pédagogues doivent donc se concentrer sur ces deux étapes pour élargir le vivier des futurs scientifiques.
La mission a constaté sur cette question essentielle de l’innovation en matière pédagogique, qu’elle dépend évidemment du dynamisme, de l’audace et du talent des enseignants qui s’y aventurent, mais elle dépend aussi du soutien des chefs d’établissement et de la conscience qu’ils peuvent avoir de leur rôle de manageur.
Toutes les expériences, le plus souvent enthousiasmantes et en tout cas convaincantes, viennent de la base de la communauté éducative, souvent avec le soutien des universitaires et des chercheurs. L’administration de l’éducation nationale se contente d’observer ces initiatives, il est vrai sans y faire obstacle, mais sans non plus les relayer ou les promouvoir. C’est ce qu’a déclaré un enseignant lors de la table ronde des associations d’enseignants des disciplines scientifiques organisée par la mission le 28 février 2006. Il évoquait une initiative des enseignants en Seine-Saint-Denis consistant à faire séjourner quelques jours des élèves de seconde et de première dans des laboratoires de recherche et il a indiqué que ces enseignants se sont sentis très seuls, les inspecteurs étant débordés par les nécessités de la gestion de l’urgence.
On peut regretter également que l’éducation nationale ne juge pas utile d’évaluer l’impact sur le niveau des élèves de ces méthodes innovantes et de ces formes différentes de confrontation à la science. Toutefois, la mission s’interroge : faut-il institutionnaliser toutes ces expériences au risque de les asphyxier ou les laisser évoluer librement au risque d’en priver une grande majorité d’élèves ?
En Suède, le programme NTA (Natural sciences and technology for all) qui a débuté en 1997 propose aux élèves une approche empirique de la science et offre aux enseignants quatorze thèmes de travail avec du matériel et une formation adaptée. Ce programme comparable à l’expérience de La main à la pâte, évoquée ci-après, a été initié par l’Académie des sciences suédoise et relayé par les municipalités. Aujourd’hui il touche 54 municipalités et 60 établissements scolaires, mais il reste fondé sur la base du volontariat des établissements et des enseignants. Une évaluation de ce travail a été réalisée en juin 2003 par plusieurs chercheurs du département de science de l’éducation de l’Université de Linköping.
En Finlande, le programme LUMA (Joint national action) a été lancé par le gouvernement en 1995 et renouvelé en 1999 avec l’objectif majeur d’élever le niveau des connaissances en mathématiques et en sciences, à tous les niveaux d’enseignement, par l’expérimentation et une approche pluridisciplinaire. Le ministère de l’éducation, les autorités locales, l’Académie de Finlande, les institutions éducatives et les universités sont associés au programme, avec le soutien des entreprises qui fournissent du matériel et l’aide de leurs salariés. Ce programme qui concerne actuellement 78 communes et 270 établissements est évalué chaque année.
En France de nombreuses expériences se développent avec bien sûr La main à la pâte à l’école primaire mais aussi des démarches innovantes pour l’enseignement des mathématiques au collège et au lycée.
La rénovation de l’enseignement des sciences ne passe pas exclusivement par les méthodes d’apprentissage mais aussi par le bon usage de l’informatique, par la rupture avec le cloisonnement disciplinaire et une transformation du mode d’évaluation des élèves.
A. Les innovations pÉdagogiques porteuses d’avenir
1. L’expérience de La main à la pâte
Plusieurs interlocuteurs ont présenté à la mission cette expérience originale née en 1995 dans les écoles d’un quartier déshérité de Chicago et à deux reprises, dans une école du Québec et dans une autre de Clichy-Sous-Bois, certains membres de la mission ont pu vérifier son efficacité et l’extrême professionnalisme des enseignants qui la pratiquent.
En 1996, par divers biais, plusieurs académiciens ont constaté que l’enseignement de la science avait pratiquement disparu de l’école primaire française. Il fallait réagir et M. Georges Charpak, prix Nobel de physique en 1992, a lancé l’opération La main à la pâte qui vise à promouvoir au sein de l’école primaire une démarche d’investigation scientifique.
Cette démarche pédagogique a pour objectif l’appropriation progressive par les élèves, de concepts scientifiques et techniques opératoires, accompagnée d’une amélioration de l’expression écrite et orale. Elle prend pour point de départ l’observation, par les enfants, d’un objet ou d’un phénomène du monde réel, proche et sensible, sur lequel ils sont invités à réaliser des expériences. Au cours de leurs investigations, les enfants argumentent et raisonnent, mettent en commun et discutent leurs idées et leurs résultats, et construisent leurs connaissances. Les activités proposées aux élèves par le maître sont organisées en séquences en vue d’une progression des apprentissages. Les enfants doivent tenir un cahier d’expériences dans lequel ils consignent leurs observations et leurs raisonnements avec leurs propres mots.
L’Académie des sciences s’est engagée à accompagner les enseignants volontaires par toutes sortes de moyens. Du matériel pédagogique imaginé par les concepteurs du projet et spécifique à chaque module est mis à la disposition des enseignants. Un site Internet est destiné à les aider à mettre en place un enseignement des sciences de qualité à l’école primaire et assure la communication entre les enseignants et un réseau de consultants. Ce réseau de chercheurs ou d’ingénieurs volontaires apporte dans des délais très brefs, chacun dans son domaine de compétences, les réponses aux questions d’ordre scientifique que se posent les enseignants dans la préparation ou la réalisation d’une activité. Il y a 320 000 professeurs des écoles en France et le site reçoit 250 000 requêtes par mois depuis huit ans, ce qui traduit l’ampleur des besoins.
Un ouvrage collectif récent() fait le récit de cette aventure dans laquelle les scientifiques jouent le rôle « d’accoucheurs d’idées et d’éveilleurs de sens ». Cette expérience se développe dans le monde entier, sous des formes diverses mais en respectant toujours les principes de base rappelés ci-après.


Les dix principes de La Main à la pâte
1 – Les enfants observent un objet ou un phénomène du monde réel, proche et sensible, et font des expérimentations sur celui-ci.
2 – Au cours de leurs investigations, les enfants argumentent et raisonnent, mettent en commun et discutent leurs idées et leurs résultats, construisent leurs connaissances, une activité purement manuelle ne suffisant pas.
3 – Les activités proposées aux élèves par le maître sont organisées en séquences en vue d’une progression des apprentissages. Elles relèvent des programmes et laissent une large part à l’autonomie des élèves.
4 – Un volume minimal de deux heures par semaine est consacré à un même thème pendant plusieurs semaines. Une continuité des activités et des méthodes pédagogiques est assurée sur l’ensemble de la scolarité.
5 – Les enfants tiennent chacun un cahier d’expériences avec leurs mots à eux.
6 – L’objectif majeur est une appropriation progressive par les élèves de concepts scientifiques et de techniques opératoires, accompagnée d’une consolidation de l’expression écrite et orale.
7 – Les familles et/ou le quartier sont sollicités pour le travail réalisé en classe.
8 – Localement, des partenaires scientifiques (universités, grandes écoles) accompagnent le travail de la classe en mettant leurs compétences à disposition.
9 – Localement, les IUFM mettent leur expérience pédagogique et didactique au service de l’enseignant.
10 – L’enseignant peut obtenir auprès du site Internet des modules à mettre en œuvre, des idées d’activités, des réponses à ses questions. Il peut aussi participer à un travail coopératif en dialoguant avec des collègues, des formateurs et des scientifiques.

M. Georges Charpak a décrit à la mission l’enthousiasme – qu’elle a d’ailleurs constaté par elle-même – , le plaisir et le sérieux avec lequel les jeunes élèves s’emparent des problèmes qui leur sont posés et a souligné la synergie qui se produit entre enseignants, chercheurs et autres accompagnateurs. Il a cité, par exemple, la dizaine d’élèves de l’École polytechnique qui font leur service civique dans le cadre de La main à la pâte et sont particulièrement bien accueillis dans les classes. La Vice-présidente de l’Académie chinoise des sciences, qui a visité en sa compagnie une école à Troyes, a dit au Prix Nobel français qu’elle venait de voir le plus bel exemple d’apprentissage scientifique et, a-t-elle fini par ajouter, démocratique…
Plusieurs regrets sont généralement exprimés s’agissant de l’évolution de cette expérience en France, qui selon certains s’essoufflerait un peu après dix ans de grande activité :
– Le premier regret est l’absence d’évaluation de ces activités d’éveil et d’investigation sur la motivation et les résultats des élèves. L’Inspection générale de l’éducation nationale a toujours affirmé son soutien à la mise en place de ces activités. Dans un rapport en date du 22 mars 2001(), M. Jean-Pierre Sarmant, inspecteur général, parle même de révolution pédagogique et fait diverses propositions dont certaines seront reprises dans le plan de rénovation de l’enseignement des sciences et de la technologie à l’école primaire lancé en 2002 et dont on a d’ailleurs du mal à percevoir les effets. Mais l’administration reste globalement spectatrice de ces expériences : aucun plan global d’évaluation n’a été réalisé et aucune incitation spécifique n’est entreprise en direction des écoles et des professeurs.
Interrogés par la mission, M. François Perret, doyen de l’Inspection générale de l’éducation nationale, et M. Claude Boichot, inspecteur général ont déclaré que l’inspection générale est totalement en phase avec les positions de l’Académie des sciences et avec l’expérience de La main à la pâte. Mais, selon eux, trop peu d’établissements sont équipés en locaux et matériels qui permettent l’expérimentation et, pour l’instant, il n’est pas possible de généraliser ce dispositif innovant. Par ailleurs, l’obligation de parcourir l’ensemble du programme ferait obstacle à ce qu’on consacre trop de temps aux méthodes expérimentales. Enfin, il faut que les maîtres soient bien formés pour être capables de décortiquer et d’expliquer ce que font les élèves, et cela pose la question de l’enseignement dispensé dans les IUFM à des étudiants plutôt d’origine littéraire.
– La mission a compris que malgré les louanges, les blocages sont sérieux et c’est le second regret qui peut être exprimé : le faible nombre d’élèves bénéficiant de ces activités d’investigation scientifiques. En 1995, selon les estimations de la direction de l’enseignement scolaire du ministère, à peine 3 % des classes de l’école primaire pratiquaient un enseignement des sciences malgré son caractère obligatoire dans les programmes. Aujourd’hui, selon Pierre Léna, membre de l’Académie des sciences, l’un des principaux promoteurs de l’opération, la proportion d’enfants étudiant la science à l’école primaire, notamment grâce aux activités de La main à la pâte, serait d’environ 30 %, ce qui reste bien trop faible.
– Un autre regret concerne l’extrême difficulté à introduire La main à la pâte au collège. Selon M. Pierre Léna, l’organisation du travail au collège et la réticence des enseignants expliquent cette difficulté et les élèves de sixième, qui reçoivent un enseignement hebdomadaire d’une heure trente dans chacune des disciplines scientifiques au programme, sont incapables d’établir une unité entre ces enseignements et leur curiosité s’effondre. Quant aux professeurs, tenus d’assurer 18 heures d’enseignement hebdomadaire par unités d’une heure trente également, ils voient quelque 360 élèves différents chaque semaine qu’ils sont incapables de connaître et auxquels ils sont encore plus incapables d’appliquer une méthode d’investigation. Le résultat est que les collégiens acquièrent des connaissances éparses dont ils ne comprennent pas à quoi elles mènent et qu’ils ont des sciences une perception complètement fausse. Pourtant des expériences touchant une cinquantaine de collèges en zone d’éducation prioritaire (ZEP) devraient démarrer à la prochaine rentrée. Il s’agirait d’aider les enseignants de plusieurs disciplines scientifiques, y compris en mathématiques, à conduire des activités d’expérimentation sur un thème transversal.
– Enfin, mais le présent rapport reviendra sur ce problème, les animateurs de La main à la pâte constatent que rien n’a changé en ce qui concerne la formation des maîtres dans le domaine des sciences et cela est présenté comme un grave échec.
Pourtant, le coût de ces opérations serait extrêmement faible : d’après M. Pierre Léna, le matériel est, très souvent, déjà dans les circonscriptions et, même quand il faut l’acquérir, son prix est d’un ou deux euros par enfant, alors qu’on a dépensé dix, si ce n’est cent fois plus, pour l’équipement informatique des écoles.
La mission considère que la démarche d’investigation a une vertu éducative sans pareil et qu’il faut donc étendre l’expérience de la main à la pâte, sous des formes qui peuvent varier, à toutes les classes du primaire et au collège. Cela suppose des classes allégées, une formation spécifique des enseignants et la motivation des directeurs d’école et des principaux de collège, mais ces efforts paraissent assez mineurs face à l’enjeu considérable qui consiste à redonner toute sa place à la science à l’école et dans la société.
La mission considère donc que l’école primaire ne doit pas être uniquement centrée sur les apprentissages de base « lire, écrire, compter » car une telle école se priverait des outils d’éveil indispensables pour accompagner ces apprentissages. Il ne doit pas y avoir de barrière rigide entre la maîtrise formelle de la langue et du calcul et les autres apprentissages culturels. C’est le grand apport des initiatives comme La main à la pâte. On manipule mais c’est une manipulation scientifique, pas du bricolage ni du jardinage qui relèvent d’une autre approche du réel. Il faut décrire une situation, formuler une question et mettre en mot la manipulation. On apprend à lire, à s’exprimer oralement et par écrit sur des sujets motivants et vécus.
2. L’expérimentation en mathématiques
Interrogé par la mission sur l’enseignement des mathématiques, M. Édouard Brézin, président de l’Académie des sciences, a estimé que c’est un débat difficile et que La main à la pâte cherche à mobiliser ce qui est nécessaire dans les champs mathématiques pour développer les investigations scientifiques conduites en classe. Mais de nombreux mathématiciens français, dont l’excellence reconnue internationalement est incontestable, voient cela comme une menace car, pour eux, les mathématiques existent indépendamment de tout rapport au monde réel et supposent donc une formation au raisonnement indépendante de tout ce qui peut être application. M. Brézin considère, pour sa part, que c’est en reliant les mathématiques à des situations réelles qu’on intéresse les élèves.
M.  Yves Quéré, également membre de l’Académie des sciences et cofondateur de La main à la pâte a expliqué comment dans le cadre des actions qu’elle organise, on peut faire mesurer par les enfants le rayon de la terre grâce à la méthode d’Ératosthène().
La mission a découvert qu’en effet il est possible d’enseigner les mathématiques à partir de situations concrètes, sans faire l’économie du sens, et si cela demande du temps c’est sans doute la voie à suivre. Ces démarches d’investigation en mathématiques peuvent prendre plusieurs formes mais toutes cherchent à dépasser l’opposition traditionnelle entre les sciences expérimentales qui se caractérisent par l’expérience, l’observation, le caractère concret et la démarche inductive d’une part et les mathématiques basées sur la démonstration abstraite et la construction formelle à partir d’axiomes d’autre part.
Les professeurs de mathématiques et les chercheurs qui sont à l’origine de ces expériences cherchent également à faire apparaître les rapports des mathématiques avec les autres sciences et avec le reste du monde.
Un colloque développant ces thèmes s’est tenu à Saint-Etienne le 28 septembre 2005() dans le cadre du projet européen Scienceduc financé par la Commission européenne dont l’un des objectifs est la dissémination de bonnes pratiques d’enseignement des sciences à l’école primaire. Pour les intervenants, un enseignement rénové des mathématiques à l’école primaire doit s’inspirer de l’action de La main à la pâte afin de trouver une juste articulation entre expérimentation, mesure et outils mathématiques.
ANIMATH
Au cours de ce colloque, M. Martin Andler, professeur de mathématiques à l’université de Versailles-Saint-Quentin et président d’ANIMATH(), a apporté un éclairage intéressant sur l’activité mathématique. Il explique que très schématiquement, les mathématiques à tous les niveaux consistent en 45 % d’observation, 45 % de démarche expérimentale et 10 % de démonstration. C’est à peu près l’équilibre qu’il y a dans l’activité d’un mathématicien chercheur qui travaille sur un problème donné. Il passe beaucoup de temps à se familiariser avec une situation, à jouer avec les objets mathématiques. Évidemment, la situation est déterminée par des objets mathématiques (nombres, figures), qui sont des objets abstraits mais ils peuvent acquérir une réalité qui fait que l’on peut les observer. On peut procéder à des expérimentations puis, une fois qu’on a compris que quelque chose a des chances d’être vrai, on peut éventuellement passer à la phase de démonstration. Elle peut durer plusieurs années : on essaye, on « rate », on n’y arrive pas. Pourquoi n’y arrive-t-on pas ? Parce qu’on doit revenir constamment aux phases précédentes d’observation, et finalement on découvre comment écrire une démonstration. Dans l’enseignement traditionnel, toute cette phase disparaît complètement, et pourtant on dit : les mathématiques, c’est la démonstration. C’est évidemment faux dans les mathématiques telles qu’elles sont faites par les mathématiciens chercheurs, ainsi que pour la grande quantité d’activités mathématiques qui sont faites par des gens qui ne sont pas des mathématiciens professionnels (physiciens, ingénieurs, économistes ou autres).
Alors pourquoi ne pas essayer de rapprocher l’enseignement à l’école de la démarche mathématique réelle qui a l’air de passionner les chercheurs ?
MATh.en.JEANS
C’est ce que Mme Véronique Chauveau tente de faire avec l’association MATh.en.JEANS qui vise à faire découvrir les mathématiques de l’intérieur aux élèves et dont le slogan est : « Ne subissez plus les maths, vivez-les ! ».
Cette initiative se développe au collège et au lycée. Malheureusement à Paris un seul établissement s’est risqué dans l’aventure, le lycée Camille Sée dans lequel la mission s’est rendue, à l’invitation de Mme Chauveau, professeur de mathématiques, pour assister à un atelier qui se déroule en dehors des heures de cours avec des élèves volontaires pas nécessairement bons en maths. La formule est la suivante : un chercheur donne des sujets ouverts à deux groupes d’élèves volontaires de deux établissements différents. Les élèves se retrouvent autour de ces sujets, sans que leur professeur qui encadre tous les ateliers ait la solution. Ils travaillent pendant plusieurs mois, un après midi par semaine en se concertant d’un établissement à l’autre, ce qui est très déstabilisant mais très formateur car cela leur montre que le raisonnement mathématique se construit par essais et erreurs. Au bout de la démarche et de l’année scolaire a lieu un congrès de recherche au cours duquel les élèves présentent leurs résultats. Cette enseignante affirme que donner ainsi le goût de chercher est un acquis formidable pour la formation des élèves. Mais, ajoute-t-elle on ne peut pas faire des mathématiques à 100 km/h, sauf à travailler pour une élite et à inciter les autres à prendre des cours particuliers, ce qui, selon ses termes, « est absolument scandaleux ». Si l’on veut un bon niveau, il faut laisser aux élèves le temps de s’approprier le programme.
Les ateliers de MATh.en.JEANS doivent trouver localement leur mode de fonctionnement pour faire vivre leur activité dans le cadre d’une classe ou d’un club en s’appuyant sur l’aide des collectivités territoriales, le soutien de l’éducation nationale (inspection académique, rectorat), et en développant des partenariats avec les universités ou les organismes de recherche. On trouvera en annexe une présentation détaillée de l’action de cette association.
Les laboratoires de mathématiques
Une autre forme originale d’enseignement des mathématiques a été présentée à la mission par M. Jean Pierre Kahane, président de la commission de réflexion sur l’enseignement des mathématiques. Il propose la création de laboratoires de mathématiques. L’idée n’est pas nouvelle mais a du mal à s’imposer en raison de la résistance de nombreux enseignants pour lesquels les mathématiques sont une science qu’on pratique dans sa tête, à la rigueur avec des outils, mais pour laquelle il n’est nul besoin d’un laboratoire. À l’inverse, pour M. Kahane, dans ces laboratoires, il faut du bois, du fil, et même un préparateur qui pourrait être un menuisier, mais également du matériel informatique.
Selon M. Kahane, le mouvement démarre grâce à la volonté de certains professeurs et chefs d’établissement et l’enthousiasme des élèves. Les premières expériences au lycée technique de Massy Palaiseau, au lycée professionnel Louis Blériot de Besançon et dans plusieurs établissements de Montpellier sont très favorables. Il s’agit de donner aux mathématiques une couleur expérimentale : on cherche, on explore, on construit des exemples et des contre-exemples, on formule et on teste des hypothèses. C’est cette activité que tous les mathématiciens professionnels connaissent. Il faut donner aux élèves les instruments nécessaires pour mener des expérimentations numériques et graphiques totalement nouvelles pour eux. C’est stimulant pour les élèves mais aussi pour l’enseignant, qui aborde d’une nouvelle façon de nouveaux sujets.
Maths sans Frontières
La mission a retrouvé cette démarche au cours de son déplacement à Strasbourg où elle a rencontré des enseignants d’une autre association « Maths sans frontières », qui organise des compétitions de mathématiques entre des classes de troisième et de seconde de différents pays. La classe entière participe à la compétition, ce qui développe le goût du travail en équipe et l’entraide entre les élèves. Les épreuves sont conçues par des enseignants des différents pays qui se réunissent chaque année en assemblée générale, laquelle devient un lieu d’échange international sur l’enseignement des mathématiques et les problèmes rencontrés par les élèves. Le choix des sujets qui se veulent ludiques, attrayants, drôles et donnant l’envie de chercher est un moment essentiel. Au cours des trois dernières années, plus de 120 000 élèves d’Allemagne, d’Italie, de Pologne de Hongrie et de France ont participé à ces compétitions. Des prix conséquents fournis par des entreprises locales sont remis aux classes gagnantes.
3. Les bons choix en matière d’informatique
Avec son humour décapant, M. Georges Charpak a déclaré à la mission : « Un stylo à bille ne fera pas de vous un poète. De même, l’informatique n’est qu’un outil. Je n’en fais pas un ennemi, mais je ne m’en sers qu’à mon corps défendant car je hais tout appareil dans lequel il y a plus de trois boutons ».
De son côté, M. Édouard Brézin considère que l’Internet est un moyen extraordinaire d’accéder à l’information mais il faut prendre garde à ne pas tout mélanger car, faute de contrôle, car on peut trouver n’importe quoi. S’il est bon de savoir se servir d’un micro-ordinateur, il ne paraît pas souhaitable d’encourager à l’excès le recours à l’informatique dans la formation scientifique.
Par ailleurs, pour beaucoup d’interlocuteurs, si un enseignement est en crise c’est bien celui de la technologie qui selon les programmes du collège devrait porter sur les « produits techniques », ce qui est assez vague et se résume assez souvent à la manipulation sans objectif précis d’ordinateurs. Mais le reproche majeur porte sur le fait que la technologie est totalement découplée de l’enseignement des sciences, ce qui selon M. Jean-François Bach, professeur à l’université René Descartes, membre de l’Académie des sciences, est une erreur conceptuelle.
En effet, pourquoi distinguer à l’école science et technologie alors que cette distinction est totalement obsolète dans les développements actuels de la recherche scientifique. Il faut sans doute voir dans cette erreur les séquelles d’un système bâti sur le principe de la hiérarchie entre les disciplines conceptuelles et abstraites très valorisées et les travaux manuels très peu valorisés scolairement.
De plus, l’enseignement de la technologie et donc des technologies de l’information et de la communication disparaît des enseignements communs à l’arrivée en classe de seconde générale. Des cours d’informatique sont proposés uniquement dans le cadre des enseignements de détermination. En première et en terminale S, ils disparaissent complètement.
La mission a constaté des divergences d’appréciation sur la place qui doit revenir à l’apprentissage de l’informatique.
L’Académie des sciences, dans un avis rendu le 6 juillet 2004() considère que l’enseignement de l’informatique ne doit pas être celui de la "science informatique". La création et la mise en œuvre du Brevet Informatique et Internet(), et les moyens afférents, représentent un premier pas significatif et important. Il faut conduire les élèves à utiliser, pratiquement dans toutes les matières, les outils informatiques aussi bien que les outils traditionnels. À côté des papier et stylo, ils tiendront des cahiers électroniques, remettront des devoirs électroniques et consulteront des bases de données électroniques, pour une partie de leur temps. La puissance et la sophistication des ordinateurs et de leurs logiciels appropriés font que leur bon usage nécessite un long apprentissage qui se poursuivra tout le temps du collège, mais simplement en les utilisant et non sous forme de cours ou de travaux dirigés d’informatique.
À l’inverse, M. Antoine Petit, directeur interrégional du CNRS a déclaré à la mission que selon les prévisions du ministère de l’emploi des États-Unis, les cinq métiers dans lesquels la progression devrait être la plus forte d’ici 2010 sont tous liés aux sciences et technologies de l’informatique et des communications (STIC). Face à ces enjeux, la place de l’informatique dans l’enseignement primaire et secondaire paraît très insuffisante. Il faut offrir plus d’options informatiques au lycée et faire en sorte que l’informatique soit considérée comme une véritable discipline, en mettant un terme à la confusion avec l’alphabétisation informatique – ce que les Anglo-saxons appellent computer literacy –  et avec l’utilisation « presse-bouton » des outils. Cela suppose, tout simplement, des professeurs formés et des horaires réservés.
Dans une étude associée aux évaluations PISA 2003, l’OCDE considère que les élèves qui maîtrisent l’informatique obtiennent de meilleurs scores à l’école, notamment en mathématiques. Ce jugement est toutefois à nuancer puisque l’enquête précise que les élèves qui obtiennent les meilleurs résultats sont ceux qui font un usage modéré de l’ordinateur.
La mission ne juge pas nécessaire d’introduire dans les programmes un enseignement spécifique en informatique pour apprendre à programmer par exemple. En revanche, l’intégration de l’outil informatique aux enseignements de sciences, avec des objectifs pédagogiques précis encadrés par des enseignants bien formés, est totalement indispensable.
4. L’enseignement pluridisciplinaire des sciences au collège, l’exemple du Québec
Le passage brutal d’un enseignement bien encadré par un seul maître qui connaît tous les élèves à une sorte de supermarché scolaire comprenant autant d’enseignants que de disciplines est bien souvent déstabilisant pour les jeunes élèves qui arrivent en sixième.
Mais cette situation, dénoncée par de nombreux pédagogues, est exacerbée avec les disciplines scientifiques enseignées en sixième (4 h de mathématiques, 1 h 30 de sciences de la vie et de la terre et 1 h 30 de technologie) auxquelles s’ajoute en cinquième 1 h 30 de physique et chimie.
À un âge où il serait nécessaire que l’élève découvre, guidé par un professeur, la continuité entre mathématiques, sciences expérimentales et technologies, il est néfaste que se déroulent en parallèle et avec des professeurs différents des programmes qui s’ignorent. L’élève n’a ainsi aucune chance de découvrir que la majorité des problèmes scientifiques se situent et se résolvent aux interfaces de chacune des disciplines enseignées. Outre l’ennui généré par des enseignements cloisonnés et sortis de tout contexte, cette fragmentation s’oppose à la perception par les élèves de l’existence de champs professionnels tels que l’énergie, la chimie et l’environnement, le traitement de l’information et les réseaux, la physique et la climatologie, la géographie et les statistiques...
La diversification nécessaire de l’apprentissage des sciences doit se faire progressivement et pas avant la classe de quatrième afin de rendre palpable l’unité du monde scientifique.
Consciente que la polyvalence et même la bivalence des enseignants au collège se heurtent à une forte hostilité de leur part, comme ils l’ont exprimé lors de la table ronde du 28 février 2006, la mission considère qu’il faut former et inciter les enseignants de sciences à travailler dans un cadre pluridisciplinaire. Un argument a été évoqué au cours de cette table ronde et il faut le prendre en compte. Les enseignants craignent que la bivalence ne conduise à un enseignement au rabais. M. Jean-Charles Jacquemin a expliqué que les futurs professeurs de physique et de chimie sont des physiciens et des chimistes passionnés, qui renoncent de fait à l’ambition d’être chercheurs pour enseigner la discipline qu’ils aiment. Si on leur dit qu’ils sont destinés à enseigner toute leur vie à des classes de sixième et de cinquième, on peut s’attendre à une chute brutale des vocations. De son côté M. Bruno Jeauffroy, enseignant en physique en classe préparatoire, a estimé que le niveau des candidats au dernier CAPES était déjà juste alors qu’il porte sur une discipline. Qu’en serait-il s’ils devaient en maîtriser deux !
Chaque enseignant peut rester maître de sa spécialité mais, s’il a acquis une bonne formation dans une discipline voisine, les cours peuvent néanmoins être élaborés en commun à partir de thèmes transversaux qui se prêtent à des approches croisées : l’eau, l’énergie, l’électricité, les plantes, la santé....
Les séances d’expérimentation, qui doivent être obligatoires au collège, se prêtent particulièrement bien à l’intervention de plusieurs enseignants sur un thème commun.
À partir de la classe de quatrième, les enseignements diversifiés peuvent devenir bénéfiques à condition que soit maintenus un recours systématique à l’observation et à l’expérimentation et une liaison étroite entre les disciplines grâce à la définition de thèmes de convergences tels qu’ils sont évoqués dans un rapport établi par le groupe de relecture des programmes du collège remis au ministre de l’éducation nationale en 2004, sous la présidence de M. Jean-François Bach.
Les thèmes de convergences proposés sont : les énergies, l’environnement, la météorologie et la climatologie, le mode de pensée statistique dans le regard scientifique sur le monde, l’éducation à la sécurité et l’éducation à la santé.
Les jeunes ont une attirance naturelle pour le vivant et ont conscience des enjeux scientifiques pour l’humanité : la réalité d’une pratique expérimentale dès le collège axée sur des préoccupations sociétales devrait accroître leurs choix scientifiques ultérieurs.
Cette rénovation en profondeur de l’enseignement des sciences est réclamée de manière pressante par l’Académie des sciences et par l’Académie des technologies qui ont rendu des avis convergents sur ces questions().
À l’évidence des enseignements interdisciplinaires basés sur l’expérimentation demandent du temps et rendent inévitable un allègement substantiel des programmes. M. Jean-François Bach, membre de l’Académie des sciences, l’a clairement signifié à la mission. Le travers français qui consiste à ajouter des strates sans jamais en retrancher fait que les programmes sont un peu lourds. C’est grave car on aboutit à un enseignement superficiel où, pire encore, à ce que des pans entiers du programme ne soient pas enseignés. Cette manière de procéder est inconcevable. Selon lui, les programmes devraient être allégés, mais l’on n’y parvient pas parce que l’on se heurte à des réactions corporatistes. Il faudra pourtant faire un effort en ce sens tout en modernisant les programmes car, en voulant tout embrasser, on met tout au même niveau. Et comme les programmes actuels n’ont pas d’ossature, on n’insiste pas sur ce qui est véritablement important. Faute de hiérarchie dans ce qui est enseigné, les enfants terminent leur scolarité en ignorant des sujets qu’ils ne devraient pas ignorer.
La province du Québec a fait le même constat et a entrepris une réforme profonde de l’enseignement des sciences (à l’exception des mathématiques) dans le primaire et le secondaire qui a été présentée avec enthousiasme, à la mission, par ses promoteurs du ministère de l’éducation du loisir et du sport. Le point de départ de la réforme au Québec a été le constat en 1997 que les élèves retenaient peu de choses de leurs enseignements en science, avaient souvent une conception erronée des problèmes et considéraient ces enseignements comme très élitiste. Les principes directeurs de la réforme reposent sur l’acquisition de compétences transversales (et l’abandon des objectifs fixés par matière), des situations d’apprentissage ouvertes, contextualisées, en lien avec le quotidien des élèves et la disparition des barrières disciplinaires y compris entre sciences et technologies. Les apprentissages ne sont plus centrés sur les contenus mais sur la capacité à résoudre des problèmes au moyen de connaissances puisées dans tous les domaines. La réforme a introduit à tous les niveaux scolaires des cours intégrés de sciences et de technologie qui doivent mettre l’accent sur l’application des sciences et la culture scientifique.
En primaire, où très peu d’heures sont consacrées à l’apprentissage des sciences, le ministère envisage d’introduire un examen à la fin de ce cycle avec des épreuves de sciences afin de contraindre les enseignants à faire travailler leurs élèves dans ces matières.
Les deux leviers de l’organisation de cette réforme, qui en est au tout début de sa mise en place, sont une réduction drastique des programmes et une réforme de la formation des enseignants.
Les contenus des enseignements ont été sélectionnés en fonction de leur capacité à s’intégrer dans des thèmes transversaux et les programmes du premier cycle du secondaire sont ainsi passés de 300 concepts (par exemple la cellule est un concept dans le système québécois) à 80 pour libérer du temps pour l’acquisition des compétences. Dans le second cycle, on est passé de 600 concepts à une centaine.
Comme l’ont indiqué les interlocuteurs de la mission, le deuil de tous ces concepts a été douloureux mais le monde change très vite et il est devenu impossible de faire absorber aux élèves les sommes de connaissances produites d’années en années. L’essentiel pour les responsables du système éducatif québécois est que les élèves sachent réfléchir, communiquer et résoudre des problèmes en maintenant de très bonnes bases en mathématiques. Notons que le Québec a obtenu les meilleurs résultats du Canada aux évaluations PISA 2003 en mathématiques.
La réforme de la formation des enseignants n’est pas achevée : elle repose sur une orientation vers la profession d’enseignant dès l’entrée à l’université() et la préparation d’une maîtrise d’enseignement en sciences. L’accès à la polyvalence des enseignants de sciences en activité ne pourra se faire que par la formation continue, qui va être considérablement développée sans toutefois devenir obligatoire.
5. L’évaluation sans disqualification
M. André Antibi, agrégé de mathématiques, professeur à l’université Paul Sabatier de Toulouse, dénonce – notamment dans son livre « La constante macabre »() – le système de notation comme le dysfonctionnement le plus important de notre système éducatif. Il explique que sous la pression de la société les enseignants, souvent inconsciemment, jouent un rôle de sélectionneurs et sont ainsi à l’origine de l’échec scolaire artificiel d’une certaine proportion d’élèves : il qualifie ce phénomène de "constante macabre". Cette constante c’est le pourcentage constant d’élèves qui doivent se trouver en situation d’échec pour que le système soit crédible. Cela ne se joue pas à l’unité près mais correspond, grosso modo, à la règle des trois tiers : un tiers d’élèves en échec, un tiers d’élèves moyens, un tiers de bons. Inconsciemment ou non, un enseignant fait en sorte que les résultats de sa classe soient répartis ainsi, avec une moyenne générale avoisinant les 10-11. L’auteur relève également qu’en dessin, en musique, cette constante n’existe pas, parce que l’on estime que ces matières ne servent à rien. En lycée professionnel ou en classe d’ingénieurs, elle est également absente parce que la sélection s’est faite avant.
Les objectifs de l’évaluation individuelle des élèves doivent être revus et précisés.
M. Claude Thélot, conseiller maître à la Cour des Comptes et ancien président de la Commission du débat national sur l’avenir de l’école, a avancé des propositions qui tendraient à évaluer davantage la progression d’un élève plutôt que son niveau brut.
La note, dans les matières classantes, a en France une valeur hautement symbolique contre laquelle il sera difficile d’aller même si elle est terriblement réductrice et souvent fatale ; mais pour l’éducation nationale la note crédibilise tout le système.
Ne faudrait-il pas, si l’objectif de l’école est de former et non de trier, introduire dans l’évaluation individuelle des élèves la dimension de progression des acquis. Il faut passer de « l’évaluation sanction » ou récompense à « l’évaluation bilan » qui met en lumières les difficultés mais aussi les atouts et dont l’objectif principal est de motiver les élèves et de les aider à aborder les étapes suivantes.
Les pays visités par la mission ont une politique beaucoup plus souple sur ces questions.
L’exemple de la Finlande
En Finlande, où les méthodes pédagogiques privilégient chez les élèves la capacité à travailler en équipe, à prendre des responsabilités et à apprendre à apprendre, la note classement perd beaucoup de son intérêt. L’évaluation est un outil qui permet de mesurer l’engagement de l’élève, l’image qu’il a de ses facultés d’apprentissage et ses perspectives d’évolution. L’évaluation est très large, il n’y a pas de note de 0 à 20 mais les enseignants formulent des appréciations qualitatives et il n’y a pas de classement des élèves. La détection des difficultés ne se fait pas à travers les notes mais grâce à la présence d’enseignants spécialisés dans les classes. Chaque cohorte d’élèves suit une scolarité unique et commune pendant neuf ans, de 7 à 15 ans sans redoublement et sans orientation précoce, le rôle classant des notes est donc inutile. À 16 ans, 55 % des élèves entrent au lycée, 37 % en formation professionnelle, 2 % font une année supplémentaire et 6 % abandonnent les études. Notons par ailleurs qu’il existe une sélection assez rigoureuse à l’entrée à l’université. Sans forcément faire de lien avec ce qui précède, la mission a été étonnée d’apprendre qu’en Finlande les inspecteurs de l’éducation nationale n’existent plus depuis quinze ans, que les directeurs d’établissements contrôlent la qualité des enseignements et que les problèmes ou les incidents sont réglés au niveau de la province (il en existe quatre). Enfin un système d’évaluation national a lieu chaque année en mathématiques et en finnois sur un échantillon de 15 % d’élèves par établissement.

L’exemple du Canada
Dans l’ensemble du Canada, à l’école primaire aucune note n’est attribuée aux élèves, les enseignants leur fixent des objectifs et s’ils ne sont pas atteints un programme de soutien est mis en place. Au Québec, dans le secondaire, depuis la mise en place de la réforme, on évalue des niveaux de compétences sur une échelle de compétences préétablie.
L’exemple de la Norvège
Enfin, on peut signaler une expérience intéressante d’auto-évaluation des élèves en mathématiques, conduite en Norvège et présentée dans la revue internationale d’éducation précédemment citée. Cette initiative s’applique aux élèves de niveau 9 (15 ans) qui doivent passer un examen final et pour qui les mathématiques apparaissaient souvent comme une matière repoussoir. L’objectif est de stimuler et de développer la capacité des élèves à évaluer leurs propres connaissances, à mesurer la réalité de leurs progrès et à planifier leurs efforts futurs.
Selon l’article qui relate cette expérience, ces activités permettent aux enseignants de mieux comprendre le processus d’apprentissage, les attitudes des élèves vis-à-vis de leur discipline et d’avoir une meilleure connaissance de l’impact de travail futur. Au bout de quelque temps, les élèves furent même entraînés à confectionner eux-mêmes certains de leurs tests en mathématiques.
B. LA CRÉATION D’une vÉritable filiÈre scientifique au lycÉe
1. Créer une option sciences en classe de seconde
C’est à l’issue de la classe de seconde que les lycéens font le choix d’une série. Cette étape est donc décisive pour l’orientation vers la série S puis vers l’enseignement supérieur scientifique. Pour choisir les sciences à bon escient, les élèves doivent être en mesure de percevoir l’intérêt de la voie scientifique, de comprendre l’esprit de la filière qu’ils choisiront et, pour cela, de s’essayer aux démarches qui lui sont spécifiques.
La seconde est bien une classe de détermination puisqu’elle offre aux élèves, à côté des enseignements communs, deux enseignements qui doivent les aider dans les choix à venir. Or les enseignements de détermination actuellement offerts en seconde portent sur les sciences économiques, les langues vivantes ou anciennes, les arts, l’initiation aux sciences de l’ingénieur, les mesures physiques ou la biologie de laboratoire.
Ces derniers enseignements à caractère technique ou technologique sont destinés à susciter des projets d’orientation vers les voies technologique et scientifique (BLP, ISI, MPI, PCL()).
Mais curieusement on ne trouve pas d’enseignement associé à la culture scientifique au sens large, qui permettrait de percevoir la science dans sa globalité, de s’initier à la construction d’un savoir scientifique à travers la démarche expérimentale, ce qui devrait motiver les élèves – en particulier des filles –, pour faire le choix d’une voie générale scientifique.
Car si l’enseignement dispensé en seconde dans les disciplines scientifiques s’efforce de donner à chaque lycéen un bagage scientifique minimum, il n’est pas suffisamment tourné, faute de temps, vers un enseignement rénové des sciences qui viendrait utilement prolonger les démarches pluridisciplinaires impulsées au collège.
C’est pourquoi la mission s’associe à la proposition du groupe ActionSciences, qui regroupe quinze associations et sociétés savantes d’enseignants et de chercheurs, de créer un enseignement de détermination en seconde intitulé : « Démarches et culture scientifiques ».
Il s’agirait d’un enseignement de détermination pluridisciplinaire, impliquant les divers professeurs de sciences, et s’appuyant sur les connaissances des élèves sans apport théorique spécifique, de façon à ne pas pénaliser ceux qui choisiront de se diriger vers la série S sans avoir pris cette option. Cet enseignement de détermination ne serait donc pas requis pour le passage en première S. Il serait axé sur la recherche, l’expérimentation, la lecture et la production de textes scientifiques, composantes essentielles de la démarche mathématique comme des sciences expérimentales et viserait d’abord à promouvoir une image des sciences dynamique et motivante.
Le collectif ActionSciences indique que cet enseignement a déjà été expérimenté avec succès dans plusieurs établissements et que les réactions très favorables des élèves qui s’y pressent montrent qu’il répond manifestement à une attente.
Cet enseignement devrait également faciliter le saut difficile entre la classe de seconde et la classe de première S car les élèves auraient appris l’autonomie et le plaisir de chercher.
2. Instaurer un véritable baccalauréat scientifique
Avant la session de 1995 le baccalauréat scientifique comprenait les séries C (mathématiques et sciences physiques), D (mathématiques et sciences de la nature) et E (mathématiques et techniques), qui ont ensuite été réunies en une seule section S.
Le baccalauréat S se divise lui-même en deux voies principales : sciences de la vie et de la terre (SVT), qui comporte au choix trois enseignements de spécialité (mathématiques, physique-Chimie et SVT), et sciences de l’Ingénieur (SI). Le choix d’orientation de cette dernière voie se fait dès l’entrée en première car les sciences de l’ingénieur y prennent la place des SVT et il est conditionné par le choix de l’option ISI (initiation aux sciences de l’ingénieur) en classe de seconde. Cette voie est très faiblement féminisée.
L’objectif de la rénovation pédagogique de 1995 était de démocratiser la voie scientifique et d’harmoniser les enseignements fondamentaux pour tous les futurs scientifiques. La modification des baccalauréats s’est accompagnée de changements de volumes horaires en mathématiques, en physique-chimie et en SVT tels qu’ils apparaissent dans le tableau ci-dessous. Ces horaires n’incluent pas les enseignements de spécialité pour lesquels il faut ajouter 2 heures pour la matière choisie.
Évolution des horaires en mathématiques, physique-chimie et SVT depuis 1982
MathématiquesPhysique-chimieSVT Première S (1982-1993)6 heures5 heures2,5 heures Première S (1993-2001)6 heures4 heures3 heures Première S (depuis 2002)5 heures4,5 heures4 heures Terminale C (1983-1994) 9 heures5 heures2 heures Terminale D (1983-1994)6 heures4,5 heures5 heures Terminale S (1994-2002)6 heures5 heures3 heures Terminale S (depuis 2003)5,5 heures5 heures3,5 heuresLe résultat n’est pas ce qui était attendu.
On constate, en effet, depuis la fusion des séries, une baisse importante et continue du choix de la spécialité "mathématiques", chez les garçons comme chez les filles (de l’ordre de 30 %), une augmentation presque parallèle du choix de la spécialité physique-chimie, essentiellement due aux filles et une quasi-stabilité du choix de la spécialité SVT.
C’est ainsi qu’en 2004, 29 % des bacheliers scientifiques ont eu 7,5 heures de mathématiques hebdomadaires, les 71 % restants n’ayant eu que 5,5 heures. Donc non seulement le nombre de ces bacheliers a baissé, mais leur formation a considérablement évolué.
Le problème est que pendant un nombre réduit d’heures il faut absorber un programme qui lui n’a pas diminué, ce qui se fait nécessairement au détriment des élèves les plus lents et au détriment de la qualité de l’enseignement.
L’aboutissement de ces modifications est que la filière S est bien devenue la filière d’excellence, véritable choix stratégique pour les meilleurs élèves et les mieux informés, mais pas la meilleure préparation possible à des études scientifiques ultérieures.
En 1995, 79 % des bacheliers scientifiques optaient pour des études scientifiques ou technologiques. En 2000, ils n’étaient plus que 68 %. Lors de la dernière rentrée 2000 places de classes préparatoires scientifiques n’ont pas été pourvues.
Comme l’indique Mme Véronique Chauveau, il est frappant de constater qu’il est aujourd’hui possible, par le jeu des coefficients, d’obtenir le bac S avec une mauvaise note en mathématiques et des notes simplement moyennes dans les autres matières scientifiques. La filière S est celle qui compte le plus grand nombre de matières enseignées en terminale. Il faut rétablir un rééquilibrage entre les matières scientifiques et non scientifiques.
La mission s’est procuré les notes moyennes en mathématiques au Bac S. Dans toutes les académies et pour les trois dernières sessions, la moyenne est toujours inférieure à 10 et les écarts types entre les notes sont de l’ordre de 5 points. Il n’est donc pas surprenant qu’à l’exception des meilleurs élèves qui intègrent les classes préparatoires scientifiques (16,5 % des bacheliers scientifiques), les étudiants en DEUG scientifique ou en IUT éprouvent des difficultés en mathématiques. Les enseignants font observer, de surcroît, que si l’élève ne peut acquérir une certaine masse critique de connaissances et des bases solides, il y a moins de chance qu’il acquiert le goût des mathématiques.
La mission considère qu’il faut recentrer la filière S sur les enseignements scientifiques et moderniser ces enseignements afin d’y attirer essentiellement les élèves ayant le projet de faire des études scientifiques et les y préparer au mieux. En allégeant les programmes dans les matières non scientifiques, du temps serait libéré pour développer des activités transversales pluridisciplinaires mais aussi pour augmenter les travaux pratiques et les séances d’expérimentation qui initient à la recherche scientifique. Il faudrait également, afin de redonner tout son poids à ce recentrage, introduire des épreuves d’évaluation des capacités expérimentales en SVT et en physique-chimie et même en mathématiques au baccalauréat.
Comme l’a indiqué M. Bruno Descroix, membre de l’association des professeurs de mathématiques de l’enseignement public, lors de la table ronde des enseignants, l’appétit pour les sciences existe. Il a cité l’exemple d’un projet d’école ouverte pendant les vacances pour faire des maths, qui a recueilli 130 inscriptions et a dû refuser des élèves. Ce qui empêche cet appétit de se développer, c’est le fait que les élèves croulent sous le travail dans les classes de premières et terminales scientifiques. Par ailleurs il faut regretter le manque de lien avec l’université, ce qui prive d’informations utiles non seulement les élèves mais aussi les professeurs.
On peut raisonnablement considérer que la réorientation de la filière scientifique, qui ne serait plus la filière royale la plus recherchée mais la filière qui exige un véritable goût pour les sciences, contribuera à revaloriser les autres filières et notamment le baccalauréat littéraire.
IV.- LA FORMATION ET LA MOTIVATION DES ENSEIGNANTS : un enjeu national
Le rôle des enseignants est absolument déterminant, tant pour la motivation des élèves que pour leur réussite scolaire. Ici aussi le problème est universel, comme le souligne l’UNESCO : la pénurie de professeurs atteint un niveau sans précédent dans les pays du Nord comme du Sud. Cette profession, devenue à la fois plus exigeante et moins rémunératrice, a cessé d’attirer les plus doués. Alors que les experts réaffirment que les enseignants sont la clé de voûte d’une éducation de qualité, statuts, conditions de travail, perspectives de carrière et formations régressent avec constance.
Cette donnée a été confirmée par tous les interlocuteurs finlandais de la mission qui expliquent les bonnes performances de leur système éducatif par le très bon niveau des enseignants qui optent dès l’entrée à l’université, après une épreuve de sélection, pour ce métier et s’y préparent pendant cinq ans avec en fin de cursus la délivrance d’un diplôme universitaire de deuxième cycle (master). Les enseignants jouissent d’un réel prestige dans ce pays, ce qui les place en situation favorable face aux élèves. De plus, leur formation intègre largement la dimension pédagogique et psychologique, la capacité à gérer des conflits en classe et le rapport aux parents.
De son côté, M. Claude Boichot, inspecteur général de l’éducation nationale, a indiqué devant la mission : « Si nous avions le choix entre des programmes idéaux animés par des maîtres moyens et des programmes moyens animés par des maîtres idéaux, il est clair que nous opterions pour la deuxième solution ».
Malheureusement tout le monde déplore aujourd’hui en France, non seulement des carences graves dans la formation initiale et la quasi-absence de formation continue pour tous les enseignants, mais aussi et peut-être surtout, une dévalorisation du métier et un déficit d’image sociale. Est-ce que la perte d’autorité dont souffrent nombre d’enseignants ne pourrait pas en partie s’expliquer par le manque de reconnaissance de la société à leur égard ?
S’il faut apporter des remèdes à la démotivation des élèves c’est d’abord à la formation des enseignants qu’il faut s’attaquer. Toute solution passe par la formation des professeurs et rien ne se fera sans eux.
A. La situation actuelle est trÈs insatisfaisante
1. Des professeurs des écoles sous-formés en science
Les inspecteurs généraux du primaire, les chercheurs impliqués dans les actions de La main à la pâte comme les formateurs en IUFM, ont tous déploré la carence des professeurs des écoles dans les matières scientifiques et pour nombre d’entre eux, majoritairement des femmes, une sorte d’appréhension vis-à-vis de ces disciplines, remontant à leur propre scolarité.
Il en résulte, dans une proportion importante d’écoles, la quasi-disparition des sciences, matières dans lesquelles les maîtres sont très rarement inspectés et le plus souvent, sauf pour ceux qui ont fait appel à La main à la pâte, un enseignement purement livresque.
Les maîtres se sentent mal à l’aise avec la science et se considèrent mal formés ? ce qui est évidemment le cas pour les deux tiers d’entre eux qui ont passé un baccalauréat littéraire et n’ont plus fait de mathématiques ni de sciences depuis la fin de la classe de première.
La situation actuelle, datant de la réorganisation des IUFM en 2000, est totalement insatisfaisante puisqu’elle limite la formation en sciences de la nature et en technologie à quelques dizaines d’heures sur deux années.
Enseigner de façon intéressante et faire travailler les élèves pour l’apprentissage des mathématiques et des sciences demandent un grand professionnalisme. En effet, comme l’a indiqué M. Christian Orange, professeur d’université en sciences de l’éducation, si l’on se contentait il y a trente ans de faire lire des pages de manuel, il faut aujourd’hui mettre les élèves devant des expériences, susciter un échange d’idées et développer la pensée critique : c’est bien plus compliqué et cela implique une capacité à prendre en compte la pensée des élèves et les difficultés qu’ils rencontrent. C’est un travail passionnant et difficile et il y a quand même une contradiction entre une formation réduite et l’exigence de capacités professionnelles de ce niveau.
En 2002, un plan de rénovation de l’enseignement des sciences à l’école primaire, adossé à de nouveaux programmes, a été mis en place mais dans le même temps les heures de formation consacrées aux sciences dans les IUFM diminuaient encore. Les programmes ne peuvent pas changer le comportement des professeurs, souvent aux prises avec des difficultés pour l’apprentissage de la lecture, et du calcul et qui n’ont pas perçu l’apport déterminant que pourrait représenter pour la progression générale des élèves une ouverture sur le monde de la science par l’expérimentation.
Cette situation a été confirmée par M. Philippe Meirieu, directeur de l’IUFM de Lyon. Il considère qu’en mathématiques on est parvenu à stabiliser les connaissances à un niveau nécessaire mais pas suffisant. En revanche, les heures de formation aux disciplines expérimentales sont très nettement insuffisantes. L’horaire total de formation est de 400 heures, auxquelles s’ajoutent 50 heures pour les options, et le minimum obligatoire est, légitimement, de 100 heures en français et en mathématiques : ce qui reste pour l’ensemble des disciplines expérimentales est donc très faible. Avec un volume horaire de 20 heures ou 24 heures, au mieux 36 heures en sciences, puisque chaque IUFM dispose d’une marge d’appréciation, on ne peut faire qu’une toute petite initiation, qui ne permet en aucun cas de donner à la fois des connaissances et les éléments de base de l’enseignement de la biologie, de la géologie, des sciences physiques et de la chimie. De ce fait, les enseignants du premier degré n’auront que très rarement des lacunes en mathématiques mais des lacunes réelles en sciences expérimentales et en technologie. Alors que ce sont précisément les matières qui peuvent donner le goût des études scientifiques aux élèves. Il est notoire que les pratiques expérimentales sont plutôt en baisse dans les écoles ; lorsqu’elles demeurent, elles sont le fait d’enseignants marginaux et novateurs qui en ont le goût, mais elles ne sont pas systématisées.
2. Des enseignants du secondaire enfermés dans leur discipline
Comme l’a exprimé M. Michel Lagües, directeur de l’espace sciences à l’École supérieure de physique et de chimie industrielles, l’un des obstacles majeurs à l’introduction des actions de La main à la pâte au collège est l’hyperspécialisation des enseignants et le tronçonnage des enseignements scientifiques.
À aucun moment, ni dans le cadre de leurs études universitaires (elles-mêmes compartimentées en disciplines), ni au cours de la formation professionnelle à l’IUFM, ils n’ont appris à participer à un travail collectif et à une approche transversale des matières.
Cette approche segmentée aboutit à se priver de la richesse pédagogique de tous les questionnements sur la science qui pourraient passionner les élèves, telles que les conditions de l’apparition de la vie sur la terre ou la question de savoir si nos sens sont fiables. Plus généralement l’histoire des idées scientifiques est en grande partie délaissée parce que les enseignants ne sont pas familiarisés avec cette approche de la science.
Par ailleurs, aujourd’hui en France on peut être agrégé de mathématiques ou de physique sans savoir conduire une expérience.
Or le problème essentiel est la motivation des élèves. Ils n’apprennent rien si on n’arrive pas à les accrocher en partant de leurs interrogations et en développant une pédagogie de résolution de problèmes concrets, par exemple comment faire voler un objet, ce qui débouche sur des questions de physique de technologie et de biologie. Il faut laisser les élèves interroger le monde et la science (le clonage, le big bang, le trou noir...) et il faut leur répondre en faisant preuve de beaucoup d’innovations pédagogiques.
Tout cela demande encore une fois un gros travail en direction des enseignants car aujourd’hui le bon professeur est celui qui n’entend que les questions auxquelles il peut répondre c’est-à-dire celles qui sont dans le programme. Cette démarche exige une remise en cause des enseignants dans leur façon de travailler et dans leur rapport à leur propre discipline.
Selon M. Michel Lagües, les enseignants du primaire qui n’ont pas de formation scientifique sont prêts à se lancer dans de nouvelles pratiques tout en conservant leur responsabilité de dirigeant de la classe. Ce n’est pas le cas au collège, où les professeurs de sciences sont sur la défensive et développent de nombreux blocages. C’est dommage car les enfants arrivent au collège avec un grand appétit d’apprendre et ils sont vite déçus.
Le seul moyen serait de faire travailler les enseignants ensemble toutes disciplines confondues en privilégiant la méthode, l’esprit critique, la formation d’hypothèses, la confrontation des résultats sur la transmission des connaissances et la confrontation des conclusions au savoir établi. Le propre d’un chercheur c’est de se tromper mais c’est beaucoup plus difficile pour un enseignant.
De même, l’usage des technologies de l’informatique et d’Internet ne doit pas être au centre de la démarche, c’est un outil qui nécessite que les enseignants soient formés autrement et développent une autre vision de leur métier.
3. Un déficit général de formation continue
Citons un exemple à peine caricatural. Le volume de connaissances en biologie et en sciences de l’univers double tous les cinq ans : or, selon M. Jean Ulysse, membre de l’association des professeurs de biologie et de géologie, ces disciplines ont disparu des IUFM au cours de la dernière décennie. Son association organise des sessions de formation qui réunissent à chaque fois près de 750 professeurs, qui se déplacent à leur frais sans aucune prise en compte de cet effort volontaire ni même aucune assurance en cas d’accident. C’est dire l’énorme besoin de formation.
Les chiffres sont particulièrement préoccupants : 50 % des enseignants ne font jamais de formation continue et, sur le total des 800 000 journées de formation, les sciences ne représentent que 2 %. En clair, comme l’a indiqué M. Pierre Léna, cela signifie qu’il faut cinquante ans pour faire passer tout le monde une fois. C’est évidemment un défaut majeur pour des disciplines qui changent très vite.
M. Michel Fréchet, membre de l’association des professeurs de mathématiques de l’enseignement public, a renchéri en disant que son association a organisé une session de formation à Caen, à laquelle ont participé 800 professeurs, sur leur temps de vacances. La presse, sollicitée, n’a pas répondu à l’invitation, mais le journal Libération a jugé plus utile de consacrer une demipage à une conférence sur les OVNI qui se tenait dans le même temps.
Selon les enseignants réunis par la mission, les instituts de recherche sur l’enseignement des mathématiques (IREM), qui fonctionnent bien et font de la formation, seraient en danger faute de moyens financiers suffisants.
Rendre obligatoire la formation continue des enseignants, qui pourrait être organisée en partie par les associations de professeurs et les sociétés savantes, et valoriser professionnellement cette formation a fait l’objet de l’approbation unanime des enseignants entendus par la mission.
S’agissant des professeurs des écoles, le problème est tout aussi crucial. M. Christian Loarer, inspecteur général de l’enseignement primaire, fait état dans un rapport au ministre de l’éducation nationale d’octobre 2005(), du recul en sciences de l’approche interdisciplinaire et de la démarche d’investigation. Il constate également chez les maîtres un manque de rigueur. Tout se passe, est-il écrit dans le rapport, comme si les enseignants étaient déstabilisés dans leur culture professionnelle par certaines méthodes mal assimilées, notamment pour tout ce qui tourne autour des activités d’éveil. Nombre d’enseignants semblent avoir abandonné leur rôle traditionnel de porteurs de connaissances et de valeurs pour leurs élèves vis-à-vis desquels ils semblent s’accommoder d’un faible niveau d’exigences.
Il est clair que ces constats résultent de la difficulté à progresser et à s’adapter faute de formation continue et de formation didactique adaptées aux problèmes rencontrés.
Il faut mettre en place à côté des stages de formation, des actions d’accompagnement dans les écoles afin d’aider les professeurs des écoles à surmonter leurs difficultés dans l’enseignement des sciences et il faut faire circuler les bonnes pratiques. Ils n’ont pour la plupart d’entre eux pas de formation scientifique mais ils peuvent parfaitement conduire des activités scientifiques avec leurs élèves, en utilisant notamment toutes les informations qui sont à leur disposition sur Internet ou celles communiquées par le ministère.
C’est ce que M. Loarer a exprimé devant la mission en considérant que les professeurs des écoles demandent qu’on leur montre ce que signifie concrètement une démarche d’investigation et comment la conduire et ils demandent surtout de quelle façon il faut répartir au niveau des classes les programmes qui sont organisés par cycle de façon à aboutir à la fin du CM2 à un savoir structuré : fautil favoriser la répétition, classe après classe, ou étaler l’enseignement sur la durée du cycle ?
Il y a à tous les niveaux de notre système éducatif une forte demande et un impérieux besoin de formation continue des enseignants auxquels il faut répondre d’urgence.
B. Les Instituts universitaires de formation des maîtres (IUFM) doivent profondÉment Évoluer
Créés par la loi d’orientation sur l’éducation du 10 juillet 1989, les IUFM ont plusieurs missions. Ils sont tout d’abord chargés de la formation initiale de tous les enseignants du premier et du second degré, des conseillers principaux d’éducation, des instituteurs spécialisés de l’adaptation et de l’intégration scolaire (AIS) et, depuis 1993, des enseignants du second degré des établissements privés sous contrat ; ils assurent la mise en œuvre de la formation continue des enseignants ; enfin, ils contribuent à la recherche en éducation en partenariat avec les universités, l’Institut national de la recherche pédagogique (INRP), les grandes écoles et les grands établissements de recherche.
Initialement établissements publics à caractère administratif, ils doivent désormais être intégrés dans l’une des universités auxquelles ils sont rattachés depuis la loi d’orientation et de programme pour l’avenir de l’école du 23 avril 2005.
1. Un cahier des charges très attendu
La loi d’orientation du 23 avril 2005 prévoit la réorganisation du fonctionnement des IUFM. Avec la perspective du renouvellement de 150 000 enseignants entre 2007 et 2011, la rénovation en profondeur de la formation, tant dans les contenus que dans les méthodes est une occasion qu’il faut exploiter.
La loi a prévu l’élaboration d’un cahier des charges retraçant les exigences posées par l’Etat pour la formation des maîtres. Le contenu de ce cahier des charges doit être fixé par arrêté des ministres chargés de l’enseignement supérieur et de l’éducation nationale après avis de Haut Conseil de l’éducation.
Dans le cadre de l’examen, par la commission des affaires culturelles familiales et sociales, du rapport() de M. Frédéric Reiss sur l’application de la loi d’orientation, le 21 mars dernier, le ministre de l’éducation nationale, M. Gilles de Robien, a eu l’occasion d’expliquer pourquoi le décret très attendu instituant le cahier des charges n’était pas encore publié.
Le ministre a déclaré que ce document est préparé par un collège de 22 experts chargé de définir la formation que devront recevoir l’ensemble des personnels enseignants formés en IUFM, c’est-à-dire les professeurs des premier et second degrés, les professeurs-documentalistes et les conseillers principaux d’éducation. Ce document comporte aussi des indications sur les compétences qui devront être acquises à la fin de la formation initiale et sur la manière dont les établissements accueillant les professeurs-stagiaires devront s’impliquer dans la formation de ces futurs professeurs. Ce cahier des charges a été soumis aux organisations syndicales et devrait être prochainement présenté au Haut Conseil de l’éducation. Selon le ministre, le cahier des charges définitif devrait être prêt à la fin du printemps.
Les contenus disciplinaires et pédagogiques que les IUFM devront mettre en œuvre pour former les futurs enseignants auront un impact certain sur les nouvelles compétences de ces derniers. À ce titre, on peut regretter que rien ne soit prévu pour allonger la durée de formation, après le concours : elle dure environ sept mois ce qui est jugé trop court par tous les observateurs.
L’Académie des sciences a insisté sur l’impérieuse nécessité de renforcer, dans le cahier des charges, les heures de formation en sciences des futurs professeurs des écoles. Cet enseignement scientifique devrait être compris entre 60 et 80 heures pour l’ensemble de la formation. Mais pour les scientifiques, la question n’est pas seulement quantitative, la formation doit établir des liens entre la science, l’histoire des sciences, l’apprentissage du français et l’expérimentation, autrement dit atténuer sinon supprimer les barrières entre les disciplines. Elle doit aller au-delà des stricts contenus enseignés à l’école primaire, pour donner une vision plus authentique et plus globale de la science, de ses méthodes, de son histoire. Une distinction trop poussée entre les diverses disciplines scientifiques n’est pas souhaitable non plus, ce qui implique une coordination entre les différents formateurs des IUFM. Une véritable pédagogie d’investigation doit être appliquée à l’IUFM. Enfin, les membres de l’académie considèrent que les scientifiques présents dans les laboratoires universitaires et acteurs d’une science vivante doivent être bien davantage associés à cette formation.
M. Pierre Léna a exprimé la crainte, partagée par ses confrères de l’Académie des sciences, que le cahier des charges national se limite à donner de grandes orientations très vagues et qu’ensuite les universités, dont les IUFM dépendent, fassent les choses dans le désordre.
S’agissant toujours de la formation des professeurs des écoles, l’académie s’est prononcée en faveur de la généralisation de la licence pluridisciplinaire qui pourrait devenir le mode d’accès privilégié à l’entrée en IUFM. L’ensemble de la formation devrait être validé par un master professionnel d’enseignement général, diplôme universitaire qui validerait la solidité des notions acquises et préserverait la possibilité de mobilité des enseignants notamment dans l’espace européen.
Des dispositions analogues pourraient être appliquées aux titulaires du CAPES (certificat d’aptitude au professorat de l’enseignement du second degré) et du CAPET (certificat d’aptitude au professorat de l’enseignement technique).
Il faudrait identifier avec les nouveaux dispositifs LMD (licence, master, doctorat) dès l’entrée à l’université des parcours qui anticiperaient le futur métier d’enseignant. La France est un des rares pays qui ne professionnalisent pas d’entrée la filière de l’enseignement. Les contenus disciplinaires devraient également être pensés en fonction du futur métier. Cette évolution est amorcée avec l’apparition des licences pluridisciplinaires.
2. Améliorer la préparation des enseignants du secondaire
Les IUFM ont également pour mission de préparer aux concours du CAPES et du CAPET et d’assurer une année de formation professionnelle aux lauréats de ces concours ainsi qu’à ceux de l’agrégation.
L’évolution souhaitable, au collège et au lycée, d’un enseignement des sciences pluridisciplinaire et structuré autour de l’expérimentation et de l’investigation scientifique doit s’accompagner de modifications significatives de la formation des enseignants.
Pour atténuer l’actuel excès de spécialisation, il est proposé d’introduire au programme du CAPES de physique-chimie une épreuve garantissant un niveau minimum de connaissances en sciences de la vie et de la terre et inversement.
Par ailleurs, ces concours ainsi que la formation qui leur fait suite doivent garantir que le futur enseignant a une solide culture scientifique et une vision dynamique de la science et des relations interdisciplinaires.
Au cours de l’année de formation professionnelle, les enseignants stagiaires doivent apprendre à mettre en œuvre la démarche d’investigation dans la classe. Ils doivent également être formés au bon usage des technologies de l’informatique et de la communication à l’appui de l’enseignement.
Atténuer les barrières disciplinaires, favoriser la démarche expérimentale et d’investigation, veiller à la culture générale des enseignants, leur donner les bases d’un perfectionnement ultérieur doivent devenir les objectifs majeurs des IUFM.
3. Rendre plus attractif le métier d’enseignant dans le second degré
M. Philippe Meirieu a attiré l’attention de la mission sur la désaffection significative pour l’enseignement des sciences dans le second degré.
Selon lui, non seulement le nombre de candidats aux concours de recrutement baisse très fortement mais les désistements ne cessent d’augmenter parmi les étudiants inscrits en préparation au concours. Cela signifie qu’ils ont plusieurs stratégies professionnelles et que le concours de recrutement de l’Éducation nationale vient en second, sinon en dernier. Il y a donc un effritement significatif du nombre des candidats. M. Meirieu n’a pas exprimé la même inquiétude pour le premier degré, puisque des candidats titulaires de diplômes qui pourraient leur permettre d’enseigner dans les collèges et les lycées choisissent l’enseignement en primaire, tant ils redoutent une première affectation dans un collège difficile.
Les cellules d’orientation des universités indiquent que le métier d’enseignant du second degré est de moins en moins attractif, singulièrement pour les disciplines scientifiques, car elles exigent un très haut niveau de qualification et de longues études qui font espérer un niveau de vie que l’enseignement ne paraît pas pouvoir offrir.
M. Meirieu considère qu’il y a un retournement dans la perception qu’ont les étudiants de l’enseignement, à présent considéré comme un métier difficile et qui peut conduire à un déracinement, à des confrontations et à des problèmes humains difficiles.
Tout au long de ses six mois de travail, la mission a fait deux constats essentiels : les jeunes, y compris les bacheliers scientifiques se détournent des filières scientifiques universitaires et les bacheliers d’origine modeste ajoutent à cela un besoin de sécurité qui les fait s’orienter de préférence vers les filières professionnelles courtes (IUT, BTS). Quant aux jeunes filles, elles réagissent de la même façon avec un rejet exacerbé pour les sciences physiques et les mathématiques.
Il est bien évident que cette situation va conduire tout droit à l’assèchement du vivier de recrutement des enseignants en sciences et en mathématiques et à un fort risque de pénurie, qui se traduira notamment par une baisse significative du niveau.
La situation n’est pas encore catastrophique parce qu’en période de chômage les jeunes recherchent la sécurité dans la fonction publique ; cependant, en cinq ans le nombre de candidats au CAPES de physique-chimie est tombé de 9 à 3,5 pour un poste et de 7 à 4,5 en mathématiques.
Il est urgent de trouver des solutions et d’envoyer aux jeunes des messages forts.
Les formations pluridisciplinaires ont beaucoup plus de succès auprès des étudiants que les études en sciences dures. Développer les licences pluridisciplinaires, afin de conduire à un enseignement moins monolithique et plus proche des réalités sociétales, est donc une première solution qui a été précédemment formulée.
Mais la mission considère qu’il faut être plus volontariste et se rallie à une proposition formulée par l’Académie des sciences, consistant à réintroduire sous une forme aménagée les anciennes IPES (indemnités de préparation à l’enseignement secondaire).
Il s’agirait de mettre en place une politique de prérecrutement qui jouerait le rôle d’ascenseur social pour toute une population d’étudiants qui n’ose pas entreprendre des études longues. En contrepartie d’une rémunération, qui devrait être supérieure au niveau le plus élevé des bourses actuelles, accordée aux lauréats d’un préconcours qui pourrait se situer à la fin de la première année du premier cycle universitaire, les bénéficiaires s’engageraient à passer les concours d’accès à l’enseignement secondaire et en cas de succès à servir l’Etat pendant une durée minimum de cinq ans.
Enfin, un système préférentiel de bourses attribuées aux étudiants qui s’engagent dans un premier cycle universitaire scientifique devrait être envisagé afin d’attirer les étudiants de condition modeste effrayés par des études longues et aléatoires.
*
* *
En conclusion, il faut insister sur trois points qui contribuent particulièrement à disqualifier les études scientifiques dans notre pays.
Tout d’abord les mathématiques et les sciences exactes jouent un rôle d’outil de sélection dans notre système éducatif. Ce champ de connaissances est investi d’une charge émotionnelle importante et regardé, particulièrement par les filles, comme un enseignement d’élite inaccessible si l’on est simplement moyen. Soit on fait des sciences à un niveau très élevé, soit on n’en fait pas et ce dernier choix est fait par un nombre grandissant d’élèves. Cette situation est corroborée par les résultats obtenus dans les évaluations internationales. Le niveau en mathématiques de l’ensemble des élèves du secondaire français n’est pas supérieur à celui des étudiants des pays comparables. En revanche, un petit noyau d’élèves a des résultats très supérieurs à la moyenne.
En second lieu, les filières scientifiques universitaires pêchent par leur manque absolu de lisibilité. Elles ne peuvent être associées à aucun devenir professionnel perceptible et motivant alors que, de surcroît, elles sont perçues comme arides et sans lien avec les interrogations sur le monde. Dans un univers instable et insécurisant, il faut être particulièrement courageux, voire héroïque, pour s’aventurer dans ce labyrinthe.
Enfin, il faut anticiper la pénurie probable d’ici quelques années de candidats aux concours de recrutement d’enseignants du secondaire dans les disciplines scientifiques, cette pénurie découlant directement de la désaffection des jeunes pour les études universitaires en mathématiques et en sciences de la nature. C’est pourquoi la mission considère qu’il faut envoyer un message fort aux bacheliers et aux étudiants, sous forme d’un prérecrutement, de nature à transformer l’image des études universitaires scientifiques longues.
annexe ii
SynthÈse des propositions
À l’École
Redonner toute sa place à l’enseignement des sciences en formant et en accompagnant les maîtres.
Généraliser les méthodes d’apprentissage par l’expérimentation et l’investigation en liaison avec des scientifiques.
Développer le calcul mental et l’apprentissage des techniques opératoires des quatre opérations dès le cours préparatoire.
Lutter contre la présentation sexuée des activités.
au collÈge
Rompre avec le cloisonnement des disciplines scientifiques en les faisant converger selon une approche pluridisciplinaire autour de thèmes communs.
Rendre obligatoire les activités d’investigation, d’observation et d’expérimentation dans une approche interdisciplinaire.
Passer progressivement de la science (en classe de sixième et de cinquième) aux sciences plus diversifiées, en privilégiant la mise en histoire des sciences.
Encourager et former les enseignants à pratiquer la bivalence en prenant en charge deux matières scientifiques voisines et en faisant travailler les élèves sur des thèmes de convergences.
Développer les laboratoires de mathématiques, en s’appuyant sur les expériences en cours.
Permettre aux principaux de collèges de mettre en place à titre expérimental, dans le cadre de leur projet d’établissement des enseignements pluridisciplinaires sur des thèmes scientifiques transversaux définis en commun par les enseignants.
Organiser des concours inter-établissements sur des thèmes scientifiques avec l’exposition des résultats des meilleurs travaux.
Mettre en valeur la dimension culturelle du savoir scientifique.
Intégrer les technologies à tous les enseignements scientifiques.
Aider les filles à mieux valoriser leurs capacités et à lutter contre l’auto-censure vis-à-vis des mathématiques et des sciences.
Au lycÉé
Développer l’enseignement des mathématiques comme science vivante en interaction avec les autres sciences et se construisant sur des problématiques très variées.
Développer les laboratoires de mathématiques en s’appuyant sur les expériences en cours.
Créer et généraliser une option science en classe de seconde.
Recréer une véritable filière scientifique en première et terminale en allégeant les programmes dans les matières non scientifiques.
Introduire des épreuves d’évaluation des capacités expérimentales en mathématiques, en sciences et vie de la terre et en physique-chimie au baccalauréat scientifique.
Consacrer un temps suffisant aux activités de recherche et d’investigation qui favorisent le développement des capacités de raisonnement et de construction des savoirs.
Réintroduire l’épreuve de mathématiques au baccalauréat en terminale littéraire, au besoin en réduisant le volume horaire dans d’autres matières.
Introduire une meilleure articulation entre les programmes et les méthodes de travail de l’enseignement secondaire et de l’enseignement supérieur.
Encourager et développer les activités scientifiques dans et hors l’école, sur des thèmes transversaux encadrés par des chercheurs ou des ingénieurs.
Favoriser le développement des clubs scientifiques et l’organisation de compétitions nationales et internationales sur le modèle des Olympiades de physique et de Maths sans frontières.
À l’IUFM
Introduire dans les épreuves d’admissibilité du concours de recrutement des professeurs des écoles une épreuve obligatoire de sciences de la nature et de technologie.
Assurer un niveau de connaissances scientifiques et de culture scientifique suffisant aux professeurs des écoles avec un minimum de 100 heures de formation au cours des deux années d’Institut universitaire de formation des maîtres (IUFM).
Former les enseignants scientifiques du secondaire au travail en équipe et à l’approche pluridisciplinaire des sciences.
Introduire dans les concours de recrutement du certificat d’aptitude au professorat de l’enseignement de second degré (CAPES) et de l’agrégation de mathématiques et de sciences de la nature des épreuves obligatoires permettant de mesurer la réalité d’une culture scientifique, historique et technologique.
Introduire dans les concours du CAPES de mathématiques, de physique-chimie et des sciences de la vie et de la terre des éléments de connaissances solides dans une autre discipline scientifique, ces connaissances faisant l’objet d’une épreuve d’admissibilité affectée d’un coefficient.
Introduire au cours de l’année de formation professionnelle des enseignants stagiaires titulaires d’un CAPES ou d’une agrégation scientifiques un stage obligatoire dans un laboratoire de recherche.
Renforcer au cours de la formation l’apport de la didactique des mathématiques et des sciences et consacrer un nombre d’heures suffisant aux questions de pédagogie et à la causalité des comportements d’apprentissage, notamment des comportements féminins.
Rendre obligatoire la formation continue des enseignants du primaire et du secondaire, cette formation étant prise en compte dans l’évolution des carrières.
À l’universitÉ
Généraliser les licences pluridisciplinaires.
Accorder, dès la fin de la première année de licence (L1), des bourses au mérite sans condition de ressources, pour les étudiants qui entreprennent des études universitaires scientifiques.
Mettre en place une politique de prérecrutement des futurs enseignants du secondaire, assorti d’une indemnité de préparation à l’enseignement secondaire.
Développer par tous les moyens les contacts et les actions communes entre les enseignants-chercheurs et les enseignants du secondaire afin de rapprocher les méthodes de travail au lycée et à l’université.

() « Europe needs more scientists »
() Cf. le journal du CNRS n°194 mars 2006 .
() Cf. l’article de Jim Gaskell « De l’égalité des sexes » dans le n° 14 de juin 1997 de la revue internationale d’éducation.
() Bilan de la progression des Québécoises en sciences et en technologies de 1993 à 2003
() Cf. notamment « Femmes et maths, sciences et technos » Presses de l’université du Québec
() cette figure est reproduite en annexe du rapport dans le compte rendu de l’audition de M. Pascal Huguet
() voir notamment le rapport du Conseil d’analyse économique (CAE) « Politique économique et croissance en Europe » mars 2006
() Désaffection des étudiants pour les études scientifiques, mars 2002
() voir l’enquête SOFRES politique « Les attitudes des Français à l’égard de la science », janvier 2001
() « Les jeunes et les études scientifiques »
() Motivation,orientation, et réussite scolaire : quelle éducation pour les filles ?
() Avis n° 16 - mai 2005
() rapport n° 392 de Mme Marie-Christine Blandin et M. Ivan Renar : « La diffusion de la culture scientifique »
() L’enfant et la science, l’aventure de La main à la pâte, octobre 2005, publié chez Odile Jacob
() rapport sur l’opération "la main à la pâte" et l’enseignement des sciences à l’école primaire
() En 205 avant JC, le mathématicien grec Ératosthène observa que les ombres ne sont pas les mêmes suivant l'endroit où l'on se trouve et utilisa ces différentes positions pour calculer la circonférence de la terre.
() « Mathématiques, sciences expérimentales et d’observation à l’école primaire »
() Association cherchant à promouvoir l'activité mathématique chez des jeunes, sous toutes ses formes : ateliers, compétitions, clubs. On trouvera en annexe du présent rapport une présentation détaillée de l’action de l’association ANIMATH.
() Avis de l’académie des sciences sur l’enseignement scientifique et technique dans la scolarité obligatoire : école et collège
() créé par la circulaire n° 2000-206 du 16 novembre 2000
() Avis sus visé de l’académie des sciences et avis de l’Académie des technologies sur le même sujet le 8 septembre 2004.
() Au Québec, les études supérieures se déroulent en deux phases à la fin du cycle secondaire (l'équivalent de la classe de 1ère en France), les élèves entrent en collège d'enseignement général et professionnel (CEGEP) pour une formation pré-universitaire.
() La constante macabre ou comment a-t-on découragé des générations d’élèves, Éditions Math’Adore, septembre 2003
() biologie de laboratoire et paramédicale, initiation aux sciences de l’ingénieur, mesures physiques et informatique, physique et chimie de laboratoire.
() Rapport n° 2005-112 « Sciences expérimentales et technologie, histoire et géographie, leur enseignement au cycle III de l’école primaire ».
() Rapport n°2975 sur la mise en application de la loi du 23 avril d’orientation et de programme pour l’avenir de l’école

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