Education à la méthode scientifique : l’étayage direct plus efficace

Wu, H. L., Weng, H. L., & She, H. C. (2016). Effects of scaffolds and scientific reasoning ability on web-based scientific inquiry. International Journal of Contemporary Educational Research, 3(1), 12-24. (télécharger)

Note de Lecture de Nicolas Gauvrit

La démarche scientifique est au cœur de ce qu’on regroupe généralement sous le terme d’esprit critique. Les classes de sciences forment donc un terrain tout à fait naturel pour aider à développer l’esprit critique des élèves.

Dans un article tout frais (télécharger), Hui-Ling Wu, Hsiao-Lan Weng et Hsiao-Ching She ont étudié comment certaines variables peuvent influencer l’acquisition des capacités à mettre en œuvre une démarche scientifique. L’article est paru dans une revue en ligne récente qui n’apparaît pas dans les listes de revues “prédatrices” et ne demande pas de frais de publication. La méthodologie utilisée par les auteurs paraît adaptée.

Quelques facteurs importants pour comprendre l’article et ses résultats sont les suivantes :

L’étayage. Dans la théorie de Vygotsky, les élèves sont capables de progresser parce qu’il existe un ensemble de compétences qu’ils ne savent pas mettre en œuvre seuls, mais qu’ils peuvent néanmoins comprendre. Cette zone de progression possible (ZPD pour Zone Proximale de Développement) n’est pas découverte par l’élève spontanément : il a besoin d’être guidé. Ce guidage est ce qu’on appelle l’étayage. Dans l’étude présente, les auteurs comparent un étayage direct, qui consiste à donner des indications claires et explicites à l’élève sur ce qu’il doit faire et un étayage indirect, qui ne fait que fournir des indices.

Les connaissances. Dans le cas qui nous occupe, les connaissances en biologie sont considérées. Le niveau initial de connaissance des élèves joue probablement un rôle dans leur capacité à adopter une démarche scientifique, et c’est une des variables considérées par les auteurs, donc on verra qu’elle est effectivement prépondérante.

Le raisonnement scientifique. Les capacités de raisonnement abstrait sur du matériel scientifique sont mesurées par le test de raisonnement scientifique de Lawson, qui consiste en une série de questions à choix multiples sur du matériel scientifique varié.

Les capacités de démarche scientifique. Elles sont mesurées en 4 points : savoir poser une question, savoir identifier des variables pertinentes, faire une hypothèse, tirer des conclusions. Comme tout cela est fait dans le cadre de la science, on comprend facilement que la partie “tirer des conclusions” est probablement fortement liée au raisonnement scientifique, et qu’il pourrait y avoir contamination entre les deux dernières variables.

L’étude proprement dite est réalisée sur un échantillon de collégiens (équivalent de 5ème en France, soit 12 ans environ), répartis en 4 groupes en fonction de leur niveau de raisonnement scientifique et du type d’étayage (direct ou indirect, randomisé). Les élèves suivent un cours en ligne sur plusieurs sujets scientifiques, dont la transpiration chez les plantes. Ils sont testés avant l’intervention, juste après l’intervention, et à nouveau 3 mois plus tard. Les analyses statistiques utilisées semblent correctes, même s’il y sans doute trop de tests.

Résultats de l’étude :

  • Les connaissances ont un effet très important, que l’on contrôle dans la suite. Autrement dit : les deux points qui suivent s’entendent “à niveau de connaissances égal”.
  • La capacité de raisonnement scientifique est alors le meilleur prédicteur de réussite au test de démarche scientifique.
  • L’étayage direct est plus efficace que l’indirect, surtout pour le groupe des bons en raisonnement. Nénamoins, l’effet de cette variable est faible.