La démarche d’investigation, c’est quoi ?

La démarche d’investigation fait référence aux “diverses manières par lesquelles les scientifiques apprennent à connaître le monde naturel et proposent des explications basées sur les preuves issus de leur travaux”. Elle repose sur trois étapes principales : la formulation d'une problématique, la formulation d’hypothèses et l’investigation, et enfin, la structuration des connaissances. Ce processus engage activement les élèves dans la résolution de problématiques en lien avec des phénomènes observables autour d'eux. En formulant des hypothèses, les élèves sont amenés à réfléchir, expérimenter, rechercher des réponses fondées sur des faits scientifiques.

Quelles étapes pour implémenter la démarche d’investigation dans la salle de classe ?

ÉTAPE 1 : FORMULATION D’UNE PROBLÉMATIQUE

L’objectif de cette étape est de donner aux élèves l’occasion de se poser des questions sur différents phénomènes qu’ils observent autour d’eux. Les processus de questionnement, de comparaison et de mise en évidence des divergences de point de vue vont non seulement capter l’attention des élèves et susciter leur participation, mais aussi leur présenter un problème qu’ils seront amenés à résoudre. Le rôle de l’enseignant durant cette étape est d’orienter les échanges, afin que les élèves comprennent la problématique et qu’ils débattent autour de pistes pour la résoudre. L’enseignant posera alors des questions ou­­vertes pour aider les élèves à développer leurs compétences scientifiques et leur esprit critique.

ÉTAPE 2 : FORMULATION D’HYPOTHÈSES ET INVESTIGATION

Sur la base de leur expérience et/ou de leurs connaissances, les élèves sont invités à fournir des explications qu’ils estiment plausibles et énoncent ainsi leurs propres théories. Pour accepter ou rejeter les différentes hypothèses, ils ont la possibilité de mener des expériences et/ou de réaliser une recherche documentaire. La phase d’investigation est motivée par la nécessité de juger de la crédibilité d’une théorie. 

Les élèves peuvent formuler des idées ou des théories (ce qu’ils pensent savoir, comprendre et expliquer sur un phénomène donné). À cette étape, ils travaillent seuls ou en groupe pour chercher des solutions au problème posé. Cela implique de mettre à l’épreuve les hypothèses choisies. S’il n’est pas possible de mener des expériences, d’effectuer une modélisation ou de faire des observations directes, la recherche documentaire ou un entretien avec un expert leur permettra de valider ou de réfuter leurs hypothèses. 

Les élèves devront parfois faire un va-et-vient entre les étapes de questionnement et de recherche avant de trouver une solution et d’asseoir de nouvelles connaissances. Les discussions en classe entière ou en groupes jouent un rôle déterminant pour structurer leurs connaissances. Durant les discussions, le rôle de l’enseignant est de faciliter le dialogue entre les élèves.

ÉTAPE 3 : STRUCTURATION DES CONNAISSANCES

Il est important que les élèves effectuent une synthèse des principaux résultats. Nous conseillons aux enseignants de laisser les élèves tirer leurs propres conclusions sur la base du travail effectué en classe. La conclusion collective de la classe, qui ressort après avoir discuté des différentes interprétations, devra idéalement être consensuelle. Si nécessaire, l’enseignant peut jouer le rôle de facilitateur pour y parvenir. L’une des étapes cruciales de la démarche d’investigation, bien trop souvent omise, est de comparer les connaissances acquises en classe, c’est-à-dire les conclusions collectives, avec les connaissances établies. Ce travail peut se faire en autonomie (confrontation des conclusions de l’élève avec un corpus scientifique stabilisé).

Source : Académie de Rennes 

Les étapes possibles d’une démarche d’investigation explicite. Le but de l’enseignement explicite reste celui de mettre les élèves en condition d’apprendre et de pratiquer en autonomie, y compris des tâches ambitieuses et difficiles (utiliser des modèles scientifiques par exemple). L’enseignement explicite doit donc être pensé comme une condition nécessaire permettant de réussir des tâches d’investigation qui viendront au moment opportun, c’est-à-dire quand les élèves auront acquis une certaine expertise du domaine. 

L’expérimentation scientifique n’est qu’une des modalités de cette démarche (on peut donc parfaitement la mener au centre de documentation ou en cours de français !).