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1- Historique de la discipline

Cette discipline s'est constituée progressivement au cours des deux siècles passés

(Voir : Nicole Hulin, L'enseignement secondaire scientifique en France d'un siècle à l'autre (1802-1980).

A cours du dix-neuvième siècle, l'enseignement de la physique encore lié à celui des mathématiques, en a été détaché progressivement pour être rapproché de celui de la chimie, la physique affirmant ainsi son caractère expérimental et ses modes de raisonnement propres.

Ce rapprochement entre la physique et la chimie est d'ailleurs une spécificité française.

En 1854, le chimiste Jean Baptiste Dumas écrit " La physique est une science expérimentale… et non point une science mathématique qui se soumettrait au contrôle de l'expérience".

Il faut noter que l'enseignement secondaire qui, à partir de 1852 offre deux sections d'études secondaires (lettres et sciences), est accessible à moins de 5% des jeunes d'une classe d'âge.

Les expériences appelées "exercices pratiques" ne datent que de 1902 et représentent une alors heure par semaine. En ce début de vingtième siècle, on recommande le recours systématique à l'expérience, la méthode inductive, critiquée aujourd’hui.

Il faut dire qu'il régnait à cette époque chez les scientifiques un état d'esprit positiviste marqué par le culte du fait. En 1903 l'inspecteur général Jules Joubert invite à adopter "la vraie méthode expérimentale, la méthode inductive". L'académicien Louis Liard écrit en 1904 que les sciences physiques apportent : "la notion de la vérité positive c'est-à-dire du fait expérimentalement constaté".

Cependant la conférence de Paul Langevin en 1904 offre un tout autre point de vue sur "L'esprit de l'enseignement scientifique" : " Ce travail continuel de construction intérieure à l'esprit, à partir d'hypothèses … dont la physique mathématique aide à suivre le développement et dont l'expérimentateur doit confronter les résultats avec les faits".

Le débat entre démarche inductive et démarche hypothético-déductive est donc déjà présent.

Dans les années 1970, la commission Lagarrigue affirme la nécessité de respecter autant que possible les caractéristiques épistémologiques des disciplines concernant la dialectique entre activité expérimentale et activité théorique.

Elle met en avant le caractère expérimental de l'enseignement scientifique avec cependant une ambiguïté due au fait que la physique microscopique (structure de la matière) occupe une place très importante dans les programmes de l'enseignement secondaire.

2- Aujourd'hui

L'investigation comme méthode d'enseignement

La démarche d’investigation s’appuie sur le questionnement des élèves sur le monde réel.

Chaque fois que cela est possible, observation, expérimentation ou action directe doivent être privilégiées. Les élèves doivent formaliser leurs propres observations, leurs idées, leurs solutions, que ce soit oralement, par écrit ou sous forme de schémas.

A l'école primaire

L'enseignement rénové en 2000 dans le cadre du PRESTE (Plan de rénovation pour l'enseignement des sciences et de la technologie) est inspiré de la démarche de "La main à la pâte", lancée en 1996, à l'initiative de Georges Charpak, prix Nobel de physique 1992, Pierre Léna, Yves Quéré et l'Académie des sciences.

Cette démarche  favorise un enseignement fondé sur une démarche d'investigation expérimentale et le carnet d'expériences et d'observations.

À l'école élémentaire, les apprentissages en sciences et technologie assurent une indispensable ouverture sur le monde et participent à la construction d'une culture commune. Les élèves apprennent à être responsables face à l'environnement, au monde vivant, à la santé.

« Les sciences expérimentales et les technologies ont pour objectif de comprendre et de décrire le monde réel, celui de la nature et celui construit par l'Homme, d'agir sur lui, et de maîtriser les changements induits par l'activité humaine. »
« (...) les connaissances et les compétences sont acquises dans le cadre d'une démarche d'investigation qui développe la curiosité, la créativité, l'esprit critique et l'intérêt pour le progrès scientifique et technique. » (Programmes d'enseignement de l'école primaire, 2008)

Au collège

Dans la continuité de l’école primaire, les programmes du collège privilégient pour les disciplines scientifiques et la technologie une démarche d’investigation. Cette démarche n’est pas unique. Elle n’est pas non plus exclusive et tous les objets d’étude ne se prêtent pas également à sa mise en oeuvre. Une présentation par l’enseignant est parfois nécessaire, mais elle ne doit pas, en général, constituer l’essentiel d’une séance dans le cadre d’une démarche qui privilégie la construction du savoir par l’élève.

Actuellement, plus de cinquante collèges, en France et à  l'étranger, ont expérimenté un enseignement intégré de science et technologie original qui met en synergie les professeurs de SVT (sciences de la vie et de la Terre), technologie et physique chimie.
Ouverte sur le monde, encouragée par l'Académie des sciences, l'Académie des technologies et le ministère de l'éducation nationale, cette démarche s'inscrit comme un prolongement bénéfique au processus mis en place par La main à la pâte il y a plus de dix ans.

Les programmes comportent des thèmes de convergence communs à plusieurs disciplines qui n’introduisent pas de nouvelles compétences exigibles et ne font pas l’objet d’un enseignement spécifique, ils permettent par contre un enseignement transversal dans des situations plus complexes.

L’enseignement de la physique chimie au collège a pour objectifs :

- de contribuer à l'acquisition d'une culture scientifique et technologique pour construire une première représentation globale, cohérente et rationnelle du monde, en mettant l'accent sur l'universalité des lois qui le structurent ;
- de participer à l'acquisition du socle commun en terme de connaissances spécifiques à la discipline et de capacités à les mettre en oeuvre dans des situations variées, en développant des attitudes formatrices et responsables ;
- d'apporter sa contribution à chacune des sept compétences du socle commun. Chaque compétence du socle requiert en effet la contribution de plusieurs disciplines et réciproquement, une discipline contribue à l’acquisition de plusieurs compétences ;
- de renforcer, à travers les programmes, la corrélation avec les autres disciplines scientifiques, en montrant à la fois les spécificités et les apports de la physique chimie, et de contribuer aux thèmes de convergence ;
- d'être ancré sur l'environnement quotidien et ouvert sur les techniques pour être motivant et susciter la curiosité et l'appétence des élèves pour les sciences, conditions nécessaires à l'émergence des vocations scientifiques (techniciens, ingénieurs, chercheurs, enseignants, médecins...).

Au lycée

Au lycée, qui vient d’être rénové, la démarche d'investigation a aussi sa place mais il faut tenir compte de l'âge des élèves. L'orientation ceux qui souhaitent se préparer à des études scientifiques se fait progressivement au cours du cursus en lycée. La modélisation, la résolution de problèmes prennent une place croissante.

L'ambition culturelle pour tout, le souhait de développer des compétences expérimentales et aussi des compétences transversales sont nettement affirmés dans les programmes.

L'approche des situations complexes, la pluridisciplinarité sont aussi mises en avant.

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