Les sciences citoyennes à l'école : quelles utilisations par et pour les chercheurs, par et pour les enseignants, par et pour les élèves ? - Robin ...
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Les sciences
citoyennes à l'école :
©MNHN quelles utilisations par
et pour les chercheurs,
par et pour les
enseignants, par et
pour les élèves ?
Robin BOSDEVEIX
robin.bosdeveix@igesr.gouv.fr
2 De l’implication d’amateurs éclairés à celles d’élèves ¡ Science citoyenne : « travail scientifique pris en charge par des membres du grand public, souvent en collaboration avec ou sous la direction de scientifiques professionnels et d’institutions scientifiques » (Oxford English Dictionary, 2014) ¡ Différents degrés : contribution, collaboration, co-création (Bonney et al., 2009) ¡ Distinction entre science citoyenne et science participative variable selon les auteurs (cf. Houllier & Merilhou-Goudard, 2016 ; Bœuf, Allain, Bouvier, 2012). ¡ Genèse des sciences citoyennes : quelques jalons ¡ Années 1960 : « Bird House Network » du Cornell Lab of Ornithology (USA) ¡ Années 1990 : suivi temporel des oiseaux communs (STOC - MNHN) ¡ Années 2000 : Vigie-Nature (MNHN) ¡ 2012 : Vigie-Nature École
Une grande diversité de 3
programme de sciences
citoyennes sur la biodiversité
https://www.open-sciences-participatives.org
4 Sciences citoyennes et Éducation nationale ¡ Partenariat entre des institutions scientifiques, des associations naturalistes et l’Éducation nationale à différentes échelles : ¡ Nationale ¡ Académique, notamment via le réseau des CAST (Correspondant Académique Sciences et Technologies) et via la politique académique d’éducation au développement durable ¡ Locale : établissement (où tout se joue !)
5 Sciences citoyennes et Éducation nationale ¡ Une place explicite dans les nouveaux programmes scolaires ¡ Un exemple au lycée : « Biodiversité, résultat et étape de l’évolution » (SVT, seconde) - Au cours de sorties de terrain, identifier, quantifier et comparer la biodiversité interindividuelle, spécifique et écosystémique. - Mettre en œuvre des protocoles d’échantillonnage statistique permettant des descriptions rigoureuses concernant la biodiversité. - Suivre une campagne d’études de la biodiversité (expéditions, sciences participatives, etc.) et/ou y participer.
Une participation scolaire en 6
augmentation : un exemple
2019/2020
https://www.vigienature-ecole.fr/newsletter_38
Les sciences citoyennes en 7
contexte scolaire :
à l’interface entre recherche et
enseignement
Réel de Savoirs
terrain scientifiques
Sciences
citoyennes
Professeurs Élèves
Les sciences citoyennes en 8
contexte scolaire
Réel de Savoirs Chercheurs
terrain scientifiques en écologie
Chercheurs
en didactique
des sciences Sciences
citoyennes
Professeurs Élèves
9
Plan de la présentation
1. Sciences citoyennes 2. Sciences citoyennes
et apprentissages et enseignement
(volet élèves) (volet professeurs)
©MNHN
©MNHN
ØÉclairage de la recherche en didactique des sciences sur ces deux volets
1. Sciences citoyennes 10
et apprentissages
Transformer le rapport à la nature
et à la biodiversité des élèves
Développer des compétences
scientifiques et une meilleure
représentation de la nature de la science
Agir de façon éclairée
en faveur de la biodiversitéTransformer le rapport à la 11
nature et à la biodiversité
¡ Constat d’une « extinction de l’expérience de nature »
45
Temps par semaine (en min)
40
35
1997
30
25
Baisse du temps
d’un facteur 2 en 6 ans
20
15
2003
10
5
0
Étude américaine sur la durée hebdomadaire des activités à l’extérieur
par des enfants de 9 à 12 ans (jardinage, randonnée, camping…)
Hofferth (2009)
Conférence AFPSVT 21 juin 2017 : N. Machon & S. Turpin (MNHN)Transformer le rapport à la 12
nature et à la biodiversité
fait de randonnée
Pourcentage d’enfants
en montagne
grimpé aux
arbres
capturé des
n’ayant jamais…
pêché insectes Observé les
oiseaux
Étude japonaise sur les activités jamais réalisées par
des enfants (National Institution for Youth Education)
Soga & Gaston (2016)
Recommandation internationale (convention sur la diversité biologique) :
encourager les connexions et expériences directes avec la biodiversitéDes capacités d’identification 13
de la (bio)diversité
inégalement mobilisées
¡ N= 109 élèves de 4 à 11 ans (UK)
¡ Reconnaissance de 10 cartes tirées aléatoirement parmi un
échantillon de :
¡ 100 espèces biologiques (animales et végétales) très communes
¡ 100 espèces de Pokémon
Reconnaissance
par des enfants de 8 à 11 ans
100
78
80
60 53
%
40
Balmford, A., Clegg, L., Coulson, T., &
20 Taylor, J. (2002). Why conservationists
should heed Pokémon. Science,
0 295(5564), 2367-2367.
Espèces Pokémon
biologiquesLes sciences citoyennes pour
14
accroître les connaissances
des élèves sur la biodiversité
ordinaire
¡ Développer les connaissances d’espèces biologiques
(identification, écologie, comportement…)
¡ Changer la représentation des élèves concernant la biodiversité
¡ D’une liste (catalogue) à une représentation fonctionnelle en réseau et
dynamique (Lhoste & Gobert, 2013) : Spipoll ; Tree Bodyguards /
Gardiens des chênes (INRAE, B. Castagneyrol)
https://sites.google.com/view/oakbodyguards/home/françaisLes sciences citoyennes
15
pour développer les
attitudes des élèves sur la
biodiversité
¡ Attitude : « un état d'esprit (sensation, perception, idée,
conviction, sentiment, etc.), disposition intérieure acquise d'une
personne à l'égard d'elle-même ou de tout élément de son
environnement (personne, chose, situation, événement,
idéologie, mode d'expression, etc.) qui incite à une manière
d'être ou d'agir favorable ou défavorable. » (Legendre, 2013)
¡ 3 composantes : cognitive, affective et comportementale
¡ Importance de la dimension affective / émotionnelle dans les
apprentissages
¡ Des résultats montrant l’impact de la participation à des
programmes de sciences citoyennes (e.g. Aivelo & Huovelin,
2020) en Finlande sur les rats en villeDévelopper des 16
compétences scientifiques
par les sciences citoyennes
¡ Pratiquer des démarches scientifiques, notamment :
¡ Formuler et résoudre une question ou un problème scientifique.
¡ Concevoir et mettre en œuvre des stratégies de résolution.
¡ Observer, questionner, formuler une hypothèse, en déduire ses conséquences testables ou
vérifiables, expérimenter, raisonner avec rigueur, modéliser. Justifier et expliquer une
théorie, un raisonnement, une démonstration.
¡ Utiliser des outils numériques, notamment :
¡ Utiliser des logiciels d’acquisition, de simulation et de traitement de données.
¡ Adopter un comportement éthique et responsable, notamment :
¡ Comprendre les responsabilités individuelle et collective en matière de préservation des
ressources de la planète (biodiversité, ressources minérales et ressources énergétiques) et
de santé.
¡ Distinguer ce qui relève d’une croyance ou d’une opinion et ce qui constitue un savoir
scientifique.Développer une meilleure
17
représentation de la nature
de la science par les
sciences citoyennes
¡ Mieux comprendre la façon dont sont élaborés les savoirs
scientifiques en écologie, en participant à des recherches
scientifiques (dimension collective de la pratique scientifique,
rigueur du protocole, relation entre données et savoirs…)
¡ Courant de recherche en didactique : « Nature of Science » (Nos) liées
aux connaissances épistémologiques
¡ Importance de la prise de conscience par les élèves que les
données récoltées contribuent à des publications scientifiques
(sinon risque d’instrumentalisation des élèves)
¡ Rôle de ressources intermédiaires produites par les chercheurs à
destination d’un public scolaire / du grand public : newsletters …
¡ Échanges entre scolaires et chercheursDeux exemples de liens 18
directs entre élèves et
chercheurs
Congrès des élèves chercheurs 2013 Plastique à la loupe
(200 élèves de Seine-Saint-Denis) (Fondation Tara Océans)
Vigie-Nature École
©MNHN ©TaraOcéan
http://www.vigienature.fr/fr/actualites/limace-possede- https://oceans.taraexpeditions.org/m/education/les-
telle-coquille-3102 actualites/plastique-a-la-loupe-science-participative/19 Agir de façon éclairée en faveur de la biodiversité ¡ Connaître et agir pour la biodiversité y compris au sein de l’établissement : jardin potager, mare pédagogique, plantation, aménagements variés (nichoirs, hôtels à insectes…), changement de gestion des espaces verts (parcelles non tondues…) ¡ Étudier les impacts de ces actions grâce aux protocoles de sciences participatives : quels effets des aménagements sur la biodiversité ? ¡ Rôle des écodélégués (généralisation en 2020/21 dans le cadre de l’Agenda 2030, cf. site Éduscol EDD)
Un exemple d’action : 20
Lycée Chatelet à Saint-Pol-
sur-Ternoise (Pas-de-Calais)
Plantation de 320 arbres et arbustes + 18 mangeoires et nichoirs à oiseaux
Bilan : en 3 ans, augmentation de 23 % le nombre d’espèces d’oiseaux, de
107 % de nombre d’oiseaux comptés, de 50 % le nombre d’espèces de
plantes dans certaines zones et de 14 % le nombre de vers de terre
https://www.vigienature-ecole.fr/newsletter_282. Sciences citoyennes 21
et enseignement (volet
professeurs)
Une démarche complémentaire d’autres
activités de terrain plus « habituelles »
Des dispositifs présentant de nombreuses
potentialités didactiques dans des cadres
variés
Une nécessaire formation
des enseignantsUne démarche
22
complémentaire d’autres
activités de terrain plus
« habituelles »
¡ Sciences citoyennes concernant la biodiversité : autre façon de
conduire des activités de terrain, instrumentée par un protocole
scientifique rigoureux
¡ S’inscrit dans le thème de recherche en didactique des sciences
« Outdoor Teaching and Learning »
¡ Méta-analyse de Ayotte-Beaudet, J.-P., Potvin, P., Lapierre, H. G.,
& Glackin (2017) sur les effets de l’enseignement des sciences sur
le terrain chez des élèves de primaire et de secondaire (analyse
de 18 articles entre 2000 et 2015)
¡ « learning science outdoors appears to show a greater impact than
indoor learning for a particular kind of knowledge »Importance des activités de 23
terrain : observation, émotions,
sensations…
Importance de la durée, de la ré-itération de la maternelle au lycée
©PEP
Classe de découverte Réalisation d’un herbierDes dispositifs présentant de
24
nombreuses potentialités
didactiques dans des cadres
variés
¡ Enseignements disciplinaires dans le cadre de programmes rénovés à
l’école primaire et au collège (changement climatique, Biodiversité et
développement durable) en 2019 (cf. site Éduscol)
¡ Les sciences participatives citées dans les programmes, y compris en
CPGE (programme BCPST, 2021)
¡ Éducation au développement durable : des projets transdisciplinaires
¡ De nouvelles perspectives en lycée général pour les sciences
citoyennes
¡ Enseignement scientifique avec un projet expérimental et numérique
(environ 12h)
¡ Grand oral du baccalauréat (coeff. 10) en lien avec la (ou les deux)
spécialités de terminaleDes pratiques enseignantes 25
variées autour des sciences
citoyennes
¡ Recherche en didactique des sciences conduite par le LDAR et
le CESCO (groupe piloté par Corinne Fortin)
¡ Étude des pratiques enseignantes déclarées concernant VNE
Bosdeveix, R., Crépin-Obert, P., Fortin, C., Leininger-Frézal, C., Regad, L., & Turpin, S. (2018). Étude des pratiques
enseignantes déclarées concernant le programme de sciences citoyennes Vigie-Nature École. RDST.Intentions - objectifs
26
Enseigner la biodiversité par le terrain de façon
concrèteIntentions - objectifs
27
Contribuer à la recherche28 Mais 50 % seulement envoient les données au MNHN ¡ Raisons du non envoi des données au MNHN ¡ Manque de temps ou oubli (21 personnes sur 47 n’ayant pas transmis les données) ¡ Manque de confiance dans les résultats obtenus (14 personnes) ¡ Difficultés informatiques (11 personnes) ¡ Absence ou trop faible nombre d’individus observés lors de la mise en œuvre du protocole (5 personnes) Ø Une forme de détournement d’usage (volontaire ou non) Ø Science participative => activité pédagogique sans lien avec la recherche scientifique
Intentions - objectifs
29
Enseigner les sciences dans ses différents enjeuxIntentions - objectifs
30
Mobiliser plusieurs disciplines et enseigner par
projet : différence entre premier et second degrés31 Plusieurs profils de mise en œuvre de Vigie-Nature École
32
Principaux profils de mise en
œuvre
Rôle de VNE dans la séquence
En début de séquence pour problématiser et motiver ou pour motiver seulement 50%
En cours de séquence pour apporter des éléments de réponse au problème 25%
En fin de séquence pour réinvestir des acquis antérieurs 8%
Préparation du protocole en classe avant sa réalisation sur le terrain
Décrire simplement le protocole (ne visant pas à développer des compétences liées à la 37%
construction de protocoles scientifiques)
Comprendre la logique du protocole 42%
Imaginer d’autres protocoles possibles 20%
Réalisation du protocole sur le terrain
Stricte application du protocole sans activités complémentaires 51%
Répétition du protocole pour comparer (des milieux ou au cours du temps) 22%
Compléter le protocole / enrichir l’étude par d’autres facteurs 22%33
Une nécessaire formation
des enseignants
¡ Importance de la formation initiale (notamment en INSPÉ) et
continue (au plan académique de formation – PAF ou en auto-
formation)
¡ Un essentiel partenariat entre EN et institutions scientifiques pour
la formation
©MNHN
L'équipe des correspondants académiques de Vigie-Nature Ecole
lors d’une journée des formateurs34
Des formations en ligne
Exemple de formation en ligne (MOOC ODS)
https://www.obs-saisons.frImportance des ressources 35
pour la formation des
enseignants
¡ Exemple de la mallette pédagogique Pousse
(dont des activités liées à des sciences
citoyennes)
https://www.tela-botanica.org/ressources/ressources-
pedagogiques/pousse/#telechargez-la-malette36 Bibliographie ¡ Aivelo, T., & Huovelin, S. (2020). Combining formal education and citizen science : A case study on students’ perceptions of learning and interest in an urban rat project. Environmental Education Research, 26(3), 324-340. https://doi.org/10.1080/13504622.2020.1727860 ¡ Ayotte-Beaudet, J.-P., Potvin, P., Lapierre, H. G., & Glackin, M. (2017). Teaching and Learning Science Outdoors in Schools Immediate Surroundings at K-12 Levels : A Meta-Synthesis. EURASIA Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 13(8), 5343-5363. https://doi.org/10.12973/eurasia.2017.00833a ¡ Balmford, A., Clegg, L., Coulson, T., & Taylor, J. (2002). Why conservationists should heed Pokémon. Science, 295(5564), 2367-2367. ¡ Boeuf, G., Allain, Y.-M.-. M., & Bouvier, M. (2012). L’apport des sciences participatives à la connaissance de la biodiversité en France. La Lettre de lOCIM. Musées, Patrimoine et Culture scientifiques et techniques, 144, 8-18. http://ocim.revues.org/1119 ¡ Bonney, R., Ballard, H., Jordan, R., McCallie, E., Phillips, T., Shirk, J., & Wilderman, C. C. (2009). Public Participation in Scientific Research : Defining the Field and Assessing Its Potential for Informal Science Education. A CAISE Inquiry Group Report. Online Submission. https://eric.ed.gov/?id=ED519688 ¡ Bosdeveix, R., Crépin-Obert, P., Fortin, C., Leininger-Frézal, C., Regad, L., & Turpin, S. (2018). Étude des pratiques enseignantes déclarées concernant le programme de sciences citoyennes Vigie-Nature École. RDST. Recherches en didactique des sciences et des technologies, 18, 79-102. https://journals.openedition.org/rdst/2041
37
Bibliographie
¡ Castagneyrol, B., Valdés-Correcher, E., Bourdin, A., Barbaro, L., Bouriaud, O., Branco, M., Centenaro, G., Csóka, G.,
Duduman, M.-L., Dulaurent, A.-M., Eötvös, C. B., Faticov, M., Ferrante, M., Fürjes-Mikó, Á., Galmán, A., Gossner, M. M.,
Harvey, D., Howe, A. G., Kaennel-Dobbertin, M., … Tack, A. J. M. (2020). Can School Children Support Ecological
Research? Lessons from the Oak Bodyguard Citizen Science Project. Citizen Science: Theory and Practice, 5(1), 10.
https://doi.org/10.5334/cstp.267
¡ Dillon, J., Rickinson, M., Teamey, K., Morris, M., Choi, M. Y., Sanders, D., & Benefield, P. (2006). The value of outdoor
learning : Evidence from research in the UK and elsewhere. School science review, 87(320), 107.
¡ Hofferth, S. L. (2009). Changes in American children’s time – 1997 to 2003. Electronic international journal of time use
research, 6(1), 26-47.
¡ Houllier, F., & Merilhou-Goudard, J.-B. (2016). Les sciences participatives en France (p. 63 p.) [Etats des lieux, bonnes
pratiques et recommandations.]. https://doi.org/10.15454/1.4606201248693647E12
¡ Lhoste, Y., & Voisin, C. (2013). Repères pour l’enseignement de la biodiversité en classe de sciences. RDST.
Recherches en didactique des sciences et des technologies, 7, 107-134. https://doi.org/10.4000/rdst.708
¡ Prévot, A.-C.-. C., Dozières, A., Turpin, S., & Julliard, R. (2016). Les réseaux volontaires d’observateurs de la biodiversité
(Vigie-nature) : Quelles opportunités d’apprentissage? Cahiers de laction, 1, 35-40.
¡ Rickinson, M., Dillon, J., Teamey, K., Morris, M., Choi, M. Y., Sanders, D., & Benefield, P. (2004). A review of research on
outdoor learning. National foundation for educational research and King?’s college London. Field studies council,
ISBN, 1(85153), 893.
¡ Soga, M., & Gaston, K. J. (2016). Extinction of experience : The loss of human-nature interactions. Frontiers in Ecology
and the Environment, 14(2), 94-101. https://doi.org/10.1002/fee.1225Vous pouvez aussi lire
