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
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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
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Une grande diversité de                                 3

programme de sciences
citoyennes sur la biodiversité

         https://www.open-sciences-participatives.org
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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 !)
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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.
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Une participation scolaire en                                    6

augmentation : un exemple

  2019/2020

                    https://www.vigienature-ecole.fr/newsletter_38
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Les sciences citoyennes en                          7
contexte scolaire :
à l’interface entre recherche et
enseignement
              Réel de         Savoirs
               terrain     scientifiques

                      Sciences
                     citoyennes

Professeurs                                Élèves
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Les sciences citoyennes en                                8

   contexte scolaire

                  Réel de         Savoirs      Chercheurs
                   terrain     scientifiques   en écologie

Chercheurs
en didactique
des sciences              Sciences
                         citoyennes

    Professeurs                                Élèves
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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
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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 biodiversité
Transformer 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 biodiversité
Des 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
          biologiques
Les 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/français
Les 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 ville
Développer 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 chercheurs
Deux 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_28
2. 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 enseignants
Une 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 herbier
Des 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 terminale
Des 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
                         concrète
Intentions - objectifs
                                                     27

                         Contribuer à la recherche
28

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 enjeux
Intentions - objectifs
                                                                      30

                         Mobiliser plusieurs disciplines et enseigner par
                         projet : différence entre premier et second degrés
31

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 formateurs
34

Des formations en ligne

     Exemple de formation en ligne (MOOC ODS)
             https://www.obs-saisons.fr
Importance 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-malette
36

Bibliographie
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