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Transposition didactique des pratiques expérimentales et du savoir dans les manuels scolaires marocains des SVT du secondaire collégial : cas de digestion d’amidon

Didactic transposition of experimental practices and knowledge in the Morrocan scholastic textbooks of the secondary schools: cases of starch digestion
Mokhtar Boulal
p. 211-238

Résumés

La présente publication porte sur les modalités de la transposition didactique dans les manuels scolaires marocains des sciences de la vie et de la terre (SVT). Servant de relais entre les curricula prescrits et les curricula réels, le manuel est l’expression des programmes officiels. Ainsi, se pose-t-on la question de savoir comment se construit alors la transposition didactique dans ces ouvrages. C’est dans cette perspective que nous avons analysé une séquence de digestion d’amidon dans deux manuels scolaires rédigés en arabe, à l’intention des enseignants et des élèves de la classe de troisième aux collèges (élèves de 15 à 17 ans). Ce travail révèle que les modèles de pratiques expérimentales utilisés par les auteurs de ces ouvrages sont essentiellement basés sur les connaissances. L’expérience a un statut de redécouverte d’un savoir ou d’illustration d’un savoir déjà connu par ces auteurs des manuels scolaires. De même, il fait apparaître que certains de ces savoirs ainsi que les raisonnements utilisés pour y parvenir sont illégitimes. Enfin, il montre que les fonctions attribuées aux expériences ne sont pas à la hauteur des aspirations attendues de la réforme.

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Texte intégral

Introduction et cadre théorique

1La transposition didactique « processus qui fait que les objets du savoir savant sont transformés en savoirs à enseigner, inscrits dans le projet d’enseignement, puis en savoir d’enseignement » (Conne, 1992), a été introduite dans la communauté didactique, en 1980, par Chevallard.

2Selon Ravel (2003), le processus en deux étapes : savoir à enseigner → savoir apprêté → savoir enseigné permet aussi bien d’analyser le rôle de l’enseignant dans le travail interne de la transposition didactique que celui des différents acteurs du système d’enseignement que sont les auteurs de manuels. Par ailleurs, alors que chez les enseignants le savoir à enseigner est apprêté en vue d’un enseignement effectif, pour les manuels, le processus de transposition didactique interne s’interrompt au niveau du savoir apprêté.

3Alors, comment l’apprêt didactique du savoir savant ainsi que celui de la démarche expérimentale se fait-il par les auteurs des manuels au Maroc ? Et, comment ce savoir apprêté est-il transposé en un savoir enseigné et en une démarche d’investigation par les enseignants ?

4La réponse à ces questionnements a fait l’objet de nombreuses recherches en didactique des sciences expérimentales, centrées sur la transposition didactique du savoir et/ou sur celle de la démarche expérimentale à propos de ce savoir. Nous citerons les travaux d’Orlandi (1991), de Monchamp (1993, in Cariou, 2009), de Fillon et Monchamp (1995, in Cariou, 2009), de Bomchil et Darley (1998), de Vialle (1999) et de Kane (2006) portant sur la manière dont est conduite, en classe, la démarche expérimentale, ceux de Grosbois, Rico & Sirota (1991), de Galiana (1999) et de Özgür (2004) portant sur l’analyse des manuels scolaires ainsi que ceux de Hrairi (2004) concernant les formes et les fonctions des expériences dans le curriculum tunisien.

5En ce qui concerne les conceptions des enseignants sur la démarche expérimentale, Orlandi (1991) a interrogé cinq professeurs sur leur façon de conduire, en troisième de collège (élèves de 14 à 16 ans), la séquence relative à la digestion in vitro d’un aliment par la salive. L’analyse de ces entretiens lui a permis de faire apparaître le groupement des enseignants autour de deux pôles : l’un qui privilégie, avec la rigueur, une logique allant de pair avec une grande directivité pédagogique ; l’autre qui privilégie une logique moins linéaire incluant le tâtonnement, plus proche d’une démarche de recherche, moins canalisée et bien planifiée par l’enseignant.

6Bomchil et Darley (1998) ont montré comment les représentations de type empirico-réaliste et le jeu des contraintes de la classe conduisent finalement le professeur à dénaturer une démarche de résolution de problème de type hypothético-déductif et à recourir en réalité à des pratiques dogmatiques similaires à celles qu’utilisaient les scolastiques. En effet, ces derniers, loin de produire des œuvres originales, imposaient, au Moyen Âge, une vision du monde qui concordait avec leurs croyances religieuses.

7Ces résultats indiquent, semble-t-il, que les conceptions des enseignants des sciences à propos de ces dernières conditionnent les pratiques de classe mises en place.

8Si l’enseignant est le porte-parole de cette transposition selon l’expression de Darot (1991), l’autre intermédiaire privilégié entre le savoir savant et l’élève, voire entre le savoir savant et l’enseignant lui-même, est le manuel. Ce dernier est donc à la jonction du curriculum formel et du curriculum réel (Lebrun & Niclot, 2009). Il reflète, selon Grobois, Rico et Sirota (1999), le travail de tri, de choix des connaissances et de conceptualisation du savoir qui s’est produit d’une sphère de légitimation à une autre. D’où l’intérêt d’analyser ce type d’ouvrage pour recueillir des données précises sur la manière dont est apprêté le savoir savant et sur la façon dont est conduite la démarche scientifique à travers la transposition didactique.

9C’est ce qu’ont voulu chercher Grosbois, Rico & Sirota (1991) en étudiant les chapitres concernant la respiration dans les manuels du second cycle (première D et S et terminale C et D) avant et après la réforme Haby qui est une loi française du 11 juillet 1975. Ce travail leur a permis de conclure qu’expérimentations et savoirs, qu’ils soient passés ou contemporains, sont de toute façon décontextualisés et dépersonnalisés dans ces ouvrages. En outre, une analyse effectuée par Galiana (1999) sur l’apprentissage du concept de photosynthèse dans les manuels français, de 1850 à 1996, a mis en évidence des interprétations abusives et une imposition dogmatique du savoir sous couvert de la présence, dans ces ouvrages scolaires, d’expériences et des résultats expérimentaux à exploiter. Cette étude a également montré que les méthodes proposées, surtout celles d’avant la réforme de 1992, à la suite de la loi d’orientation sur l’éducation du 10 juillet 1989, dite « loi Jospin », ne permettent pas de rendre compte de la construction historique du concept dans toute sa richesse.

10Des recherches comparables en didactique sont encore peu nombreuses au Maroc. Ainsi, ne dispose-t-on que de quelques travaux portant sur l’analyse du contenu relatif à l’environnement dans les manuels des SVT de l’enseignement secondaire (Agorram et al., 2010 ; Hamouchi, Essafi & Hajjami, 2010, Hamouchi, 2015). Aussi, croyons-nous qu’il est utile de s’intéresser à l’analyse de ces ouvrages marocains encore très peu étudiés du point de vue didactique.

11C’est dans cette perspective que nous présenterons ici les résultats d’une étude d’une séquence portant sur la digestion d’amidon dans deux manuels scolaires des sciences de la vie et de la Terre du secondaire collégial.

12Le choix de cette thématique résulte du fait que cette notion, inscrite dans la première partie du programme de la classe de troisième axée sur la nutrition, constitue un moment privilégié pour l’apprentissage de la démarche scientifique comme cela a été signalé dans les Programmes et les orientations pédagogiques relatives aux sciences de la vie et de la Terre au collège (ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur, de la Formation des cadres et de la Recherche scientifique, 2009). De même, cette séquence englobe de nombreux concepts et notions (digestion, simplification moléculaire, aliments, nutriments, sucs digestifs, catalyse enzymatique, hydrolyse, etc.) et remplit de nombreuses fonctions définies, en 2000, par Coquidé (fonction éducatives, pédagogiques, de scientificité et d’authenticité).

13Pour mettre en lumière les conceptions les plus courantes relatives à la démarche scientifique qui est une déclinaison de la démarche d’investigation (DI) puisque l’on retrouve un questionnement qui entraîne une investigation pour aboutir à des connaissances, on peut se reporter aux préconisations institutionnelles pour l’inquiry aux États-Unis et l’investigation en France ainsi qu’à diverses sources en didactique récapitulées, en 2015, par Cariou. Cependant, selon le même auteur, un accord général sur les constituants de la DI n’existe toujours pas parmi les chercheurs. En effet, en relation avec l’hypothèse socioconstructiviste, Morge et Boilevin (2007), par exemple, désignent par situation d’investigation une situation durant laquelle « l’élève effectue un ou des apprentissages, en réalisant des tâches et en participant à la recherche de validité des productions des autres élèves, autrement dit en participant au choix argumenté entre plusieurs méthodes, plusieurs hypothèses, plusieurs protocoles expérimentaux, plusieurs explications, plusieurs modèles. » Quant à Cariou (2015), il insiste sur le lancement de la séquence qui devrait partir d’un problème explicatif ou d’une question. Mais, il précise, lui aussi, qu’une démarche d’investigation devrait répondre à deux critères : le concevoir et le contrôler permettant de développer, chez les élèves, respectivement « l’esprit créatif » (une part d’imaginaire) par conception d’idées et « l’esprit de contrôle » (une part de rigueur) par examen critique de ces idées conçues (débats argumentés), participant ainsi à un processus de production conforme à « l’esprit scientifique ».

14En ce qui concerne les fonctions assignées aux activités expérimentales, Coquidé (2000) en distingue trois catégories :

  • des fonctions de scientificité (favoriser le questionnement chez les élèves et constituer un référent empirique) et d’authenticité (transposition didactique de pratiques de chercheurs scientifiques) ;
  • des fonctions éducatives « discipline de l’esprit » (par développement de l’abstraction) et développement personnel (développement des compétences, de la curiosité et de la créativité, ainsi que la formation de l’esprit critique chez les apprenants) ;
  • des fonctions pédagogiques (permettre « la mise en activité » des élèves, encourager le travail de groupe et favoriser le débat scientifique).

15Quant aux modes didactiques de l’expérimental, Coquidé (2003) considère que les pratiques expérimentales peuvent obéir à trois logiques différentes qu’elle a définies en 1998 : un mode didactique de familiarisation pratique, un mode didactique d’investigation empirique et un mode didactique d’élaboration théorique. La première configuration de l’expérimental, qualifiée aussi d’« expérienciation » ou d’« expérience-action », a pour buts de familiariser l’élève avec des objets et des phénomènes, de développer un questionnement scientifique, de faire progresser un savoir-faire préalable, de faire s’approprier des techniques d’investigation et de constituer un référent empirique. La seconde configuration, qualifiée également d’« expérimentation » ou d’« expérience-objet », a pour buts d’initier à des démarches scientifiques et d’utiliser des techniques d’investigation. Quant à la troisième configuration, qualifiée aussi d’« expérience-validation » ou d’« expérience-outil », elle a pour buts de participer à la construction de concepts et à l’élaboration de modèles scientifiques (élaboration et application), ainsi qu’à élargir le référent empirique (Coquidé, 1998, 2000, 2003).

16L’ensemble de ces travaux servira alors de cadre de référence pour une analyse plus détaillée de la démarche pédagogique proposée dans les manuels scolaires marocains pour l’enseignement/apprentissage du concept de digestion.

1. Problématique et hypothèses

17L’actualité du contenu des manuels marocains nous a paru particulièrement intéressante à analyser, au moment où la charte nationale de l’éducation et de la formation (COSEF, 1999) a permis de mettre en œuvre plusieurs initiatives visant une réforme des curricula, un renouvellement des programmes et des manuels scolaires sur la base du Livre blanc (Commission de révision des curriculums pédagogiques marocains, 2002) et une introduction de l’Approche par compétences (APC) dans les établissements scolaires marocains.

18Cette réforme du système éducatif au Maroc, lancée au début de ce XXIe siècle, a pour objectifs :

  • l’augmentation de la qualité de l’éducation ;
  • l’accroissement de l’efficacité du système scolaire ;
  • la réduction de la proportion de l’échec et de l’abandon scolaires.

19Cependant, ces nouvelles orientations pédagogiques n’ont pas donné lieu aux changements attendus et n’ont pas produit d’amélioration visible sur les résultats des apprenants et sur l’expérience d’enseignement au sein de la classe. En effet, selon la même organisation, les données sur les résultats d’apprentissage au Maroc indiquent les faibles niveaux des résultats de l’apprentissage en relation aussi bien avec les programmes (études nationales) que les normes internationales (études comparatives) (UNESCO, 2010, p. 53-54). De même, un rapport de la banque africaine de développement (BAD), publié en 2013, après la mise en place d’un plan d’urgence pour 2009-2012 (CSE, 2008), souligne que la qualité des acquisitions des élèves (marocains) reste faible par rapport à ce qui est observé dans d’autres pays, aussi bien pour l’enseignement primaire, que pour le premier cycle de l’enseignement secondaire (secondaire collégial).

20À quoi est dû ce décalage entre le niveau attendu des élèves et leur niveau réel ?

21Si l’on considère que l’échec et l’abandon scolaires sont inhérents à la qualité de l’enseignement, on pourrait expliquer, dans un premier temps, cette crise chronique dont souffre le système éducatif marocain comme suit :

  • Les nouvelles orientations pédagogiques ne sont pas appliquées, en classe, par les enseignants, et/ou
  • Le contenu scientifique et la démarche d’enseignement/apprentissage proposés dans les manuels sont inadéquats, ce qui empêche l’atteinte des objectifs souhaités par la réforme.

22En ce qui concerne la première hypothèse, on considère que les nouvelles orientations pédagogiques sont rarement appliquées, en grande partie à cause du déficit de la formation initiale et continue des enseignants. « Ce déficit de formation fait que la pratique de l’enseignement en classe s’est peu adaptée aux changements d’orientations pédagogiques décidés par les autorités éducatives et pour lesquels les enseignants n’ont pas reçu de formation spécifique. Ceci constitue un frein à l’amélioration de la qualité de l’enseignement et conduit à un réel décalage entre les nouvelles orientations et les pratiques pédagogiques en classe. Il en résulte un décalage entre le niveau attendu des élèves et leur niveau réel » (CSE, 2008). Une étude sur la façon dont est conduite la transposition didactique, en classe, par les enseignants est envisagée pour tester une telle explication.

23Quant à la seconde hypothèse, il nous paraît intéressant de retenir le concept de digestion, abordé dans l’enseignement secondaire collégial, comme modèle d’analyse de l’apprêtage didactique du savoir savant et de celui de la démarche expérimentale mise en œuvre dans deux ouvrages des sciences de la vie et de la Terre de la classe de troisième : Al Wadih (El Faiz et al., 2011) et Fi Rihab (Lemammer et al., 2013). Ces derniers sont, en effet, les seuls manuels approuvés, pour ce niveau d’enseignement, par le ministère de l’Éducation nationale. Leur étude nous permet alors de savoir comment se construit la transposition didactique dans ces ouvrages.

24Ainsi, si notre hypothèse est valide, l’analyse de la séquence dans ces manuels devrait révéler un savoir imprécis et une démarche pédagogique inappropriée par rapport aux connaissances scientifiques du moment.

2. Méthodologie

25Ce travail s’intéresse aux contenus et à la démarche pédagogique proposée dans l’enseignement expérimental dans les manuels scolaires marocains en prenant pour exemple le très classique problème de l’hydrolyse de l’amidon par l’amylase salivaire en classe de troisième du secondaire collégial (élèves de 15 à 17 ans).

26Notre analyse s’est portée sur deux ouvrages récents (Al Wadih et Fi Rihab), qui sont les seuls manuels des sciences de la vie et de la Terre de la classe de troisième actuellement opératoires au sein du curriculum potentiel marocain. Quant au curriculum prescrit, il présente un dispositif institutionnel chargé de créer les programmes et de présenter diverses orientations pédagogiques permettant leur mise en place dans les classes (Perrenoud, 1993).

27Ces Programmes et orientations pédagogiques pour l’enseignement des SVT au secondaire collégial, rédigés et publiés par le ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur, de la Formation des cadres et de la Recherche scientifique (2009), préconisent des connaissances biologiques et géologiques à acquérir par les apprenants, ainsi qu’un ensemble de compétences méthodologiques, communicatives, culturelles, technologiques et stratégiques à développer chez ces élèves lors de la construction de leurs savoirs.

28Étant donné que les deux manuels étudiés ont été publiés après la réforme de 2002 et, plus précisément, après la parution des Programmes et orientations pédagogiques suscités, il est possible de chercher si les auteurs ont tenu compte des objectifs préconisés par le nouveau curriculum formel. En effet, les manuels, mettant en œuvre programmes et orientations pédagogiques, peuvent être considérés comme incarnant la forme scolaire du savoir (Vincent, 1980, cité par Grosbois, Rico & Sirota, 1991). « Ils viennent soutenir le travail du professeur et aident l’élève à assimiler les connaissances présentées, à se perfectionner et à s’assurer du degré d’atteinte de ses objectifs d’apprentissage » (MENESFCRS, 2009). Ils servent donc de relais entre le curriculum formel et l’élève, voire même entre ce curriculum et le curriculum réel (pratique en classe) en proposant une forme de savoir apprêté, élaborée par les inspecteurs et des enseignants des sciences de la vie et de la Terre.

29Nous avons choisi de nous intéresser à la séquence portant sur la digestion d’amidon proposée dans les deux manuels suscités (Al Wadih et Fi Rihab), approuvés par le ministère de l’Éducation nationale, donc représentatifs de ce que l’institution reconnaît, au niveau national, comme traduction des indications des Programmes et des orientations pédagogiques. De tels ouvrages sont considérés comme « acteurs » de la transposition didactique interne par Grosbois, Rico et Sirota (1991). Étudier ces manuels permet d’accéder à la façon dont les auteurs de ces documents comprennent la nature de la science et la traduisent en pratiques scolaires, particulièrement le rôle de l’expérience et la place des étudiants dans l’apprentissage (Elmore, 1996 ; Tiberghien et  al., 2001 ; Högström & Ottander, 2004, in Mathé, Méheut & de Hosson, 2008), ainsi qu’à la façon dont le savoir savant est apprêté.

30Selon les auteurs des Programmes et des orientations pédagogiques relatifs aux sciences de la vie et de la Terre du cycle collégial (MÉNSFCRS, 2009), l’étude de la digestion offre une occasion pour réaliser un ensemble de manipulations, d’expériences et d’observations, ce qui contribuerait à développer un ensemble d’habiletés chez l’élève. Elle devrait aboutir, selon eux, à définir le concept de digestion et à montrer les aspects d’adaptation de l’organisme à cette fonction vitale. Quant à la méthodologie d’enseignement des SVT, ce même curriculum prescrit préconise l’introduction de l’approche par compétences, la prise en compte de la représentation des élèves (afin de dépasser les lacunes de la pédagogie par objectifs) et la mise en œuvre d’une démarche scientifique en classe.

31Dans les deux manuels scolaires analysés, les auteurs ont choisi d’étudier l’action de la salive, facile à recueillir, sur l’amidon présent dans les laboratoires.

32Nous avons retenu deux aspects du fonctionnement de la transposition didactique interne qui répondent aux objectifs fixés, ainsi que les fonctions dévolues aux expériences dans ces manuels scolaires :

  1. Comment la démarche expérimentale est-elle apprêtée dans ces ouvrages ?
  2. Quel contenu scientifique recouvre la notion de digestion de l’amidon dans ces manuels scolaires ?
  3. Quelles sont les fonctions que remplissent ces expériences dans les manuels scolaires étudiés et quel est le mode didactique des activités expérimentales dans ces documents ?

33Pour répondre à la première et à la troisième question, nous avons fait référence, respectivement, aux travaux de Cariou (2015), et à ceux de Coquidé (1998, 2000, 2003) suscités. La proposition, par le premier auteur, des critères auxquels la séquence doit se conformer du point de vue des positions de l’enseignant et des élèves dans la construction du savoir nous permet, selon l’expression de Boilevin et Morge (2007), de distinguer une situation d’investigation d’une autre situation d’enseignement. Quant aux travaux du second auteur, ils nous fournissent un cadre de référence pour analyser, dans un deuxième temps, les objectifs des activités expérimentales afin de dégager le mode didactique de ces pratiques expérimentales. L’analyse des fonctions du rapport expérimental, par Coquidé (2000), nous procure un cadre de référence pour l’élaboration des grilles de repérage de ces fonctions des activités expérimentales.

3. Résultats et discussions

34Pour les classes de troisième du seondaire collégial, le programme propose d’étudier deux unités : l’unité fonctionnelle du corps et l’éducation à la santé. La première unité comporte deux parties : les fonctions de nutrition en quatre chapitres (la digestion, la respiration, la circulation sanguine et l’excrétion urinaire) et les fonctions de relation en deux chapitres. C’est donc sur une séquence du premier chapitre de la première partie que nous allons focaliser notre étude.

35Il convient de rappeler que nous allons analyser la séquence portant sur la digestion d’amidon dans deux manuels scolaires rédigés en arabe, et qui sont, actuellement, les seuls ouvrages en usage.

3.1. Cas du manuel scolaire Fi Rihab

3.1.1. Présentation du manuel

36Ce manuel développe le chapitre de digestion en quatre séquences de dix pages sur un total de 160 pages (mise en évidence des constituants des aliments, mise en évidence des transformations des aliments dans le tube digestif, nature des transformations digestives des aliments et enfin des aliments aux nutriments). Viennent ensuite le bilan des connaissances (deux pages) puis les exercices d’évaluation (deux pages).

37La troisième séquence intitulée « nature des transformations digestives des nutriments », qui fait l’objet de notre étude, est présente sur deux pages (voir annexe figures 1 et 2). Les expériences sont traduites en images et les descriptions expérimentales sont indiquées pour que les élèves puissent les reproduire (figure 1 : activité 1, documents 1 et 2). Selon les auteurs de ce manuel, cette séquence a pour objectifs l’explication, par les élèves, des transformations chimiques que subissent les molécules au cours de la digestion, l’aboutissement à une conclusion à propos de l’enzyme et l’établissement d’une relation entre la dialyse et la simplification moléculaire. Vient ensuite une introduction : « les aliments subissent le broyage et le mélange à l’intérieur du tube digestif et se mélangent progressivement aux sucs digestifs ce qui conduit aux transformations de ces aliments. Quelle est la nature de ces transformations ? ».

38Pour répondre à cette question, les auteurs proposent deux activités.

39La première activité est intitulée : « j’expérimente et je mets en évidence la digestion d’amidon ». Pour ce faire, on présente aux apprenants, sous forme d’images, deux documents : les expériences (document 1 : voir annexe figure 1) et les résultats expérimentaux de la digestion d’amidon par la salive (document 2 : voir annexe figure 1) en mentionnant que la liqueur de Fehling met en évidence la présence de glucose par sa transformation, à chaud, d’une couleur bleue en un précipité rouge brique.

40Quant à la seconde activité intitulée « j’expérimente et je détermine le concept de simplification moléculaire », les auteurs du manuel présentent aux élèves deux images montrant l’expérience de dialyse vis-à-vis de l’amidon et du glucose avec test du premier à l’eau iodée et test du second à la liqueur de Fehling (document 3 : voir annexe figure 2) accompagné d’un schéma explicatif avec une définition de la dialyse (document 4 : voir annexe figure 2). Enfin, ils leur fournissent une représentation schématique de la simplification moléculaire de l’amidon accompagnée elle-même d’un commentaire (document 5 : voir annexe figure 2). Dans ce texte, on mentionne que « l’amylase comme substance chimique organique catalyse la réaction de lyse de l’amidon en maltose sans entrer dans la composition des produits obtenus, et de ce fait, on l’appelle enzyme. Le maltose peut également subir une simplification moléculaire car l’amylase n’entraîne pas la digestion totale de l’amidon. Le glucose est le bilan de la simplification de l’amidon ». Il convient de souligner ici que les auteurs de ce manuel ne précisent pas la nature de l’enzyme qui catalyse l’hydrolyse du maltose en glucose, alors qu’ils considéraient, auparavant, que ce glucose est mis en évidence, par le test à la liqueur de Fehling, dans le tube 2 renfermant l’empois d’amidon et la salive.

41Enfin, vient « l’exploitation des documents qui consiste à :

  • réaliser, à partir des documents 1 et 2, les expériences proposées, conclure à propos de la transformation qu’a subie l’amidon et montrer que la digestion est une réaction chimique et non une simple dissolution ;
  • réaliser, à partir du document 3, l’expérience de dialyse et justifier que la digestion de l’amidon est une simplification moléculaire ;
  • établir, à partir des documents 3 et 4, la relation entre la digestion de l’amidon et la dialyse ;
  • donner, à partir du document 5 (voir annexe, figure 2 : activité 2), le nom de l’élément salivaire intervenant dans la digestion d’amidon, et déterminer son rôle et la manière dont il intervient ;
  • justifier que la digestion d’amidon est une opération chimique qui consiste en une simplification moléculaire.

3.1.2. La démarche suivie

42Bien que la question à propos de la nature des transformations des aliments soit posée dans ce manuel, aucune explication a priori, pour y répondre, n’a été demandée aux élèves. La logique expérimentale est inductive ; il s’agit de partir des expériences de digestion d’amidon puis de celles de dialyse pour aboutir, par généralisation, à la théorie. En effet, l’activité débute, dans les deux types d’expériences, par des protocoles à suivre. La méthode de travail, le matériel nécessaire et les observations à effectuer sont clairement présentés aux élèves. C’est en suivant, pas à pas, les protocoles et les consignes mis à leur disposition, que les apprenants redécouvrent la nature de transformation d’amidon.

43Il convient de noter que la méthode de redécouverte date, en France, de la deuxième moitié du vingtième siècle (Galiana, 1999). En 1987, Gohau écrit à ce propos qu’« il s’agit de tirer sans indulgence une leçon d’un échec dont la pédagogie française n’est pas encore parvenue à sortir ». Constatons que plus de 30 ans après, et malgré une réforme relativement importante, le rôle de redécouverte attribué aux activités expérimentales continue toujours à imprégner notre culture pédagogique.

3.1.3. Le savoir savant apprêté

44Sur le plan de la logique expérimentale mise en œuvre, on utilise des tests colorés pour la mise en évidence du phénomène de digestion d’amidon. Ainsi, la disparition de l’amidon et l’apparition, à sa place, d’une autre substance sont respectivement caractérisées par le test à l’eau iodée et par le test à la liqueur de Fehling. On conclut alors, à partir des résultats de l’expérience, que la digestion d’amidon consiste, d’après le bilan de connaissances (page 20), en une fragmentation des macromolécules en molécules simples de maltose et de glucose. Or, cette conclusion imposée est en réalité une interprétation incorrecte des résultats expérimentaux. En effet, dans cette expérience, il n’a pas été démontré que l’élément apparu, en présence de la salive, était du maltose (et/ou du glucose ! comme cela a été signalé dans la première activité). Il a été montré qu’un composé a réduit la liqueur de Fehling, à chaud, et provoqué la coloration rouge brique. Rien ne permet d’inférer la nature de ce sucre réducteur. Dire qu’il s’agit du maltose ou du glucose ne peut être que formuler une hypothèse (à tester) et non un résultat, comme cela a été constaté par Galiana (1999), à propos de la photosynthèse.

45Sur le plan de la causalité, nous sommes dans l’application du schéma issu de Galien (129-210). En effet, quand ce médecin grec trouve l’action, il cherche alors la cause. Sans la cause, la salive, ici, l’effet (transformation de l’amidon en une autre substance) cesse. La contre expérience, en l’absence de la salive (ou de l’amylase salivaire) dans le tube 1 (document 1), qui est une expérience témoin, est censée démontrer que cette dernière est cause de cette transformation chimique observée dans le tube 2 (document 2). Comme l’a signalé Galiana (1999), cela n’est vrai que dans des conditions où aucun facteur n’est limitant et seulement dans ce cas. Si par exemple, en dehors de la température maintenue à 37 °C, le pH était très acide dans le tube, la transformation de l’amidon ne se serait pas produite, même en présence de l’amylase comme catalyseur enzymatique spécifique de cette molécule.

46Quant aux résultats expérimentaux à propos de l’expérience de dialyse, ils ne permettent pas de justifier que la digestion d’amidon est une simplification moléculaire mais permettent, plutôt, de dire, comme cela est indiqué dans le commentaire rédigé dans le document 4 (voir annexe, figure 2 : activité 2), que l’amidon, comme macromolécule, ne dialyse pas à cause de sa masse moléculaire élevée, alors que le glucose, de petite taille et donc ayant une masse moléculaire faible, dialyse.

47Il convient de noter qu’aucune comparaison des résultats expérimentaux n’a été demandée aux élèves, alors que c’est cette activité mentale qui prépare les étapes suivantes : l’interprétation des résultats et la conclusion. En effet, ces derniers sont loin d’être évidents pour les élèves en absence d’une comparaison pertinente des résultats expérimentaux.

48Tirer du texte, accompagnant le document 5, que la fragmentation résulte de l’action d’une enzyme digestive spécifique baptisée amylase, et que cette enzyme est une substance chimique organique qui n’entre pas dans la réaction mais catalyse cette dernière (page 8 du manuel), comme réponse à la cinquième consigne, est une imposition dogmatique. En effet, la spécificité de l’enzyme n’a pas été mise en évidence, et le rôle de l’amylase ainsi que son mécanisme d’action ne peuvent pas être extraits du modèle explicatif.

Fig. 1 : simplification de la molécule d’amidon

Fig. 1 : simplification de la molécule d’amidon

Source : Lemammer et al. (2013). Fi Rihab Oûloum Al Hayat Wa Al Ard. Manuel scolaire des SVT de la 3e année du cycle collégial.

49Ce modèle apporté (imposé), par les auteurs de ce manuel, n’indique en aucun cas que la digestion d’amidon est une réaction d’hydrolyse. En effet, la forme de l’enzyme amylase salivaire et de la macromolécule (amidon) sur laquelle la première se fixe, ainsi que l’absence de la molécule d’eau, dans la représentation schématique (document 5), permettent de penser, comme cela a été constaté ailleurs par Sauvageot (1991), qu’on a affaire à une enzyme-sécateur qui simplifie cette macromolécule. Ainsi, on peut dire avec Sauvageot (1991), que « simplifier, quand on ne peut faire le lien avec le sens chimique de la molécule, ce qui est le cas des élèves, renvoie au verbe découper et, par conséquent, la digestion comme simplification moléculaire (dans le document 5 et le texte qui l’accompagne) devient un découpage des molécules ». Donc on a : digérer = simplifier = couper.

50Une telle conception, bien qu’elle n’empêche pas, selon Sauvageot (1991), de construire le concept d’absorption, paraît empêcher la construction précise de la notion de digestion comme réaction chimique, une réaction d’hydrolyse catalysée par une enzyme. On retrouve donc là un obstacle didactique. Ainsi, au lieu d’aider les élèves à dépasser la conception mécanique erronée qu’ils pourraient avoir à propos de la digestion, le manuel la renforce. En effet, c’est en termes d’obstacle qu’il faut penser l’apprentissage. « On connaît contre une connaissance antérieure, en détruisant des connaissances mal faites, en surmontant ce qui, dans l’esprit même fait obstacle » (Bachelard, 1938).

3.1.4. Les fonctions dévolues aux pratiques expérimentales

51L’expérience, dans ce manuel, a essentiellement trois fonctions :

  • une fonction notionnelle : un apprentissage du savoir par une mise en évidence du phénomène de digestion ;
  • une fonction éducative qui consiste, essentiellement, en un apprentissage technique : être capable de manipuler avec rigueur en respectant les descriptions expérimentales indiquées. Ainsi, le manuel présente une incohérence externe quant aux fonctions éducatives attribuées, par le curriculum prescrit, aux expériences. En effet, le développement, chez les élèves, des capacités à formuler des hypothèses et à concevoir des protocoles pour les tester, est encouragé dans les Programmes et les orientations pédagogiques de SVT dans le cycle collégial (MENESFCRS, 2009), alors que ces aptitudes sont négligées dans ce manuel ;
  • Une fonction pédagogique : permettre une mise en activité des apprenants.

52Ces fonctions indiquent que le mode didactique de pratiques expérimentales proposé dans ce manuel est un mode d’élaboration théorique selon l’expression de Coquidé (1998). En effet, la tâche dominante de ces apprenants réside dans l’exécution d’une application pratique qui vise à élargir le référent empirique et à « redécouvrir » ou à illustrer un concept abstrait (le concept de digestion). Ce type d’expérience est appelé « expérience limitée » par Giordan (1999) car il se limite, selon le même auteur, à faire des expériences de façon immédiate ou spontanée… et uniquement des expériences. Il est envisagé, selon Coquidé (1998), comme un outil mis au service de l’élaboration théorique ; sa fonction essentielle est donc notionnelle ou d’illustration.

3.2. Cas du manuel scolaire Al Wadih

3.2.1. Présentation du manuel

53Ce manuel développe le chapitre de digestion, nommé dossier 1, en quatre fichiers (digestion des aliments, transformation des aliments en nutriments, devenir des aliments, approfondissement du domaine des connaissances et enfin évaluation des acquis) de 10 pages sur un total de 160 pages.

54Le premier fichier intitulé « digestion des aliments », qui fait l’objet de notre étude, est également présent sur deux pages (voir annexe : figures 3 et 4). De même, les expériences sont traduites dans ce manuel en images, et les descriptions expérimentales sont indiquées pour que les élèves puissent les reproduire.

55Ce fichier commence par un aperçu sur l’histoire du concept de digestion : « la conception mécanique de la digestion est restée dominante jusqu’au XVIIIe siècle durant lequel on considérait que les aliments subissent une action mécanique au niveau de la bouche (dents) et de l’estomac (muscles). Après les travaux de Réaumur (1683-1757) et ceux de Spallazani (1729-1799), les chercheurs ont convenu à l’unanimité que la digestion s’effectue à la fois par des actions mécaniques et chimiques ».

56Ensuite, les auteurs de ce manuel divisent la séquence en deux parties :

57Dans la première partie, intitulée « j’exploite les documents et les données », les auteurs de ce manuel proposent, sous forme d’images, trois documents :

58Le document 1 (voir annexe figure 3) montre une image mettant en évidence la présence de l’amidon dans un morceau de pain en versant sur ce dernier quelques gouttes de l’eau iodée, accompagnée d’une observation selon laquelle un morceau de pain mâché prend un goût sucré après son mélange avec la salive. Pour connaître la source de ce goût, ils demandent à l’élève de réaliser la manipulation représentée dans le document 2 (voir annexe figure 3).

Fig. 2 : expérience de digestion in vitro d’empois d’amidon

Fig. 2 : expérience de digestion in vitro d’empois d’amidon

Source : EL FAIZ et al. (2011). l Wadih Fi Oûloum Al Hayat Wa Al Ard. Manuel scolaire des SVT de la 3e année du cycle collégial.

59Le document 3 (voir annexe figure 4) montre les résultats expérimentaux obtenus après recours à des tests à l’eau iodée et à la liqueur de Fehling et qui sont déjà rappelés dans le texte qui suit le document 2 avec indication des étapes de la manipulation.

60Dans la deuxième partie, intitulée « je réalise les activités suivantes », les consignes proposées sont :

  • déterminer, à partir du document 1, la nature de l’aliment mis en évidence et formuler une hypothèse expliquant l’apparition du goût sucré après 10 minutes de mastication du morceau de pain ;
  • à partir des documents 2 et 3, déterminer l’importance du tube B et donner le nom de ce dernier, justifier la raison pour laquelle on fixe la température de bain-marie à 37 °C et remplir, selon le cas, le tableau suivant (voir annexe figure 4) après l’avoir copié sur votre cahier (noter par + ou – les résultats des tests dans les tubes A et B, et ce avant l’expérience et après l’expérience) ;
  • exploiter les résultats expérimentaux, déterminer le devenir de l’amidon et donner une première définition de l’amidon.

61À la fin de cette séquence, nous trouvons, dans le manuel, le bilan de connaissances suivant : « la digestion de l’amidon (grosse molécule) en un sucre simple (petites molécules), s’effectue au niveau de la bouche par des réactions chimiques catalysées par l’enzyme amylase salivaire ».

3.2.2. La démarche suivie

62La manière dont la démarche est conduite peut être déduite des activités proposées aux élèves sous forme de consignes enchaînées.

63La première consigne permet de focaliser l’attention des élèves sur un constituant particulier du pain : l’amidon mis en évidence par le test à l’eau iodée. Ainsi, l’observation envisagée « la mastication du pain rend celui-ci sucré » devient alors une hypothèse selon laquelle « la salive transforme l’amidon du pain en une substance sucrée ».

64Il nous semble que les réponses attendues à la deuxième consigne permettraient difficilement l’appropriation par les élèves des conditions et du rôle de l’expérience scientifique en relation avec l’hypothèse émise, puisque cette expérience n’a pas été conçue par les apprenants eux-mêmes et les conséquences vérifiables de l’hypothèse n’ont pas été explicitées. Cependant, l’identification du facteur constant (température) ainsi que du témoin et de son rôle pourraient rendre la comparaison des résultats expérimentaux possible.

65Quant à l’exploitation de ces résultats obtenus (troisième consigne) qui devraient être traduits sous forme d’un tableau (deuxième consigne), elle consiste, à notre avis, à comparer les résultats obtenus et à les interpréter afin de conclure sur l’hypothèse émise.

66On constate, donc, que l’initiation des élèves à la pratique expérimentale est menée avec, présent à l’esprit des concepteurs de ce manuel, l’acronyme OHERIC : Observation → Hypothèse → Expérience → Résultat → Interprétation → Conclusion. Cette schématisation, élaborée par Giordan (1976) puis fortement critiquée par ce même auteur en 1978, est censée résumer les étapes successives de la méthode expérimentale théorisée et résumée, il y a longtemps, par Bernard (1865). Cependant, l’enchaînement des différentes phases selon la succession canonique n’est pas respecté dans ce manuel, quoique les auteurs des manuels préconisent, à propos des compétences visées par l’enseignement de l’unité fonctionnelle du corps, la mise en œuvre de ce qu’ils appellent une démarche expérimentale comme compétence méthodologique (p. 6 du manuel). En effet, en suivant, pas à pas, les consignes indiquées dans cet ouvrage, on constate que la manipulation suit immédiatement l’observation évoquée dans le document 1.

67Bien qu’inséré dans un cadre inductiviste, le schéma dit OHERIC semble relever pour les auteurs de cet ouvrage d’une démarche d’investigation puisqu’il y a vérification d’une hypothèse. Or, l’objectif, dans ce manuel, n’est pas de faire émerger les conceptions des élèves relatives à la digestion d’amidon et de les mettre à l’épreuve du réel afin de les corroborer ou de les réfuter au sens poppérien (Popper, 1963), mais plutôt de confirmer, grâce à un protocole proposé, la validité d’une hypothèse induite, par guidage, à partir des observations empiriques indiquées dans le document 1. Donc, dans cette situation d’enseignement, les apprenants ne conçoivent pas par eux-mêmes les hypothèses et les moyens de les tester et ne débattent pas ces différentes idées conçues. De même rien n’indique dans ce manuel qu’il devrait y avoir un débat sur la pertinence de la comparaison des résultats expérimentaux, l’exactitude de leur interprétation et la cohérence de la conclusion à propos de l’hypothèse émise. Or une démarche d’investigation se veut, selon Cariou (2015), plus ouverte que le schéma, dit OHERIC, qui enferme les élèves dans un chemin linéaire et stéréotypé. En effet, l’investigation est communément associée à des valeurs de nature humaniste (motivation, autonomie, coopération, découverte, critique, constructivismes) et scientifique (ce serait la démarche des scientifiques) qui sembleraient lui assurer une légitimité de fait (Calmettes & Boilevin, 2014).

68Datées sans doute (Cariou, 2002), les étapes successives OHERIC n’ont cessé d’être autant contestées en théorie que constatées en pratique : la contestation de ce modèle d’apprentissage est devenue un classique de la didactique des sciences (Clément, 1998). Mais, OHERIC répond toujours (Demounem & Astolfi, 1996), et les auteurs du manuel marocain Al Wadih ont si bien adopté cette méthode qu’elle leur semble être la seule possible, selon l’expression de Giordan (1999).

3.2.3. Le savoir savant apprêté

69L’analyse de l’aperçu historique montre une ambiguïté à propos de l’émergence du concept de digestion. En effet, contrairement au scénario présenté dans ce manuel, l’Encyclopédie (citée par Sauvageot-Skibine, 1991) affirme que deux écoles ont persisté jusqu’à la fin de la première moitié du XVIIIe siècle : l’école des chimistes et celle des solidistes mécaniciens qui réfute la première.

70C’est dans cette atmosphère de divergence que Réaumur, puis Spallanzani, ont réalisé des expériences in vivo sur des rapaces (Oiseaux) et des expériences in vitro pour tester ces explications a priori. Les résultats obtenus leur ont permis de déstabiliser la conception mécaniste (la trituration) de ce phénomène. « Cependant, les transformations chimiques prennent leur totale signification non pas dans cette évidence empirique, mais dans la nécessité, pour que l’assimilation soit possible, de former les mêmes nutriments à partir d’aliments variés ; cette nécessité n’est vraiment construite qu’au XIXe siècle » (Orange, 2005).

71En ce qui concerne la causalité et la logique expérimentale mise en œuvre lors de l’exploitation des résultats, il n’y a guère de différence par rapport au premier manuel.

72Du point de vue de l’apprentissage, il faut souligner qu’un saut conceptuel important est demandé à l’élève pour passer des résultats expérimentaux et de leur exploitation à la définition de la digestion de l’amidon (passer de la transformation de l’amidon en une substance sucrée par la salive à l’explication de cette transformation par des réactions chimiques catalysées par l’enzyme amylase salivaire). Mais, pour des élèves qui ne connaissent ni la signification du suffixe ase, ni la définition de l’enzyme, rien ne leur permet, à partir du manuel, de dire que l’amylase catalyse une réaction chimique. Par conséquent, il nous semble difficile que les apprenants puissent construire le concept de digestion. En outre, la réponse apportée par les auteurs des manuels, en fin de séquence, risque de ne pas déstabiliser la conception mécaniste erronée que les élèves, ou même certains enseignants, pourraient avoir à propos de la digestion. En effet, on ne peut pas accéder à un savoir scientifique sans un changement conceptuel (Posner et  al, 1982 ; Osborne & Wittrock, 1983 ; Pozo, 1989, cités par Gil-Pérez, 1993). Mais, un tel changement conceptuel exige et comporte des changements méthodologiques et épistémologiques, comme cela a été souligné par plusieurs auteurs (Gil-Pérez & Carrascosa, 1985, 1990 ; Duschl & Gitomer, 1991 ; Gil-Pérez, 1993).

3.2.4. Les fonctions dévolues aux pratiques expérimentales

73En plus de la fonction pédagogique suscitée et des fonctions d’apprentissage du savoir et d’apprentissage technique, on voit apparaître, dans ce manuel, une autre fonction éducative qui consiste en un apprentissage méthodologique : être capable d’exploiter les résultats expérimentaux. Cependant, bien qu’il paraît facile d’exécuter une manipulation et de mettre en évidence un phénomène tel que la digestion d’amidon, il nous semble moins évident de comparer les résultats obtenus, de les interpréter et de conclure sur l’hypothèse, comme cela a été constaté par nous-mêmes chez les professeurs stagiaires.

74Quoi qu’il en soit, la fonction essentielle que remplissent les expériences dans ce manuel est une fonction notionnelle ou d’illustration. En effet, le protocole proposé est envisagé pour montrer l’influence de la salive. Il s’agit donc bien d’illustrer que cette substance est responsable de la transformation d’amidon en une substance sucrée ou encore de contrôler, voire de confirmer la validité de cette hypothèse induite des observations. Ce type d’activités expérimentales est qualifié d’expérience-validation par Coquidé (1998). Nous avons également affaire, dans ce manuel, à un mode d’élaboration théorique et non à celui d’investigation au sens de ce même auteur.

Conclusions

75Cette première analyse des deux manuels scolaires nous conduit aux remarques suivantes :

76Le cours est construit autour d’expériences qui prennent beaucoup de place dans les manuels.

77Les pratiques expérimentales prennent deux formes :

  • des expériences évoquées telles que celles de la mise en évidence de la présence de l’amidon dans le pain et de la sensation du goût sucré après mastication de ce pain ;
  • des expériences sous forme de manipulations, à savoir celles relatives à la digestion de l’amidon par la salive.

78Insérée dans un cadre inductiviste, l’expérience est, dans ces deux manuels, une simple mise en évidence du phénomène de digestion in vitro de l’amidon par la salive.

79La situation expérimentale dans laquelle les élèves sont engagés est celle d’élaboration théorique. Il s’agit de redécouvrir le phénomène de digestion (cas du manuel Fi Rihab) ou de l’illustrer par des expériences (cas du manuel Al Wadih). Dans les deux cas, on a alors, selon l’expression de Rumelhard, un déplacement des expériences de leur fonction de réfutation vers une fonction d’argument de preuve, ce qui conduit, selon le même auteur à la dogmatisation du savoir (Rumelhard, 2011). Donc, « la méthode [...] apparaît tout à fait dogmatique, mais d’un dogmatisme insidieux ; elle impose la théorie autant que la méthode expositive. Plus même, puisqu’elle prétend la “déduire” d’une expérience que les élèves ont vue. Son dogmatisme caché, son cryptodogmatisme, ne peut-il être qualifié de bidogmatisme puisque, non content d’imposer le savoir du maître, il prétend le fonder expérimentalement » (Gohau, 1987).

80Le schéma dit OHERIC, proposé dans le manuel Al Wadih, semble annoncer, pour les auteurs de cet ouvrage, une démarche d’investigation, alors qu’il est, en réalité, « sans grande valeur, puisqu’il ne correspond ni à des procédures que peuvent suivre les élèves, ni au fonctionnement réel de l’activité scientifique » (Demounem & Astolfi, 1996).

81La manipulation que l’élève exécute est envisagée pour montrer l’influence de la salive. Donc, l’expérience a un statut de preuve. Et, comme il s’agit de convaincre, on peut dire avec Monchamp (1993) que le procédé est davantage de nature rhétorique que scientifique.

82Dans ces manuels la méthode directive proposée ne permet pas à l’élève de construire son savoir lui-même parce qu’il n’est en aucun cas autonome dans son travail. En effet, les auteurs des deux manuels décrivent tout le chemin que les élèves doivent suivre pour la réalisation des activités proposées : la méthode à suivre, le matériel à utiliser, les résultats à dégager et les questions auxquelles ils doivent répondre. Nous retrouvons ici la méthode guidée par un questionnement en « cascade », déjà constaté dans les manuels de Turquie par Özgür (2004).

83Comme elle ne permet pas aux élèves de poser des problèmes, d’extérioriser leurs conceptions et de concevoir des expériences pour les tester et d’anticiper les résultats attendus, la méthode OHERIC ainsi que celle de redécouverte ne favorisent donc en rien l’appropriation de la démarche d’investigation dont la démarche expérimentale de type hypothético-déductif est une déclinaison possible.

84Sur le plan de la logique expérimentale nous avons repéré, comme cela a été souligné par Galiana (1999), les erreurs rencontrées dans les manuels analysés, à savoir les interprétations abusives et l’imposition dogmatique du savoir sous couvert de l’expérience. Ce passage des résultats à l’imposition de leur explication, exprime selon Daro, Graftiau & Hindryckx (2007), « une vision très dogmatique de la science, plaçant l’apprenant dans une position de soumission » devant la définition ou le modèle apportés (imposés) par les auteurs de ces manuels qui eux, savent. Ainsi, le bilan des connaissances est présenté à la fin de cette séquence « comme une vérité univoque. Le manuel présente donc la connaissance scientifique construite comme l’unique modèle explicatif qui découlerait des observations » (ibid., 2007). Cependant, ce modèle pourrait avoir un impact négatif sur l’apprentissage des élèves puisqu’il ne permettrait pas d’éviter la confusion entre enzyme et réactant, ne favoriserait pas la construction de la notion de catalyseur et, par conséquent, empêcherait les apprenants à comprendre que la digestion est une réaction d’hydrolyse catalysée par une enzyme.

85Nous avons également constaté, comme l’a montré le même auteur (Galiana, 1999) à propos de la photosynthèse, que la causalité s’articule autour du principe de Galien (129-210) et qu’il n’y a pas apprentissage entre une condition nécessaire et une condition nécessaire et suffisante. En effet, toute enzyme n’est fonctionnelle qu’à des conditions de température et de pH bien définies. Donc, la présence de l’amylase salivaire, bien que nécessaire, reste insuffisante pour produire la transformation chimique de l’amidon.

86Concernant les fonctions attribuées aux expériences, on note une incohérence externe. En effet, ces fonctions sont, dans les deux manuels, réduites à la mise en évidence d’un phénomène (apprentissage du savoir), au développement, chez les apprenants, de la rigueur manipulatoire (comme apprentissage technique) et, parfois, à leur aptitude à comparer les résultats, à les interpréter et à conclure par rapport à une hypothèse (apprentissage méthodologique). Cependant, ces expériences ne visent pas à faire émerger les conceptions des élèves et à faire s’exercer leur esprit critique tant vis-à-vis de leurs conceptions que des protocoles qu’ils proposent ou des résultats obtenus. Ainsi, les élèves apprennent à résoudre des problèmes, mais ils n’apprennent pas à poser des questions (Orlandi, 1991) et à construire leur savoir eux-mêmes. On forme alors à l’esprit scientifique qui reproduit simplement ce qu’on lui apprend, mais on ne développe pas l’esprit de recherche et de tâtonnement. Ces deux aspects de l’esprit scientifique, Gohau (1976) les appelle respectivement « deuxième esprit scientifique » et « premier esprit scientifique ». À notre avis, c’est sur la formation du dernier aspect, par une mise en autonomie des élèves, que l’enseignement des sciences au Maroc doit insister. Pour ce faire, les manuels scolaires doivent prendre en compte les apports de la recherche en didactique des sciences :

  • sur le plan psychologique : ils doivent prendre au sérieux les conceptions des apprenants et les obstacles d’apprentissage. Cette prise en compte est possible à travers des situations didactiques ayant un sens pour l’élève et qui partent d’un problème que celui-ci peut s’approprier et résoudre, ce qui permet de faire émerger les conceptions de cet apprenant afin de surmonter les obstacles auxquels il a été confronté. Bachelard (1938) précise que c’est ce sens du problème qui donne la marque du véritable esprit scientifique ;
  • sur le plan épistémologique : au lieu de présenter les savoirs scolaires comme des faits établis sans histoire, sans dimension culturelle, humaine ou sociale (Giordan & De Vecchi, 1987), les manuels devraient accorder une attention aux méthodes et aux démarches plutôt qu’aux résultats, et rendre compte des conditions sociohistoriques et épistémologiques de l’élaboration de ces savoirs.

87Dans le cas de l’enseignement/apprentissage de la séquence de digestion in vitro de l’amidon, nous proposons l’utilisation des critères avancés par Cariou (2015) qui nous paraissent correspondre à ce qu’est une démarche expérimentale : confrontation à un problème, conception des explications a priori, débat sur ces hypothèses, conception des tests adéquats, débat sur ces tests, mise en œuvre, exploitation des résultats expérimentaux et débat sur cette exploitation.

88La problématisation pourrait se faire, à partir d’un problème explicatif perçu, par explication critique des solutions possibles comme cela a été souligné par Orange (2005). Ainsi, nous proposons, dans un premier temps, un problème de distribution permettant de surmonter l’obstacle didactique concernant la transformation (ou la digestion) mécanique des aliments apprise en 4e année de l’enseignement primaire au Maroc. De même, ce modèle mécanique a également été construit, comme nécessité, par Lhoste et Peterfalvi (2009), dans un problème de distribution pour les élèves du cycle 3 et de début de collège.

89Ce problème peut être formulé comme suit : comment expliquer que les oiseaux-proies (rapaces ou oiseaux prédateurs), dépourvus de dents et munis d’un estomac membraneux, tirent leur force de ce qu’ils mangent. Les propositions suggérées et leur débat par les élèves pourraient aboutir à une déconstruction de l’obstacle en question. On devra alors construire une nouvelle nécessité, inverse de cette contrainte : la transformation des aliments n’est pas un phénomène mécanique. Ce dernier modèle peut être considéré, au sein de ce problème, comme une condition de possibilité de l’absorption/distribution : sortie des aliments du tube digestif pour aller aux organes.

90Pour tester ce second modèle, on proposerait aux élèves l’expérience de Réaumur, qui consiste à faire avaler à une buse un tube métallique perforé contenant un morceau de viande puis à le récupérer. Les informations tirées du texte (conséquences de l’hypothèse et exploitation des résultats expérimentaux) par les apprenants et le débat sur leurs conceptions conduisent à corroborer l’hypothèse émise (le nouveau modèle proposé). En effet, Réaumur interprète cette transformation comme une dissolution provoquée par les sucs gastriques dans l’estomac des oiseaux-proies.

91Pour tester cette seconde hypothèse on proposerait, aux élèves, l’expérience de digestion in vitro réalisée par Spallanzani. L’anticipation des résultats attendus, l’exploitation des résultats expérimentaux par les élèves et le débat sur leurs conceptions pourraient conduire à corroborer l’hypothèse émise. En effet, la conclusion à laquelle arrive Spallanzani est que cette transformation est une dissolution des aliments (transformation physique) provoquée par les sucs gastriques dans tous les estomacs.

92Cependant, la portée significative des transformations chimiques n’est pas dans cette évidence empirique, mais dans la nécessité, pour que l’assimilation soit possible, de former les mêmes nutriments à partir d’aliments variés (Orange, 2005, à partir de Canguilhem, 1969). Ainsi, Lhoste et Peterfalvi proposent, en 2009, un problème d’assimilation, en termes physico-chimiques, pour la construction de la nécessité d’une transformation chimique (non conservation des molécules).

93À notre avis, ce n’est qu’à partir de cette entrée par une étude historique du concept de digestion que les auteurs des manuels et les enseignants en classe, aussi bien au Maroc qu’ailleurs, pourraient aborder la simplification moléculaire des aliments. Mais, pour arriver à cette notion de simplification moléculaire, il faut intégrer la composition de ces aliments et mettre en relation les molécules qui les constituent avec la traversée de la paroi du tube digestif (Sauvageot-Skibine, 1991). On pourrait ainsi formuler le problème comme suit : comment expliquer qu’un sportif, pour avoir de l’énergie, consomme, la veille d’une rencontre sportive, des aliments d’origine végétale, riches en macromolécules d’amidon (chaque macromolécule est constituée de plusieurs petites molécules simples liées les unes aux autres). Ce problème conduirait à la nécessité d’une transformation, dans le tube digestif, de l’amidon en petites molécules (simplification moléculaire de l’amidon) pour que ces dernières puissent traverser le tube digestif et aller aux muscles.

94Après avoir étudié l’expérience de Spallanzani, on pourrait proposer aux apprenants de concevoir une expérience pour tester ce dernier modèle en utilisant la salive comme suc digestif et d’anticiper les résultats attendus. On pourrait mettre à leur disposition le matériel et les réactifs dont ils ont besoin.

95Par la suite, les élèves pourraient débattre sur leurs conceptions à propos du protocole expérimental, présenté sous forme d’un schéma, ainsi que sur les conséquences de l’hypothèse, puis effectuer les expériences proposées. L’exploitation des résultats expérimentaux et le débat sur leurs réponses devraient conduire à conforter l’hypothèse émise (le modèle) selon laquelle la salive, à pH neutre et à 37 °C, transforme l’amidon en sucres simples. Il s’agit donc d’une transformation (ou d’une digestion) chimique.

96Pour préciser le concept de digestion, il faudrait, contrairement aux auteurs du manuel scolaire Fi Rihab, présenter cette transformation par un schéma ou par une réaction chimique, c’est-à-dire une équation-bilan équilibrée, et ce en respectant les exigences suivantes :

  • la présence de deux réactants, dont l’un est l’eau et l’autre une grosse molécule (ici l’amidon) ;
  • la mise en évidence de la spécificité d’une enzyme (ici l’amylase salivaire) par rapport au substrat (ici l’amidon) ;
  • la présence de l’enzyme intacte à la fin de la réaction ;
  • la présence, à la fin de la réaction, de molécules plus courtes et de nature différente de celles des réactants de départ.

97Cette façon de faire éviterait la confusion entre enzyme et réactant, favoriserait la construction de la notion de catalyseur (Sauvageot-Skibine, 1991) et, par conséquent, permettrait aux élèves de définir la digestion comme une réaction d’hydrolyse catalysée par une enzyme.

98Une telle démarche expérimentale construite a priori devrait être mise en place et testée en classe de façon à développer une analyse a posteriori. Sa mise en œuvre pourrait alors relever d’un mode didactique d’investigation empirique selon l’expression de Coquidé (1998, 2000, 2003). Elle remplirait, en outre, les fonctions de scientificité et d’authenticité telles qu’elles sont conçues par ce même auteur en 2000. Elle permettrait également de remplir les fonctions éducatives par développement de l’imagination et des compétences chez les apprenants (mobilisation de leur savoir, de leur savoir-faire et de leur savoir-être). En effet, la séquence qui fait l’objet de notre étude pourrait permettre aux élèves de formuler des hypothèses en rapport avec le problème posé et d’identifier les résultats attendus de l’expérience. Elle leur permettrait également de proposer un protocole expérimental adéquat et de l’exécuter, de comparer les résultats de l’expérience-test avec ceux de l’expérience-témoin, de les interpréter et de conclure sur l’hypothèse testée afin de construire le concept de digestion comme réaction chimique catalysée par la salive (ou par une enzyme salivaire). Ainsi, ces activités rendraient possible le développement de la curiosité et de la créativité. En outre, cette séquence permettrait aux élèves de développer leur sens critique en cours de débat par proposition d’amélioration de leurs conceptions.

99Pour terminer, nous serions tentés de dire avec Galiana (1999) que « l’enjeu est de taille : redonner aux jeunes le goût de faire de la science ». C’est l’objectif prioritaire, rappelons-le, de la réforme.

100Les résultats obtenus sont donc conformes aux résultats attendus, ce qui corrobore notre hypothèse selon laquelle le contenu scientifique et la démarche d’enseignement/apprentissage proposés dans les manuels sont inadéquats, ce qui empêcherait l’atteinte des objectifs souhaités par la réforme. Faut-il alors présager que les conceptions erronées que se font les auteurs des manuels marocains de la science, ainsi que l’épistémologie spontanée positiviste, considérée comme dogmatique, sur laquelle ils ancrent leur perception des pratiques expérimentales, influencent négativement les conceptions des enseignants et, par conséquent, celles des apprenants ?

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Bibliographie

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Annexe

Extraits des manuels scolaires

Fig. 1 : activité 1. « J’expérimente et je mets en évidence la digestion d’amidon » (documents 1 et 2)

Fig. 1 : activité 1. « J’expérimente et je mets en évidence la digestion d’amidon » (documents 1 et 2)

Fig. 2 : activité 2. « J’expérimente et je détermine le concept de simplification moléculaire » (documents 3, 4, 5 et 6).

Fig. 2 : activité 2. « J’expérimente et je détermine le concept de simplification moléculaire » (documents 3, 4, 5 et 6).

Fig. 3 : « j’exploite les documents et les données » (documents 1 et 2)

Fig. 3 : « j’exploite les documents et les données » (documents 1 et 2)

Fig. 4 : « je réalise les activités suivantes » (documents 3, 4 et 5)

Fig. 4 : « je réalise les activités suivantes » (documents 3, 4 et 5)
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Table des illustrations

Titre Fig. 1 : simplification de la molécule d’amidon
Crédits Source : Lemammer et al. (2013). Fi Rihab Oûloum Al Hayat Wa Al Ard. Manuel scolaire des SVT de la 3e année du cycle collégial.
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/3483/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 206k
Titre Fig. 2 : expérience de digestion in vitro d’empois d’amidon
Crédits Source : EL FAIZ et al. (2011). l Wadih Fi Oûloum Al Hayat Wa Al Ard. Manuel scolaire des SVT de la 3e année du cycle collégial.
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/3483/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 292k
Titre Fig. 1 : activité 1. « J’expérimente et je mets en évidence la digestion d’amidon » (documents 1 et 2)
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/3483/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 574k
Titre Fig. 2 : activité 2. « J’expérimente et je détermine le concept de simplification moléculaire » (documents 3, 4, 5 et 6).
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/3483/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 575k
Titre Fig. 3 : « j’exploite les documents et les données » (documents 1 et 2)
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/3483/img-5.jpg
Fichier image/jpeg, 645k
Titre Fig. 4 : « je réalise les activités suivantes » (documents 3, 4 et 5)
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/3483/img-6.jpg
Fichier image/jpeg, 632k
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Pour citer cet article

Référence papier

Mokhtar Boulal, « Transposition didactique des pratiques expérimentales et du savoir dans les manuels scolaires marocains des SVT du secondaire collégial : cas de digestion d’amidon »RDST, 22 | 2020, 211-238.

Référence électronique

Mokhtar Boulal, « Transposition didactique des pratiques expérimentales et du savoir dans les manuels scolaires marocains des SVT du secondaire collégial : cas de digestion d’amidon »RDST [En ligne], 22 | 2020, mis en ligne le 24 juin 2021, consulté le 27 octobre 2021. URL : http://journals.openedition.org/rdst/3483 ; DOI : https://doi.org/10.4000/rdst.3483

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Auteur

Mokhtar Boulal

Unité de recherche en éducation et formation (UREF)-Centre régional des métiers de l’éducation et de formation du Souss Massa, Inezgane, Maroc

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Droits d’auteur

© Éditions de l’École normale supérieure de Lyon

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