Navigation – Plan du site
Dossier : Didactique des sciences et histoire des sciences

Raison ou obstacle en histoire de la paléontologie et en classe de collège : analogie ou analogisme ?

Reason or obstacle in the history of paleontology in lower secondary education: analogy or analogism?
Vernunft oder Hindernis der Geschichte der Paläontologie am Collège : Analogie oder Analogismus ?
Motivo u obstáculo en historia de la paleontologia en clase de colegio : analogia o analogismo ?
Patricia Crépin-Obert
p. 21-54

Résumés

La construction du concept de fossile, et ses rapports avec la biodiversité actuelle dans la communauté scientifique du XIXe siècle, est comparée dans cette recherche à l’élaboration des connaissances d’élèves de 4e de collège. Les problèmes de l’identification d’un fossile et de la mise en histoire des êtres vivants sur Terre sont débattus lors d’une controverse historique entre académiciens d’une part et lors d’une situation en classe d’autre part. L’analyse de ces discussions permet de rapprocher les points forts d’argumentation et de désaccords dans les deux communautés, scientifique et scolaire. L’analyse critique du développement historique des idées grâce aux archives, en regard des apprentissages des élèves, permet de mettre en avant les points cruciaux du passage d’une pensée commune préscientifique à une pensée scientifique. Elle a permis de dégager un obstacle épistémologique commun, « l’analogisme » proposé lors d’un travail de thèse, et dont nous discuterons la pertinence et la transversalité dans la formation des enseignants.

Haut de page

Texte intégral

Introduction

  • 1 L’arrêté du 28 décembre 2009, paru au Journal officiel du 6 janvier 2010, pour le concours de recru (...)

1L’histoire et l’épistémologie des sciences de la vie et de la Terre ont désormais une reconnaissance institutionnelle pour la culture disciplinaire des futurs enseignants. En effet les nouveaux concours de l’enseignement en France accordent une place réelle à l’histoire des sciences par la conception des épreuves écrites d’admissibilité ainsi que des épreuves d’admission pour le second degré, CRPE et CAPES1 de sciences de la vie et de la Terre de la session 2011. Non seulement la maîtrise des principales connaissances scientifiques actualisées est attendue des candidats, mais aussi la conduite d’un raisonnement scientifique en regard du développement historique d’un concept. Des épisodes fondamentaux dans l’histoire des sciences sont donc repérés comme modèles révélateurs d’une méthode rigoureuse et précise, mais aussi des finalités de la discipline et de ses modes de construction des savoirs.

2Le savoir paléontologique, en tant que savoir scientifique est un savoir qui s’est construit historiquement. Les travaux de Martin Rudwick (1985), François Ellenberger (1988 ; 1994), Gabriel Gohau (1990a) et S.J. Gould (1991) offrent des repères. Surtout, ils mettent en valeur la conscience de l’immensité des temps géologiques, la construction d’un temps fléché, construit par le jeu d’hypothèses et de rétrospections. La géologie acquiert sa dimension historique spécifique « la datation paléontologique des couches : clés uniques, magiques, ouvrant d’un coup toutes les portes » (Ellenberger, 1994, tome II, p. 336). Lors de cette recherche issue d’un travail de thèse (Crépin-Obert, 2010a), nous nous sommes proposé d’enrichir le corpus des archives historiques de référence dans le domaine des sciences paléontologiques, spécifiquement dans le contexte particulier de controverses qui nous semblent être des moments privilégiés de construction des savoirs. Actuellement les fossiles sont des marqueurs précis de temps sur une échelle stratigraphique par chronologie relative ; ce sont aussi des indicateurs de faciès des paléoenvironnements ; et enfin, ils constituent un des arguments en faveur de la théorie synthétique de l’évolution des espèces. L’objectif principal de cette recherche était de cerner quels chemins et détours de la connaissance ont été empruntés avant cette construction actuelle, au niveau historique, mise en regard des premiers apprentissages scolaires. Rétrospectivement, dès le XIXe siècle, qui voit naître cette discipline, la paléontologie, le problème d’identité des faunes fossiles par rapport aux faunes actuelles était posé. Quels obstacles épistémologiques se sont révélés, et ont pu être dépassés par les communautés scientifiques, mais peuvent encore se retrouver dans la pensée commune actuelle ? La notion de pensée commune peut être envisagée à deux niveaux : dans le sens d’appartenance à une communauté, soumise à la critique collective et dans le sens de fréquence et récurrence. Une étude comparative fructueuse est envisagée permettant de justifier des repères didactiques pour la formation des enseignants et d’acquérir un esprit critique face aux connaissances et aux méthodes à enseigner.

1. Vers une perspective épistémologique des savoirs paléontologiques

1.1. Un savoir construit historiquement, problématisé et rectifié par des communautés scientifiques

3En nous situant dans le cadre théorique de la problématisation développée par le laboratoire en sciences de l’éducation du CREN, nous envisageons l’analyse des archives historiques sous l’angle principal de la construction des problèmes en sciences paléontologiques : positionnement, élaboration et résolution du problème. Divers savoirs paléontologiques ont été opérationnels à différentes époques car, raisonnés et soumis à la critique collective, ils ont permis de résoudre des problèmes explicatifs. Rationnellement le problème est au centre de la construction de la connaissance scientifique. De plus un problème scientifique véritable – dont la ou les solutions ne sont pas connues d’avance – peut être défini comme un tremplin pour un discours argumentatif « ce qui est jeté dans la discussion et qui devient objet de débat » (Fabre, 1993, p. 73). C’est pourquoi nous considérons aussi les débats historiques comme de véritables objets d’études épistémologiques dans la mesure où ils expriment, grâce à la « puissance polémique originelle », un autre esprit scientifique, des obstacles et des ruptures épistémologiques, une histoire d’une science périmée ou sanctionnée (Canguilhem, 1988/2000, p. 20). La logique de la connaissance scientifique actuelle est issue de rectifications successives (Bachelard, 2004) dont la paléontologie peut nous fournir des étapes intéressantes.

  • 2 Ces termes désignaient respectivement les coquilles d’ammonites et les rostres de bélemnites. Les f (...)
  • 3 Hérodote (Antiquité) ; Ristoro d’Arezzo (1282 ?) ; Léonard de Vinci Codex Hammer (1508 ?) ; Palissy (...)
  • 4 Actuellement, les dendrites sont considérées comme des formations minérales formant des figures fin (...)
  • 5 Les ammonites et les glossopètres sont reconnus actuellement comme étant des restes de vivants disp (...)

4Bien avant le XIXe siècle qui va nous intéresser plus particulièrement, un ensemble de raisons a été établi. Ces raisons construites peuvent être qualifiées de nécessités, autre spécificité d’un savoir scientifique (Orange, 2000). Ce sont des arguments qui ont acquis une évidence de droit par la raison contrainte entre des modèles explicatifs et des preuves empiriques. Les spéculations parfois fantaisistes sur l’origine des fossiles sont dépassées, le problème de leur nature est résolu, les problèmes de déplacement des mers et de temps long sont acceptés comme le traduit la première définition du terme fossile par Lamarck en 1801 « Je donne le nom de fossile aux dépouilles des corps vivans, altérés par leur long séjour dans la terre ou sous les eaux, mais dont la forme et l’organisation sont encore reconnoissables » (p. 403). Il défend le concept de coquilles fossiles analogues aux coquilles pélagiques ou littorales actuelles. Il recherche une cause de cette analogie et dépasse ainsi la classification synthétique de tout coquillage, actuel et fossile, marin, fluvial et terrestre, fondée sur l’analogie et organisée dans l’ouvrage, très populaire auprès des collectionneurs du XVIIIe siècle, de Dezallier d’Argenville (1757). Dépassant l’analogie légendaire de l’expérience première des jeux de hasard tels les « cornes d’Ammon » ou les « pierres de foudre »2, une analogie raisonnée entre vivants et fossiles a été souvent mobilisée de siècle en siècle depuis l’Antiquité par de nombreux précurseurs (Hérodote, D’Arezzo, Vinci, Palissy, Colonna, Hooke)3. Mais son statut décisif, attribué généralement à Sténon par son Prodromus en 1669 et sa fameuse démonstration à propos des glossopètres analogues aux dents de requins actuels, restait encore à cerner. Au siècle des Lumières, rappelons que le problème d’analogie est encore le point de désaccord sur lequel s’appuie la contre argumentation des deux opposants à l’académicien naturaliste J.-É. Guettard, Voltaire et La Sauvagère (Crépin-Obert, 2010b). Empirique a priori, la controverse est générée par des cadres épistémiques différents, fixisme contre matérialisme. Le fixisme exprime la pérennité et l’immuabilité des paysages actuels et des espèces vivantes sur Terre. Le matérialisme traduit ici une méthode positiviste ancrée sur les éléments empiriques qui ont conduit à accepter une longue histoire de la Terre. Quoiqu’il en soit, tous les protagonistes étaient encore guidés par un créationnisme omniprésent, d’autant plus que ce système explicatif laissait en suspens certaines coquilles d’espèces inconnues par rapport aux coquilles actuelles (comme celles des ammonites). Quand il s’agit des fossiles non analogues, Voltaire et Guettard retombent dans un modèle explicatif rétrograde. Voltaire réinvestit la notion de pierres figurées ou de jeux de la nature mêlant dendrites4, ammonites et encore glossopètres5 ; Guettard réinvestit leur genèse in situ dans la terre, tout en espérant retrouver grâce à de nouvelles prospections des fonds marins ou des mers inconnues, les analogues vivants aux ammonites. D’ailleurs, Lamarck lui-même affirme qu’il est possible de retrouver, les analogues des bélemnites et des ammonites grâce à des découvertes ultérieures :

« On sent bien que tous les êtres vivans qui habitent dans les grandes profondeurs des mers, doivent être difficilement connus de l’homme, qui n’est pas à portée de pouvoir les observer ; mais en nier l’existence par ce motif, c’est ce que je ne crois pas raisonnable sur nos côtes de la Manche, les rochers sont lardés de gryphites, de cornes d’ammon (d’ammonites) et de quelques autres coquilles qu’on sait n’habiter que les grandes profondeurs de la mer. » (Lamarck, 1802, p. 85).

5Le XIXe siècle va mettre sur le devant de la scène scientifique le concept d’espèce disparue par rapport aux grands vertébrés terrestres. Difficile à accepter par son statut de preuve négative (Rumelhard, 1995), il est en tension avec le raisonnement par analogie. D’une part, les découvertes multipliées de coquilles fossiles vont servir une paléontologie stratigraphique et une chronologie relative internationale grâce entre autres à Alcide d’Orbigny (1802-1857) ; d’autre part, les découvertes parfois spectaculaires d’ossements de vertébrés tels les plésiosaures, les ichtyosaures et les dinosaures vont favoriser une paléontologie évolutive, paradoxalement grâce à Cuvier, fixiste, qui est la référence mondiale en anatomie comparée des vertébrés actuels et passés. La déstabilisation des obstacles (Astolfi & Peterfalvi, 1997), liés à la nature organique des fossiles et parfois résistants depuis l’Antiquité , va libérer la pensée de la communauté scientifique à partir du XVIIIe siècle. D’autres problèmes peuvent être enfin posés et se succéder alors, tels les changements de paléogéographies et de paléoclimatologies, l’extinction des espèces, les successions de faunes et flores caractéristiques, et l’immensité des temps géologiques archivés dans les différentes strates de notre planète. L’analogie entre les fossiles européens et les espèces actuelles exotiques tropicales ou polaires avait conduit Buffon à une conception de « mondes perdus » et à sa théorie du refroidissement graduel de la Terre (1778). Dans la première moitié du XIXe siècle, la paléontologie se positionne en tant que science historique : le constat d’une chronologie paléontologique – variations des faunes dans les strates superposées, succession de formes de vie dans les temps géologiques, disparition des espèces – génère au cœur des débats institutionnels les problèmes liés à l’identification d’un fossile et à l’histoire des êtres vivants sur Terre, Les communautés scientifiques européenne et transatlantique questionnent ces divers objets géologiques et leur analogie avec la faune actuelle, du point de vue d’une disparition des espèces ou d’une filiation entre espèces. Les fossiles n’ayant pas d’équivalents aujourd’hui sont interprétés comme étant, soit des « espèces disparues », soit des « espèces analogues ou intermédiaires » par opposition aux « fossiles vivants ».

6De nos jours le concept de fossile peut avoir un statut admis de preuve évidente en soi de l’évolution des espèces, pour les élèves et les enseignants français. Il suffit simplement de les nommer. Or, cette interaction conceptuelle, entre les objets fossiles récoltés sur les terrains et l’émergence de l’idée d’évolution, est une construction historique riche de découvertes paléontologiques et de significations plurielles associées. Et c’est en retournant aux sources des premiers débats à propos des fossiles que nous espérons mieux comprendre les fondements de la connaissance paléontologique intégrée dans une géologie historique (Gohau, 2003) et expliquer ses corrélations avec l’évolution.

1.2. Intérêts et principes méthodologiques d’une étude comparée avec un savoir co-construit dans une communauté scolaire

7Si nous avons fait le choix d’une étude comparative historique et didactique, c’est avec une visée épistémologique, afin de mieux comprendre les processus de construction de la connaissance paléontologique et les enjeux de la formation à l’esprit scientifique via les débats. Rapprocher une étude historique du XIXe siècle d’un apprentissage scolaire du XXIe siècle semble périlleux vu les décalages incontestables entre le fonctionnement savant et le fonctionnement didactique qui sont liés aux contraintes idéologiques et sociétales (Chevallard & Johsua, 1982), ou aux problèmes, aux cadres épistémologiques et aux savoirs à construire ou institués (Johsua & Dupin, 1993), ou encore aux contextes sociaux et technologiques (Gohau, 1995). Nombreux sont les didacticiens qui appellent, d’une façon consensuelle, à s’affranchir d’emblée d’un parallélisme ou « récapitulationnisme » naïf (Chevallard, 1985 ; Raichvarg, 1987 ; Gohau, 1995). Tout projet comparatiste est délicat, les cadres théoriques et les méthodologies étant spécifiques aux domaines disciplinaires. Cependant les interactions recherchées entre histoire et didactique des sciences représentent bien « un coup de force épistémologique » sur les enjeux génériques du savoir, d’où son intérêt majeur lorsqu’il prend ses distances avec l’ici et maintenant – ailleurs et autrefois – (Mercier et al., 2002). Rapprocher ce qui ne peut se comparer en construisant des relations non immédiatement données est un vrai défi. C’est innover avec le concept de « comparatisme heuristique » (Detienne, 2009). En didactique des sciences de la vie et de la Terre, plusieurs essais ont été expérimentés. Le repérage des cheminements en histoire des sciences peut être un outil d’analyse des obstacles à l’apprentissage, plus particulièrement du concept de fossile (Gouanelle & Schneeberger, 1995). Et il peut exister un « effet miroir » a priori remarquable entre les erreurs historiques et les erreurs scolaires (Astolfi & Peterfalvi, 1997, p. 200) ; ou encore un parallélisme partiel des constructions de problèmes entre la pensée historique et la pensée des élèves (Orange, 2003). La construction scolaire des problèmes dépend des conceptions des élèves. De même, la construction historique démontre l’emprise des obstacles épistémologiques tels l’expérience première, la connaissance générale, l’animisme (Bachelard, 1938/2004) ; ou encore l’idéologie évolutionniste assortie d’une pensée finaliste, anthropocentrée, liée au progrès universel (Canguilhem, 1988/2000).

8Notre étude comparative est conduite par des principes méthodologiques. Lors de l’analyse de débats scolaires ou historiques, ces principes sont fédérés par la compréhension fine des espaces-problèmes respectifs (Fabre & Orange, 1997), elle-même soutenue par l’architecture d’un raisonnement enrichi de questions, de réponses et d’objections. Cette exploration du jeu de raisons entre possibles et nécessaires – empiriques, explicatifs et théoriques – est également fondamentale car elle révèle une caractéristique essentielle des savoirs scientifiques, leur nécessité ou « apodicticité » (Orange, 2005). Or cet accès à des raisons apodictiques contraignant le champ des solutions est finalement bien souvent dilué, et il est aujourd’hui tombé dans l’oubli, dans l’appropriation des connaissances actuelles car « la réorganisation de la connaissance abolit son historicité » (Canguilhem, 1968/2002, p. 205). La théorie de l’évolution, concept fédérateur pour l‘enseignement des sciences de la vie et de la Terre, ne peut se comprendre sans connaître les origines de la paléontologie stratigraphique. La compréhension tardive du renouvellement des faunes fossiles, par la mise en corrélation avec leur positionnement le long d’une colonne stratigraphique représentative du temps, nous donne un bel exemple démonstratif d’un savoir scientifique apodictique. Comment les archives géologiques ont-elles été discutées pour construire l’histoire des organismes vivants ? Comment le double archivage stratigraphique et paléontologique (Gohau, 1990b), va-t-il bousculer le cadre fixiste et biblique ? C’est cet axe que nous nous proposons de développer, à travers l’étude d’un débat à l’Académie des sciences de Paris et à la Royal society de Londres puis d’une situation-débat au collège. Rappelons simplement les trois grands principes qui ont guidé les choix méthodologiques de notre enquête pour rapprocher, autant que faire se peut, la construction des savoirs dans un contexte historique ou scolaire. Le premier est de s’appuyer sur un corpus de controverses au sein d’une communauté discursive développant une argumentation soutenue en histoire des sciences (comme dans les comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des sciences de Paris) ou en classe (transcription d’un débat en classe de sciences) ; le deuxième est de débattre d’un problème similaire, tel celui des fossiles analogues aux vivants actuels ; enfin le troisième est de soulever une problématique comportant un obstacle commun que nous proposons de nommer « analogisme » et que nous déclinons dans l’étude comparative qui va suivre. Enfin la méthode comparative est confortée dans l’analyse du corpus par un outil en lien avec le cadre théorique de la problématisation, les espaces de contraintes (Orange, 2000) et de possibles (Crépin-Obert, 2010a), révélant la nature des arguments empiriques, explicatifs ou théoriques ainsi que leurs interactions qui fédèrent la cohérence du raisonnement.

2. Étude d’une controverse historique au XIXe siècle à propos d’un vertébré fossile énigmatique

2.1. Contexte d’un vif échange aux séances de l’Académie des sciences de Paris

  • 6 Buckland (1784-1856) est alors président de la société de géologie de Londres et professeur à l’uni (...)

9Les comptes rendus hebdomadaires des séances de l’année 1838, rapportent un débat qui eut lieu au sein même de l’institution française entre deux camps qui s’affrontèrent quelques années après la découverte de fossiles inédits dans un gisement jurassique de Grande-Bretagne. Dans son rapport du 20 février 1824 paru dans les Transactions of the Geological Society de Londres, le paléontologue anglais William Buckland6 établit la découverte originale d’un très grand saurien ou lézard géant amphibie qu’il baptise Megalosaurus et qui est le premier dinosaure décrit. Mais, dans le gisement fossilifère, le fossile que Buckland trouve le plus extraordinaire est celui d’une petite mâchoire qu’il se permet d’affilier à un ancien marsupial, didelphe ou opposum, se fiant à l’autorité de Cuvier qui l’avait examiné rapidement (Cuvier, 1836, tome X).

  • 7 H. de Blainville eut comme soutien Louis Agassiz (1807-1873), jeune naturaliste correspondant suiss (...)
  • 8 Geoffroy Saint-Hilaire eut deux soutiens manifestes : un collègue académicien, Constant Duméril (17 (...)

10Or en 1838, la communauté scientifique de la section d’anatomie et de zoologie est divisée dans l’interprétation de ce fossile de Stonesfield au moment où émerge la paléontologie, cette discipline impulsée par Cuvier, et définie par Flourens comme la « science étonnante des espèces perdues ». D’un côté se trouve le camp d’Henry Ducrotay de Blainville7 (1777-1850), disciple, contradicteur, puis successeur de Cuvier à la chaire d’anatomie comparée du Muséum d’histoire naturelle de Paris. Aimant semer le doute, il est à l’initiative de la reprise de la controverse sur les espèces perdues et leurs rapports avec les êtres vivants actuels. De l’autre côté s’exprime le camp d’Étienne Geoffroy Saint-Hilaire8 (1772-1844), qui collabore étroitement avec Lamarck par ses enseignements aux deux chaires de zoologie, au Muséum et à la faculté des sciences de Paris. Sa participation à la campagne scientifique égyptienne, son enthousiasme pour la création d’une ménagerie au Muséum d’histoire naturelle de Paris, élargissent son champ d’observations des faunes exotiques de vertébrés, oiseaux, mammifères, crocodiles et poissons. À partir de la controverse de 1825 avec Cuvier sur les « crocodiliens » de la région de Caen, les problèmes paléontologiques sont sa préoccupation majeure centralisant toutes ses recherches. Et, jusqu’à la fin de sa vie publique, il s’intéresse aux relations entre espèces actuelles et anciennes comme en témoigne un de ses mémoires paru en 1828 au Muséum d’histoire naturelle, Mémoire Où l’on se propose de rechercher dans quels rapports de structure organique et de parenté sont entre eux les animaux des âges historiques et vivant actuellement et les espèces antédiluviennes et perdues. Il y annonce une comparaison structurale mais aussi l’idée claire d’une filiation. Les squelettes des vertébrés sont organisés sur le même modèle de connexions – positions, relations et dépendances des parties – et une idée centrale est d’envisager que certains fossiles constituent des transitions ou chaînons manquants. Parallèlement, en zoologie, une faune originale le conforte dans cette idée de groupe intermédiaire, avec les récentes découvertes surprenantes des côtes australiennes, tels l’Ornithorynque et l’Échidné, qui bien qu’ovipares allaitent leurs petits, ce qui dérange la classification des naturalistes. Tous ses travaux convergent vers la recherche d’une loi universelle d’organisation analogique du monde organique et la conception synthétique d’un plan unique pour l’ensemble du monde vivant. La question de la logique de rapprochement ou de différenciation des espèces fossiles avec les espèces actuelles est relancée. Cette négociation constitue le nœud des problématiques en paléontologie depuis le début du XIXe siècle.

11De plus, la singularité du fossile de Stonesfield tient à son positionnement stratigraphique du Jurassique. Au début du XIXe siècle, la coupure stratigraphique – appelée aujourd’hui Crétacé-Tertiaire – était le point de référence dans l’école stratigraphique parisienne, marquée par la présence des mammifères dans les couches supérieures. Donc le positionnement du problème est bien la corrélation entre l’identité de ce fossile de vertébré, présumé mammifère, et les terrains du Jurassique allant à l‘encontre d’une loi quasi consensuelle, la loi de progression des faunes fossiles. Les corrélations, entre la diversité des terrains et la diversité des fossiles examinés en ce début de XIXe siècle, confortent une succession ordonnée de faunes, référencée essentiellement à partir des vertébrés à l’échelle du globe :

« On peut voir par cette énumération que l’ensemble des êtres organisés classés par Époques a cela de remarquable, que ce groupement purement palaeothographique coïncide parfaitement avec les différents groupes de terrains […] en intermédiaire, secondaire, tertiaire, quaternaire et moderne. Il résulte de là que, si l’on veut prendre un type caractéristique parmi les êtres de chaque Époque, tels que les Trilobites pour la 1re, les grands Sauriens pour la 2e, les Paleothères pour la 3e, les Éléphans pour la 4e, et l’Homme pour la 5e, on pourra établir une nomenclature des Époques dans un rapport parfait avec les terrains » (Huot, 1835, tome III, p. 90).

12Par l’étude des argumentations respectives, nous allons clarifier l’objet de la polémique, tension entre un registre empirique à propos du fossile à identifier et une loi paléontologique : la progression des faunes fossiles. Ce débat pose très clairement les liens entre la paléontologie stratigraphique et la paléontologie évolutive, les rapports possibles entre les espèces vivantes et disparues. L’affrontement entre une vision fixiste et une vision transformiste, enclenché entre Cuvier et Lamarck, se poursuit en 1838 avec leurs disciples, Blainville et Geoffroy Saint-Hilaire.

2.2. Les registres argumentaires mobilisés par les deux camps protagonistes

13C’est Blainville, lors d’une communication à l’Académie des sciences de Paris le 20 août 1838, qui relance l’examen de ce « prétendu Didelphe » issu d’un gisement jurassique et le soumet à la critique de la communauté scientifique : « si cet animal est certainement des schistes de Stonefield, c’est une exception à la règle, d’ailleurs si générale, que les couches de cette ancienneté ne recèlent pas de mammifères » (Blainville, 1838). Voilà rappelé les deux arguments consensuels de la communauté scientifique qui soulève cette anomalie d’un mammifère dans des terrains anciens. Pour structurer le schéma de l’espace de contraintes et de possibles (schéma n° 1) nous avons retenu l’ensemble des arguments pertinents par rapport à la problématique de validation d’une identification des fossiles de Stonesfield, – empiriques, explicatifs et théoriques – de tous les protagonistes engagés dans la controverse. Puis nous avons situé au centre les deux arguments consensuels, tout en positionnant le cœur de cette problématique, une donnée empirique, la datation dans les terrains secondaires, et une construction théorique qui est la loi de progression des faunes. Enfin nous avons positionné en miroir les démarches de raisonnement des deux camps antagonistes menés par les deux chefs de file de cette controverse, Blainville et Geoffroy Saint-Hilaire. Les tensions principales de désaccord sont marquées par des doubles flèches. Voyons leur divergence de cheminement de résolution.

  • 9 Geoffroy Saint-Hilaire voulait réunir dans la classe des « Marsupiaires » de nombreux genres dont l (...)

14D’un côté, Blainville cherche à remettre en cause l’identification. Il utilise pour sa démonstration une méthode analogique qui veut embrasser toute l’ostéologie des êtres vivants actuels et fossiles. Sur la base zoologique, il confronte ce fossile aux analogues actuels de la riche collection des mammifères et reptiles du Jardin des Plantes du Muséum d’histoire naturelle de Paris, suivant l’école de Cuvier. Et parmi les nombreux critères anatomiques observés – uniquement par le biais de dessins – il recherche et note plusieurs différences. Sur la base paléontologique, il se réfère à un analogue fossile américain du Secondaire, composite qui comporte aussi des caractères mammaliens et reptiliens. L’hypothèse de Blainville penche pour un rapprochement avec un saurien. De plus, il joue sur les preuves négatives, la fossilisation partielle et la qualité de conservation de l’échantillon. D’un autre côté, Geoffroy Saint-Hilaire n’envisage que des faits anatomiques positifs, il conforte les similitudes et valide la dénomination de marsupial, ordre qu’il avait créé. Il serait cependant favorable à faire des marsupiaux une classe différenciée des Mammifères9 qu’il appellerait « Marsupiaires ». En négociant ainsi avec la classification, en isolant de la classe des Mammifères les marsupiaux, il reste conforme à la double loi stratigraphique et zoologique qu’il n’est pas nécessaire de remettre en cause. De plus méthodologiquement, il met en avant la pertinence des caractères à considérer dans toute étude anatomique, leur nécessaire hiérarchisation ou subordination construite par analogie aux êtres vivants actuels et fossiles. Un académicien, Constant Duméril intervient en tant que spécialiste des reptiles. Il ne retient que deux arguments empiriques, la présence d’un condyle spécifique des Mammifères et l’absence de suture à l’os entier de la mâchoire. Il invalide du même coup l’hypothèse de reptile saurien émise par Blainville et l’hypothèse d’exclusion des marsupiaux de la classe des Mammifères suggérée par Geoffroy Saint-Hilaire. Mais il ne se positionne pas par rapport à la loi de progression et reste sur le registre empirique.

  • 10 La période du Crétacé est en accord avec son idée de série progressive sur l’échelle des temps géol (...)

15Les deux camps en présence s’opposent sur la méthodologie scientifique à considérer et sur la nature du savoir scientifique. Blainville choisit un terrain de discussion portant essentiellement sur le registre empirique qui, selon lui conforte le mieux un savoir scientifique. Il remet aussi en cause la fiabilité de la loi de corrélation des organes, énoncée par Cuvier. Il s’appuie sur les différences avec les mammifères actuels et construit alors une nécessité de réfutation. En parallèle, il se réfère aux ressemblances avec les reptiles fossiles disparus, et construit alors une hypothèse pour homologuer un autre reptile inconnu dans les terrains du Secondaire. Par opposition, Geoffroy Saint-Hilaire n’hésite pas à s’engager sur le registre explicatif et théorique. Il s’appuie sur les ressemblances avec les mammifères actuels – démontrée empiriquement par ses collègues - et la corrélation douteuse entre la mandibule du saurien de Philadelphie et les restes du squelette affilié plutôt à un mammifère cétacé. Et lorsqu’il veut soutenir à la fois la loi de progression, qu’il prend comme garantie, et l’appartenance aux marsupiaux, il se voit contraint de modifier la classification afin de soutenir cette contrainte théorique. Il conclut sa communication en réponse à Blainville par « l’apparition des marsupiaires à l’époque énormément reculée où se formaient les premières strates de la craie » (Geoffroy, 1838, p. 633). Inspirée de l’échelle des êtres de Lamarck, pour lui, les Reptiles caractériseraient le Jurassique, les Marsupiaires apparaîtraient au Crétacé10 et les Mammifères au sens strict seraient cantonnés dans les terrains tertiaires. Ainsi tout rentre dans l’ordre, répondant à la loi de continuité, au « cours de l’animalité en marche de développement » (ibid.) qui fait que Reptiles, Marsupiaux, et Mammifères se sont succédé au cours des âges géologiques. Sa logique explicative est clairement continuiste et progressionniste. De plus l’idée avancée de remplacement de la classe des Marsupiaires par la classe des Mammifères d’un degré supérieur préfigure une logique transformiste.

Schéma N° 1. ESPACE DES CONTRAINTES ET DES POSSIBLES de la controverse de 1838 à propos des fossiles de Stonesfield.

Schéma N° 1. ESPACE DES CONTRAINTES ET DES POSSIBLES de la controverse de 1838 à propos des fossiles de Stonesfield.

16Cette discussion met à l’épreuve une loi établie. Malgré les divergences des registres empiriques – alors que ce sont les mêmes échantillons fossiles ! – et les deux modèles explicatifs divergents qui en découlent, la volonté de cautionner absolument cette loi de progression des faunes dirige le raisonnement. Et en définitive, ce sont les cadres épistémiques respectifs qui portent la divergence essentielle. Bien au-delà de la question de la classification des fossiles de Stonesfield, se profile en arrière-plan le véritable problème qui divise la communauté scientifique, celui de la succession ou de la simultanéité d’apparition ou de création des êtres vivants à la surface du globe.

2.3. L’analogie des faunes actuelles et fossiles est dirigée par le cadre épistémique

17Nous allons voir combien les cadres épistémiques respectifs des savants sont importants pour rechercher et examiner les caractères différents et ressemblants des êtres vivants. Ils orientent Blainville et Geoffroy Saint-Hilaire pour construire une analogie différente entre des faunes actuelles et fossiles. Pour Blainville, la série animale aurait été créée d’emblée complète avec tous les représentants intermédiaires afin de constituer une unité du règne animal. C’est pourquoi il multiplie les groupes et les sous-groupes de la classification zoologique de la faune actuelle. Et dans cette chaîne, il intercale espèces disparues et espèces vivantes. Ceci constitue l’originalité de son système que Flourens qualifie de « doctrine paléontologique » de Blainville, une création complète prédéfinie avec des lacunes actuelles dans la série animale liées aux disparitions définitives d’espèces archivées par les fossiles. Par exemple pour l’embranchement des vertébrés il l’organise en sept classes successives – au lieu de quatre chez Cuvier – qui s’enchaînent « des poissons aux amphibiens, des amphibiens aux ichtyosauriens, de ceux-ci aux reptiles, des reptiles aux ptérodactyles, des ptérodactyles aux oiseaux, et des oiseaux aux mammifères » (Flourens, 1860, p. XXXIV). Les fossiles occupent la place privilégiée d’échelons intermédiaires qui comblent les hiatus. Sous l’angle biologique et paléontologique nous caractériserions le système explicatif de Blainville comme une interférence entre trois registres : un créationnisme – une création unique originelle –, un progressionnisme – une série animale progressive continue – et un actualisme – des êtres vivants soumis à un environnement stable.

18Quant à Geoffroy Saint-Hilaire, il a certaines idées communes avec Blainville : l’unité de règne animal, les séries animales continues intégrant les fossiles en tant que groupes ou espèces intermédiaires. Une pensée progressionniste en paléontologie peut également lui être attribuée. Mais l’explication qu’il donne à la progression des faunes est très différente : il cherche des causes rationnelles et non pas divines. Concernant l’unité du règne, c’est une unité de plan et de composition des êtres vivants et fossiles – et non pas un plan de création – qu’il conçoit. Geoffroy Saint-Hilaire défend à la fin de sa vie une nouvelle philosophie du vivant, la théorie des analogues qu’il veut universelle. Prenant ses distances avec le nombre, la forme et la fonction des pièces anatomiques, il repère l’analogie par leurs relations ou connexions et il imagine une métamorphose des organes. Par exemple, le crâne et les nageoires paires des poissons correspondent respectivement aux crânes et aux membres des vertébrés tétrapodes. Plus particulièrement, les opercules des branchies des poissons correspondraient aux osselets de l’oreille des mammifères (Geoffroy Saint-Hilaire, 1824). Plus généralement, sa démonstration d’une analogie entre certains os du crâne des vertébrés ovipares et des os des fœtus de mammifères a été validée par Cuvier, malgré la controverse des analogues qui les opposa fortement en 1830 (Tort, 1983). Elle fait sa notoriété encore aujourd’hui car il a démontré la possibilité de transformation des espèces. Le terme d’analogie signifie, selon lui, non pas une similitude mais un lien de parenté entre les êtres vivants. Ce que nous nommons aujourd’hui des homologies. Concernant les séries progressives animales il démontre en 1837, à partir de deux exemples marquants, l’éléphant et la girafe, la possibilité d’une filiation graduelle entre les groupes fossiles et actuels. Le terme de progression acquiert un tout autre sens que chez Blainville : il a une dimension nettement historique et l’idée de développement comprend la parenté entre tous les êtres vivants actuels et passés. Par des travaux d’embryologie expérimentale il démontre que le milieu peut jouer un rôle dans les transformations graduelles des vivants. Son objectif, déjà affirmé en 1828, est de corréler ces résultats expérimentaux et la possibilité d’envisager un lien de structure et de parenté entre les animaux actuels et fossiles comme l’annonce clairement le titre de son mémoire déjà cité.

« C’étoit l’unique moyen [expériences sur le développement embryonnaire] de savoir si les organes se modifient, et si, se transformant les uns dans les autres, ils sont pour ce fait une source infinie de diversité, s’ils constituent les élémens de variation des êtres vivans : c’étoit enfin l’unique moyen de répandre quelques lumières sur la question principale de cet écrit, en ce qui concerne les rapports de famille de tous les animaux anciens et modernes » (Geoffroy Saint-Hilaire, 1828, tome XVII, p. 222-223).

19Il pense qu’en agissant expérimentalement sur le développement d’un embryon de poulet, il pourra maintenir le stade poisson ou obtenir un stade intermédiaire mammalien autrement dit faire renaître des espèces disparues. Du même coup il se positionne aussi contre la théorie de la préexistence des germes et en rejette le déterminisme en la résumant ainsi :

« toutes les générations passées et futures ont été accumulées et créées dans un point impalpable ce qu’on demande que notre imagination accepte à titre d’unique solution du problème. Il y a autant de ces points établis que d’espèces ; ainsi, quant à l’espèce humaine, un premier homme a contenu ensemble, non confondus tous les hommes qui ont paru et qui paroîtront sur la terre. Chacun fait ainsi le roman à sa manière. Des opinions, sans racines dans l’ordre physique, sont mises à la place des choses. » (ibid., p. 225).

  • 11 Geoffroy Saint-Hilaire É. (1829 ou 1834). Cours de l’histoire naturelle des mammifères : partie com (...)

20S’il a échoué sur ses prédictions expérimentales, incontestablement l’étude des développements embryonnaires a fortement influencé Geoffroy Saint-Hilaire pour expliquer, dans un cadre global, les découvertes paléontologiques de fossiles intermédiaires. Par ces deux voies de recherche, la paléontologie et l’embryologie, il veut démontrer finalement la possibilité de transformation des espèces fossiles en des espèces actuelles. À l’origine le terme « évolution » est synonyme de transformation de l’embryon et Geoffroy Saint-Hilaire le transpose pour expliquer les séries paléontologiques. L’observation du développement fœtal récapitule les transformations de la série animale dans l’histoire de la Terre : « dans l’évolution d’un être qui a parcouru toutes les phases de sa vie, vous avez en raccourci, sous quelques rapports, le spectacle de l’évolution du globe terrestre » (Geoffroy11 cité par Bourdier, 1967, p. 14). Ce cadre transformiste et épigéniste du développement progressif des êtres vivants, en rupture avec le créationnisme, est un des apports majeurs du travail de Geoffroy Saint-Hilaire !

3. Étude de la situation de débat en 4e de collège sur le problème des faunes successives sur Terre et de leur parenté

3.1. Place didactique de ce débat dans la situation d’enseignement

  • 12 L’étude de cas didactique s’est appuyée sur les anciens programmes du collège. ministère de l’Éduca (...)

21Le débat, mené au troisième trimestre, par une enseignante expérimentée dans une classe de bon niveau, s’inscrit dans une séquence devant corréler l’histoire de la vie et l’histoire de la Terre en réponse aux programmes 2002 du cycle central12. Cette synergie doit permettre aux élèves d’appréhender l’évolution des vivants tout en laissant une place relativement modeste à la paléontologie : il était conseillé d’étudier quelques échantillons fossiles, des roches fossilifères régionales, des schémas de reconstitution paléoenvironnementale ou des phylogénies de vertébrés. Cette alternative de situation-débat pour enseigner l’histoire de la vie sur Terre veut questionner le choix fréquent d’un cours magistral pour ce sujet par les enseignants. Celui-ci peut s’apparenter à un récit relatant la succession des différentes ères géologiques, illustrée par quelques fossiles stratigraphiques majeurs. D’un autre côté, encourager les élèves à questionner la construction d’une histoire possible des vivants sur la Terre sur la ligne du temps, via une mise en débat, nous permettait de faire émerger la place des arguments paléontologiques dans les systèmes explicatifs des élèves en les confrontant au savoir savant. Cela devait permettre aussi de tester un modèle pédagogique par investigation-structuration (Astolfi & Develay, 1989/1998, p. 104-111). Ce modèle engage les élèves à se questionner, à chercher en relative autonomie, à résoudre des problèmes, puis à construire une généralisation conceptuelle, l’ensemble à la faveur d’activités scientifiques guidées par l’enseignant. L’institution d’un débat fait suite aux travaux didactiques de gestion des conceptions initiales des élèves (Astolfi & Peterfalvi, 1997) tout en se démarquant par ses finalités (Orange, 1999).

22Pour préparer le débat, les élèves ont pu, lors de la séance précédente, noter individuellement leurs conceptions initiales, en répondant à un questionnaire collectif. Une des questions semi-ouvertes va nous intéresser plus particulièrement : « Pour chaque espèce, tu placeras une croix sur la ligne du temps avec les deux lettres correspondantes à l’espèce placée, pour ordonner ces espèces dans l’histoire de la vie en fonction du temps. ». Chaque élève devait reconstituer une histoire de la vie en ordonnant sur une flèche du temps dix êtres vivants différents – végétaux ou animaux, aquatiques ou terrestres, disparus ou vivants – et justifier sa logique de placement. Il pouvait répondre librement sur leur ordre d’apparition sur Terre et sur l’espacement de ceux-ci sur une ligne de temps, alors que le diaporama les visionnait par ordre alphabétique : algue, crocodile, étoile de mer, homme préhistorique, mammouth, méduse, papillon, pin, requin, tyrannosaure. L’analyse des conceptions d’élèves a été effectuée en collaboration avec l’enseignante. Par rapport au positionnement global de l’ensemble des êtres vivants, deux logiques explicatives s’opposent chez les élèves, un échelonnement sur toute la ligne du temps (13 élèves) ou un regroupement dans la première moitié de la ligne du temps (8 élèves). Concernant la séquence justifiée, plusieurs critères s’entrecroisent pour constituer des systèmes explicatifs divers et spécifiques à chaque élève, qui sont catégorisés dans le tableau ci-dessous.

23Puis lors de la séance, le débat argumenté a été préparé préalablement par un travail en groupes d’élèves, hétérogènes du point de vue des logiques explicatives. Le regroupement d’élèves ayant des points de vue différents devait favoriser un questionnement fructueux et autonome. Au sein de chaque groupe, les élèves devaient comparer leurs raisonnements, repérer les différents arguments – divergences ou similitudes – puis les élèves ayant des logiques explicatives différentes, devaient défendre et préciser leur pensée. Ensuite chaque groupe proposait à la classe la question qui lui importait le plus de résoudre parmi celles posées par écrit. Elle était écrite au tableau afin de la soumettre à toute la classe pour que chacun puisse réagir et donner son avis et ses arguments. Dans le questionnement retenu par les élèves, la problématique de l’histoire des vivants s’entrecroise avec celles des relations entre les vivants, de l’origine de la vie et de la définition de l’évolution. La diversité des êtres vivants choisie initialement, l’hétérogénéité des modèles explicatifs des élèves, devaient favoriser l’argumentation tandis que les échanges langagiers entre groupe restreint dans un premier temps pouvaient faciliter la participation au débat collectif.

Diversité des argumentations de placement des dix êtres vivants sur la ligne du temps par des élèves de 4e (21 élèves)

Critères repérés

Nombre d’élèves concernés/21

Référence à l’homme :
La dangerosité pour l’homme (crocodile, dinosaure)
La découverte par l’homme
La nourriture de l’homme (mammouth, requin)
Homme positionné :
en début
au milieu
en fin

11
2
2
2
21
2
14
5 (dont 4 en dernier)

Le milieu de vie :
aquatique puis terrestre
terrestre puis aquatique

14
9
5

Les mondes et leur succession :
végétal puis animal
animal puis végétal

10
8
2

La nutrition au sens large
végétal et animal (respiration et photosynthèse)
niveaux trophiques (le papillon est mangé par le crocodile)
homme

4
1
1
2

Les êtres vivants disparus/actuels
Dinosaure positionné :
en début
au milieu
en fin

5
21
14 (dont 4 en premier)
6
1

Une filiation
entre dinosaure et crocodile ; entre bactérie et algue

2
1 (précisée)

La morphologie (sans précision)

1

3.2. Les raisons en jeu dans l’épisode de controverse mobilisant l’analogie à l’actuel

  • 13 Elle peut être demandée à l’auteur par courrier électronique.

24La transcription du débat13 enregistré dans cette classe de collège constitue le corpus principal de notre étude de cas. Les dix premières minutes retenues pour cette analyse comprennent les interactions discursives engagées à partir de la première question sélectionnée par un groupe d’élèves : « Est-ce que le papillon est apparu en dernier sur la frise du temps à cause de sa complexité ou est-il apparu dans les premiers êtres vivants sur Terre parce qu’il servait de nourriture ? ». Précisons d’emblée selon les savoirs paléontologiques actuels, que le papillon intéressant les élèves de 4e, est un représentant du groupe des Hexapodes, voire des Arthropodes ; Le problème est posé autrement sous l’angle de la classification phylogénétique croisée avec les archives fossiles ; il appartient en fait aux terrains anciens car le plus ancien fossile d’hexapode connu date du milieu de l’ère primaire, 395 millions d’années (Lecointre & Le Guyader, 2001).

25La dynamique d’une co-construction des argumentations des élèves est représentée en s’appuyant sur une méthode d’étude des débats collectifs (Orange, 2000) et prend la forme du schéma n° 2. Parmi les explicitations des élèves, seules sont conservées les raisons critiques pertinentes, des « contraintes problématisantes » ou nécessités, en lien avec le problème scientifique traité collectivement : spécifiquement ici, la position relative du papillon sur une frise du temps géologique parmi d’autres êtres vivants et plus généralement la mise en histoire raisonnée des animaux qui se seraient succédé sur Terre. Puis une catégorisation principale binaire des énoncés argumentatifs des élèves est effectuée en éléments empiriques et en éléments porteurs de modèles explicatifs. Pour illustrer notre propos, prenons deux exemples concernant la méthodologie de datation relative, qui pose problème aux élèves lorsqu’ils tentent de valider un ordre de succession entre les êtres vivants aquatiques et terrestres ou une filiation entre les espèces aquatiques et les espèces terrestres. Hélène propose d’étudier un fait constatable, la morphologie et l’anatomie des fossiles (schéma n° 2, occurrence 92). Tandis que Maxime émet une idée explicative de transformation des espèces aquatiques anciennes en espèces actuelles terrestres (schéma n° 2, occurrence 116). D’un côté, un raisonnement est induit à partir de données empiriques sur des fossiles de vivants aquatiques, d’un autre côté un raisonnement est déduit à partir d’idées théoriques sur le mécanisme d’évolution. Les données immédiates par les êtres vivants actuels sont en tension avec les données reconstruites des archives passées. La controverse principale nous apparaît fondée par cette opposition entre la théorie de l’évolution et les archives paléontologiques. D’une part, c’est l’évolution qui permet de penser une histoire des vivants sur Terre et d’interpréter les restes fossiles. D’autre part, ce sont les squelettes fossiles qui sont des indicateurs de cette même histoire révélant des êtres vivants différents de ceux actuels, tels les dinosaures ou les poissons fossiles australiens. De plus, ces deux logiques s’entremêlent fortement dans la recherche d’une solution par les élèves. Le problème d’un mécanisme d’évolution telle l’adaptation au milieu de vie est alterné avec le problème du milieu de vie différent de l’actuel et déduit à l’aide des fossiles. Cela relève d’une difficulté à distinguer clairement les faits, tels les fossiles, des mécanismes de l’évolution. Par exemple, Maxime considère l’évolution comme un postulat, voire un fait indiscutable, tandis que Claude lui accorde son statut de théorie et qu’Hélène établit une corrélation avec un registre empirique paléontologique.

Numéros d’occurrence

75

E (Maxime) : Ben justement à l’aide de l’évolution, on sait que tout d’abord ça que la vie elle était dans l’eau, on sait que les êtres vivants ils avaient pas de pattes, on sait aussi que les êtres vivants végétaux sont arrivés

82 (7 min.)

E (Claude) : Ben c’est une théorie

83

E (Hélène) : Si ça se trouve ils ont trouvé que des fossiles avec des animaux aquatiques

26Nous constatons la prégnance de l’actuel dans la recherche d’explications, le cycle de vie à développement indirect entre un stade aquatique et un stade aérien des amphibiens, la respiration branchiale d’un poisson actuel, les organes locomoteurs des animaux aquatiques actuels. Soit ces références actuelles aident à penser une transformation des vivants, soit au contraire elles s’opposent à cette conception. De plus, concernant le développement juvénile, il est intéressant de remarquer que la référence à l’actuel se traduit par deux raisonnements : il peut servir à la fois d’argument empirique d’objection et d’argument théorique d’assertion dans le débat. Selon le premier raisonnement, les déductions du milieu de vie grâce aux restes fossiles doivent être relativisées sachant qu’il existe des organismes amphibiens de morphologie très différente aux stades juvénile et adulte (schéma n° 2, occurrences 87-93-98-110). Selon le second raisonnement, ce même argument conforte la possibilité de passage d’une vie première aquatique à une vie secondaire terrestre (schéma n° 2, occurrences 118-124-144-145). Dans tous les cas la difficulté de mettre en histoire les différents événements biologiques et de valider une histoire scientifique de conquête du milieu terrestre est réalisée – au sens premier du terme – par les élèves.

Numéros d’occurrence

77

E (Maxime) : Parce que dans l’eau ça sert à rien des pattes ! Quoi il faut avoir des nageoires.

83

E (Hélène) : Si ça se trouve ils ont trouvé que des fossiles avec des animaux aquatiques

85

E (Claude) : Sinon ils ont p’tre retrouvé les mêmes fossiles mais dans l’eau et pis d’autres XXX

88

E (Sonia) : Non il faut l’étudier.

90

E (Hélène) : Comment il est fait, le squelette et pis voilà

92

E (Hélène) : Ben oui, s’il a des sortes de nageoires ou d’ailes, des trucs comme ça, on voit selon la forme. Les ailes c’est particulier, les nageoires aussi donc heu

93

E (Aurélie) : Ca nous donne une idée sur le lieu de vie pis ensuite après …

96

E : Donc si on retrouve des nageoires, on va dire que c’est un animal aquatique

98

E (Hélène) : Ben oui. En principe c’est ça

99

E : Parce qu’y a des têtards

104

E (Hélène) : Ben parce qu’avec les nageoires t’avance plus vite, tout ça.

110

E : Parce qu’y en a qui existe encore [des animaux aquatiques]

Schéma N° 2. ESPACE DES CONTRAINTES ET DES POSSIBLES du débat sur la succession et la parenté des espèces sur Terre – classe de 4e.

Schéma N° 2. ESPACE DES CONTRAINTES ET DES POSSIBLES du débat sur la succession et la parenté des espèces sur Terre – classe de 4e.

27Remarquons enfin que l’argumentation des élèves navigue entre des possibles et des nécessités. Nombreux sont les possibles formulés, le doute scientifique ou l’explicitation au conditionnel étant très prégnante chez la plupart des élèves. La contrainte du modèle explicatif a un statut possible souvent associé à une prudence énonciative. Par exemple chez Maxime « si on trouve un être vivant qui a vécu dans l’eau comme on l’a dit, si on retrouve les mêmes caractéristiques sur un être vivant qu’on a trouvé sur la terre ferme, on peut supposer peut-être qu’il y a eu évolution entre les deux, il se sera adapté sur la terre ferme » (schéma n° 2, occurrence 116). Et les explications acquièrent un statut nécessaire quand les élèves se réfèrent à une faune actuelle, incomplète qui peut enfermer un cadre de pensée.

28Nous pouvons remarquer que la nécessité co-construite de se déplacer dans le milieu aquatique uniquement avec des nageoires n’est pas un savoir qui sera validé au vu des mollusques ou des amphibiens ou même de certains oiseaux par exemple. La causalité de la présence d’organe à un milieu déduit est différente de la pluralité des organes locomoteurs dans ce même milieu. Il y a donc en permanence une alternance entre des possibles et des nécessaires dans le raisonnement des élèves. La notion de contrainte accepte alors un certain degré d’apodicticité, telles des nécessités conditionnelles (Crépin-Obert, 2010b). Par exemple, s’il est nécessaire d’admettre une origine aquatique de la vie sur Terre, alors un modèle explicatif d’antériorité des animaux aquatiques par rapport au papillon terrestre peut être construit et justifié (schéma n° 2, occurrence 18 et 68). De plus il y a des nécessités émises par assertion et des nécessités issues d’un consensus de discussion. Outre les liens simples visualisés dans l’architecture des raisons – traits simples entre les contraintes empiriques et/ou explicatives du schéma n° 2 –, des liens problématisants soulignent les arguments contradictoires. Symbolisés par des flèches à double sens, ils représentent des temps critiques du débat. Les logiques explicatives des élèves pour placer le papillon en fin ou en début de frise chronologique s’entrechoquent. Sa petite taille, sa place de proie dans une chaîne trophique et son milieu de vie terrestre s’opposent à la théorie d’une vie primitive aquatique (tension 1). Par contre, la théorie de l’évolution suffit à admettre une filiation et une adaptation ayant permis la conquête du milieu terrestre par le papillon à partir d’« ancêtres » aquatiques moins complexes (tension 2). Ou encore un critère anthropocentré est en opposition avec l’apparition de l’animal sur Terre, la découverte et l’étude tardives par l’homme (tension 4). Ce qui rejoint un autre désaccord sur la fiabilité d’une reconstitution paléontologique et de sa datation à partir des restes d’animaux fossilisés (tension 5). Enfin la validité de généralisation de causalité entre l’analyse d’un squelette et le milieu de vie déduit par mobilisation des connaissances des cycles de vie à développement indirect, tels les amphibiens et certains groupes d’insectes, est un autre point de désaccord mettant en tension deux éléments du registre empirique (tension 3).

4. Mise en perspective de la situation de débat scolaire et de la controverse historique : discussion sur le raisonnement par analogie

4.1. Un obstacle polymorphe et récurrent de la pensée commune, « l’analogisme »

29Le recul apporté par l’histoire des sciences permet de comprendre le registre explicatif dans lequel les élèves fondent leurs raisonnements. Nous nous appuyons sur la propriété de polymorphie d’un obstacle (Bachelard, 1938) et nous voulons en donner une illustration en sciences de la vie et de la Terre. Dans notre étude de situation-débat, la pensée collective transformiste semble consensuelle chez les élèves, mais diverses tendances peuvent l’étayer, déjà repérées par le chercheur lors de l’analyse des modèles spontanés des élèves. En discutant de la chronologie relative des êtres vivants leur cadre transformiste s’accompagne d’obstacles en lien avec l’actuel, trois liés aux concepts paléontologiques, et un lié aux méthodes en paléontologie.

30Le premier obstacle, le « présentisme », est fondé sur les lois écologiques des êtres vivants actuels. Et les élèves dévoilent en plus une pensée catégorielle : proies/anciens et prédateurs/récents ainsi que petits/simples/anciens et grands/complexes/récents. En histoire des sciences cette pensée a été mobilisée jusqu’au XIXe siècle et réfutée lors d’une synthèse demandée au concours du grand prix des Sciences physiques pour l’année 1856 organisé par l’Académie des sciences de Paris (Bronn, 1856 ?). L’idée développée d’une évolution conjointe de la flore et de la faune rejoint la démythification du progrès.

31Or le second obstacle, le « progressionnisme », basé sur les structures anatomiques, rappelle justement la loi mécanique du progrès universel proposée par Spencer et citée par Canguilhem (Gohau, 2003). Transposée à l’exploitation des archives paléontologiques, la pensée progressionniste induit que les êtres vivants se seraient succédé sur Terre, du plus simple au plus complexe. Elle a été clairement explicitée par Cuvier et reprise par Blainville et Geoffroy Saint-Hilaire comme notre étude le montre à propos de la controverse sur le fossile vertébré de Stonesfield. Cette loi du progrès aurait pour preuve les terrains anciens contenant des fossiles de zoophytes, mollusques et crustacés à l’organisation simple et les terrains récents sus-jacents contenant des fossiles de mammifères à l’organisation complexe. Quant au papillon qui intéressait les élèves de 4e, représentant le groupe des Insectes voire des Arthropodes, il appartiendrait alors aux terrains anciens. Une pensée transformiste ou non peut s’emboîter avec une pensée progressionniste.

32Quoi qu’il en soit, ce mode de pensée aboutit facilement à situer l’homme au sommet d’une chaîne de transformation ou de création. Un registre explicatif « anthropo-finaliste » se surajoute alors. La biologie du développement, science fonctionnaliste, sert de référent pour penser la paléontologie évolutive, science historique, et elle peut lui conférer un déterminisme certain. Pourtant, Geoffroy Saint-Hilaire, à l’origine de cette discipline du développement, s’insurgeait contre ce déterminisme. Nous retrouvons là une prégnance des observations sur le vivant actuel pour expliquer le vivant passé. Or les apparitions et les disparitions des espèces sont des évènements historiques majeurs, qui résultent d’un processus de filiation par mutation aléatoire et sélection naturelle dont le sens est incertain. Dans les pensées préscientifiques en histoire des sciences comme dans les pensées spontanées des élèves, il y a interaction de ces trois modes de pensée, « transformisme », « progressionnisme » et « finalisme ». Analysant autrement les archives fossiles, de nombreux paléontologues mettent en garde contre cette représentation biaisée d’une transformation linéaire de groupes successifs d’espèces (Gould, 1991). Ils opposent au progrès linéaire, une théorie évolutive buissonnante en adaptation aux conditions changeantes fortuites de l’environnement.

33Enfin, globalement, l’obstacle majeur lié à une forme de raisonnement transversal concerne les raisonnements par analogie. Commun en histoire des sciences et en situation scolaire d’apprentissage, nous l’avons repéré lorsque les élèves associent, par exemple, deux êtres vivants qui se ressemblent quelque peu et établissent entre eux un lien de parenté, plus par l’imagination de l’expérience première que par la raison. C’est un raisonnement par analogie avec la faune actuelle qui domine dans leur argumentation, en référence aux données biologiques et écologiques. Par exemple les organismes amphibies comme le crocodile ou la métamorphose du têtard, analogue à l’évolution des espèces, expliqueraient la sortie des eaux. Raisonner avec l’actuel est incontournable mais les élèves utilisent une méthode simpliste et décalée en rapport à celle des paléontologues pour esquisser la parenté des êtres vivants, la diversité des fonctions selon les milieux et l’évolution des paysages. La transposition abusive du concept de métamorphose est caractéristique de ce point de vue. C’est un obstacle majeur de « métamorphose possible dans tout sens » (Canguilhem, 1985, p. 809).

34En conclusion, il peut y avoir convergence de pensée historique et enfantine par les produits du raisonnement aboutissant à un modèle explicatif « analogiste » qui fait obstacle à la pensée scientifique. Nous définissons l’analogisme « comme l’ensemble des modes de pensée (ou système de raisonnement) qui s’appuie trop exclusivement sur les rapports de ressemblance avec l’actuel : les conditions de vie, la zoologie, l’anatomie et la biologie des êtres vivants actuels sont des références trop prégnantes pour expliquer les formes de vie passées ». C’est le piège d’une référence abusive à l’actuel qui est dénoncé, quand bien même il peut sembler paradoxal selon nos observations d’aujourd’hui. Le présent peut être la clé du passé, mais avec la prudence requise aux conjectures en sciences géologiques. Si la raison ne peut faire autrement que s’appuyer par un raisonnement d’analogie avec la faune actuelle, de nombreuses interactions avec d’autres cadres épistémiques en histoire des sciences, ou des registres explicatifs en contexte scolaire, font basculer vers l’obstacle épistémologique d’analogisme. Celui-ci présente plusieurs facettes et illustre bien la pensée commune bachelardienne corrélée à la polymorphie d’un obstacle, sa résistance et sa récurrence. C’est pourquoi il est intéressant de questionner cette pensée commune même dans des contextes très différents, historique ou scolaire. En plus du présentisme et du progressionnisme, l’artificialisme fondé par une analogie technologique, et l’animisme porté par une analogie fréquente avec le monde végétal ont été démontrés par une étude antérieure épistémologique en paléontologie (Crépin-Obert, 2010a). Notons que ces obstacles liés à l’actuel rejoignent l’analyse didactique menée à propos du principe méthodologique de l’actualisme et les difficultés de prise en charge par les lycéens, pris en tension entre un pôle fonctionnaliste et un pôle historique, pour expliquer la mise en place et l’histoire des ophiolites (Orange-Ravachol, 2005).

4.2. Le raisonnement par analogie, un principe de raison

35Dans ce cas d’étude, le problème de l’identification d’un fossile et sa place dans une histoire des vivants est construit. Le degré de rapprochement d’une espèce fossile avec une espèce actuelle est débattu. Le raisonnement par analogie peut servir de levier à la construction de raisons et dépasser alors l’obstacle analogiste. La distance écologique entre un papillon terrestre et un ancêtre supposé aquatique est abordée par les élèves de 4e,en prenant appui sur des cycles de vie à développement indirect. La distance anatomique est questionnée entre un petit animal simple ancien et un papillon d’aujourd’hui en 4e, entre un vertébré fossile du Jurassique avec un marsupial actuel au XIXe siècle. La hiérarchie des critères et l’importance relative des ressemblances par rapport aux différences sont deux raisons fondamentales. Historiquement c’est à Bruguière (1750-1798), « invertébriste », collègue et ami de Lamarck, que nous devons le concept d’espèces analogues (Laurent, 2002). Il doute du fait des espèces perdues telles les Ammonites – qu’il nomma – et il envisage la découverte ultérieure de leurs analogues vivants dans les mers abyssales. En 1801 Lamarck construit sa démonstration transformiste grâce au concept d’espèces analogues appuyé sur les coquilles fossiles. Il accepte une variabilité possible d’une espèce au cours du temps, qui lui permet de relier les espèces fossiles et les espèces vivantes actuelles dans une même histoire. Cette méthode lui permet de mesurer le degré de ressemblance ou de différence entre toutes les espèces d’invertébrés et de vertébrés. Des principes de valeurs, liés au progrès, fondent sa méthode : infériorité/supériorité, imperfection/perfectionnement, simple/composé, antérieur/ultérieur. Le concept d’analogie, à cette époque, est un concept pour rapprocher les espèces par filiation. Aujourd’hui c’est le terme d’homologie qui l’a remplacé sur l’initiative de R. Owen (Laurent, 1997). Et l’analogie, au sens actuel, fait référence à la fonction des organes en se détachant d’une similitude des structures ou d’un héritage d’un ancêtre commun (Lecointre, 2008). Geoffroy Saint-Hilaire va même plus loin en 1824 quand il défend sa théorie des organes analogues. Il provoque une rupture entre l’anatomie comparée et la taxonomie classique antérieure fondée sur des variables uniquement descriptives. La forme et la grandeur sont minimisées en faveur du nombre et de la disposition des organes, ce qu’il appelle le principe des connexions. Même leur fonction actuelle, pour lui, ne doit pas nous tromper sur les filiations possibles. En 1838, il développe ce concept d’espèces analogues, au sens lamarckien, pour défendre un même plan d’organisation des vertébrés, en insistant sur les connexions et le nombre des pièces osseuses plus que sur leur forme et leur taille. En 1844 Prévost présente comme « un des résultats les plus curieux » de la paléontologie la différenciation dans les strates entre des espèces identiques et des espèces analogues aux espèces actuelles. Tout le litige porte sur le poids accordé aux caractères de ressemblance par rapport aux caractères de différence ou inversement et leur hiérarchisation, comme nous l’avons vu dans la controverse de 1838 entre Blainville et Geoffroy Saint-Hilaire. Soit les espèces comparées sont suffisamment semblables pour les rapprocher et les considérer comme apparentées. Soit elles sont estimées suffisamment différentes pour les séparer et refuser une filiation. Quelle variabilité est acceptable, d’autant plus en paléontologie ? En définitive ce critère d’analogie nous permet de rebondir sur une problématique majeure de la paléontologie, la définition de l’espèce paléontologique, encore plus sujette à discussion que le concept d’espèce biologique.

4.3. Les modes de pensée analogiste en histoire des sciences et au collège

36Nous venons d’analyser deux études de cas, que nous avons rapprochées sur la forme discursive et sur le fond scientifique, de la détermination d’un fossile et de sa mise en histoire avec d’autres vivants actuels ou passés. Malgré ces mises en œuvre de débats très différents, la construction des rapports possibles ou nécessaires entre la faune actuelle et les faunes fossiles apparaît comme la problématique principale. Voici résumés, dans un tableau de synthèse les différents modes de pensée « analogiste » mobilisés dans la discussion scolaire et la controverse de 1838 sur l’identité et la mise en histoire des êtres vivants sur Terre.

37Pour les élèves, nous retenons globalement que le problème est fermé sur quelques êtres vivants et leur biologie actuelle sans aucune relation avec la succession des couches terrestres. Or la faune actuelle constitue le résultat d’une très longue histoire de la vie en parallèle d’une encore plus longue histoire de la Terre. La problématisation de ces histoires synchrones réside dans la mise en tension entre les données biologiques et les déductions géologiques puisque la paléontologie se situe à l’interface de ces deux champs disciplinaires. Les savoirs institutionnalisés ont dû construire ses relations. La situation-débat est un temps balisé dans l’apprentissage des élèves qui met en avant leurs possibilités de questionnement et de raisonnement. Par la suite de la séquence, la confrontation de leurs idées ou raisons a été organisée par la recherche d’éléments de réponses en travail en semi-autonomie avec la documentaliste du collège, guidée par la reformulation par l’enseignante des problèmes débattus en classe « Est-ce que l’ordre d’apparition des espèces sur la Terre en fonction du temps est lié à la notion de chaîne alimentaire ? Justifier votre réponse en expliquant comment les scientifiques ont pu établir, à partir d’observations dans la nature, cette succession des différents groupes d’êtres vivants » et » Pour les groupes Papillon, Pin et Dinosaure, comment les géologues ont-ils pu déterminer leur époque d’apparition sur la Terre et leur durée d’existence ? En conclusion : présenter une ligne du temps sur laquelle seront placés les trois groupes cités précédemment ». La présentation des travaux de recherche documentaires par les élèves a permis de cerner le principe de chronologie relative à partir des cas concrets questionnés par les élèves, dont celui de l’antériorité du groupe des Insectes par rapport au groupe des Dinosaures. Elle a abouti à généraliser la corrélation entre la succession des formes vivantes sur Terre et les subdivisions de l’échelle des temps géologiques en ères et périodes de durée variable caractérisées par des fossiles stratigraphiques.

Tableau synoptique comparatif des modes de pensée analogiste

Élèves de 4e

Blainville

Obstacle analogiste
émergent

Modèle analogiste sous-jacent à un modèle écologique
ou un modèle biologique

ou un modèle de complexification avec une filiation entre les animaux aquatiques et terrestres

Modèle analogiste associé à une unité de structure du monde organique et une conception actualiste du monde environnant

Exemple de formulation

La métamorphose des amphibiens donne l’idée d’un passage animal du milieu aquatique au milieu terrestre

Les espèces actuelles sont identiques – organisées sur le même plan – aux espèces anciennes, toutes ayant vécu dans un monde physique stable.

causes mobilisées

– Les végétaux doivent précéder les animaux phytophages qui doivent précéder les animaux zoophages
– La métamorphose permet de changer de milieu de vie
– Les animaux aquatiques antérieurs sont plus simples que les animaux terrestres ultérieurs

Une cause unique, une création originelle harmonieuse par un Créateur ayant conçu une série animale parfaite progressive qui se dégrade.

identité du fossile et mise en histoire des êtres vivants

En rapport avec les autres fossiles découverts

En rapport avec sa composition anatomique ciblant des différences et/ou sa position stratigraphique
Série animale progressive, détruite peu à peu

raisons de résistance

Prégnance du présent/ présentisme

Les catastrophes multiples ne sont pas nécessaires et les créations multiples sont impossibles

problématique

Problème d’origine aquatique des êtres vivants et de filiation entre les animaux marins et terrestres

Problèmes connexes construits par la communauté savante corrélant, plus ou moins, la stratigraphie, la paléontologie, la classification des êtres vivants et l’embryologie

Autres Obstacles associés

Temps immédiat ou historique
finalisme

Créationnisme dominant
Finalisme/déterminisme

Finalité du débat

Poser et clarifier des problèmes liés à la biologie et la géologie en prenant conscience d’une méthodologie spécifique

Résoudre le problème du fossile énigmatique de Stonesfield
Confronter des méthodologies et les cadres épistémologiques

38En histoire des sciences, si le problème est ouvert lorsqu’il s’agit de la diversité des êtres vivants actuels et fossiles et de la corrélation entre différents domaines disciplinaires, il reste fermé en ce qui concerne les références religieuses. Les savoirs institutionnalisés en milieu scolaire doivent aussi explicitement clarifier la séparation des registres scientifiques et religieux.

Conclusion. De l’importance de l’interaction entre histoire et didactique de la paléontologie

39Nos axes de recherche, problématisation en situation de débat scolaire et controverses scientifiques historiques peuvent se rejoindre dans le souci d’éclairer les choix d’une transposition didactique. Fascinés par le mystère des origines et la durée des temps géologiques, élèves et enseignants peuvent être conquis par la paléontologie qui les fait voyager dans le temps et dans l’espace. Mais comprendre les hypothèses raisonnées des paléontologues est un autre enjeu. Un recours nécessaire à l’histoire des sciences permet d’approfondir l’origine logique et le socle épistémologique des savoirs paléontologiques. Et ce « miroir historique » peut aider à cerner des compétences essentielles aux apprentissages scientifiques. Nous retenons comme conséquence pour l’enseignement des sciences, l’importance de construire une dialectique entre les objets et les idées, une dialectique au sein d’une communauté scientifique, une dialectique entre des possibles et des nécessités dans un jeu d’ouverture et de fermeture mettant à l’épreuve des solutions plausibles, et enfin une dialectique possible entre des problèmes et des obstacles. Problématisation et obstacle sont nécessairement en tension dans le cas d’une science historique comme la paléontologie qui doit prendre référence sur la faune actuelle et sur sa biologie. Cette contrainte conduit à un raisonnement par analogie en paléontologie qui peut être paradoxal, puisqu’il sert de principe de raison mais peut constituer aussi un obstacle à la raison. Dans ce cas nous proposons un nouveau repère épistémologique, l’analogisme. Au-delà, l’enchaînement causal des nécessités construites historiquement, devant servir de référence aux apprentissages des élèves, peut être résumé ainsi. Si l’on doit admettre que les fossiles étaient des anciens êtres vivants et que certains n’ont pas d’analogues vivants actuels, alors certaines espèces ont disparu mais pas nécessairement leur groupe d’appartenance à la classification. Et si les espèces fossiles et actuelles sont différentes sur Terre c’est qu’elles ont été renouvelées ou qu’elles se sont transformées. Le changement évolutif a été discuté sur les modèles possibles – série linéaire ou embranchement – et les causes éventuelles – progrès interne guidé par Dieu ou hasard d’une sélection naturelle.

40En conséquence et en prolongement de cette recherche, les interventions de l’enseignant peuvent être guidées par ces différents enjeux. Les enseignants peuvent donner tout leur sens aux situations d’enseignement-apprentissage placées sous la double vigilance professionnelle d’une véritable problématisation à guider et d’objectifs-obstacles à cerner. Cette posture épistémologique devrait contribuer à faire dépasser ces représentations erronées communes telles « les dinosaures sont les ancêtres des crocodiles », ou « L’homme descend du singe ». Le plaisir d’enseigner pour le professeur en sera renouvelé par la réalisation de ces situations-problèmes, centrées sur la fécondité des interactions problème/solution dans la phase dynamique de construction du problème par les élèves. Les enseignants peuvent prendre conscience aussi de la pérennité des pensées communes liées à l’actuel, représentations fixistes et anthropocentristes qui perdurent plus ou moins consciemment de nos jours, du pouvoir mais aussi des limites du raisonnement par analogie. Ils comprennent l’importance de gérer un public hétérogène et de se mettre à la portée des élèves qui ne comprennent pas la logique actuelle de la connaissance en se décentrant momentanément de la « vérité » ou plutôt des savoirs scientifiques validés aujourd’hui. L’imperfection des archives géologiques et l’intermittence des strates fossilifères font que les diversités paléontologique et biologique n’étaient pas au milieu du XIXe siècle des faits suffisants pour garantir une théorie scientifique nouvelle de l’évolution des espèces (Darwin, 1859). Dans ce sens, pour les élèves comme pour les professeurs, il est fondamental de comprendre que la science est une aventure humaine afin de changer le statut de l’erreur dans l’enseignement en France et d’accepter les nécessaires rectifications du savoir paléontologique.

41Puisse l’histoire des sciences faire accepter, d’une part aux enseignants des sciences de la vie et de la Terre d’enseigner des concepts en mouvement, d’autre part aux élèves de construire cette évolution des nécessités en sciences.

Haut de page

Bibliographie

Sources primaires historiques

BLAINVILLE DUCROTAY H.-M. de (1838). Doutes sur le prétendu Didelphe fossile de Stonefiel. Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académies des Sciences, tome VII, n° 8, 2e semestre, séance du 20 août, p. 402-418.

Bronn H.-G. (1856 ?). Essai d’une réponse à la question de prix proposée en 1850 par l’Académie des sciences pour le concours de 1853, et puis remise pour celui de 1856. Suppléments aux Comptes Rendus de l’Académie des Sciences, tome II, p. 377-918.

Buffon G.-L. Leclerc, Comte de. (1778-1779/1998). Des époques de la nature – Introduction et notes de Gabriel Gohau. Paris : Diderot multimédia.

CUVIER, G. (1834-1836 4e édition). Recherches sur les ossements fossiles (10 vol. ). Paris : Edmont d’Ocagne.

Darwin C. (1859/1982). L’origine des espèces au moyen de la sélection naturelle ou la lutte pour l’existence dans la nature. 2 tomes. Paris : Jean de Bonnot.

DEZALLIER D’ARGENVILLE A.-J. (1742/1757/1780). L’histoire naturelle éclaircie dans une de ses parties principales, la conchyliologie, qui traite des coquillages de mer, de riviere et de terre. Paris : De Bure l’aîné.

FLOURENS P. (1860). Éloge historique de M. Marie-Henri Ducrotay de Blainville lu dans la séance publique annuelle du lundi 30 janvier 1854. Mémoires de l’Académie des sciences de l’Institut impérial de France, tome XXVII, 2e série, 2e partie, p. I-LX.

GEOFFROY SAINT-HILAIRE É. (1828). Mémoire Où l’on se propose de rechercher dans quels rapports de structure organique et de parenté sont entre eux les animaux des âges historiques et vivant actuellement, et les espèces antédiluviennes et perdues. Mémoires du Muséum d’Histoire naturelle, t. XVII, p. 209-229.

GEOFFROY SAINT-HILAIRE É. (1838). De quelques contemporains des Crocodiliens fossiles des âges antédiluviens, d’un rang classique, jusque alors indéterminé. Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des Sciences, séance du 24 septembre, p. 629-633.

HUOT J. (1835). Époques géologiques. In F.-E. Guérin (dir.), Dictionnaire pittoresque d’histoire naturelle et des phénomènes de la nature 1834-1839, tome III, Paris : Bureau de souscription, p. 88-90.

LAMARCK DE MONET J.- B de (1801). Système des Animaux sans vertèbres. Paris : Déterville.

LAMARCK DE MONET J.- B. de (1802). Hydrogéologie. Paris : Agasse et Maillard. Consultable sur <www.lamarck.net>, P. Corsi (dir.).

Références actuelles

Astolfi J.-P. & Develay M. (1989/1998). La didactique des sciences. Paris : Presses universitaires de France.

ASTOLFI J.-P. & PETERFALVI B. (1997). Stratégies de travail des obstacles : dispositifs et ressorts. Aster, n° 25, Enseignants et élèves face aux obstacles, p. 193-216.

BACHELARD G. (1938/2004). La formation de l’esprit scientifique. Paris : Vrin.

BACHELARD G. (1949/2004). Le rationalisme appliqué. Paris : Presses universitaires de France.

BOURDIER F. (1967). La lutte de Geoffroy Saint-Hilaire contre Cuvier en faveur de l’évolution paléontologique (1825-1838). In New Hampshire Inter-Disciplinarity Conference on the History of Geology. Paris : Institut de France.

CANGUILHEM G. (1968/2002). Études d’histoire et de philosophie des sciences concernant les vivants et la vie. Paris : Vrin.

CANGUILHEM G. (1985). Vie. Encyclopedia Universalis. corpus 18, p. 806-813.

CANGUILHEM G. (1988/2000). Idéologie et rationalité dans l’histoire des sciences de la vie. Nouvelles études d’histoire et de philosophie des sciences. Paris : Vrin.

Chevallard Y. & Johsua M.-A. (1982). Un exemple d’analyse de la transposition didactique, Recherches en didactique des mathématiques, vol. 3, n° 2, p. 157-232.

Chevallard Y. (1985). La transposition didactique, du savoir savant au savoir enseigné. Grenoble : La Pensée sauvage.

CRÉPIN-OBERT P. (2010a). Construction de problèmes et obstacles épistémologiques à propos du concept de fossile : étude épistémologique comparative entre des situations de débat à l’école primaire et au collège et des controverses historiques du XVIIe au XIXe siècle. Thèse de doctorat, université de Nantes :

CRÉPIN-OBERT P. (2010b). Idées et raisons sur les coquilles fossiles : étude épistémologique comparée entre une situation de débat à l’école primaire et une controverse historique. Recherches en didactique des sciences et des technologies, n° 1, Opinions et savoirs, p. 93-120.

DETIENNE M. (2009). Comparer l’incomparable. Paris : Seuil.

ELLENBERGER F. (1988 et 1994). Histoire de la géologie. Tome I et II. Paris : Technique & Documentation-Lavoisier.

FABRE M. (1993) De la résolution de problème à la problématisation. Les sciences de l’éducation - Pour l’ère nouvelle, n° 4-5 Didactique IV : statut et fonction du problème dans l’enseignement des sciences, p. 71-101.

FABRE M. & ORANGE C. (1997). Construction des problèmes et franchissements d’obstacles. Aster, n° 24 Obstacles : travail didactique, p. 37-57.

GOHAU G. (1990a). Une histoire de la géologie. Paris : La Découverte-(Point Sciences).

GOHAU G. (1990b). Les sciences de la Terre au XVIIe et XVIIIe siècles. Naissance de la géologie. Paris : Albin Michel.

Gohau G. (1995). Traquer les obstacles épistémologiques à travers les lapsus d’élèves et d’écrivains primaires. Aster, n° 20, Représentations et obstacles en géologie, p. 21-41.

GOHAU G. (2003). Naissance de la géologie historique. La Terre, des « théories » à l’histoire. Paris : Vuibert-Adapt.

Gouanelle C. & Schneeberger P. (1995). Enseigner les fossiles à l’école primaire. Aster, n 21 Enseignement de la géologie, p. 81-107.

GOULD S. J. (1991). La vie est belle. Les surprises de l’évolution. Paris : Seuil.

JOHSUA S. & DUPIN J.-J. (1993). Introduction à la didactique des sciences et des mathématiques. Paris : Presses universitaires de France.

LAURENT G. (1997). Analogie en biologie. M. Ambrière (dir.), Dictionnaire du XIXe siècle européen. Paris : Presses universitaires de France, p. 37-40.

LAURENT G. (2002). Jean-Guillaume Bruguière (1750-1798), et les débuts de la paléontologie des invertébrés. Travaux du Comité français d’histoire de la géologie (Cofrhigéo), 3e série, t. XVI, n° 2, p. 37-46.

LECOINTRE G. & LE GUYADER H. (2001). Classification phylogénétique du vivant. Paris : Belin.

LECOINTRE G. (dir.) (2008). Comprendre et enseigner la classification du vivant. Paris : Belin

MERCIER A., SCHUBAUER-LEONI M-L. & SENSEVY G. (2002). Vers une didactique comparée. Revue française de pédagogie, n° 141, p. 5-16.

ORANGE C. (1999). Les fonctions didactiques du débat scientifique dans la classe : faire évoluer les représentations ou construire des raisons. Actes des premières rencontres scientifiques de l’ARDIST, p. 88-93.

ORANGE C. (2000). Idées et raisons. Construction de problèmes, débats et apprentissages scientifiques en sciences de la vie et de la Terre. H.D.R, université de Nantes.

ORANGE C. (2003). Un exemple de problématisation en biologie : Claude Bernard et le milieu intérieur. Actes des troisièmes rencontres scientifiques de l’ARDIST, p. 231-237.

ORANGE C. (2005). Problématisation et conceptualisation en sciences dans les apprentissages scientifiques. Les sciences de l’éducation – Pour l’ère nouvelle, vol. 38, n° 3 La problématisation : approches épistémologiques, p. 69-93.

ORANGE-RAVACHOL D. (2005). Le principe de l’actualisme pierre d’achoppement des lycéens confrontés à des problèmes de géologie historique. Actes des Quatrièmes rencontres scientifiques de l’ARDIST, p. 265-271.

RAICHVARG D. (1987). La didactique a-t-elle raison de s’intéresser à l’histoire des sciences ? Aster, n° 5, Didactique et histoire des sciences, p. 3-34.

RUDWICK M. J. S. (1985). The meaning of fossils. Episodes in the History of Palaeontology, Chicago & London : The University of Chicago Press.

RUMELHARD G. (1995). La fonction négative dans les sciences de la vie et de la Terre. Aster, n° 21 Enseignement de la géologie, p. 9-25.

TORT P. (1983). Geoffroy St Hilaire – Cuvier. La querelle des analogues. Plan de la Tour : Éditions d’aujourd’hui.Image 3.png

Haut de page

Notes

1 L’arrêté du 28 décembre 2009, paru au Journal officiel du 6 janvier 2010, pour le concours de recrutement de professeurs des écoles est accompagné d’une épreuve zéro intégrant un texte historique. C’est un extrait d’un Mémoire de l’Académie royale des sciences, « Sur la digestion des Oiseaux. Second mémoire. De la manière dont elle se fait dans l’estomac des Oiseaux de proie » (Réaumur, 1752, p. 461-495). Au milieu du XVIIIe siècle, l’action chimique de la physiologie gastrique est en pleine controverse par rapport au dogme de la trituration. Ce texte, mis en valeur par Jean Torlais, reflète selon lui « quasi la perfection expérimentale » (Un esprit encyclopédique en dehors de « l’encyclopédie » Réaumur, 1961, p. 361).
L’arrêté du 28 décembre 2009, paru au Journal officiel du 7 janvier 2010, pour le Certificat d’aptitude au professorat de l’enseignement du second degré de la section « sciences de la vie et de la Terre » rappelle explicitement l’importance d’un regard critique sur la construction des connaissances actuelles pour les épreuves d’admission (p. 3). Et quasiment tous les sujets zéro de ce Capes intègrent des archives historiques dans le domaine de la biologie (respiration, digestion, vaccination, photo-autotrophie) et de la géologie (mobilité continentale).

2 Ces termes désignaient respectivement les coquilles d’ammonites et les rostres de bélemnites. Les formes spiralées d’ammonites étaient corrélées à des cornes de bélier de Jupiter Ammon, les rostres de bélemnites en forme de balle de fusil étaient rapportés à des « pierres de foudre » tombées du ciel protégeant de l’orage. Actuellement, ces fossiles sont reconnus comme étant des céphalopodes marins disparus. Les premiers sont univalves et proches des nautiles actuels, les seconds sont proches des seiches actuelles.

3 Hérodote (Antiquité) ; Ristoro d’Arezzo (1282 ?) ; Léonard de Vinci Codex Hammer (1508 ?) ; Palissy Discours admirables (1580) ; Fabio Colonna De Glossopetris Dissertatio (1616) ; Hooke Micrographia (1665) et A Discourse on Earthquakes (1667).

4 Actuellement, les dendrites sont considérées comme des formations minérales formant des figures finement arborescentes. Au XVIIIe siècle, le terme de dendrite ou pierre arborisée englobait plus généralement les pierres dans lesquelles étaient représentés des arbres, des paysages, voire des visages humains.

5 Les ammonites et les glossopètres sont reconnus actuellement comme étant des restes de vivants disparus. Ces derniers sont des dents de requins, démonstration faite dès 1616 par Fabio Colonna, sans pour autant être acceptée par la communauté du XVIIe siècle.

6 Buckland (1784-1856) est alors président de la société de géologie de Londres et professeur à l’université d’Oxford. Créée en 1807 la Geological Society of London est la plus ancienne société savante de géologie du monde. La Société géologique de France ne fut créée qu’en 1830 par Constant Prévost (1787-1856) et ses amis, Jules Desnoyers (1800-1887) et Ami Boué (1794-1881). Buckland occupa la première chaire de paléontologie (1816) et eut de nombreux échanges avec G. Cuvier à propos des grands sauriens fossiles.

7 H. de Blainville eut comme soutien Louis Agassiz (1807-1873), jeune naturaliste correspondant suisse, considéré par Cuvier comme le spécialiste en ichtyologie.
Notons qu’H. de Blainville serait l’inventeur du terme de « palaéontologie » définie pour la première fois en 1834, d’après J. Piveteau (Paléontologie. Encyclopédia universalis, corpus 13, 1985, p. 950-957). Blainville était réputé pour aimer inventer des termes scientifiques. Proche collègue de G. Cuvier, il proposa auparavant en 1825 le terme de « palaeozoologie » pour cette science nouvelle, « branche de l’histoire naturelle qui considère les animaux fossiles » dans un article de F. Cuvier, Dictionnaire des sciences naturelles (Paris : Levrault et Le Normant, vol. 37, p. 248). Le terme de paléontologie plus large inclut aussi l’étude des végétaux fossiles. Il est tiré des mots grecs, palaios, ancien, et onta, les choses qui sont. Le premier article sur la paléontologie est écrit justement à la période qui nous intéresse, par A. Burat, ingénieur civil, membre des Sociétés géologiques et des sciences naturelles de France dans le Dictionnaire pittoresque d’histoire naturelle et des phénomènes de la nature sous la direction de Felix-Édouard Guérin (1837-1838).

8 Geoffroy Saint-Hilaire eut deux soutiens manifestes : un collègue académicien, Constant Duméril (1774-1860), spécialiste des reptiles, et un jeune naturaliste, Achille Valenciennes (1794-1865), préparateur au Muséum d’histoire naturelle de Paris et spécialiste de la systématique des poissons, travail légué par Cuvier.
Rappelons que Geoffroy Saint-Hilaire partagea la chaire de zoologie avec J.-B. Lamarck en 1793 lors de la réorganisation du Jardin des Plantes au Muséum d’histoire naturelle de Paris. Il dispensait un enseignement sur les oiseaux et les mammifères tandis que son illustre collègue s’occupait des invertébrés. Il fut aussi président de l’Académie des sciences de Paris en 1833.

9 Geoffroy Saint-Hilaire voulait réunir dans la classe des « Marsupiaires » de nombreux genres dont les genres d’Ornithorynque et d’Échidné (1838, p. 630). Ces animaux extraordinaires par leur anatomie composite – reptilienne et mammalienne – sont aujourd’hui classés dans l’ordre des Monotrèmes de la classe des mammifères. Cet ordre regroupe des mammifères pondant des œufs et allaitant leurs petits. L’oviparité est accompagnée de couvaison chez les Ornithorynques alors quelle est assortie d’une incubation dans une poche ventrale chez les Échnidnés. La terminologie de monotrème aurait été créée en 1838 par Charles Lucien Bonaparte. Selon les vues phylogénétiques actuelles de filiation des mammifères, les monotrèmes auraient divergé très tôt du groupe des thériens – qui portent leurs petits, non ovipares – divisés ultérieurement en marsupiaux et placentaires (source Wikipédia).

10 La période du Crétacé est en accord avec son idée de série progressive sur l’échelle des temps géologiques. Mais les spécimens ont été découverts dans les strates calcaires de la période du Jurassique.

11 Geoffroy Saint-Hilaire É. (1829 ou 1834). Cours de l’histoire naturelle des mammifères : partie comprenant quelques vues préliminaires de philosophie naturelle, et l’histoire des singes, des makis, des chauves-souris et de la taupe : pouvant servir de complément à l’histoire naturelle des quadrupèdes de Buffon, tome IV, p. 81.

12 L’étude de cas didactique s’est appuyée sur les anciens programmes du collège. ministère de l’Éducation nationale, Desco, 2002 Enseigner au collège. Sciences de la vie et de la Terre. Programmes et accompagnement. CNDP. Actuellement cette partie du programme est traitée en 3e de collège depuis les nouveaux programmes de 2008.

13 Elle peut être demandée à l’auteur par courrier électronique.

Haut de page

Table des illustrations

Titre Schéma N° 1. ESPACE DES CONTRAINTES ET DES POSSIBLES de la controverse de 1838 à propos des fossiles de Stonesfield.
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/366/img-1.png
Fichier image/png, 217k
Titre Schéma N° 2. ESPACE DES CONTRAINTES ET DES POSSIBLES du débat sur la succession et la parenté des espèces sur Terre – classe de 4e.
URL http://journals.openedition.org/rdst/docannexe/image/366/img-2.png
Fichier image/png, 251k
Haut de page

Pour citer cet article

Référence papier

Patricia Crépin-Obert, « Raison ou obstacle en histoire de la paléontologie et en classe de collège : analogie ou analogisme ? », RDST, 3 | 2011, 21-54.

Référence électronique

Patricia Crépin-Obert, « Raison ou obstacle en histoire de la paléontologie et en classe de collège : analogie ou analogisme ? », RDST [En ligne], 3 | 2011, mis en ligne le 15 octobre 2013, consulté le 16 décembre 2019. URL : http://journals.openedition.org/rdst/366 ; DOI : 10.4000/rdst.366

Haut de page

Droits d’auteur

© Éditions de l’École normale supérieure de Lyon

Haut de page
  • Logo Université de Lyon
  • Logo ENS Lyon
  • Logo ENS Éditions
  • Logo Institut français de l’éducation
  • OpenEdition Journals