L'APPORT DES TPE DANS LA FORMATION SCIENTIFIQUE,
INTELLECTUELLE ET SOCIALE DES ELEVES
1. Développer des compétences fondamentales
Au fur et à mesure de son TPE, l'élève consolide ses compétences et en acquiert de nouvelles.
Mener un projet du début à la fin :
Que ce soit sur le fond ou la forme, le groupe d'élèves a une grande part d'initiatives pour gérer le temps, pour élaborer des stratégies de recherche, pour faire aboutir le travail. Il se dégage une certaine fierté de travailler de façon responsable, de pouvoir confronter des idées entre élèves et avec des adultes, de présenter sa propre production.
Faire des choix, se poser des questions :
Comment l'élève (ou le groupe) choisit-il son sujet d'étude ? A partir d'un thème proposé, souvent très vaste, il choisit, en fonction de ses centres d'intérêt, une direction de travail : par exemple, "énergie" pour le thème "croissance". Il a peut-être déjà en tête l'usine marémotrice de la Rance, qu'il a visitée récemment, ou les éoliennes. Peut-être aussi n'a-t-il aucune idée précise de sujet. Mais dans une première phase de travail, il va se documenter, chercher à comprendre, se poser des questions, pour finalement s'orienter vers une problématique. Par exemple « Peut-on stocker l'électricité ? »
Organiser, travailler autrement :
Il lui faut alors élaborer une stratégie de recherche, organiser le travail, envisager des expériences, s'assurer que celles qu'il a envisagées sont réalisables à son niveau, en termes d'économie de temps et de moyens. Puis réaliser. Dès le départ, les élèves sont donc invités à agir, et réagir comme des scientifiques.
Se documenter, aller chercher l'information :
Il faut envisager une autre relation à la connaissance et au savoir. Le schéma classique où une seule personne (le professeur) sait et explique, n'est plus d'actualité. Les élèves et le professeur se retrouvent dans une situation assez proche de la réalité, où un certain stock de connaissances et d'informations existe à la portée de tous. Chacun peut y puiser pour enrichir son propre savoir et répondre aux questions qu'il se pose. Mais pour y réussir l'élève devra aller à l'essentiel, apprendre à évacuer l'inutile et l'accessoire.
Autre nouveauté pour de nombreux élèves : l'école n'est plus le seul lieu du savoir. Il leur faudra parfois aller chercher la connaissance à l'extérieur de ses murs : dans les bibliothèques, les médiathèques, chez des professionnels.Avancer à tâtons :
Essayer, expérimenter, douter, confronter. Les élèves font ici l'expérience de la conjecture et du questionnement scientifique. Toutes les questions ne sont pas d'emblée suivies de réponses nettes et précises, la connaissance n'est pas toujours livrée dépouillée et bien organisée comme dans les livres de classe.
Mettre en oeuvre les connaissances de base :
Les connaissances et les savoir-faire mobilisés devant être opérationnels, il s'agit ici de bien les maîtriser. Le plus souvent ils sont à première vue "modestes", ce qui ne veut pas dire "faciles" : par exemple, la proportionnalité est une notion mathématique élémentaire mais difficile, indispensable dans de nombreux travaux scientifiques. Pour les élèves, la reconnaître ou la mettre en œuvre n'est pas toujours si facile.
Les connaissances disciplinaires acquises au cours de leur scolarité deviennent de véritables outils au service de la réflexion, de l'acquisition de compétences et non de performances à évaluer.Travailler en équipe :
Il faut apprendre à travailler en groupe. S'organiser, se répartir des tâches, mettre en synergie les compétences, se respecter les uns les autres, mais aussi s'entraider dans un esprit constructif.
Communiquer à l'écrit comme à l'oral :
Il ne suffit pas de savoir ou de savoir-faire ; il faut aussi savoir communiquer. Lors des divers entretiens, le fait de poser des questions ou de s'en poser aide l'élève à mieux comprendre et à ouvrir les yeux sur d'autres facettes du sujet choisi. Il apprend à rédiger une synthèse structurée de son travail, accessible à un public averti ou non. Il la présente à l'oral, répond à des questions, justifie sa démarche. Il tient compte des remarques des autres, et le cas échéant se critique a posteriori. Il vit une riche expérience sociale et civique qui valorise l'honnêteté intellectuelle et la rigueur scientifique.
2. Avec le regard croisé de plusieurs disciplines, apprendre à devenir polyvalent
Un autre volet qui est fondamental dans les TPE est la pluridisciplinarité. En effet dans la réalité les disciplines ne sont pas cloisonnées comme dans l'emploi du temps du lycée. Tout ingénieur, tout chercheur scientifique ou économiste, a besoin d'être polyvalent ; dans son travail il utilise plusieurs disciplines. Elles interviennent soit comme outil, soit comme référence pour les méthodes, soit simplement de façon culturelle.
Par leur nature même, chacune d'elles peut intervenir à différents niveaux. Les mathématiques, par exemple, sont souvent utilisées pour résoudre des problèmes de calcul ou pour modéliser des situations liées à l'économie, à la physique, à la chimie, ou à la biologie. Si les mathématiques se placent à un niveau technique, elles n'en perdent pas pour autant leur essence comme certains peuvent le craindre.
Au niveau de la recherche fondamentale, une telle crainte est infondée, puisque l'utilisation de théories ou de modèles mathématiques de plus en plus complexes est un élément essentiel à sa dynamique et son avancée.
Au niveau du lycée, il est vrai que les mathématiques utilisables par les élèves sont modestes. Voici un cas volontairement simple qui reprend l'exemple précédent de la proportionnalité : l'élève qui, pour étudier un phénomène économique, réalise un graphique, reconnaît une situation de proportionnalité, puis en déduit une formule pour le calcul d'un coût, utilise effectivement les mathématiques comme un instrument. Mais successivement que fait-il ?
1) Il traite de façon graphique des données
2) Il reconnaît un modèle mathématique.
3) Il utilise ses connaissances mathématiques concernant ce modèle, pour faire avancer son analyse du phénomène.La culture mathématique de l'élève lui permet de reconnaître, d'analyser, d'interpréter, de comparer, et donc d'aller un peu plus loin dans sa réflexion. Il est important qu'il en prenne conscience, car souvent l'élève utilise les mathématiques sans s'en rendre compte, et a du mal à reconnaître leur intérêt, et leur apport.
Les TPE ne sont pas destinés à faire croître le niveau de connaissance des élèves, mais à donner plus de sens aux concepts rencontrés dans différentes disciplines, à mettre en œuvre des méthodes, à faire vivre leur culture scientifique. Les TPE permettent de mettre en relation des savoirs scolaires et la réalité du monde.
3. De façon concrète, mobiliser des outils scientifiques et documentaires
Au cours des différentes phases du travail, les élèves doivent mobiliser les méthodes "classiques" de recherche d'information, de raisonnement, et de calcul, mais aussi mettre en œuvre des outils plus nouveaux et à faire appel à tout type de ressources. Sans être exhaustifs, voici les plus courants d'entre eux :
Utilisation d'instruments, prise d'informations :
- Mesures (températures, tailles, etc.)
- Enquêtes statistiquesExpérimentation :
- Expériences physiques, biologiques, chimiques
Calcul, traitement de l'information :
- Ordinateurs (tableurs-grapheurs, logiciels de calcul formel, de traitement de données...)
- Calculatrices (calculs numériques ou formels, programmes statistiques, tableurs...)
- Calculs "à la main", numériques ou algébriques.Recherche documentaire :
- Livres et périodiques
- CD-Roms
- Internet
- Interviewes, questions à des personnes ressources.
La recherche documentaire, sur papier ou informatisée, risque de dériver en compilation systématique des connaissances au détriment d'un travail plus personnel d'analyse et de traitement.
Il semble donc qu'il soit important de valoriser, tout au long du travail, la réflexion et les autres formes de recherche d'information, qui peuvent déboucher sur des productions argumentées et personnelles.
Inviter régulièrement l'élève à expliquer ses choix, à commenter sa documentation, à expliciter ses questions est capital.