Les humanités et l’université: Les humanités et l’université: la nécessité d’un dialoguela nécessité d’un dialogue

Bernard LeyhBernard LeyhDidactique de la chimieDidactique de la chimie

Laboratoire de dynamique moléculaireLaboratoire de dynamique moléculaireDépartement de ChimieDépartement de Chimie

Université de LiègeUniversité de Liège

[La langue (française)][La langue (française)]Les mathématiques: également un Les mathématiques: également un

langagelangageLa pédagogie: La pédagogie:

Qu’attend l’université? Qu’attend l’université? Quel est l’objectif des humanités?Quel est l’objectif des humanités?

Les mathématiquesLes mathématiques

Réf.: « Explicitation des prérequis et mesure de Réf.: « Explicitation des prérequis et mesure de leur maîtrise » (Etude dirigée par M. leur maîtrise » (Etude dirigée par M. Romainville, FUNDP,2003-2006)Romainville, FUNDP,2003-2006)

Les prérequis de mathématiques Les prérequis de mathématiques déterminent plus la réussite aux examens déterminent plus la réussite aux examens de physique et de chimie que les de physique et de chimie que les prérequis de ces disciplines elles-mêmes.prérequis de ces disciplines elles-mêmes.

Pourquoi les prérequis de maths sont-ils si importants Pourquoi les prérequis de maths sont-ils si importants même en chimie?même en chimie? La force en maths est révélatrice d’une certaine capacité La force en maths est révélatrice d’une certaine capacité

d’abstraction: compétence transférabled’abstraction: compétence transférable L’étudiant qui « rame en maths » élémentaires est distrait de L’étudiant qui « rame en maths » élémentaires est distrait de

l’essentiel de la discipline étudiéel’essentiel de la discipline étudiée Pourquoi les résultats sont-ils si mauvais? Pourquoi les résultats sont-ils si mauvais?

(49% des étudiants ont moins de 8/20 en trigonométrie)(49% des étudiants ont moins de 8/20 en trigonométrie) Interactions professeur de mathématiques – professeur de Interactions professeur de mathématiques – professeur de

sciences sont rares. sciences sont rares. Les professeurs d’humanités ont peu de temps devant eux.Les professeurs d’humanités ont peu de temps devant eux. Les élèves perçoivent mal la pertinence des maths pour Les élèves perçoivent mal la pertinence des maths pour

leurs cours de sciences leurs cours de sciences Pour eux, f(x)=axPour eux, f(x)=ax22+bx+c n’a guère de rapport avec +bx+c n’a guère de rapport avec s(t)=ss(t)=s00+v+v00t+t+½at½at22

Les chimistes n’aiment pas trop les maths.Les chimistes n’aiment pas trop les maths.

La pédagogieLa pédagogie Romainville et al.: 6 Romainville et al.: 6

prérequisprérequis Tableau périodiqueTableau périodique Liaisons chimiquesLiaisons chimiques Nomenclature et fonction Nomenclature et fonction

des substances minéralesdes substances minérales Equations simples (acide-Equations simples (acide-

base, combustion)base, combustion) StoechiométrieStoechiométrie Grandeurs et unitésGrandeurs et unités

Moyenne générale: 7,4/20 – Moyenne générale: 7,4/20 – 27% ont une cote >10/2027% ont une cote >10/20

Nos assistants Nos assistants pédagogiquespédagogiques:: Fonctions et nomenclature Fonctions et nomenclature

(4(4èmeème)) Tableau périodique (4Tableau périodique (4èmeème)) Mole (et stoechiométrie, Mole (et stoechiométrie,

concentrations etc.) (4concentrations etc.) (4èmeème)) Modèle des solutions Modèle des solutions

aqueuses (5aqueuses (5ème ème – 6– 6èmeème)) Equilibres chimiques (6Equilibres chimiques (6èmeème))

Compétences Compétences généralesgénérales

Activités propédeutiquesActivités propédeutiques

Pré-testPré-test Outil de Outil de remédiationremédiation

Post-testPost-test ProgressionProgression

(%)(%)

12,112,1 Cours secondaireCours secondaire 15,215,2 3939

8,38,3 ModulesModules 13,213,2 4242

10,510,5 Modules + Cours Modules + Cours SecondaireSecondaire

14,614,6 4343

11,911,9 -- 11,811,8 -1-1

Compétences généralesCompétences générales:: Savoir interpréter une formuleSavoir interpréter une formule Savoir lire un graphiqueSavoir lire un graphique À partir d’un tableau de valeurs, savoir À partir d’un tableau de valeurs, savoir

tracer un graphique (relation linéaire) tracer un graphique (relation linéaire) et calculer la penteet calculer la pente

Savoir modéliser une situationSavoir modéliser une situation Savoir élaborer un plan de Savoir élaborer un plan de

résolution d’un problèmerésolution d’un problème Avoir toujours une attitude critique Avoir toujours une attitude critique

par rapport à une réponse (surtout par rapport à une réponse (surtout chiffrée)chiffrée)

Savoir élaborer le plan, la structure Savoir élaborer le plan, la structure d’un chapitre ou d’un texte.d’un chapitre ou d’un texte.

M. RomainvilleM. Romainville: "Une : "Une explicationexplication [aux piètres résultats en chimie] [aux piètres résultats en chimie] est sans doute est sans doute à chercherà chercher dans la finalité de l’enseignement de la dans la finalité de l’enseignement de la chimie dans le secondaire actuel, depuis chimie dans le secondaire actuel, depuis la réforme récente de la réforme récente de l’approche par compétencesl’approche par compétences. En effet, le nouveau programme . En effet, le nouveau programme vise prioritairement à susciter l’intérêt des élèves pour cette vise prioritairement à susciter l’intérêt des élèves pour cette matière, en privilégiant une approche des implications matière, en privilégiant une approche des implications quotidiennes de la chimie. De plus, quotidiennes de la chimie. De plus, l’accent est mis sur les l’accent est mis sur les compétencescompétences (expérimenter, communiquer,…) (expérimenter, communiquer,…) plutôt que sur les plutôt que sur les connaissancesconnaissances. . On observe donc ici un hiatus majeur entre On observe donc ici un hiatus majeur entre l’enseignement universitaire qui attend des prérequis de l’enseignement universitaire qui attend des prérequis de connaissancesconnaissances traditionnellestraditionnelles et l’enseignement secondaire qui et l’enseignement secondaire qui axe ses cours de sciences sur le développement de axe ses cours de sciences sur le développement de compétences « utiles pour la vie ».compétences « utiles pour la vie ». Un dialogue serein autour de Un dialogue serein autour de cette question serait sans doute salutaire."cette question serait sans doute salutaire."

La pédagogie des compétences dans l’enseignement La pédagogie des compétences dans l’enseignement secondaire en CFWB (décret-missions, 1997)secondaire en CFWB (décret-missions, 1997)

But: dépasser le niveauBut: dépasser le niveau des connaissancesdes connaissances des savoir-fairedes savoir-faire

pour:pour: rendre l’élève capable de mettre, de manière rendre l’élève capable de mettre, de manière

organisée et ciblée, ces connaissances et ces organisée et ciblée, ces connaissances et ces savoir-faire au service de la résolution de savoir-faire au service de la résolution de problèmes plus complexes et contextualisésproblèmes plus complexes et contextualisés..

Exemple: analyser une publicité pour un modèle de Exemple: analyser une publicité pour un modèle de voiture censé produire peu de COvoiture censé produire peu de CO22 Compétences en chimieCompétences en chimieDéveloppement d’une attitude critiqueDéveloppement d’une attitude critiqueEveil à la citoyennetéEveil à la citoyenneté

L’évaluation L’évaluation est censéeest censée apprécier: apprécier:La qualité de l’expression écriteLa qualité de l’expression écriteLe raisonnement logiqueLe raisonnement logiqueL’utilisation des unitésL’utilisation des unitésL’exactitude et la précision des résultatsL’exactitude et la précision des résultatsL’origine des erreurs: incompréhensions L’origine des erreurs: incompréhensions

spécifiques, prérequis mal maîtrisés, spécifiques, prérequis mal maîtrisés, difficultés mathématiques etc.difficultés mathématiques etc.

Pro – ContraPro – Contra Incontestablement, à la base, une idée bonne et généreuse Incontestablement, à la base, une idée bonne et généreuse

(cf. article 6 du décret-missions de 1997)(cf. article 6 du décret-missions de 1997) Les compétences n’évacuent absolument pas, en principe, les Les compétences n’évacuent absolument pas, en principe, les

connaissances et savoir-faire de base.connaissances et savoir-faire de base. De très belles réalisations par des professeurs enthousiastes De très belles réalisations par des professeurs enthousiastes

et motivéset motivésMAISMAIS Ambitions démesuréesAmbitions démesurées (cf. compétences terminales) (cf. compétences terminales) Mise en œuvre calamiteuseMise en œuvre calamiteuse: manque de clarté des textes : manque de clarté des textes

(trop touffus), directives contradictoires, mauvaise information (trop touffus), directives contradictoires, mauvaise information des professeurs, offre de formation continuée pour les des professeurs, offre de formation continuée pour les professeurs inadaptée …professeurs inadaptée …

Réduction du nombre d’heures de sciencesRéduction du nombre d’heures de sciences Professeurs partagés, perplexes, parfois désemparésProfesseurs partagés, perplexes, parfois désemparésET DONC: Une grande hétérogénéité des enseignements ET DONC: Une grande hétérogénéité des enseignements

CompétencesCompétences S’approprier des concepts S’approprier des concepts

fondamentaux, des modèles ou fondamentaux, des modèles ou des principesdes principes

Conduire une recherche et Conduire une recherche et utiliser des modèlesutiliser des modèles

Utiliser des procédures Utiliser des procédures expérimentalesexpérimentales

Bâtir un raisonnement logiqueBâtir un raisonnement logique Utiliser des procédures de Utiliser des procédures de

communicationcommunication Résoudre des applications Résoudre des applications

concrètesconcrètes Utiliser les outils mathématiques Utiliser les outils mathématiques

et informatiques adéquatset informatiques adéquats Utiliser des savoirs scientifiques Utiliser des savoirs scientifiques

pour enrichir des représentations pour enrichir des représentations interdisciplinairesinterdisciplinaires

Etablir des liens entre des Etablir des liens entre des démarches et notions vues en démarches et notions vues en sciences et vues ailleurs.sciences et vues ailleurs.

Connaissances (matière)Connaissances (matière) Constitution de la matièreConstitution de la matière La matière à l’échelle atomique La matière à l’échelle atomique

et moléculaireet moléculaire La classification périodiqueLa classification périodique Le modèle ioniqueLe modèle ionique Cohésion de la matièreCohésion de la matière Loi du gaz parfaitLoi du gaz parfait Les solutions Les solutions La réaction chimiqueLa réaction chimique Eléments de thermodynamique Eléments de thermodynamique

et de cinétique chimiqueet de cinétique chimique Principales réactions chimiques Principales réactions chimiques

et propriétés de substances et propriétés de substances usuellesusuelles

Notions de chimie organiqueNotions de chimie organique Utilisation de quelques Utilisation de quelques

substances courantessubstances courantes

Manque cruel de tempsManque cruel de temps d’où dilemme d’où dilemme Matière?Matière? Démarche?Démarche?

L’accent est mis de plus en plus sur la nécessité L’accent est mis de plus en plus sur la nécessité de de mettre en relation science et sociétémettre en relation science et société..

Le rôle du/des cours de sciences n’est pas de Le rôle du/des cours de sciences n’est pas de préparer à l’enseignement supérieur mais de préparer à l’enseignement supérieur mais de former des former des futurs citoyens "alphabétisés futurs citoyens "alphabétisés scientifiquement"scientifiquement". .

L’université – L’université – et en particulier l’ULget en particulier l’ULg – s’oriente de – s’oriente de plus en plus vers une approche similaireplus en plus vers une approche similaire Approche par problèmesApproche par problèmes Projets personnels ou de groupeProjets personnels ou de groupe

"The primary goal of science education "The primary goal of science education cannot be simply to produce the next cannot be simply to produce the next generation of scientists. Rather, societies generation of scientists. Rather, societies need to offer their young people an need to offer their young people an education in an about science … to education in an about science … to contribute to their ability to engage contribute to their ability to engage critically with science…" critically with science…"

Science Education in Europe: Critical Reflections: A Report Science Education in Europe: Critical Reflections: A Report of the Nuffield Foundation (January 2008)of the Nuffield Foundation (January 2008)

http://www.21stcenturyscience.org