La musique de la chimie: du solfège à la mélomanie. L'influence de l'enseignement de la chimie sur son image publique

The music of chemistry: from solfeggio to vocation. The influence of chemistry teaching on its public image

Richard-Emmanuel Eastes*

*Département d'Etudes Cognitives - Ecole Normale Supérieure 29, rue d'Ulm - 75005 Paris - FRANCE. E-mail: richard-emmanuel.eastes@ens.fr

Résumé

Qu'il s'agisse de chimie ou de musique, l'appréhension d'une discipline repose sur quatre pôles fondamentaux : la pénibilité des apprentissages, le plaisir de la pratique, l'intérêt des savoirs acquis et la dynamique personnelle de l'élève.

Nous montrons ici combien et comment l'image de la chimie peut être ternie si l'un quelconque de ces quatre pôles est négligé dans son enseignement, puis montrons que le déséquilibre qui en résulte risque de manière ultime de la transformer respectivement, pour nos étudiants futurs-concitoyens, en discipline théorique codée, science spectacle désincarnée, matière sans intérêt et métier inaccessible.

A travers cette grille d'analyse, l'étude des programmes scolaires permet alors de mieux comprendre l'influence qu'a pu avoir l'enseignement de la chimie sur son image depuis une vingtaine d'années, auprès de ceux qui l'ont approchée par l'unique biais de leur scolarité.

Complexe et paradoxale, la chimie présente de plus des obstacles spécifiques (didactique, épistémologique, cognitif, affectif), inexistants dans les autres disciplines, dont nous montrons qu'ils peuvent entraîner des difficultés supplémentaires de tous ordres au niveau de son enseignement.

Enfin, la compréhension de cet ensemble de données permet d'imaginer quelques pistes originales susceptibles d'aider à enrayer les effets négatifs induits par l'enseignement dans le rapport des étudiants et des citoyens « anciens-élèves » avec la chimie.

Mots-clefs: Image, désaffection, enseignement, obstacles, plaisir, questionnement, sens, solfège, mélomanie, vocation.

Abstract

Through this analysis grid, studying school programs then allows us to have a better understanding of the influence that chemistry teaching may have had on its image for the past two decades, for those who approached it by the sole angle of their schooling. Complex and paradoxical, there lies in chemistry specific hurdles (didactical, epistemological, cognitive, affective...), that do not exist in other disciplines and that cause all kinds of impediments regarding its learning.

Finally, understanding this set of data allows us to imagine inventive threads capable of halting the negative effects produced, by teaching, in the relationship between students and "future citizens former pupils" with chemistry.

Key words: Image, loss of interest, teaching, hurdles, pleasure, questioning, meaning, solfeggio, love of music, calling.

Introduction

Quel enfant ne rêve pas de la malette du petit chimiste ou de la visite dans sa classe d'un vrai chimiste? Qui ne s'est pas un jour risqué, dans la clandestinité que lui procurait soudain l'absence temporaire de ses parents, à mélanger produits alimentaires ou ménagers pour les voir se transformer, avec parfois même le secret espoir de les voir « exploser » (figure 1)? Chez ces enfants, à ces envies et attitudes, une seule origine, aussi innée que spontanée: «faire des expériences »... jouer avec la matière et comprendre comment elle se comporte.

Aucun a priori négatif non plus chez les plus jeunes quant à l'image de la discipline: qui prend la peine d'interroger les enfants et les adolescents se rend vite compte que même s'ils associent parfois les termes «chimie» et «pollution», se faisant ainsi le relais des discussions familiales et des médias, ils sont parfaitement conscients de l'utilité de la chimie pour fabriquer, par exemple, produits ménagers et médicaments.

Et pourtant, interrogez leurs parents, vos voisins ; dites-leur que vous êtes chimiste et vous serez étonnés de la récurrence de la réaction: «Ah! La chimie... J'ai toujours détesté ça. Et je n'y ai jamais rien compris! Trop obscure, trop codée, trop magique...». Testez alors les connaissances qui leur restent de cette époque où ils «subissaient» la chimie à l'école; là encore, vous serez étonné de l'inexistence du moindre souvenir cohérent, ne serait-ce que des formalismes les plus simples ou de la différence entre un atome et une molécule...

A travers cet article, nous tentons de dégager quelques pistes de réflexion et de proposer quelques esquisses de solutions à ces interrogations fondamentales, qui touchent tout autant à l'image de notre discipline auprès des citoyens non-chimistes qu'à la délicate question de la désaffection des étudiants pour les études universitaires de chimie.

Appréhender une discipline: un processus quadrupolaire

De sa découverte sur les bancs de l'école à sa pratique professionnelle, l'appréhension d'une discipline repose sur des fondements très similaires. Et en l'occurrence, l'exemple de la musique (figure 2) va nous permettre de mieux comprendre ce qui se joue dans la découverte de la chimie puis dans la familiarisation avec son langage, pour un élève qui n'y est pas particulièrement préparé avant le premier cours qui lui sera dispensé sur le sujet. Dans le cadre de cette métaphore, nous distinguons quatre pôles fondamentaux et récurrents, complétés par un cinquième, un peu particulier, que nous nous contenterons d'évoquer.

L'effort (le solfège)

Le premier pôle incontournable et propre à toute discipline, c'est l'effort et la pénibilité des apprentissages fondamentaux. En effet, la chimie n'est certainement pas la seule discipline qui souffre de la nécessité de passer par des apprentissages rébarbatifs ou même pénibles : que la partition soit scientifique, littéraire ou artistique (et même sportive), un minimum de solfège est indispensable à qui souhaite devenir un bon musicien.

Or la véritable question est bien là: quels sont les obstacles fondamentaux de ce solfège qui, troublant la compréhension de la chimie par les jeunes, finit par les dégoûter de notre discipline et oublier le plaisir de l'expérience qui les animait pourtant de manière quasi spontanée? Tentons une interprétation.

La chimie souffre en outre d'un nombre d'implicites extraordinaire, ce qui peut être illustré par l'anecdote suivante. Ayant un jour écrit au tableau un cycle catalytique extrêmement réduit de la destruction de l'ozone par les CFC,¹ j'arrivais à l'équation bilan et la simplifiais en ôtant un atome de chlore des deux côtés (figure 3).

C'est alors qu'une étudiante eu le courage de me poser la question suivante: «Mais le chlore, il est toujours là, n'est-ce pas?».

Dans le solfège de la chimie peut-être encore plus que dans celui de toute autre discipline, les obstacles sont nombreux. Est-il si évident que la formule «H₂O» indique que la molécule d'eau est composée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène? Ne serait-on pas en droit de penser, spontanément, que «H₂O» signifie «1H + 2O» ? Le concept de mole est-il si intuitif qu'on puisse demander à tout élève de lycée de l'employer aussi facilement que le concept d'angle en mathématiques? Tous les détails sont-ils d'ailleurs connus des spécialistes eux-mêmes? Qui d'entre nos lecteurs chimistes connaît par exemple l'origine des lettres qui désignent les couches K, L et M du spectre d'émission de l'atome d'hydrogène?

Or, très peu d'élèves parviennent à trouver un réel plaisir dans ses apprentissages fondamentaux. Peut-être en faisions-nous partie, mais nous se sommes pas de bons exemples puisque justement, nous sommes devenus chimistes. Et la question qui nous préoccupe touche justement tous ceux qui ne le deviennent pas. Dans la plupart des cas, pour compenser la pénibilité de l'effort à fournir, le plaisir doit venir d'ailleurs.

Le plaisir (l'interprétation et la composition)

Ce concept de plaisir, c'est justement celui qui constitue le second pôle de l'appréhension d'une discipline. Dans un premier temps, chez l'élève du secondaire, il sera essentiellement lié à la pratique de la chimie: travaux pratiques et résolution de problèmes étant insuffisamment générateurs de plaisir auprès de l'élève non passionné d'emblée, l'enseignant pourra jouer sur les aspects ludiques et spectaculaires des manipulations (figure 4).

En musique, ce pôle sera lié à l'interprétation de morceaux mélodieux, plaisants ou virtuoses. Mais au-delà de l'interprétation, la composition musicale pourra également constituer une autre source de plaisir fort. Et en effet, chez l'étudiant universitaire lors de ses premiers stages de recherche, lors de manipulations secrètes au fond de sa cave et, plus tard, lors de la préparation de ses premiers séminaires de recherche, la pratique de la chimie pourra s'enrichir du plaisir que procure la mise en œuvre de la créativité personnelle.

Reste toutefois à savoir si le plaisir de jouer d'un instrument parvient toujours à compenser la peine que procurera le déchiffrage du livret et, avant cela même, celle qu'aura valu l'apprentissage des clefs de l'écriture musicale ou la reconnaissance d'un accord de septième de dominante.

L'intérêt (la mélomanie)

Toutefois, restreindre au seul plaisir les motivations à s'investir dans une discipline serait très réducteur. Très vite, l'apprenti musicien trouve un intérêt personnel à jouer de son instrument et à travailler son solfège. Soit parce que ses compétences nouvelles lui permettent de se produire devant ses amis, soit parce que ses efforts sont régulièrement récompensés par des prix et distinctions à l'école ou au conservatoire de musique. Il commence même à écouter des enregistrements d'interprètes connus et cherche à s'en inspirer. En un mot, il devient mélomane.

Si elle ne porte pas nécessairement de nom particulier, cette mélomanie existe sans doute dans toutes les disciplines et s'apparente dans chaque cas à l'intérêt que trouve l'élève à acquérir la culture du domaine. Cet intérêt constitue le troisième des pôles fondamentaux qui interviendront in fine sur l'image de la discipline.

Dans le domaine de la chimie, la mélomanie de l'élève le conduit dans des salles de conférences et à des lectures complémentaires d'ouvrages de vulgarisation. A travers les liens qu'il tisse entre ses connaissances théoriques et leurs applications, entre la chimie et les autres disciplines, entre sa propre vie et ce qu'on lui demande d'apprendre, il commence à donner du sens à cette science dont il entrevoit pourtant encore si peu la portée. Il comprend peu à peu comment sont nés les lois et les concepts auxquels il s'initie et apprend que les effets pervers des progrès de la chimie ont des remèdes eux-mêmes issus de la chimie.

Nul doute que cet élève idéal, même s'il ne devient pas chimiste, saura toute sa vie se faire une opinion lors des débats de société qui mettent en cause la chimie, et trouver la juste voie entre scientisme et désinformation «anti-chimie».

La dynamique personnelle (la vocation)

C'est ici qu'intervient le quatrième pôle celui qui pourrait être nommé la «dynamique personnelle» de l'élève. Il ne s'agit plus uniquement de plaisir ou de mélomanie, mais bien de concordance entre la discipline toute entière et ce que l'individu entend faire de sa vie ; d'adéquation entre ses aspirations, ses valeurs, ses ambitions, ses capacités de travail et ce que peut lui offrir la chimie. En d'autres termes, le mélomane ne fera de la musique son métier que si le jour du choix de son orientation, il se sera découvert une âme du musicien, c'est-à-dire une véritable vocation pour la musique (figure 5).

Pour quelles raisons l'étudiant brillant évoqué ci-dessus pourra-t-il par suite se sentir l'âme d'un chimiste? Elles sont multiples et d'origines variées : pratiques (durée des études, mode de vie) et financières (perspectives de salaire), mais souvent également affectives (besoin de contribuer aux progrès de la connaissance, recherche de l'absolu que procure la création de molécules encore inexistantes, désir de s'investir dans un domaine ouvrant des perspectives dans la régulation de grands problèmes sociaux et environnementaux).

Peutêtre la désaffection pour les études de science en général, et de chimie en particulier, pourrait-elle par suite être interprétée en termes de non adéquation avec les dynamiques personnelles actuelles des bacheliers? Cette piste mériterait très certainement d'être creusée...

Gestion des pôles, image et désaffection

Nous venons de le voir, chacun de ces pôles apparaît fondamental pour construire une image juste et objective de la chimie dans notre société ou pour susciter des vocations professionnelles: sans solfège, pas de bon musicien; sans plaisir, pas d'investissement durable; sans mélomanie et culture de la discipline, pas d'intérêt pour le domaine; sans adéquation avec la dynamique personnelle, pas de vocation.

Un équilibre indispensable

Tout d'abord, au niveau de l'image qui restera au futur ancien-élève non-chimiste, l'équilibre à trouver se situe essentiellement entre les trois premiers pôles, à savoir le plaisir de la pratique de la chimie, la pénibilité de l'effort nécessaire pour l'apprivoiser et la construction de son véritable sens. Sous cet angle, le désir de notre communauté de relier la chimie au quotidien, d'en montrer les bienfaits, de rendre la science captivante, voire ludique et spectaculaire, est louable et très légitime... mais insuffisant. A double titre d'ailleurs. Car d'une part, c'est oublier de mentionner la difficulté du solfège et, d'autre part, c'est masquer les effets pervers du progrès technologique liés au développement de la chimie³.

Autrement dit, rendre la chimie attrayante sans chercher simultanément à faciliter les apprentissages fondamentaux et à développer un regard critique sur le monde, c'est comme poser un emplâtre sur une jambe de bois. Pire, c'est préparer l'élève à de sérieuses désillusions lorsque, appâté par les feux de la chimie spectaculaire, il s'apercevra d'une part de l'impossibilité d'éviter les austères règles de stéréochimie ou l'ardue thermodynamique chimique, et d'autre part il apprendra par le biais des médias qu'entre dopage, drogue, catastrophes industrielles ou environnementales et armes chimiques. la chimie peut aussi tuer.

Au-delà de la question de l'image, pour susciter des vocations, la considération de ces trois pôles devra encore être complétée par l'attention pour le quatrième: les aspirations des élèves, leurs valeurs, leurs dynamiques personnelles. Là encore, il est illusoire de vouloir «appâter» les étudiants avec les bienfaits de la chimie ou les jolis atours d'une science spectacle ; la séduction est insuffisante pour former, professionnaliser, orienter vers les études scientifiques. Attirer les bacheliers à la chimie, c'est avant tout essayer de les comprendre, puis tenter de leur montrer qu'elle a un rôle à jouer dans leur avenir et dans celui du monde.

Le rôle de l'école et de la communauté des chimistes

Faciliter les apprentissages fondamentaux, susciter le plaisir d'apprendre, aider à développer un regard critique sur le monde, éveiller des vocations... Ce sont bien là, idéalement, les rôles qui devraient être ceux de l'école et des enseignements qu'elle dispense. La tâche étant immensément ardue, on devrait en outre pouvoir compter sur l'éducation scientifique informelle (musées, associations, médias, implication des communautés scientifiques elles-mêmes...) pour seconder l'école, si ce n'est au niveau des apprentissages fondamentaux, au moins au niveau des trois autres pôles (figure 7). Qu'en est-il réellement?

Pour simplifier, on peut considérer deux grandes tendances dans les enseignements de chimie dispensés dans le monde. Dans de nombreux pays durant ces 20 dernières années, partant d'un enseignement essentiellement centré sur le solfège, la chimie à l'école s'est peu à peu agrémentée de liens de plus en plus nombreux avec la vie quotidienne. Jusque dans les années 90 en France, par exemple, presque à l'égale des mathématiques, elle faisait figure de discipline théorique, abstraite et codée. Agrémentée de démonstrations peu convaincantes par les enseignants et d'applications vaguement pratiques en classe (de l'utilité des dosages?), son enseignement la menait loin de son statut naturel de science expérimentale. Puis l'approche est devenue inductive; probablement à la fois par volonté pédagogique et grâce à des moyens matériels accrus, les programmes ont commencé à fonder les connaissances théoriques de la chimie sur l'expérimentation, et l'expérimentation sur le quotidien des citoyens que les élèves allaient devenir.

Quoi qu'il en soit, sur les quatre pôles fondamentaux évoqués plus haut, on peut considérer que deux d'entre eux sont désormais pris en compte et que depuis peu, un troisième commence même à être considéré: celui du plaisir. Pour rendre la chimie attractive, on se rend compte de l'intérêt des expériences ludiques et spectaculaires, des rencontres d'enseignants ont lieu pour échanger les dernières trouvailles et on fait de plus en plus appel à la vulgarisation de la chimie qui, elle, a plus d'un tour dans son sac pour amuser et émerveiller.

Préserver le fragile équilibre

Tout irait-il donc pour le mieux dans le meilleur des mondes et ne resterait-il simplement plus qu'à mieux prendre en considération les aspirations profondes des élèves pour les aider à trouver leur vocation de chimiste? Pas si sûr, car bien des dérives sont possibles. Après des années fortes de programmes théoriques abstraits et de démarches déductives barbantes, l'enseignement de la chimie ne doit pas pour autant se transformer en séances de propagande pour la promotion de notre discipline. En particulier, axer davantage les enseignements sur le plaisir de la pratique et de la démonstration ne doit pas être confondu avec l'abandon du solfège; ou plutôt, ce n'est pas par la diminution de la pénibilité des apprentissages fondamentaux que la dimension «plaisir» doit être développée. Au contraire, elle doit l'être par ailleurs, pour compenser la peine et l'effort, voire à partir de la peine et de l'effort... Tel l'échec de la méthode Suzuki des années 60, qui prétendait faire apprendre un instrument aux enfants par la mémorisation et sans qu'ils n'aient à lire une seule note sur une partition, un enseignement trop (et uniquement) séducteur de la chimie ne saurait nous permettre d'atteindre nos objectifs. Car il masquerait les vraies difficultés qui, immanquablement, resurgiraient tôt ou tard sur la route de l'élève.

Conclusion

Entre ces quatre pôles fondamentaux, l'équilibre est donc difficile à atteindre, mais également délicat à préserver. Nous devrions à ce titre avoir en permanence à l'esprit l'importance de chacun d'entre eux et tenter de trouver des solutions pour mieux les prendre en compte. Pour ce faire, bien des voies s'offrent à nous et nombre d'entre elles ont déjà été décrites. Pour notre part, nous pensons que les outils et méthodes de la vulgarisation scientifique constituent une mine inépuisable pour enrichir l'enseignement de la chimie, tout comme l'intégration des apprentissages scientifiques dans des perspectives plus larges et plus systémiques, telles que les débats nature-sciences-technologies-société, sur le modèle de ce que les musées de science commencent à développer.

En particulier, s'il serait déraisonnable de vouloir éliminer le solfège de nos enseignements, du moins doit-il être possible d'en faciliter l'apprentissage. Car en l'occurrence, ce que nous pourrions tout de même reprocher aux programmes scolaires (et la remarque est valable pour toutes les disciplines), c'est d'avoir été conçus par de brillants enseignants... c'est-à-dire d'anciens brillants élèves, passionnés par leur discipline, parfaitement adaptés au système scolaire, dont les cadres de références ne sont jamais véritablement entrés en conflit avec les enseignements qui leur ont été dispensés et qui, à ce titre, n'ont jamais vraiment eu de « problème de solfège ». Parmi les solutions possibles, citons le développement des « modèles pédagogiques » (figure 8), des « approches phénoménologiques », la valorisation de l'effort et du travail personnel, le développement de méthodes d'évaluation non sommatives et non dévastatrices des motivations.

Información sobre el autor

Richard-Emmanuel Eastes. Département d'Etudes Cognitives -Ecole normale supérieure 29, rue d'Ulm - 75005 Paris - FRANCE.

Laboratoire de didactique et d'épistémologie des sciences Faculté de Psychologie et des Sciences de l'Education 40, boulevard du Pont d'Arve - CH-1211 Genève - SUISSE Commission Chimie & Société - Maison de la Chimie, 28, rue Saint Dominique - 75007 Paris-FRANCE Les Atomes Crochus - www.atomes-crochus.org 45, rue d'Ulm - 75005 Paris - FRANCE. Tel: 33 6 82 80 35 26 - Fax : 33 1 44 32 26 86. E-mail : richard-emmanuel.eastes@ens.fr Page portail personnelle : http://cognition.ens.fr/~reeastes/

Notas

¹ Lors d'un cours intitulé Education à l'environnement donné devant des étudiants de l'Université de Genève, futurs enseignants du primaire.

² Une lacune subsiste toutefois dans cette structure quadrupolaire de l'appréhension des disciplines. Et la question est si importante qu'elle pourrait sans conteste constituer un cinquième pôle: celui de l'évaluation en classe des compétences acquises. S'agissant peut-être du problème le plus délicat posé aux professionnels de l'éducation, nous n'entrerons pas dans son analyse ici. Mais en toute circonstance, il nous faudra nous rappeler combien une évaluation mal adaptée peut littéralement briser la motivation d'un élève à apprendre, même si dans d'autres cas, malheureusement plus rares, faire plaisir au professeur lors de la prochaine interrogation pourra constituer une source de motivation.