by P Crépin-Obert — La présentation faite au colloque Les géosciences au service de la société a voulu rebondir sur une spécificité du savoir scientifique mise en avant dans la
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La construction du concept de fossile, une étude comparée historique et scolaire Patricia Crépin-Obert Centre de recherches en éducation de Nantes Œ CREN Ch. de la Censive du Tertre BP 8122 F Œ 44312 Nantes cedex 3 Université de Franche-Comté Ecole interne IUFM 57 avenue de Montjoux F Œ 25000 Besançon E-mail: [email protected] In Reynard E., Laigre L. et Kramar N. (Eds) (2011). Les géosciences au service de la société. Actes du colloque en l™honneur du Professeur Michel Marthaler, 24-26 juin 2010, Lausanne (Géovisions n° 37). Institut de géographie, Université de Lausanne.
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La construction du concept de fossile, une étude comparée historique et scolaire – 163 – Introduction La présentation faite au colloque Les géosciences au service de la société a voulu rebondir sur une spécificité du savoir scientifique mise en avant dans la plaquette du colloque dédié à Michel Marthaler, «˜le savoir vivant˜». Ce qualificatif choisi, lié aux savoirs géologiques, entre tout à fait en résonance avec un axe de réflexion d™un travail de thèse en sciences de l™éducation (Crépin-Obert, 2010a). Cette recherche démontre dans ce sens des interactions entre l™histoire de la paléontologie et l™ensei -gnement de cette discipline. En effet, dans ces deux domaines d™étude, le savoir paléontologique est démontré comme étant un savoir dynamique car réorganisé en preuves nouvelles, empiriques et explicatives˜; de fait, c™est un savoir provisoire car soumis à des réfutations au sein de communautés discursives. En référence à Piaget et Garcia (1983˜: 19), rappelons que «˜la science est en perpétuel devenir˜». Ce sont les processus d™un savoir en construction que nous avons analysés, selon un progrès continu, non pas linéaire mais erratique et soumis aux controverses. Problématique et cadre théorique˜: enjeux dialectiques entre problème et obstacle Actuellement les fossiles sont des marqueurs précis de temps sur une échelle strati -graphique 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 de la recherche était de cer -ner quels chemins et détours de la connaissance ont été empruntés avant cette construction actuelle˜; pour ce faire, une comparaison a été envisagée entre une pen -sée préscientifique historique mise en regard avec les premiers apprentissages sco -laires. La visée principale de la recherche était épistémologique et la question centrale était la suivante˜: quelles raisons sont entrées en conflit dans les différentes commu -nautés scolaires et historiques à propos des fossiles autour de trois problèmes : leur origine, leur nature et leur analogie avec les organismes vivants actuels˜? La construction collective du savoir paléontologique est analysée dans le cadre princi -pal de la problématisation, développée par le Laboratoire en sciences de l™éducation du Centre de recherches en éducation de Nantes (CREN). Il prend appui sur des spé -cificités d™un savoir scientifique en construction, auxquelles le savoir paléontologique, lui aussi, doit répondre. C™est un savoir explicatif pour lequel les faits et les phéno -mènes de la nature sont expliqués par des modèles et des théories soumis à la cri -tique collective (Popper, 1979)˜; c™est un savoir problématisé pour lequel les temps de positionnement du problème et son élaboration sont tout aussi fondamentaux, sinon plus, que leur résolution (Fabre & Orange, 1997)˜; c™est un savoir apodictique, c™est- à-dire qui acquiert un caractère de nécessité par un raisonnement qui contraint les modèles explicatifs mis en tension avec un registre empirique et qui se distancie de la notion de vrai et de faux (Fabre & Orange, 1997)˜; c™est un savoir rectifié qui a dépas -sé une pensée commune jonchée d™obstacles épistémologiques (Bachelard, 1938)˜; enfin, c™est un savoir collectif et social, construit historiquement (Rudwick, 1985˜; Ellenberger, 1988 et 1994˜; Gohau, 1990˜; Gould, 1991).
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– 164 – Patricia Crépin-Obert Méthodologie comparée historique et scolaire Une collecte séparée de données historiques et scolaires Le défi de comparer la dynamique de construction de la connaissance paléontolo -gique dans l™enseignement et en histoire de la paléontologie, lors des temps privilé -giés de discussion conflictuelle entre pairs, a été relevé. La fécondité d™une étude comparative des différentes constructions de problèmes, ciblés lors des controverses, en lien avec des obstacles épistémologiques, était recherchée dans les deux commu -nautés discursives, à partir de situations de débats scolaires et de controverses histo -riques. Des principes ont guidé les choix méthodologiques, en mettant en avant la démarche d™enquêtes didactiques et historiques. Dans un premier temps, les enquêtes didactiques et historiques ont été menées séparément. Dans les classes, la conception et la mise en œuvre de séquences pédagogiques intégrant des temps de discussion collective ont été réalisées. Ils permettaient l™émergence des modèles expli -catifs des élèves et leurs possibilités à raisonner en sciences. Des questionnaires ont été testés auprès des élèves et des activités d™investigation par les élèves, autour de divers objets fossiles, ont été expérimentées. Et dans les archives historiques, la pros -pection de discussions institutionnelles ou non a été effectuée. Elle s™est faite par croisement et questionnement de nombreuses bibliographies, manuscrites ou publiées, provenant essentiellement du Muséum d™histoire naturelle de Paris et de l™Académie des sciences de Paris.Un choix et une analyse du corpus par la recherche de points communs Dans un second temps, la recherche de points communs a été réalisée. Le premier point commun des enquêtes est bien la forme discursive recherchée au sein d™une communauté en désaccord. La mise en tension entre des savoirs apodictiques et une pensée commune peut révéler une interaction possible entre problématisation et obstacle. Certaines productions en classe et certaines archives historiques ont pu être croisées car elles répondaient à un parallèle possible en ciblant deux autres critères de convergence, l™identification d™un problème commun et l™identification d™un obstacle épistémologique commun. Explorer les temps forts de débats, les nœuds que sont les controverses paraissait intéressant car ces temps de discussion peuvent être considé -rés comme des temps favorisant l™argumentation de différents protagonistes et comme des pratiques de référence pour des savoirs encore non stabilisés soumis à l™opinion. Les corpus historique et scolaire étant ciblés, le dernier point commun concernait leur analyse comparée recherchant la convergence ou divergence des pro -cessus de construction de la connaissance paléontologique. Le choix s™est orienté essentiellement vers deux outils méthodologiques d™analyse d™une problématisation, plus couramment utilisés dans le cadre des situations de débats scolaires. L™intérêt de ces outils réside dans des schématisations qui révèlent la fonction, la nature et les relations entre les divers arguments qui contraignent le raisonnement dans un champ scientifique. L™espace-problème, proposé par M. Fabre et C. Orange (1997), privilégie les interactions entre questionnement, réponses et objections, qui s™enchaînent ou qui entrent en concurrence. Les espaces de contraintes et de possibles organisent les arguments empiriques et explicatifs et révèlent les tensions entre faits et modèles
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La construction du concept de fossile, une étude comparée historique et scolaire – 165 – soutenant des argumentations divergentes souvent symétriques par désaccords des protagonistes. Un registre explicatif dans le contexte scolaire ou un cadre épisté -mique dans le contexte historique fédère la cohérence du raisonnement. Les fonc -tions heuristiques, argumentatives et théoriques de ces discussions peuvent être comparées. L™étude comparative, didactique et historique de problèmes paléontolo -giques conduit à une convergence à trois niveaux des relations entre problèmes et obstacles˜: le problème de l™origine des fossiles lié à l™obstacle artificialiste, le pro -blème de la nature des fossiles lié à l™obstacle animiste par végétation spontanée et le problème d™identité des faunes fossiles par rapport aux faunes actuelles lié à l™obs -tacle «˜analogiste˜» proposé dans ce travail. Analyse des résultats à propos du problème de l™origine des fossilesLa recherche de divergences entre la pensée enfantine et la pensée préscientifique Interpellant le didacticien et l™historien, un rapprochement a été possible entre une conception enfantine et une conception historique (Crépin-Obert, 2010b). Le pro -blème est similaire, ici l™origine des coquilles fossiles˜; les produits du raisonnement nous apparaissent semblables, révélant un modèle explicatif convergent, ici l™artificia -lisme pris dans un sens élargi. Celui-ci prête une intervention humaine plus ou moins importante à l™origine d™un monde minéral et fait obstacle à la pensée scientifique. Cependant des différences évidentes sont liées aux contextes Œ historique ou d™ap -prentissage scolaire Œ, aux finalités, aux corpus et à leurs rhétoriques. Afin de dépas -ser l™analogie initialement perçue des raisonnements, c™est la recherche d™une diver -gence entre la pensée enfantine et la pensée préscientifique qui prime, et non pas d™une identité. Cette divergence résulte en fait dans les processus de construction argumentative sous-jacents de la connaissance paléontologique, marqués par les possibilités et les nécessités mobilisées par les deux communautés discursives.La construction de nécessités, d™impossibilités et de possibilitésEn classe, comme en histoire des sciences, des constructions de problèmes en lutte avec l™artificialisme, envisageant une intervention humaine plus ou moins prégnante, vont s™effectuer pour expliquer l™origine des fossiles. Cette logique explicative s™oppose au matérialisme d™une pétrification naturelle après la mort d™un ancien vivant. Par rap -port à la construction des raisons nécessaires qui correspondent aux savoirs à valider, les nécessités construites se rejoignent, dont celle d™une pétrification naturelle par ensablement marin ou par encroûtement d™un ancien vivant. Mais le statut argumenta -tif est différent dans les deux communautés, selon s™il est construit en classe de CM1 (élèves de 9 ans) ou par J.-E. Guettard, académicien du XVIII e siècle. La première néces -sité, la nécessité d™une origine naturelle, est construite explicitement par le naturaliste en corrélant deux arguments empiriques˜: l™identité des coquilles fossiles avec les coquilles marines actuelles et leur association avec des restes fossiles de poissons marins. Elle est construite implicitement par les élèves en miroir des objections décli –
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– 166 – Patricia Crépin-Obert nant l™impossibilité pour les hommes préhistoriques de tailler aussi finement des fos -siles, parfois de grande taille et d™autant plus intégrés dans une roche. De cette pre -mière nécessité corrélant la nature organique et l™origine naturelle des fossiles découlent d™autres nécessités. Une deuxième nécessité, la nécessité d™une pétrification dans un milieu aquatique, est construite chez Guettard par corrélation avec les obser -vations de moules incrustées dans les fontaines pétrifiantes. Elle est envisagée par les élèves seulement comme une possibilité au vu des concrétions calcaires des grottes de Franche-Comté. Enfin, une troisième nécessité, la nécessité d™une ancienne mer retirée corrélée à la formation des reliefs, est construite comme une conséquence nécessaire chez les naturalistes. Elle est seulement évoquée et acceptée par les élèves comme une contrainte théorique hors du champ de leur questionnement.Des nécessités stabilisées versus des nécessités conditionnellesAu sein de la communauté scientifique apparaissent nettement deux types de néces-sités. Guettard valorise le registre empirique et assure que les coquilles fossiles sont analogues aux coquilles marines actuelles par leur identité de forme et d™ornementa -tions˜; seules les couleurs diffèrent. Pour lui, la nature organique des fossiles et l™ori -gine marine sont donc complètement démontrées et admises. Cette nécessité est stabilisée. Par contre, le déplacement des mers est encore soumis à la critique collec -tive. La communauté scientifique du XVIIIe siècle débat encore beaucoup sur la validi -té de cette nécessité en envisageant plusieurs possibles (recul de simples rivages côtiers, changement de l™axe d™inclinaison de la Terre provoquant la venue de la mer des Indes en Europe). Cette dernière nécessité est encore sous condition de valida -tion et rencontre quelques antagonistes. Ainsi, pour Voltaire, les lois physiques admises rendent inacceptable le déplacement des mers chaudes des Indes et encore plus inacceptable la formation des montagnes par celles-ci, vu les hauteurs considé-rables de reliefs contenant des coquilles ou des poissons fossiles. Sa démarche heuris -tique lui fait envisager d™autres alternatives dans un cadre fixiste (Carozzi, 1983). L™hypothèse des pèlerins transportant des coquilles fossiles le long des chemins de traverse montagneux est en concurrence avec quatre autres variantes (Crépin-Obert, 2010a˜: 197). Ici, contrairement à certaines conceptions d™élèves, la participation de l™homme est partielle puisque limitée au transport et à l™abandon de coquilles à l™ori-gine de la présence de fossiles marins loin des mers, sans nier leur origine d™ancien vivant pour les coquilles analogues aux actuelles. Parmi tous ces possibles, il semble plus simple à Voltaire de penser la nécessité d™assèchement d™anciens lacs au sein des montagnes˜: «˜ une huître près du Mont Cenis ne prouve pas que l™océan Indien ait enveloppé toutes les terres de notre hémisphère [–] Pourquoi donc imaginer que des coquillages des Indes sont venus s™amonceler dans nos climats quand nous en avons chez nous par millions˜? ˜» (Voltaire, 1768˜: 146). Il s™agirait donc de coquilles dulçaquicoles formées in situ et non de coquilles marines allochtones fossilisées dans les montagnes. En définitive, le déplacement des mers, conséquence nécessaire admise par les naturalistes, est un problème insurmontable pour Voltaire et reste impensable dans son cadre épistémique fixiste. La réponse de Guettard dans une lettre manuscrite inédite se moque du raisonnement rétrograde et enfantin de Voltaire˜: «˜Comment peut-il s™imaginer que des coquilles qui ressemblent entière -ment à celles qu™on tire de la mer, puissent avoir été formées par une cause aussi
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– 168 – Patricia Crépin-Obert passés et scolaires car «˜l™histoire de la connaissance [–] est l™histoire des erreurs et l™histoire des victoires sur l™erreur˜» (Canguilhem, 1968˜: 364). N™oublions pas d™ac -corder une place prépondérante à l™erreur comme faisant partie de la construction de la connaissance en considérant cette genèse du possible et son passage au nécessaire comme des processus fondamentaux du raisonnement scientifique. BibliographieSources historiques Guettard J.-E. (n.d. post. 1768). Réponse à Voltaire au sujet de la formation des pierres et coquilles. In Ms 2186, Minéralogie 1, B. Notes diverses sur la minéralogie, son utilité, la façon de l™étudier, (50-58). Paris, Bibliothèque du Muséum d™Histoire naturelle. Voltaire F.-M. Arouet, dit. (1768). Des singularités de la nature par un académicien de Londres, de Bologne, de Pétersbourg, de Berlin, etc. „uvres complètes de Voltaire Œ Nouvelle édition, Paris, Garnier frères, Mélanges VI, 125-157, rééd. 1879. Sources contemporaines Bachelard G. (1938). La formation de l™esprit scientifique. Paris, Vrin. Canguilhem G. (1968 ). Études d™histoire et de philosophie des sciences concernant les vivants et la vie. Paris, Vrin, rééd. 2002. Carozzi M. (1983). Voltaire™s attitude toward geology. Archives des sciences, 34(1), 1-145.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 XVII e et XIXe siècle. Thèse de doctorat, Université de Nantes.Crépin-Obert P. (2010b). Idées et raisons sur les coquilles fossiles˜: étude épistémologique com -parée entre une situation de débat à l™école primaire et une controverse histo -rique. Recherches en didactiques des sciences et des technologies, 1, 93-120.Ellenberger F. (1988 et 1994). Histoire de la géologie , Tome 1 et 2. Paris, Technique & Documentation-Lavoisier. Fabre M., Orange C. (1997). Construction des problèmes et franchissements d™obstacles. Aster, 24, 37-57.Gohau G. (1990). Les sciences de la Terre aux XVII e et XVIIIe siècles. Naissance de la géologie. Paris, Albin Michel.Gohau G. (2010). Histoire de la tectonique. Des spéculations sur les montagnes à la tectonique des plaques. Paris, Vuibert-Adapt-Snes. Gould S.-J. (1991). La vie est belle. Les surprises de l™évolution. Paris, Seuil.Marthaler M. (2001). Le Cervin est-il africain˜? Une histoire géologique entre les Alpes et notre planète. Lausanne, Editions LEP. Piaget J., Garcia R. (1983). Psychogenèse et histoire des sciences. Paris, Flammarion.Popper K.R. (1979). Conjectures et réfutations Œ La croissance du savoir scientifique. Paris, Editions Payot & Rivages, rééd. 2006. Rudwick M.J.S. (1985). The meaning of fossils. Episodes in the history of palaeontology . Chicago, The University of Chicago Press.
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