Quels sont les objectifs et le contenu de l'enseignement que vous donnez à vos élèves?
E. Lindemann - Mon premier objectif est de leur montrer que la physique n'est pas une collection de formules utilisées pour faire des calculs. J'aimerais qu'ils s'aperçoivent que ce sont des idées, des représentations de phénomènes naturels. Les plus fondamentales de ces idées sont accessibles à tous, sans l'aide des mathématiques. De plus cette physique doit naturellement s'insérer, prendre sa place dans l'édifice culturel que les élèves se construisent, dans l'histoire de la pensée qu'ils sont censés découvrir dans l'ensemble des disciplines.
Le second objectif consiste à leur montrer qu'il n'y a pas de vérités définitives en sciences. Les théories s'élaborent, se développent, passent par des difficultés et des crises, puis sont remplacées. L'histoire de la physique montre ce processus et met en relief que l'évolution des idées a été très erratique.
Après le Einstein-Infeld, j'ai essayé d'autres approches, avec un livre de Feynman3 et avec la série du Harvard Project Physics4. Puis, un jour, j'ai trouvé le livre Revolutions in Physics5 qui enseigne la mécanique à partir de l'histoire de l'astronomie. Comme il n'était pas possible d'utiliser cet ouvrage directement avec les élèves, j'ai commencé à donner un cours en suivant le même fil rouge astronomique. L'astronomie suscite en effet beaucoup d'intérêt.
J'ai finalement mis au net mes notes pour en faire un polycopié de deux volumes. Le premier va des modèles de l'univers de l'Antiquité et de la physique d'Aristote jusqu'à Kepler; le second de Galilée jusqu'à Einstein et à la cosmologie moderne.
J'enseigne de manière tout à fait traditionnelle, je suis l'ordre des chapitres, nous lisons, j'explique, parfois je demande aux élèves de défricher au préalable un passage. De temps en temps, je développe toutefois des aspects mathématiques plus traditionnels. Certains chapitres exigent un sérieux effort de compréhension. Mon polycopié comporte des exercices pour chaque chapitre.
Les élèves sont étonnés de découvrir des citations littéraires inattendues. Ils ont aussi la surprise de constater que la connaissance n'est pas compartimentée dans des boîtes isolées. Parfois j'ai eu la chance de pouvoir collaborer avec leur professeur de philosophie ou d'histoire.
Nous nous plongeons dans des extraits de textes originaux. Une citation de Jean Buridan (1300-1385) sur le jet d'un projectile permet de faire le pont entre la conception d'Aristote et celle de Newton. J'utilise la méthode du jeu de rôles pour le Dialogue sur les deux principaux systèmes du monde de Galilée (1632). Nous lisons les deux Lettres philosophiques de Voltaire sur la gravitation de Newton (1734).
Je n'ai rien inventé. J'ai lu avec plaisir dans la préface d'un remarquable livre américain, de Art Hobson, paru en 1995: "Ceci est un manuel culturel de physique pour des étudiants non-scientifiques. Sa prémisse centrale est que les non-scientifiques méritent de recevoir un vrai cours culturel de physique. Par conséquent ceci n'est pas une version délayée des manuels standards d'introduction à la physique destinés aux étudiants scientifiques. Loin d'être une version simplifiée de quoi que ce soit, ce livre est destiné à un cours qui a une sophistication culturelle qu'on ne trouve pas dans des cours plus techniques. C'est un manuel de physique culturel plutôt que technique. Il présente la physique comme une entreprise humaine dans son contexte philosophique et social."6 J'adhère tout à fait à cette façon de voir.
Je voudrais signaler chez nos élèves actuels deux handicaps supplémentaires qui ne simplifient pas les choses.
D'abord une déperdition de l'acceptation que la connaissance de n'importe quel savoir complexe exige de la patience, du travail personnel, de la persévérance face à la frustration de ne pas tout maîtriser tout de suite. La jeunesse actuelle est plongée dans un monde qui la bombarde d'informations pseudo-scientifiques en multipack dans certaines émissions de télévision qui expliquent l'atome et l'expansion de l'univers en dix-huit secondes. On veut du tout cuit, du prémâché. Or, l'apprentissage de branches scientifiques exige l'acquisition préalable de beaucoup d'informations difficiles à ingurgiter et le respect de procédures de pensée rigoureuses.
Un deuxième obstacle, plus récent encore et parfois déroutant, réside dans les difficultés des élèves à comprendre des énoncés en français. Ce n'est pas une question de vocabulaire scientifique. Cela relève de la langue courante et des nuances du sens des mots. Le plus petit texte demande une explication pour que les élèves en comprennent bien le sens.
Pourquoi ne pas utiliser votre démarche pédagogique pour les élèves de la section C, soit les scientifiques?
E. Lindemann - Selon moi, il le faudrait. Pourtant, en section scientifique, j'enseigne de manière traditionnelle le programme officiel. Ces élèves ont plus d'heures d'enseignement de physique que ceux des sections ABDE. Néanmoins, leur programme est si chargé qu'il est difficile, ne serait-ce que pour des questions de temps, de développer une dimension épistémologique ou historique. Bien sûr, de temps en temps, j'ouvre une fenêtre sur ce "paysage", ce qu'ils apprécient.
Mais les élèves de section C ne faisant pas face aux deux handicaps mentionnés au début de notre entretien, la nécessité ne s'impose pas. Le cours traditionnel fonctionne relativement bien avec eux. C'est une physique rigoureuse parfois très mathématisée, formaliste. Mais c'est une physique scolaire et classique, c'est-à-dire d'avant la relativité de 1905, qui vise surtout à faire acquérir aux élèves un savoir-faire de calcul. Les perspectives culturelles et épistémologiques de la physique du XXe siècle ne sont qu'évoquées.
Comment ont réagi les autres enseignants de physique?
E. Lindemann - Avec un intérêt poli. Mon polycopié est paru, par hasard, au moment où l'interdisciplinarité occupait le devant de la scène à l'occasion de la préparation de la nouvelle ordonnance fédérale sur la reconnaissance des maturités (ORM). L'interdisciplinarité obligatoire a suscité des peurs et les ambitions de l'ORM ont été révisées à la baisse.
Je réponds, à ma manière, à un problème pédagogique que tous se posent: "Que faire avec les littéraires?" A ma connaissance, j'ai trois "disciples" en Suisse romande qui suivent mon polycopié. Aucun n'est astronome, je le souligne, et ils enseignent la physique à partir de mon polycopié qui procède entre autres par le biais de l'astronomie. Il faut toutefois constater qu'il n'y a pas eu de débat autour de la démarche proposée. Pourtant plusieurs indices montrent qu'elle cherche à répondre à des interrogations répandues.
Ainsi, lors de la révision des programmes de 1991, dans le canton de Vaud, les classes de ABDE se sont vues octroyer un programme de physique plus aéré, laissant une certaine liberté aux enseignants pour des ouvertures culturelles. Cela n'a pas été sans d'âpres discussions. La tendance dominante chez les enseignants de physique est de répondre au problème d'une toute autre manière que la mienne: diminuer le nombre de chapitres traités, mais les faire à fond afin que les élèves sachent au moins maîtriser techniquement quelque chose. Cela paraît réaliste, mais revient à sacrifier la largeur de vue. Et les élèves pourront appliquer leur stratégie habituelle: essayer par l'astuce et le bachotage de faire semblant de savoir faire sans avoir rien compris. Tous les enseignants de physique sont en position d'attente. En effet, la nouvelle structure prévue par l'ORM devrait entrer en vigueur dans deux ans. Il n'y aura plus de sections et donc devra prendre forme un cours de base commun de physique pour tous, avec en plus des cours à option. Quel sera le programme du cours commun? Personne ne le sait encore.
Je suis un peu déçu par le manque de disponibilité des enseignants de physique à remettre en question leurs habitudes. Par tâtonnements, et sur le tard, je me suis engagé dans une direction à laquelle notre formation ne nous prépare pas du tout. L'épistémologie et l'histoire des sciences ont été totalement absentes de notre formation universitaire. De plus, notre formation pédagogique a été plus que limitée. Enfin, les enseignants de physique ont été formés à être des physiciens praticiens et non des enseignants de la physique.
En outre beaucoup de mes collègues ont en horreur toute vulgarisation scientifique, assimilée à un show facile et à de la superficialité. Certains craignent que ma démarche dérape dans ce sens.
Les sections ABDE sont celles où la proportion de filles est la plus grande. Constatez-vous des différences dans la réception de l'enseignement de physique?
E. Lindemann - Je ne remarque pas dans ces classes une différence significative entre les résultats des garçons et ceux des filles. Le préjugé culturel dont je parlais pèse probablement plus fort sur les filles mais ce handicap est compensé à mon avis par leur plus grande application.
Enfin, dans le monde actuel, je pense qu'on ne peut pas se permettre de diminuer la culture scientifique. Par contre je ne serais pas opposé à une certaine diminution de la place des mathématiques si c'est pour en faire d'autres, avec d'autres objectifs. Au risque de paraître un mouton noir parmi les enseignants de physique, je ne demande pas plus de mathématiques, mais moins et d'autres. Tant d'années et tant d'heures par semaine passées à faire des mathématiques pour ne pas savoir s'en servir après 9 ou 10 ans d'études, simplement pour sélectionner par une gymnastique de l'esprit, quel gaspillage!
