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 19.07.2005   

L'esprit scientifique

19 Juillet 2005

Voici une petite fiche pour résumer ce qu'est l'esprit scientifique, très proche des objectifs décrits dans l'article Comment devenir un hacker ?

Qu'est-ce que l'esprit scientifique ?

  • DEMARCHE. Toute discipline scientifique (maths, physique-chimie, biologie) exige une démarche rigoureuse et dialectique.
  • OBSERVATION. c'est le point de départ de toute activité scientifique.
  • DECOUVERTE. Toute recherche est ouverte et ignore ce qu'elle va trouver.

Qu'est-ce que l'esprit scientifique ?


Plutôt littéraire... plutôt scientifique... ce n'est pas à «pile ou face» que se joue la question. Si toutes les disciplines de l'enseignement secondaire ont des exigences communes de travail, de rigueur, de clarté, pour entrer dans une série où domine l'enseignement des sciences, il est plutôt recommandé aujourd'hui d'avoir réellement ce qu'on appelle «l'esprit scientifique».
Travailler dans cet esprit, c'est procéder comme un chercheur.
Avoir l'esprit scientifique, en sciences expérimentales (biologie, physique) comme en mathématiques, c'est d'abord être curieux. c'est ensuite avoir le goût de l'expérimentation, qu'elle soit «grandeur nature», comme en physique, en chimie ou en biologie, ou numérique et graphique comme en mathématiques.
c'est aussi être assez inventif pour avancer (on dit aussi «conjecturer»), un résultat général. c'est enfin savoir mettre en oeuvre les moyens qui permettront de mieux vérifier ou de démontrer cette conjecture, sans craindre de la remettre en cause pour la modifier... ou même de la rejeter et la remplacer par une autre, à laquelle on appliquera la même démarche.
La procédure ainsi décrite est très théorique et vous vous demandez sans doute si oui ou non, on «naît» avec l'esprit scientifique ?


comment acquérir l'esprit scientifique ?


  • La curiosité
    L'esprit scientifique procède d'abord d'un intérêt certain pour les phénomènes scientifiques, allant du «comment ca marche ?» au «À quoi ca sert ?» Exemple : «Qu'est ce qu'un arc-en-ciel ?» «Pourquoi un avion vole-t-il ?» La curiosité naît aussi d'interrogations permanentes : «Le vecteur vitesse reste constant dans un mouvement rectiligne uniforme : pourquoi ?». d'où sort le terme «2ab» dans le développement de (a+b)^2 ? « «Pour mesurer une intensité électrique, pourquoi brancher l'ampèremètre en série et non en dérivation ?»


  • L'envie d'expérimenter
    L'esprit scientifique se précise à travers l'envie d'expérimenter, à l'aide d'instruments comme en sciences expérimentales, ou sur des nombres comme en mathématiques.
    Exemple : «En reliant telle borne de l'oscilloscope au pôle + et l'autre au pôle -, on obtient une certaine déviation du faisceau... Et si on échange les bornes, que se passe-t-il ?... Et si on augmente la tension ?»


  • Généraliser ses conclusions
    L'esprit scientifique s'affine dès qu'on cherche à généraliser ses conclusions pour en faire une loi.
    • Expliquer : un exemple : «on voit bien que la trajectoire d'une pierre lancée ressemble à une parabole... mais comment en être sûr ?». «On voit bien que, étant donnés une droite d et un point A non sur d, tous les milieux des segments [AM] sont, lorsque M décrit d, sur une parallèle à d... Oui mais pourquoi ? Et tous les points de cette parallèle sont-ils atteints ?
    • Prouver et valider c'est à ce stade qu'il faut se montrer le plus dubitatif. On peut en effet se laisser abuser par un début trompeur d'expérimentation. Exemple : cherchons à compter, étant donnés n points sur un cercle et tous les segments possibles les joignant, le nombre de régions du cercle qu'ils délimitent. On peut aisément dénombrer, pour 1 point, 1 région, pour 2 points, 2 régions, pour 3 points, 4 régions, pour 4 points, 8 régions... et on a évidemment envie de dire que pour n points on a 2^(n-1) régions... alors que pour 6 points, on ne trouve que 31 régions, au lieu des 32 prévus ! Il faudra donc reconsidérer le résultat en puissances de 2, et en chercher un sous une autre forme, jusqu'à ce qu'on puisse faire la preuve de sa validité dans le cas général.


  • Batir des modèles
    L'esprit scientifique se concrétise enfin lorsqu'on fait des modélisations.
    • Qu'est-ce qu'une modélisation ? une modélisation peut être un calcul dans un repère (pour le problème de la pierre) ou l'utilisation de l'homothétie (pour le problème des milieux), afin d'expliquer les résultats et conclure en toute généralité.
    • Combien de modèles ? Ils sont en nombre limité et pour la plupart étudiés dans les programmes de mathématiques du secondaire : équations et systèmes, représentations graphiques diverses, vecteurs ou géométrie des transformations, raisonnements comme la récurrence ou les méthodes plus «pointues» comme les équations différentielles ou le calcul intégral.
    • Apprendre les modèles «de base» à partir desquels on peut en créer d'autres, plus performants ou mieux adaptés au problème posé. Par exemple, Pasteur a mis 20 ans (de 1857 à 1876) pour réfuter l'hypothèse que les produits de la fermentation étaient le fruit de réactions purement chimiques. Il a dû mettre sur pied une série d'expériences, avec tout ce que cela comporte d'essais et d'erreurs, prouvant que chaque type de fermentation correspondait à son micro-organisme propre.
    Que d'hypothèses émises, puis abandonnées, de modèles bâtis, puis reconstruits sur d'autres bases, mais quel résultat d'arriver à une théorie non contradictoire, reconnue par tous les scientifiques !



ce qu'on attend de vous


  • Formuler et argumenter : sans exiger de telles découvertes, on attend de votre part un esprit scientifique : que vous sachiez formuler tout problème avec précision, conjecturer un résultat, l'expérimenter sur des exemples, construire une argumentation pour proposer une conclusion, validée après contrôle des résultats.
  • Répertorier et développer : dans la construction d'un plan de dissertation, une argumentation, dans une traduction, une recherche sur documents, par exemple. Et c'est en ne laissant rien au hasard dans les essais, en répertoriant avec soin les modèles déjà rencontrés, en apprenant à en créer d'autres, que vous le développerez.



@+
Gaby


Publié dans la catégorie : Biologie


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Last Update : 30.12.2015

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