Education par la Physique et à la Physique : pour qui, par qui, quand et comment ?
Bernard JULIA, Laboratoire de physique théorique de l’ENS Paris, CNRS.

Un plaidoyer en faveur :

  • du renouveau de la Physique scolaire incluant les applications techniques ce qui implique un rapprochement avec la Technologie et les STI.
  • de la création urgente d’un groupe dédié représentant l’ensemble des spécialistes et des sociétés savantes « physiciennes ».
  • du développement d’enseignements de niveaux variés intégrant observation et expérimentation concrète avec simulation numérique et modélisation mathématique mais aussi technologie et innovation.

Les sociétés savantes apparues au XIXème siècle avec les revues scientifiques ont proliféré au XXème au prix d’un morcellement en spécialités. Il faut, si l’on souhaite enseigner ces dernières dans le secondaire, les regrouper sans hiérarchie, car les heures d’enseignement se raréfient et la concurrence est rude ; en France les sciences numériques seront bientôt enseignées dès le collège.

Les sciences naturelles sont fortement ancrées dans l’expérience. La démarche expérimentale devrait être enseignée par les Sciences de la Vie et de la Terre, la Technologie et la Physique-Chimie. Or au collège son enseignement est de plus en plus magistral et les séances de Travaux Pratiques en demi-classe ne survivront pas sans une action immédiate, commune et vigoureuse. Il est malheureusement clair que les EPI dans le projet actuel de réforme 2016 du collège ne garantissent ni travail inter- disciplinaire en petit groupe ni véritables travaux pratiques. De plus l’imposition des huit thématiques prévues limiterait singulièrement la créativité. Enfin les TP sont menacés aussi au lycée.

Premier défi. Plus grave, le projet de réforme occulte le rôle qu’a encore le collège de susciter des vocations pour l’apprentissage ou le lycée professionnel, en fin de troisième. Or cette absence de vocation est une cause importante de frustration contre « l’orientation » imposée. La technologie ne joue plus ce rôle de détection de talents différents, il faut le réinventer avec des évaluations spécifiques en Physique tout particulièrement. La physique appliquée joua jusqu’en 2010 environ un rôle important dans les lycées techniques avec des CAPES et des agrégations éponymes. De même les physiciens et les ingénieurs de formation ont toujours mieux réussi aux concours de recrutement des professeurs de lycées professionnels que les mathématiciens à cause de leurs connaissances en Mathématiques et en Physique, ce qui est plus difficile avec une formation trop spécialisée en Mathématiques. Le travail interdisciplinaire entre physiciens et enseignants des génies/STI dans les classes de premières et terminales professionnelles, du moins lors de leur création en 1985, était rendu obligatoire par la contrainte de l’évaluation partagée. Cette place de la Physique « pure et appliquée » dans la formation, l’évaluation et l’insertion professionnelle est menacée s’il lui manque une de ses deux jambes, que ce soit la jambe fondamentale ou que ce soit la jambe plus directement appliquée. La pénurie de scientifiques étant aussi une pénurie de techniciens et d’ingénieurs la Physique doit se démocratiser et s’ouvrir. Mais son image est brouillée par la multiplicité de ses facettes et par ses jargons techniques. Un effort de rigueur langagière de notre part dès le collège, couplé au réveil de l’enseignement de la grammaire ferait merveille. La complémentarité avec l’abstraction et le caractère déductif de certaines mathématiques est aussi un argument essentiel pour l’enseignement de la Physique.

Pour éviter que la physique scolaire ne disparaisse, partagée entre Mathématiques (le formalisme), Technologie et Sciences industrielles (l’expérimentation et la démarche de projet), Sciences du numérique (simulation et ordinateurs), il faut rappeler bien fort que les Mathématiques ont besoin des enseignants de Physique et de leurs heures de cours pour préparer et illustrer de nombreux concepts, il faut rappeler aussi que les technologues sont souvent des physiciens appliqués et que la séparation pur/appliqué est aussi néfaste qu’impossible à définir, enfin, avec l’apparition du logiciel Python, les professeurs de Physique sont prêts à enseigner une partie de l’informatique dont les élèves ont besoin, il faut le faire pour compenser la pénurie de professeurs ad hoc. Si la complexité et l’ambition de l’enseignement de la Physique, qui intègre ces trois aspects d’expérience, de simulation numérique et de modélisation, le rendent difficile, il est indispensable pour une bonne compréhension du monde et son contrôle.

Second défi. Les mathématiciens français ont sur nous l’avantage d’avoir pacifié leur frontière pur/appliqué depuis 1987 et d’avoir une didactique des Mathématiques plus développée grâce aux IREM. Ils sont repartis à la défense de l’enseignement de la démonstration et des contenus disciplinaires. Ils luttent aussi comme ils peuvent contre la pénurie gravissime d’enseignants que l’on connaît. Ils ont la chance d’avoir depuis 1994 une organisation commune de réflexion sur l’enseignement la CFEM (Commission Française pour l’Enseignement des Mathématiques http://www.cfem.asso.fr ).

Je voudrais proposer la création d’une commission analogue couvrant pour commencer la Physique (-Chimie) et la Technologie/STI et représentant les associations de spécialistes et de professeurs, l’IGEN et des académies. Elle permettrait une synthèse nationale et une représentativité accrue qui obligerait les ministères à écouter, en plus des syndicats et des parlementaires, les vrais spécialistes. Elle faciliterait aussi une ouverture internationale ; les nostalgiques du lycée napoléonien devraient essayer de penser au niveau de la communauté européenne. Cette « CFEP » pourrait tout de suite essayer de guérir le bateau ivre de l’Education des tremblements browniens de la politique et aiguiller les ressources encore disponibles vers des projets pérennes. On peut espérer que le travail commun et solidaire sur le front de l’éducation sera plus facile à organiser que des fusions complètes entre sociétés savantes. Il y a urgence et il faut anticiper une pénurie d’enseignants de Physique dès que l’absorption des physiciens appliqués sera terminée.

Dernier défi. Mais revenons aux lycées, aux licences et aux CPGE. Alors que la réforme récente des programmes de lycée semble avoir préféré la culture et une certaine curiosité aux compétences opératoires, plus progressives et plus exigeantes, une certaine inquiétude accompagne les premières générations concernées, celles qui commenceront à entrer dans les écoles d’ingénieurs à l’automne. Au-delà de la culture scientifique pour tous, il faut une formation à la Physique avec des compétences mieux identifiées et mieux évaluées pour les futurs scientifiques mais aussi, ce qui est nouveau, une formation par la Physique pour de nombreux non scientifiques. Les élèves des filières ES par exemple reçoivent une formation mathématique lourde, une option Sciences et Techniques suivie sur deux ans serait utile pour les futurs technico-commerciaux et les futurs cadres d’entreprises qui passeront par les écoles de commerce.

Une des bonnes nouvelles récentes est l’annonce du décloisonnement des licences; sans tout accepter du modèle anglo-saxon il faut reconnaître l’utilité d’une formation générale au-delà du bac, les CPGE le démontrent tous les jours. Il est de notre responsabilité d’inventer des enseignements adaptés à ces nouveaux publics : plus seulement des cours de « Physique pour poètes », culturels et abstraits, mais aussi des cours pour partager nos outils de physiciens, des ondes aux symétries, des particules à l’entropie, de l’aléatoire au déterminisme.
MT80BJ


Légende: L’auteur travaille sur les théories de supergravité comme les supercordes. Pour une dimension Dord de l’espace-temps et une dimension fermionique DFermi=4N4 on lit la dimension du « groupe » de symétries qui contrôlent le chaos, l’intégrabilité et peut-être la finitude quantique. C’est utile pour la gravitation , les mathématiques et les hautes énergies.

Les sigles :

  • EPI -> Espaces pédagogiques interdisciplinaires
  • IGEN -> Inspection générale de l'éducation nationale
  • CPGE -> Classes préparatoires aux grandes écoles
  • CFEP -> Commission Française pour l'Enseignement de la Physique


retour au sommaire