Un professeur de didactique de la chimie à l'université de Kiel explique comment encourager et inspirer les professeurs de sciences et leurs élèves
Par Timothy Spence
Susciter l’intérêt des élèves pour la chimie ne devrait pas être difficile : explorer la manière dont les substances interagissent et se transforment permet de mieux comprendre le fonctionnement du monde, d’assouvir sa curiosité et de procurer un sentiment de découverte. Le défi ne réside pas dans la matière elle-même, mais dans la manière dont elle est enseignée et dans sa pertinence immédiate pour les élèves.
Pour Ilka Parchmann, professeure de didactique de la chimie à Kiel, en Allemagne, entretenir la curiosité des enfants passe par le fait de les aider à comprendre pourquoi ils apprennent. Les expériences pratiques sont essentielles. « Les élèves ont besoin de vivre un moment de surprise — "Waouh, j’y suis arrivé, j’ai résolu le problème" », explique Mme Parchmann. « Lorsqu’ils constatent qu’ils peuvent mettre en pratique ce qu’ils ont appris et résoudre un problème, ils comprennent en quoi ce qu’ils apprennent est pertinent. Ce sont des choses qui peuvent être faites, mais qui ne le sont pas assez souvent en classe. »
Outre ses activités d’enseignement à l’université de Kiel et la direction du département de didactique de la chimie à l’Institut Leibniz pour l’enseignement des sciences et des mathématiques (IPN), M. Parchmann est ambassadeur de l’initiative «Science Comes to Town» (SCTT). Soutenue par la Commission européenne, cette initiative vise à rendre les sciences plus accessibles aux communautés et à encourager les jeunes à s’orienter vers des études et des carrières scientifiques.
Pour Mme Parchmann, SCTT incarne l’essence même de l’enseignement des sciences. « C’est un moyen formidable de susciter l’intérêt d’un plus grand nombre de personnes et de leur faire prendre conscience de l’importance des sciences, ainsi que de la manière dont nous pouvons les aborder de façon positive. C’est exactement ce dont nous avons besoin pour une communication et un enseignement scientifiques de qualité. » Elle apprécie également la coopération avec d’autres pays qui fait partie intégrante de SCTT. Kiel, tout comme les autres villes hôtes de SCTT que sont Brest (France) et Split (Croatie), abrite des universités et des instituts de recherche de premier plan qui s’efforcent de mettre en avant le rôle de la science dans la société et de favoriser la collaboration européenne.
Le SCTT arrive également à point nommé. L’Europe vise à dynamiser la recherche, l’innovation et la compétitivité dans un contexte d’incertitude mondiale, et l’enseignement des sciences, de la technologie, de l’ingénierie et des mathématiques (STEM) est essentiel à ces efforts. Or, des études récentes révèlent des tendances inquiétantes : les résultats des élèves dans les matières STEM sont en baisse, ce qui contribue à une pénurie de main-d’œuvre qualifiée dans les métiers spécialisés et le secteur de la santé.
Le rapport allemand « Education and Training Monitor 2025 » révèle l’ampleur du problème au sein du moteur économique de l’Europe : la proportion d’élèves de 15 ans présentant de faibles résultats est passée de 17 % à près de 23 % entre 2015 et 2024, dépassant ainsi l’objectif de 15 % fixé pour 2030. De nombreux pays européens sont également confrontés à une pénurie aiguë d’enseignants en sciences, en particulier dans l’enseignement secondaire, tandis que les préoccupations liées au déséquilibre entre les sexes dans certains domaines scientifiques ajoutent une dimension supplémentaire d’urgence.
Repenser l’enseignement des sciences
Selon M. Parchmann, relever ces défis nécessite de repenser les modèles éducatifs traditionnels. L’un des problèmes est d’ordre structurel : en Allemagne, les étudiants doivent décider dès le début de leurs études universitaires s’ils souhaitent devenir enseignants. Cela limite la flexibilité des étudiants en sciences qui pourraient vouloir se réorienter vers l’enseignement. Un autre défi réside dans la forte dépendance du pays vis-à-vis des devoirs à la maison dans l’enseignement primaire et secondaire, ce qui peut désavantager les élèves ne bénéficiant pas d’un solide soutien familial.
Les universités peuvent jouer un rôle clé dans l’identification et le partage de solutions, affirme Mme Parchmann, et apprendre dès le plus jeune âge à coopérer entre disciplines et parcours professionnels peut permettre de tisser des réseaux pour l’avenir. Elle et ses collègues de l’Institut de nutrition humaine et des sciences alimentaires de Kiel ont testé cette approche en associant leurs cours de sciences alimentaires et de formation des enseignants — une situation gagnant-gagnant pour les étudiants. « Ils peuvent ainsi découvrir à la fois le plaisir des sciences, mais aussi celui d’enseigner et d’apprendre », explique Mme Parchmann.
De plus, l’université a mis en place un programme d’études destiné aux étudiants qui ont commencé par des études scientifiques et qui ne souhaitent s’orienter vers l’enseignement que plus tard. « Nous n’aurons peut-être pas assez de jeunes de 18 ans pour dire : “C’est mon rêve, devenir professeur de sciences” », constate Mme Parchmann. « Mais nous avons besoin de programmes de qualité pour aider les chimistes et autres scientifiques de carrière à se reconvertir dans l’enseignement. C’est un moyen d’obtenir des enseignants qualifiés, dotés d’une expérience de terrain et d’une formation pédagogique professionnelle, qui sont désireux de partager leurs connaissances avec les élèves. »
Les enseignants eux-mêmes peuvent approfondir leurs connaissances grâce à une collaboration avec des scientifiques en activité, ce qui les incite à concevoir des cours davantage en phase avec les avancées scientifiques actuelles. « Les besoins et les exigences des métiers scientifiques sont souvent mal connus des professeurs de sciences, qui ne savent donc pas vraiment comment préparer au mieux les élèves à des carrières dans les STEM », note M. Parchmann, ajoutant que de telles collaborations « peuvent donner à la jeune génération une idée des carrières scientifiques et les maintenir impliquées dans les avancées qui concernent leur propre avenir ».
Promouvoir l’apprentissage en dehors de la classe
La passion de Mme Parchmann pour la chimie a commencé par une simple expérience en classe : chauffer du soufre et observer son changement de couleur et de consistance. « C’est l’une des premières choses qui a vraiment éveillé ma curiosité », se souvient-elle. « Je voulais comprendre ce qui se passait. » Des enseignants encourageants et des parents qui l’ont soutenue ont également joué un rôle dans son parcours professionnel.
Tous les enfants ne bénéficient pas de tels avantages. Mais Mme Parchmann souligne que le mentorat et les occasions de voir la science en action peuvent la rendre plus concrète, aidant ainsi les élèves de tous horizons à rester motivés. « Les activités extrascolaires et les groupes d’étude peuvent être un véritable atout pour les élèves qui, par exemple, ne bénéficient pas du soutien de leurs parents pour une raison ou une autre », explique-t-elle, ajoutant que ces programmes sont particulièrement importants au collège, où l’intérêt pour les sciences s’estompe souvent.
La perception influe également sur la persévérance des élèves dans les cours de sciences, la chimie suscitant souvent des associations négatives. C’est pourquoi une initiative telle que SCTT est importante, car elle rend la science accessible à un public plus large, note Mme Parchmann. « Nous devons lutter contre certains stéréotypes selon lesquels la chimie serait dangereuse et montrer ses avantages concrets pour la société », ajoute-t-elle. « Science Comes to Town offre un formidable moyen de susciter l’intérêt d’un plus grand nombre de personnes et de les sensibiliser à l’importance des sciences, ainsi qu’à la manière dont nous pouvons les découvrir de manière positive. »
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