Questions aux experts

Quelles sont les parts respectives du raisonnement et de la manipulation dans l'enseignement des sciences ?

Il faut d'abord préciser que je situe ma réponse dans le cadre d'un enseignement qui ferait vivre aux élèves des démarches de type scientifique (ou, si l'on préfère, des démarches du type "la main à la pâte"). Préciser ce que l'on entend par de telles démarches peut conduire à de très longs développements. Je vais considérer que l'auteur de la question a déjà éclairci le sujet (largement débattu sur le site, en particulier dans la rubrique "questions aux formateurs").
Il n'est pas possible de décliner la chronologie stricte d'une démarche scientifique. On peut néanmoins s'apercevoir que le raisonnement est à l'œuvre en amont et en aval de la manipulation proprement dite.

En amont : formuler clairement un problème, émettre des hypothèses, imaginer le principe d'une expérience, anticiper sur son résultat...
En aval : interpréter les résultats, analyser les erreurs, les échecs ou les éventuelles contradictions, améliorer l'expérience, formuler la conclusion, rédiger un compte-rendu, formuler un nouveau problème...
L'important, au fond, c'est de comprendre que tout apprentissage est une construction intellectuelle mettant à tous moments en jeu des raisonnements implicites ou explicites.

Cette conception s'oppose à une idée assez simpliste quoiqu'encore fort répandue selon laquelle il suffirait d'observer attentivement pour que "naturellement" la connaissance s'installe, sans véritable effort intellectuel.
J'ai récemment fourni quelques réflexions à propos d'une question fort similaire concernant la place de la manipulation dans les apprentissages (on la trouvera dans les questions aux formateurs, à la rubrique "démarches" ; elle est datée du 9/03/2000). Dans la même rubrique, on peut aussi se reporter à un texte d'André Laugier, en réponse à une question intitulée "la démarche scientifique : demande de précision").
Pour conclure avec ce point, je dirai que s'il fallait estimer la part respective de ces deux composantes, c'est celle du raisonnement qui serait prépondérante.
Le manque de matériel n'est-il qu'un prétexte pour ne pas manipuler ? Comment surmonter cet écueil ?

Il est possible que certains enseignants se réfugient sous le mauvais prétexte du manque de matériel pour ne pas faire manipuler leurs élèves. Mais il faudrait peut-être y regarder de plus près avant de formuler des affirmations hasardeuses... Pour ma part, je pense que les problèmes ne se situent pas là.
Le manque de formation, le manque d'idées et surtout une mauvaise image des sciences issue d'un enseignement secondaire souvent dogmatique, sont des causes beaucoup plus profondes. Nombre d'enseignants ne voient pas vraiment l'intérêt d'un enseignement scientifique à l'école et surtout ne voient pas comment ils pourraient s'y prendre pour le rendre attrayant.
D'où la réponse que je donne (en tant que formateur) à la deuxième partie de la question. Montrer que les sciences sont attrayantes, qu'elles constituent une composante de la compréhension du monde qui nous entoure, et qu'elles développent des capacités intellectuelles fondamentales, est de nature à convaincre les maîtres qu'elles sont importantes pour leurs élèves.
Moyennant quoi, le manque de matériel ne sera pas un obstacle.
En fait, et pour quelqu'un qui, comme vous, se prépare au CRPE, l'essentiel, me semble-t-il, est de savoir qu'à l'école, de très nombreuses activités scientifiques de qualité peuvent être menées avec très peu de matériel, en général récupéré ou prêté par les familles (bocaux, entonnoirs, filtres à café, matériaux divers...). Rien qu'avec cela, on peut faire germer des graines, s'interroger sur le trajet de l'eau dans une plante, construire des notions importantes sur la matière, chercher à rendre claire de l'eau sale... En astronomie, les observations ne nécessitent aucun matériel spécifique (voir les nombreuses contributions sur le site).
Pour autant, il est vrai que cela ne suffit pas. Pour traiter dans de bonnes conditions les programmes actuels, il faudrait investir dans quelques thermomètres, du matériel électrique, des boules en polystyrène (pour modéliser la Terre ou la Lune), etc. Rien de très cher, en fait. Seuls quelques investissements importants seraient nécessaires, par exemple du bon matériel modulaire pour travailler sur la transmission et la transformation du mouvement.
D'où la conclusion que le manque de matériel ne peut pas être invoqué pour justifier l'absence de pratique expérimentale à l'école.
Manipuler peut être dangereux. Que penser de la responsabilité des enseignants ?
Très honnêtement, je ne crois pas que les manipulations réalisables à l'école soient dangereuses. L'excitation qu'on peut observer au cours des récréations dans certains groupes scolaires me semble bien plus dangereuse... Cela dit, je manque de compétences en matière de responsabilité des enseignants pour développer davantage.