Evidence-Based Education and Beyond: The Critical Role of Theory in Science Education Research and Practice

Résumé technique : L'éducation fondée sur les preuves et au-delà : Le rôle critique de la théorie dans la recherche et la pratique de l'enseignement des sciences

Énoncé du problème
L'article aborde la dominance croissante de « l'éducation fondée sur les preuves » dans l'enseignement des sciences, où les méta-analyses sont fréquemment considérées comme la référence pour éclairer la pratique pédagogique. Les auteurs identifient une limite critique dans cette approche : les méta-analyses fournissent souvent des résultats étroits et spécifiques au contexte, qui manquent de généralisabilité et ne parviennent pas à expliquer pourquoi certains effets se produisent. Par conséquent, un « fossé théorie-pratique » persiste, où les enseignants trouvent souvent les recommandations des méta-analyses contradictoires avec leurs expériences en classe ou trop abstraites pour être appliquées. De plus, le domaine de l'enseignement des sciences est critiqué pour utiliser fréquemment le terme « théorie » de manière superficielle — comme une collection de résultats d'études, de directives méthodologiques ou de connaissances pédagogiques du contenu (PCK) collectives — plutôt que comme un système explicatif structuré capable de prédiction. Le problème central est de savoir si l'enseignement des sciences peut développer ses propres théories fondamentales spécifiques au domaine ou s'il doit entièrement s'appuyer sur les théories de disciplines de référence comme la psychologie et la pédagogie.

Méthodologie et cadre conceptuel
Il s'agit d'une étude théorique qui ne présente pas de nouvelles données empiriques. Elle emploie plutôt une analyse conceptuelle fondée sur la philosophie des sciences, adoptant spécifiquement un concept de théorie structuraliste (s'appuyant sur Sneed, 1971 ; Kornmesser & Büntemeyer, 2024).

• Perspective structuraliste : Les auteurs définissent une théorie non pas simplement comme un ensemble d'énoncés (la « vue par énoncés » du criticisme rationnel), mais comme un système de modèles. Une théorie se compose d'une structure centrale et d'un ensemble de modèles (applications prévues) qui définissent son domaine d'applicabilité.
• Classification des théories : L'article distingue entre :
  • Théories locales : Théories dont l'ensemble de modèles est restreint à des contextes spécifiques (ex. : le parcours d'apprentissage d'un étudiant particulier).
  • Théories émergentes : Théories possédant un ensemble fini de modèles qui sont des sous-ensembles de théories plus larges (ex. : le changement conceptuel en mécanique quantique).
  • Théories fondamentales : Théories possédant un ensemble potentiellement infini de modèles, capables de prédire des résultats à travers un large éventail de contextes.
• Analyse comparative : Les auteurs contrastent la portée explicative des méta-analyses avec le potentiel prédictif et intégratif des théories. Ils analysent également la relation entre la recherche qualitative et quantitative dans le contexte du développement de la théorie.

Contributions et arguments clés
L'article avance cinq arguments principaux concernant le rôle de la théorie dans l'enseignement des sciences :

1. Supériorité de la théorie sur les méta-analyses pour la pratique : Bien que les méta-analyses soient utiles pour identifier les besoins de la recherche (desiderata) et tester les théories, elles sont insuffisantes pour guider les décisions d'enseignement. Elles échouent souvent à rendre compte des modérateurs contextuels (ex. : les effets de la taille de la classe varient selon le format d'instruction) et ne peuvent offrir de guidance pour des situations non encore étudiées. Les théories, en définissant un domaine d'applicabilité par des modèles, peuvent prédire des résultats dans des contextes non encore étudiés empiriquement, à condition qu'ils partagent une « ressemblance de famille » avec les modèles existants.
2. Le rôle de la théorie pour combler le fossé : Les auteurs proposent une heuristique où la théorie agit comme le pont conceptuel nécessaire entre les méta-analyses et la pratique de l'enseignement. Dans ce modèle, les méta-analyses et les études empiriques servent à tester et accumuler des modèles pour une théorie, tandis que la théorie elle-même guide les actions des enseignants et soutient la réflexion de l'expérience professionnelle. Cela déplace le rôle de la recherche de la fourniture de prescriptions directes vers le développement et l'affinement de cadres explicatifs.
3. L'enseignement des sciences comme discipline indépendante : L'article soutient que l'enseignement des sciences ne doit pas être simplement perçu comme une application de la psychologie ou de la pédagogie. En intégrant les structures épistémiques du contenu scientifique aux théories de l'apprentissage, l'enseignement des sciences génère une « nouvelle qualité théorique ». Il ne s'agit pas seulement de théories appliquées, mais de théories qui peuvent être fondamentales en soi, émergeant de l'intersection du contenu disciplinaire et des processus d'apprentissage (analogue à l'émergence de l'ingénierie à partir de la physique).
4. Nécessité d'un développement systématique de la théorie : Les auteurs critiquent l'état actuel du domaine, où les études proposent souvent des cadres conceptuels isolés qui sont rarement revisités ou affinés. Pour mûrir en tant que discipline scientifique, l'enseignement des sciences doit s'engager dans l'accumulation systématique de modèles. Cela nécessite une synergie entre :
   • La recherche qualitative : Essentielle pour générer des théories locales et identifier des modèles initiaux.
   • La recherche quantitative : Essentielle pour tester les limites de ces théories et déterminer quels modèles appartiennent au domaine d'applicabilité de la théorie.
5. Recadrage de l'éducation fondée sur les preuves : L'article plaide pour un passage d'un paradigme purement « fondé sur les preuves » à une compréhension « guidée par la théorie » de l'éducation fondée sur les preuves. Cette approche reconnaît que les théories sont empiriques (basées sur des preuves/modèles) mais fournit la cohérence structurelle nécessaire à une guidance généralisable.

Résultats et conclusions
En tant qu'article théorique, les « résultats » sont des clarifications conceptuelles et des cadres proposés :

• Clarification de la « théorie » : L'article distingue avec succès l'usage de la théorie dans le langage courant (comme une collection de faits ou de directives) de la définition structuraliste (un système de modèles avec un domaine défini).
• Identification des voies de croissance des théories : Les auteurs illustrent comment les théories croissent du niveau local au niveau fondamental par l'ajout de modèles basés sur la ressemblance de famille. Ils citent des exemples tels que la théorie de l'explication dialogique (qui a évolué des paires d'étudiants aux interactions enseignant-élève et aux vidéos) et le modèle de la reconstruction éducative pour démontrer cette trajectoire.
• Modèles heuristiques : L'article présente trois figures heuristiques :
  • Figure 1 : Illustre l'heuristique « naïve » défectueuse où les méta-études dictent directement la pratique.
  • Figure 2 : Propose l'heuristique corrigée où les théories assurent la médiation entre les méta-études et la pratique, l'expérience jouant un rôle crucial dans la réflexion.
  • Figure 3 : Représente une hiérarchie de théories (locales, émergentes, fondamentales) et les rôles complémentaires de la recherche fondamentale et appliquée.

Signification et affirmations
Les auteurs affirment modestement que leur travail est destiné à stimuler la discussion et à inviter des contre-arguments plutôt qu'à prouver définitivement l'existence de théories fondamentales en enseignement des sciences. Ils reconnaissent que des théories fondamentales comparables à celles de la physique peuvent ne pas encore exister en enseignement des sciences, et que le domaine peut rester largement caractérisé par des théories émergentes et locales.

Cependant, l'article affirme que :

• L'affinement systématique et l'intégration des théories sont plus bénéfiques pour l'avenir du domaine que l'accumulation continue de découvertes locales isolées.
• La recherche en enseignement des sciences constitue une discipline scientifique à part entière, capable de générer ses propres théories fondamentales par la synthèse de la structure du contenu et de la théorie de l'apprentissage.
• L'adoption d'une approche guidée par la théorie peut renforcer les fondements scientifiques du domaine tout en améliorant simultanément sa pertinence pratique, aidant ainsi à réduire le fossé théorie-pratique de longue date.

L'article conclut que la recherche fondamentale et appliquée, utilisant des données tant qualitatives que quantitatives, est indispensable au développement de ces théories, et que le domaine doit s'orienter vers un programme de développement théorique plus cohérent et cumulatif.