habiletÉs de base
Une habileté est la capacité de faire quelque chose avec adresse, la qualité de ce qui est fait avec intelligence.
- Dans le domaine des sciences, on dénote deux types d’habiletés intellectuelles : les habiletés de base et les habiletés complexes.
- Les scientifiques font utilisation de ces habiletés lorsqu’ils font enquête. C’est en les utilisant que le savoir se construit. Par conséquent, il est important que les élèves les développent.
- Les habiletés sont essentielles pour que l’élève puisse :
- faire le lien entre ses conceptions et celles de la communauté scientifique;
- concevoir une investigation;
- investiguer des pistes de recherche;
- construire de nouvelles représentations.
- Quoique les habiletés soient présentées individuellement, il faut noter que celles-ci agissent ensemble et sont rarement exercées indépendamment les unes des autres.
Les habiletés de base sont celles qui permettent aux scientifiques d’apprendre. Comme leur nom l’indique, elles forment le fondement sur lequel reposent les habiletés complexes.
- Les habiletés de base reconnues sont l’observation, la classification, l’inférence, la prédiction et la communication.
- Le questionnement, la sériation (forme particulière de la classification) et la mesure (observation quantitative) sont à l’occasion aussi mentionnés dans des textes en tant qu'habiletés de base.
L’observation
- L’observation est cette capacité intellectuelle qui permet de recueillir de l’information. Elle est essentielle et fondamentale pour l’exercice des autres habiletés. Elle est donc fondamentale pour l’activité scientifique.
- Les observations recueillies suscitent du questionnement et de la réflexion; elles sont à l’origine de la formulation de questions et d’hypothèses. C’est ainsi que l’observation est l’élément déclencheur d’une investigation en permettant de faire un lien entre les conceptions préalables et celles de la communauté scientifique. Par conséquent, son développement doit être activement recherché.
- Dans le processus d’enquête, l’observation est aussi partie prenante de toute investigation de pistes de recherche. Il s’ensuit que la qualité des observations rend possible une analyse qui permet la construction de nouvelles représentations.
- L’observation est possible grâce à l’action des cinq sens (la vision, l’odorat, l’ouïe, le toucher, le goût). Grâce à leur action, l’information recueillie nous permet par la suite de faire entre autres des prédictions, des inférences et des classifications.
- On utilise nos sens depuis la naissance. On reconnaît nos parents et nos amis en les voyant; on les reconnaît par le timbre de leur voix. On distingue des aliments en prenant une bouchée, en les sentant ou en les touchant. Les sens nous servent pour capter les événements qui se produisent autour de nous.
- Il est préférable d’utiliser plusieurs sens pour recueillir l’information. L’objet d’observation sera mieux défini.
- Une observation peut être de nature qualitative ou de nature quantitative.
- Une observation de nature quantitative s'appelle une mesure.
- L’observation peut être faite dans des conditions statiques ou dans des conditions dynamiques. Si le changement est rapide, l’observation de tous les aspects peut s’avérer difficile. Si le changement est lent, l’observation peut faire abstraction des subtilités qui se produisent.
- La qualité des observations effectuées est fondamentale. Plus les observations sont nombreuses et précises, plus on sera en mesure d’en faire une meilleure analyse.
- Il faut se rappeler que nos sens peuvent nous induire en erreur. De plus, on peut faire les observations selon diverses perspectives. En conséquence, les observations faites peuvent soit être trompeuses soit amener le scientifique à tirer des conclusions différentes dépendant de la perspective étudiée.
La mesure est un type d’observation. On la dénomme observation quantitative et joue un rôle fondamental dans l’enquête. Ce sont souvent à partir des mesures qu’on est capable de faire une analyse plus poussée.
- Les mesures permettent de nuancer la portée des observations qualitatives.
- La mesure facilite la communication des observations entre personnes et entre pays.
- La mesure utilise entre autres des unités standard (ex : le mètre, le degré Celsius, le litre) ou des échelles arbitraires (ex : échelle de Richter, échelle de Moch).
- La précision de la mesure est liée au degré de précision de l’instrument. À titre d’exemple, si la plus petite division d’une règle est un cm, chaque mesure prise sera alors précise au cm près. Cependant, une estimation pourrait être fait au mm près.
- Le degré de précision requis dépend de la nature de l’investigation, d’où l’importance de sa conception.
- Une erreur de parallaxe est une erreur de mesure causée par l’angle existant entre le regard de l’observateur et la perpendiculaire à la graduation d’un appareil de mesure. Pour minimiser ces erreurs, il est essentiel que la personne prenant la mesure soit en bonne position.
Classification
- La classification est une habileté qui vient mettre de l’ordre dans les observations recueillies. L’être humain tente toujours d’organiser, de trier l’information qu’il reçoit pour en faire des catégories. En agissant de la sorte, il est en mesure de comprendre davantage les relations.
- La classification peut être faite en fonction d’une ou de plusieurs caractéristiques.
- Plusieurs classifications peuvent être faites en utilisant les mêmes observations. Tout dépend des caractéristiques utilisées.
- Le logiciel Inspiration peut être utile pour des exercices de classification.
La sériation est un type de classification. Elle est faite en fonction d’une caractéristique précise telle la quantité. Placer les élèves dans une salle de classe en fonction de leur taille est un exemple de sériation.
L’inférence
- L’inférence est l’habileté intellectuelle qui consiste à donner une explication ou une interprétation des observations notées. Elle est souvent confondue avec l’observation.
- Les observations du passé peuvent aussi servir à faire une inférence. Par conséquent, il est aussi possible qu’une inférence soit tirée à partir de l'informations du passé et de celle du présent.
- L’inférence peut être précurseur de l’hypothèse. En effet, les scientifiques se servent des conclusions de l’investigation pour formuler des hypothèses. C’est ainsi que l’inférence est indispensable dans l’enquête car elle est utile quand vient le temps de faire le lien entre les conceptions préalables et celles de la communauté scientifique.
- L’inférence est essentielle aussi dans la construction de nouvelles représentations. On se sert des inférences obtenues à partir d’une investigation pour décider de la validité des prédictions.
- Étant donné que l’inférence est tirée à partir des observations, il va de soi que la qualité de l’inférence est liée très étroitement à la qualité des observations.
- Comme c’est le cas pour l’observation, on fait des inférences depuis un tout jeune âge. Un sourire est interprété comme un signe de bonheur. On voit un froncement de sourcils comme un signe de désapprobation ou de mécontentement. Un devoir incomplet est interprété comme un signe de paresse.
- La déduction est un type d’inférence. C’est émettre une conclusion dans un cas spécifique en se basant sur une idée générale acceptée. À titre d’exemple, les plantes vertes font la photosynthèse est une idée générale acceptée. Si on découvre une nouvelle plante verte, on peut en déduire (ou conclure) que celle-ci fait aussi la photosynthèse. Attention : la déduction peut s’avérer fausse.
- L’induction est un autre type d’inférence. L’opposé de la déduction, l’induction se produit quand on attribue une caractéristique de manière générale à cause de l’observation d’un cas en particulier. À titre d’exemple, l’eau bout à 100 0C. J’en induis (ou conclus) que tous les liquides bouillent à 100 0C. Attention : l’induction peut s’avérer fausse.
Prédiction
- La prédiction est l’habileté qui consiste à émettre des observations futures. Évidemment, la qualité d’une prédiction repose sur la qualité des données utilisées pour l’émettre.
- Une prédiction peut être émise à la suite de l’observation.
- Une prédiction peut être émise à la suite de l’inférence.
- Une prédiction n’est pas une devinette.
- Partie intégrante du processus d’enquête, la prédiction est au même titre que le questionnement et l’hypothèse essentielle dans la formulation du lien établi entre les conceptions préalables et celles de la communauté scientifique.
- La prédiction est aussi importante dans le processus d’enquête quand vient le temps de construire de nouvelles représentations à la suite de l’analyse de données. C’est à ce moment que la prédiction est confirmée ou infirmée.
- Des prédictions peuvent être émises à partir d’observations qui indiquent une certaine régularité. Il est à noter qu’il est plus facile de déceler des régularités, des tendances quand les observations sont placées sous forme de tableaux et de graphiques.
- Une prédiction qui est comprise entre les données connues d’un graphique s'appelle une interpolation tandis qu’une prédiction tirée au-delà des données connues du graphique est appelée une extrapolation.
- Utilisez la phrase Qu’est-ce qui arriverait si…. entraîne la formulation d’une prédiction.
Observations - Inférences - Prédictions
Le questionnement
- Le questionnement est cette capacité intellectuelle qui consiste à se demander quelle est la cause d’un phénomène observé ou qu’elle est l’explication d’une manifestation quelconque.
- Comme l’observation, le questionnement est le fondement du processus d’enquête. Ces deux habiletés font entrée de jeu dès qu’on tente d’établir le lien entre les conceptions préalables et celles de la communauté scientifique. Elles interviennent aussi tout au long du processus d’enquête.
- Le questionnement est essentiel à l’exercice des autres habiletés. Il est donc fondamental pour l’activité scientifique.
- En se posant une question sur les raisons qui peuvent expliquer un phénomène observé, on cherche à comprendre plutôt qu’à croire aveuglément. La compréhension d’un phénomène entraîne non seulement d’autres découvertes et d’autres observations mais permet aussi à l’être humain de s’approprier son monde pour mieux l’apprécier. Une meilleure compréhension des phénomènes permet également à l’être humain de pouvoir agir sur eux.
- Le questionnement est fondamental pour comprendre à fond les relations entre les variables. La formulation Qu’est-ce qui arriverait si… est souvent utilisée pour poursuivre une investigation.
- Les conclusions d’une investigation donnent souvent lieu à d’autres questionnements.
Communication
- La communication est cette habileté intellectuelle qui consiste :
- à livrer de l’information de façon précise de sorte à minimiser les ambiguïtés à son sujet;
- à comprendre l’information reçue de différentes sources.
- L’information reçue ou livrée peut être communiquée de plusieurs façons. Elle peut être sous forme:
- de symboles, de dessins et de cartes;
- de réseau conceptuel et de modèles;
- de graphiques et de tableaux;
- de descriptions orales et de descriptions écrites;
- de nombres et de musique;
- de langage non verbal.
- Le carnet scientifique est un outil de première importance pour l’élève; c’est là où il peut exercer ses habiletés en communication tout en développant sa compréhension scientifique.