Pourquoi l’enseignement des sciences est important au 21e siècle

Il ne suffit plus pour un professeur de sciences de réciter une formule ou d’enseigner un concept scientifique. Les élèves doivent être encouragés à s’engager dans le processus de découverte, notamment en construisant des modèles et des expériences, en collectant des données, en révisant les modèles et les résultats et en communiquant les conclusions. Ce processus favorise la libre pensée et la curiosité, ainsi que la capacité à poser des questions. Le résultat final devrait être un étudiant flexible, bien informé et capable d’assumer n’importe quel emploi auquel il postule.

Dans un rapport récent, la Fondation de la Chambre de commerce des États-Unis a souligné la nécessité d’améliorer les compétences générales des travailleurs américains. Les auteurs soulignent plusieurs raisons expliquant l’importance de l’enseignement scientifique. Plus précisément, le manque de travailleurs spécialisés dans la population active limite la croissance économique du pays. Le rapport identifie un écart important entre les compétences dont les employeurs ont besoin et celles que les étudiants possèdent déjà. Par conséquent, l’amélioration de la qualité de l’enseignement scientifique est essentielle à la réussite future de l’économie.

Comme le montre la crise du virus COVID-19, le manque de culture scientifique est à l’origine de ce problème. Pourtant, le besoin de culture scientifique n’a jamais été aussi grand. La grande majorité des gens ont du mal à se souvenir des différences entre un virus et une bactérie, ou entre un anticorps et l’ADN. Bien qu’ils aient étudié la biologie au lycée, beaucoup de gens ne connaissent pas la différence entre une croissance exponentielle et une croissance linéaire. De nombreux termes liés à la science, comme COVID-19, ont été relégués dans les cercles académiques, alors que le besoin mondial de culture scientifique n’a jamais été aussi grand.

Ces compétences contribueront non seulement à créer une main-d’œuvre qualifiée à l’avenir, mais donneront également aux individus les compétences de vie dont ils ont besoin pour réussir. Un enseignement scientifique de qualité soutiendra ces compétences et améliorera la pratique des sciences. Malgré ces avantages, l’enseignement des sciences ne doit pas être compromis pour répondre à ces besoins. Pour atteindre cet objectif, les élèves doivent maîtriser les compétences scientifiques du 21e siècle. Et l’avenir de l’enseignement des sciences est aujourd’hui plus prometteur que jamais.

Le programme d’enseignement des sciences le plus efficace est celui qui reflète les réalités du monde qui nous entoure. En se concentrant sur des exemples de la vie réelle, les élèves sont plus à même de comprendre les concepts scientifiques. Ensuite, les élèves sont encouragés à rechercher des applications pratiques de la science. Cela rend la science moins intimidante et offre des pistes passionnantes pour expliquer le monde. Ces objectifs sont essentiels dans l’enseignement des sciences, car ils favorisent la pensée critique et la créativité. Vous pouvez parier que votre vie dépend de l’enseignement des sciences.

L’objectif d’un laboratoire d’investigation dans l’enseignement des sciences est d’améliorer le développement des compétences de raisonnement scientifique par le biais d’activités d’apprentissage pratiques. Les élèves développent ces compétences en utilisant des méthodes scientifiques pour explorer un problème et communiquer les résultats avec d’autres. Les récentes innovations technologiques ont rendu plus facile que jamais l’utilisation de laboratoires d’investigation pour l’enseignement des sciences. Des méthodes de recherche appropriées sont également apparues pour soutenir ces approches.

La compréhension conceptuelle des sciences par les élèves est un processus complexe qui nécessite un temps de réflexion et des activités métacognitives telles que l’élaboration et l’application de leurs connaissances. Selon une étude réalisée en 2004 par Hofstein et Lunetta, les élèves ont besoin de temps pour s’engager dans des interactions et des réflexions sur des tâches complexes. Cette approche fonctionne mieux lorsqu’elle cible des concepts scientifiques spécifiques et qu’elle est soutenue par un temps suffisant en classe. Cette approche peut nécessiter des approches supplémentaires dirigées par l’enseignant.

La recherche suggère que l’efficacité des laboratoires basés sur l’investigation est liée à la réussite des élèves en sciences. Les élèves qui ont bénéficié d’un enseignement dans un laboratoire basé sur la recherche ont obtenu de meilleurs résultats que ceux du groupe témoin dans la même classe. L’efficacité des laboratoires d’investigation a été démontrée dans de nombreuses études, y compris celles qui ont examiné l’impact des enseignants STEM sur les résultats des élèves en sciences. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si l’enseignement basé sur l’investigation est bénéfique ou non pour l’enseignement des sciences.

La mise en place d’un laboratoire basé sur l’investigation fait partie intégrante d’un programme scientifique. Il permet aux élèves de mettre en pratique leurs compétences en communication par le biais du travail d’équipe. Les élèves travaillent en équipes de trois à quatre personnes pour répondre à des questions de recherche ouvertes. Ces élèves sont plus efficaces et plus productifs car chaque équipe est responsable d’une série de dossiers de laboratoire. En outre, un modèle de points de contrôle pour la communication orale dans les laboratoires basés sur les enquêtes favorise la communication orale. Les questions dirigées qui guident les élèves dans leur raisonnement favorisent le développement du raisonnement scientifique et de la compréhension conceptuelle.

Les laboratoires de recherche peuvent améliorer l’engagement, la responsabilité et la créativité des élèves. L’apprentissage fondé sur l’enquête encourage les élèves à sortir des sentiers battus, à tester leurs théories et à collaborer les uns avec les autres. L’approche de l’enseignement des sciences fondée sur l’enquête favorise également les compétences du 21e siècle.