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Université Paris Diderot - Paris 7
Université Sorbonne Paris Cité
École Doctorale " Savoirs scientifiques »
Laboratoire de Didactique André Revuz (LDAR)
Entre classifications fonctionnelle et phylogénétique : le groupe des végétaux Une reconstruction didactique fondée sur l'histoire des sciences dans le cadre de la formation des enseignants de sciences de la vie et de la TerrePar Robin BOSDEVEIX
DOCTORAT
Spécialité : Didactique des disciplines, sciences de la vie Thèse dirigée par Yann LHOSTE (Directeur) et Stéphane SCHMITT (Co-directeur)Soutenue le mercredi 15 juin 2016
JURY M. Christian Orange, Université Libre de Bruxelles (Belgique) Président de jury etRapporteur
Mme Liliane Dionne, Université d'Ottawa (Canada) Rapporteure Mme Cécile de Hosson, Université Paris Diderot ExaminatriceM. Guillaume Lecointre, MNHN Examinateur
M. Yann Lhoste, Université de Bordeaux Directeur M. Stéphane Schmitt, CNRS & Université Paris Diderot Co-directeurRemerciements
2 3Remerciements
À Emmanuelle, Coline et Esteban, à qui je dédie cette thèse, pour votre soutien constant et votre compréhension durant ces cinq années de doctorat très prenantes... Mes remerciements vont en premier lieu à Yann Lhoste et Stéphane Schmitt, qui ont dirigé cette recherche doctorale.Cette thèse est née de belles rencontres, tant scientifiques qu'humaines. En 2009, la création
de l'association pour la formation des professeurs de SVT (AFPSVT) m'a permis derencontrer Yann Lhoste, alors maître de conférence en didactique à l'université de Caen. Nous
avons contribué ensemble à faire naître ce beau collectif réunissant les différentes disciplines
impliquées dans la formation des enseignants. À cette occasion, j'ai été impressionné par
l'expertise de Yann que lui apportait son activité de recherche en didactique des sciences de la vie et de la Terre. Débutant en 2010 mon master recherche en didactique, Yann a accepté d'encadrer mon mémoire de recherche de M2. Je remercie Yann d'avoir accepté de diriger mathèse malgré la distance de Paris, depuis Caen puis Bordeaux. Je lui dois également beaucoup
dans mon entrée dans la communauté de recherche en didactique des sciences, à traversl'ARDiST, le séminaire problématisation du CREN à Nantes et le séminaire de didactique des
sciences de la Terre piloté par Denise Orange Ravachol. Yann a su trouver le difficileéquilibre dans la direction de ma thèse. Il m'a laissé beaucoup d'autonomie, ce que j'ai
particulièrement apprécié, tout en cadrant mes prospections et en m'apportant de précieux
conseils, nourrissant ma réflexion. C'est dans un second temps, en 2011, que j'ai rencontré Stéphane Schmitt, historien de labiologie à l'UMR SPHERE (CNRS - Paris Diderot), quand s'est précisé mon sujet de thèse à
l'interface entre didactique et histoire de la biologie. Sa très grande culture, sa qualité
d'écoute m'ont marqué dès notre première rencontre. Je lui suis très reconnaissant d'avoir
accepté d'encadrer une thèse dans un domaine interface, attestant de sa grande ouvertured'esprit et de son profond intérêt pour l'enseignement, remontant à l'agrégation que nous
avons préparé au même endroit à quelques années d'écart. N'ayant pas étudié l'histoire des
sciences avant de m'engager en thèse, Stéphane a su m'accompagner dans ma formation et répondre à mes questions. Je l'en remercie sincèrement.Remerciements
4 Mes remerciements vont également aux rapporteurs, Christian Orange et Liliane Dionne, venus spécialement de Bruxelles et d'Ottawa, ainsi qu'aux examinateurs, Cécile de Hosson et Guillaume Lecointre. Merci pour leurs lectures attentives du manuscrit, leurs remarques et leurs questions constructives. Je remercie tout particulièrement l'UFR Sciences du Vivant et l'Université Paris Diderot qui m'ont soutenu avec vigueur, en m'accordant une décharge d'enseignement de 192h renouvelée à quatre reprises. Je pense également à tous mes collègues du service d'enseignement qui ont permis que ma décharge ne pèse pas sur les étudiants. Cette recherche doctorale a été une véritable aventure collective. Je tiens à rendre hommage à tous ceux qui ont compté et qui, je l'espère, continueront longtemps de marquer ma vie professionnelle et personnelle.• Leslie Regad m'a donné le goût des analyses statistiques et de la programmation sous R :
c'est peu dire ! Travailler avec Leslie sur l'analyse quantitative des données a été stimulant et
enthousiasmant. Opiniâtre et perspicace, Leslie n'abandonne jamais tant que qu'elle n'est pas arrivée à ses fins ! Une vraie leçon de méthodologie...• Vincent Chassany a joué un rôle essentiel dans cette thèse, qui lui doit énormément.
Extrêmement cultivé en biologie et très disponible, nos échanges scientifiques ont été
continus dans notre bureau commun du bâtiment Buffon. Au delà de ces échangesenrichissants, Vincent a accepté de participer à l'expérimentation didactique et a mis en
oeuvre la séance de débat sur les articles scientifiques à trois reprises. Ses grandes qualités
pédagogiques lui ont permis d'animer la séance avec talent, favorisant la prise de parole desétudiants et poussant à la reformulation et l'explicitation de la pensée des étudiants. Vincent,
je te suis infiniment reconnaissant.• Martine Pernodet et Nathalie Octo ont accepté de créer une séance d'anglais basée sur les
articles scientifiques au coeur de la reconstruction didactique et de la mettre en oeuvre à deux reprises. Je vous remercie pour votre dynamisme, votre générosité et votre temps. • Murielle Cauchies m'a apporté une aide technique importante pour le tournage et le montage des vidéos de la séquence. Merci pour ta disponibilité et le partage de tes compétences. 5• Jean-François Mauffrey et Patrick Laurenti ont relu un chapitre de la thèse. Merci pour vos
remarques pertinentes ayant fait avancé ma réflexion.• Roland Bosdeveix, mon père, a relu l'intégralité du manuscrit et a apporté de très
nombreuses améliorations orthographiques et stylistiques. Un immense merci pour cesnombreuses heures que tu as consacrées à cette relecture ! Merci également à ma mère,
Martine Bosdeveix, ainsi que mes beaux-parents, Paquita Rodriguez et Renan Foucré. Vous avez été très présents : mille mercis pour votre présence et votre soutien ! D'autres personnes ont énormément compté dans cette thèse. Il s'agit des membres de mon laboratoire, le LDAR (Laboratoire de Didactique André Revuz). Cela fait chaud au coeur d'appartenir à ce collectif. Mes remerciements vont en premier lieu à Cécile de Hosson. Mon entrée dans la recherche en didactique lui revient pour une très grande part. Nous nous sommes rencontrésen 2005 grâce à la licence EICS (professorat des écoles et médiation scientifique), dans
laquelle nous avons assuré ensemble les enseignements de didactique des sciences. Travailleravec Cécile m'a montré ce qu'apporte l'expertise didactique issue d'une activité de recherche.
C'est grâce à elle que j'ai osé me lancer dans le M2 Recherche de didactique ... des sciences
physiques ! Depuis Cécile a soutenu son habilitation des recherches en 2011, qui a inspiré mes propres recherches. Devenue professeure et directrice du laboratoire, elle fait vivre une dynamique de recherche avec un incroyable élan collectif et une attention aux personnes hors du commun. Merci pour ce que tu es et pour ce que tu nous apportes ! Je tiens également à remercier Laurence Viennot, Nicolas Decamp, Isabelle Kermen et Patricia Crépin-Obert, pour tous vos conseils bienveillants durant ces cinq années. Leséchanges durant nos différentes réunions ont été très bénéfiques. Quelle rich esse, quelle
densité et quelle joie partagée durant notre séminaire alpin à La Salle Les Alpes chez
Laurence... Des souvenirs ancrés dans ma mémoire pour toujours ! Merci Laurence pour toutes ces discussions à Condorcet, pour tes conseils, tes suggestions bibliographiques, devantun café ou ta bouilloire servant de matériel expérimental ou tes playmobiles protégés du grand
froid avec leur couverture chauffante ! Sans toi, je n'aurais jamais été accepté à l'école d'été
d'ESERA en 2012... Merci Nicolas pour ta pe rspicacité, ton analyse critique fine et tes remarques toujours bien ciblées. Merci Isabelle pour ta confiance et tes conseils avisés quidatent de la première heure (dès mon mémoire de master que tu as évalué). Merci Patricia
pour nos échanges réguliers, notamment sur les liens entre histoire et didactique et sur laRemerciements
6 problématisation. Notre proximité disciplinaire (SVT) et le travail conjoint en enseignement nous rapprochent beaucoup, au delà de notre amitié. Mes pensées vont également bien évidemment aux doctorants du LDAR, dont beaucoup sont aujourd'hui docteurs ! Valentin Maron et Luz Martinez tout d'abord avec qui j'ai passé plusieurs années dans le bureau des doctorants à Condorcet ! Que de discussionspassionnantes, difficiles à arrêter... Mais aussi de bons moments à se soutenir mutuellement
dans les moments difficiles. Je pense également aux autres doctorants du LDAR, trop nombreux pour tous les citer individuellement, pour les discussions régulières dans les réunions du groupe Jeunes Chercheurs, et en particulier Zoé Mesnil, avec qui j'ai animé le groupe pendant un an. Cette thèse doit également beaucoup aux échanges réguliers avec mes proches amis et collègues : Karim Benzerara, Emmanuelle Porcher, Damien Jaujard, Yann Bassaglia etJuliette Rochet. Je pense également à Marc-André Selosse pour nos discussions estivales à
Belle-Ile ainsi qu'à Sylvie Meyer et Catherine Reeb : notre aventure commune sur l'ouvrage Botanique n'est pas étrangère au thème de cette thèse. Merci à Guy Rumelhard pour ses propositions de relecture et ses attentions, notamment l'envoi de textes importants. Enfin, je tiens à remercier l'ensemble des formateurs qui ont fait passé le questionnairedans 26 masters ainsi que les étudiants qui ont participé à l'enquête, en particulier la
promotion 2014/15 du master MEEF SVT des universités Paris Diderot et Paris-Est Créteil (ESPE de l'académie de Créteil). 7Table des matières
REMERCIEMENTS3
TABLEDESMATIÈRES7
INTRODUCTION15
CHAPITRE1:LESENJEUXDELARECHERCHE19
3.LEPUBLICÉTUDIÉ49
3.1.Lesraisonsduchoixdupublic49
enseignants51 parcoursd'apprentissage53Table des matières
86.1.Problématiquedelathèse65
3.MÉTHODOLOGIE82
classification90 classification1064.RÉSULTATSETDISCUSSION110
classification(QR1)110 classification(QR2)1385.CONCLUSIONDEL'ENQUÊTEDIDACTIQUE151
9SYSTÉMATIQUEDUVIVANT157
L'ENQUÊTEDIDACTIQUE159
NATUREDUGROUPEDESVÉGÉTAUX163
règnesduvivant163 vivant1903.1.Lapenséecatégorielle239
3.2.Lemacrocentrisme241
3.3.Legradisme242
3.4.L'essentialisme247
4.CONCLUSIONDEL'ÉTUDEHISTORIQUE261
DESARTICLESSCIENTIFIQUES265
situationforcée?2682.QUESTIONSDERECHERCHE281
sciencedesétudiants282Table des matières
10 possiblesdidactiques283 2853.1.Choixdesarticles285
3.2.Lareconstructiondidactique292
4.MÉTHODOLOGIED'ANALYSE304
(QR3)3175.RÉSULTATSETDISCUSSION323
etdelaproblématisation(QR3)385 424CHAPITRE5:DISCUSSIONGÉNÉRALE443
11CONCLUSION481
1.SYNTHÈSEDESRÉSULTATSMAJEURS481
2.PERSPECTIVESDERECHERCHE483
BIBLIOGRAPHIE487
TABLEDESFIGURESETDESTABLEAUX504
1.TABLEDESFIGURES504
2.TABLEDESTABLEAUX509
ANNEXES515
1.LEQUESTIONNAIRE517
2.LAGRILLEDECODAGE527
Table des matières
123.3.Analysedel'articledeBurki(2014)542
phylogénétique)5807.LESCARTESCONCEPTUELLES592
7.1.CartedugroupeA2(KarimaetAude)592
7.4.CartedugroupeA6(RominaetTiphaine)595
7.5.CartedugroupeA7(ManuellaetHelena)596
7.8.CartedugroupeB3(Marco,MaxetGuy)599
7.10.CartedugroupeB5(AlbaneetJohn)601
7.12.CartedugroupeB7(EricetMatthew)603
7.13.CartedugroupeB8(CarolineetLara)604
CAVALIER-SMITH606
BURKI(2014)608
1310.2.Débatcollectif(épisode23)613
Burki618
WhittakeretCavalier-Smith619
CONCERNANTL'ÉVOLUTIONDESIDÉES622
CONCEPTUELLE(GROUPEA7)627
Une table des illustrations est proposée en page 504.Table des matières
14Introduction
15Introduction
Le terme " végétal » est l'objet de références quotidiennes que l'on évoque à l'occasion de
discussions diverses sur l'agriculture, les marées vertes bretonnes, ou encore lors d'une promenade en forêt ou durant le jardinage dominical... Ce concept quotidien est fortement imprégné du sens commun, faisant des végétaux des organismes verts et immobiles.Sur le plan scientifique, le développement de la biologie a engendré une diversité de questions
et a rendu le concept de végétal fortement polysémique. Selon les disciplines biologiques, le
terme " végétal » renvoie à une multiplicité de concepts, c'est-à-dire de constructions
humaines répondant à des problèmes différents. Ainsi, le concept de végétal n'a pas la même
signification selon le positionnement que l'on adopte : le point de vue de la systématique, interrogeant les liens de parenté au sein du vivant (phylogénie), le point de vue fonctionnel (biochimie, physiologie, écologie) ou encore le point de vue structural (biologie cellulaire, anatomie). Il ne réfère pas aux mêmes espèces. Qualifier un être vivant ou un concept de végétal, qu'il s'agisse d'un groupe biologique ou d'un type de cellule, revient à mobiliser une classification du vivant. Or, il existe une grandediversité de classifications en science et plus particulièrement en biologie. Suivant l'objectif
qui leur est assigné, les classifications biologiques répondent à un problème utilitaire, à un
problème scientifi que de nature fonctionnelle ou phylogénétique. Cette recherche se positionne à contre -pied du mythe de l'existence d'une classification unique du vivant " faisant référence pour tous les usages de la biologie » (Deleporte, 2005/2014, p. 81).Polysémique et pris dans un réseau problématique, le concept de végétal nous apparaît
particulièrement propice pour travailler en formation sur la diversité des classifications et leurs logiques spécifiques. L'objet de notre recherche consiste en la mise en jeu d'une pensée complexe, pensée quin'aplatit pas la diversité sémantique d'un concept scientifique, mais qui, au contraire, articule
les différents registres explicatifs et les contextes problématiques. Nous ne nous attacheronspas à l'étude de la fonction unificatrice d'un concept scientifique mais à la polysémie du
concept de végétal en relation avec la pluralité de classifications biologiques. Cette ambition
apparaît orthogonale avec la volonté évidente de construire une définition univoque d'un
concept s'appliquant en toute situation.Introduction
16 Notre travail se positionne dans le champ de la didactique des sciences de la vie et de la Terre (SVT) au niveau universitaire, un champ encore peu exploré en France. Il s'inscrit plusparticulièrement dans le cadre de l'année de master durant laquelle les étudiants préparent le
concours de recrutement de professeur de collège et de lycée. Notre recherche porte sur unpublic ayant étudié la biologie, durant quatre ou cinq années de formation universitaire, dans
de nombreuses unités d'enseignement thématiques cloisonnées.En premier lieu, cette thèse possède une visée compréhensive se situant sur trois plans
complémentaires.• Compréhension des conceptions des étudiants concernant le groupe des végétaux dans
différentes situations de classification et la caractérisation des types de raisonnement classificatoires mis en jeu.• Compréhension des raisons de l'évolution des idées concernant le groupe des végétaux
à travers l'histoire de la systématique du XIX e siècle à nos jours. • Compréhension des conditions de possibilité de l'utilisation didactique de l'histoiredes sciences afin de travailler la polysémie du concept de végétal selon les classifications
biologiques. En raison des changements historiques importants qui concernent la systématique du vivant etde leurs conséquences sur le contour du groupe des végétaux, nous pensons que l'histoire des
sciences pourrait constituer un levier didactique. Pour nous, la diversité des problèmes (Orange, 2000) mis au travail par les systèmes classificatoires successifs et la pluralité decaractères utilisés en systématique au cours des deux derniers siècles constituent des points
d'appui pour la formation des enseignants.L'idée que l'histoire et l'enseignement des sciences puissent s'éclairer mutuellement n'est pas
nouvelle. Mais la dialectique épistémologique entre les enquêtes historique et didactique que
nous cherchons à établir s'applique à un objet spécifique, un concept polysémique, et à un
niveau de formation universitaire élevé permettant de questionner l'articulation entre différents registres explicatifs biologiques, les registres fonctionnel et phylogénétique.La thèse se structure en cinq chapitres.
Le premier entend présenter les enjeux de la recherche. Pour ce faire, il convient tout d'abord de circonscrire notre sujet d'étude biologique, et, ensuite, d'envisager le cadre méthodologique de la reconstruction didactique fondée sur l'histoire des sciences (de Hosson,2011), cadre qui structure cette thèse et que nous adaptons à nos objectifs. Cela nous
permettra d'esquisser une première formulation de nos questions de recherche.Introduction
17Les trois chapitres qui lui succèdent développent trois enquêtes : l'enquête didactique sur les
conceptions des étudiants qui forme le chapitre 2 ; l'étude de l'histoire du groupe desvégétaux dans la systématique, le chapitre 3 ; enfin l'expérimentation nommée reconstruction
didactique fondée sur l'histoire des sciences, le chapitre 4.Le cinquième et dernier chapitre consiste en une discussion générale. Cette discussion répond
à la problématique de recherche élaborée au cours du premier chapitre en tissant des liens
entre les principaux résultats. Elle présente également les limites puis les implications de ce
travail au niveau de l'enseignement secondaire et universitaire. 18Chapitre 1 : les enjeux de la recherche
19Chapitre 1 : les enjeux de la
recherche domestique)26 distincts273.LEPUBLICÉTUDIÉ49
3.1.Lesraisonsduchoixdupublic49
enseignants51 parcoursd'apprentissage531.1. Importance des classifications dans la vie quotidienne et dans l'activité scientifique
206.1.Problématiquedelathèse65
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