L’enseignement des sciences joue un rôle essentiel dans la formation des scientifiques et des innovateurs, y compris la transmission des méthodes de recherche scientifique, le développement des attitudes scientifiques et la promotion de l’esprit d’innovation et des capacités pratiques. L’apprentissage des sciences n’est pas l’apanage de quelques scientifiques et ingénieurs. La science est très importante pour tout le monde. Le but ultime de l’éducation scientifique est de former le public à la culture scientifique afin qu’il devienne un bâtisseur national hautement qualifié. Pour mettre en valeur la valeur importante de l’éducation scientifique dans la stratégie nationale, il faut s’approprier dès le plus jeune âge, développer un sol de talents profonds et donner naissance à un grand nombre de talents scientifiques et technologiques de haut niveau.

Dans une perspective internationale, le Royaume-Uni, les etats-unis, le Japon et la Corée du Sud accordent une grande importance au soutien de l’éducation scientifique et à la construction de l’écosystème, ce qui garantit fortement le développement de l’éducation scientifique des jeunes et des grands. D’une part, le système de soutien à l’éducation scientifique comprend la formation de professionnels de haut niveau, la participation active à un réseau d’associations professionnelles, la réalisation de recherches théoriques et empiriques approfondies, le financement d’organisations sociales telles que les fondations, etc. D’autre part, les pays développent activement l’utilisation des environnements non formels d’apprentissage extrascolaires afin de construire un écosystème éducatif scientifique pluriel et synergique. Les sites scientifiques tels que les musées scientifiques et les centres scientifiques sont des lieux importants pour l’éducation scientifique informelle. Le concours est devenu une activité d’éducation scientifique informelle avec une grande valeur unique. Les institutions de r & d, les familles, les communautés et les médias jouent tous un rôle important dans la construction de l’écologie de l’éducation scientifique.

1. Mettre l’accent sur l’éducation scientifique et la formation professionnelle à plusieurs niveaux

Le Royaume-Uni et les etats-unis ont une longue histoire de spécialisation dans l’enseignement des sciences, ce qui a donné naissance à un système de matières et à un système de structure de cours plus caractéristique. Au niveau du premier cycle, d’une part, les programmes de spécialisation en enseignement des sciences sont flexibles et proposent des cours de formation d’enseignants de sciences dans le secteur non universitaire. Par exemple, dans des universités comme l’université de floride aux États-Unis, les étudiants de premier cycle en éducation des sciences peuvent choisir leurs programmes d’études et décider de leur carrière future en fonction de trois sections non étudiées de la maternelle à la cinquième année, de la quatrième à la huitième année et de la septième à la douzième année. En revanche, les programmes de spécialisation en éducation scientifique sont bien structurés et se concentrent sur le développement des compétences globales des étudiants. Ils comprennent généralement des programmes d’enseignement général, des programmes de sciences disciplinaires et des programmes de sciences de l’éducation. Le contenu du cours est vaste, intégré et axé sur la pratique. Les programmes d’enseignement général fournissent aux futurs enseignants de sciences un large éventail de connaissances et de compétences culturelles; Les cours de sciences disciplinaires comprennent des matières telles que la biologie, la chimie, la physique, la terre et l’espace et se concentrent sur la suppression des barrières entre les disciplines; Le programme des sciences de l’éducation couvre la psychologie de l’éducation, les méthodes et stratégies d’enseignement des sciences et la conception de l’organisation des cours. Les cycles de maîtrise et de doctorat forment non seulement des chercheurs en éducation scientifique, mais aussi des formateurs d’enseignants en sciences, c’est-à-dire des personnes de haut niveau capables à la fois de mener des recherches en éducation scientifique et de former des enseignants en éducation scientifique.

2. Participation multimodale au soutien de l’éducation scientifique par le réseau des sociétés professionnelles

En europe, aux etats-unis, au Japon et en Corée du Sud, l’éducation scientifique est soutenue par la participation de nombreux réseaux d’associations professionnelles, dont les moyens de soutenir l’éducation scientifique sont multiples. Par exemple, l’association américaine pour l’avancement des sciences, fondée en 1848, est la plus grande société scientifique intégrée au monde et a exercé une influence profonde sur les programmes scientifiques américains et internationaux. Fondée en 1963, la british science education association est la plus grande association disciplinaire du Royaume-Uni et une association professionnelle non gouvernementale pour l’enseignement des sciences. Elle vise à promouvoir et à développer l’enseignement des sciences de l’école primaire à l’université. En asie de l’est, la société japonaise d’enseignement des sciences, le conseil japonais de recherche en éducation des sciences, la société coréenne d’enseignement des sciences et la société coréenne d’enseignement des talents scientifiques sont des représentants typiques. Le ministère de l’éducation et de la science soutient financièrement la société japonaise d’enseignement des sciences. Il y a des sections de la société dans tout le pays qui traitent de l’éducation dans plusieurs disciplines, telles que la physique, la chimie, la biologie, la géographie, l’information et l’informatique, ainsi que des affaires telles que la communication scientifique et la vulgarisation scientifique. Les voies de participation de ces sociétés professionnelles au soutien de l’enseignement scientifique sont multiples. L’aaas, par exemple, encourage le développement de l’enseignement des sciences dans les écoles primaires et secondaires en organisant des séminaires, en menant divers programmes de promotion de l’enseignement des sciences, en réalisant des recherches d’investigation, en publiant des articles ou des rapports, et en publiant des revues et des livres. Financé par le gouvernement et diverses fondations philanthropiques, le centre britannique pour l’apprentissage des sciences est une institution essentielle pour améliorer la qualité des enseignants de sciences dans les écoles primaires et secondaires. Par exemple, la société coréenne pour l’éducation des talents scientifiques, qui est gérée par des instituts de talents scientifiques affiliés à 27 universités coréennes et des chercheurs et éducateurs en éducation des talents scientifiques, a grandement contribué à la formation d’excellents talents scientifiques en corée.

3. La recherche académique fournit une direction théorique solide pour l’éducation scientifique

L’accent est mis sur la diffusion d’une riche revue académique sur l’éducation scientifique. D’une part, il y a les revues affiliées à la société. Des revues telles que science education, science review for primary elementary, science review for school et science teachers training, publiées par la science education association au Royaume-Uni. La société coréenne de l’éducation scientifique a une revue principale, la revue korea academic journal of science education. La société japonaise de l’éducation scientifique possède la revue science education research et le journal science education research. Science education research, publié par l’australian science education research association, etc. D’autre part, il existe des revues prestigieuses qui ne sont pas affiliées à la société. Des publications telles que science education and technology aux etats-unis, science education and technology research de l’université de leeds au Royaume-Uni, international journal of science education, ont une grande influence dans la communauté internationale de l’enseignement des sciences.

Création de centres de recherche spécialisés en éducation scientifique. Par exemple, le king’S college de l’université de londres et l’université de leeds, au Royaume-Uni, ont créé des centres de recherche sur l’éducation scientifique et mathématique dans leurs facultés d’éducation dans les années 1960 et 1970, respectivement, et un institut national d’éducation scientifique à l’université de kiel, en allemagne, a été créé en 1966. Carleton science centre de ressources pédagogiques, financé par la national science foundation, la principale préoccupation des étudiants STEM, l’éducation et les éducateurs au stade de l’enseignement primaire et secondaire, largement grâce à des modules d’enseignement, des activités communautaires de r & d, des ateliers, des bibliothèques numériques, sites web, et la mise en œuvre et l’évaluation des projets habilitantes l’enseignement scientifique. Fondé en 1985 et financé par la smithsonian institution et l’académie nationale des sciences, le smithsonian nikology education center a pour but de promouvoir une éducation STEM authentique et basée sur l’investigation aux stades k-12 et de promouvoir la durabilité de l’éducation STEM. Les activités principales comprennent le soutien à la croissance professionnelle des enseignants en STEM et des dirigeants scolaires de la maternelle à la 12e année, le développement de matériel pédagogique standardisé et le développement de ressources numériques gratuites pour les jeunes.

4. Exploiter pleinement la valeur de l’éducation scientifique informelle dans les sites technologiques

Les musées scientifiques, les centres scientifiques et autres lieux scientifiques sont devenus des lieux importants pour l’éducation scientifique informelle en raison de leurs nombreux avantages, tels que l’environnement prédéfini de l’éducation scientifique, les ressources d’enseignement de la vulgarisation scientifique et la constitution d’une équipe plus complète de talents en éducation scientifique. Les sites scientifiques des États-Unis, du Royaume-Uni, du Canada et de Singapour sont caractérisés par leur concept d’éducation avancé. L’éducation scientifique menée est axée sur l’interaction, la participation et l’expérience, ce qui offre aux visiteurs la possibilité de vivre et de ressentir la science. Par exemple, le musée des sciences de londres propose une série de performances interactives, d’ateliers et de microvidéos liées au programme d’études dans les écoles primaires et secondaires, les communautés et les clubs scientifiques, afin de faciliter la compréhension de la science par le grand public. Le centre canadien des sciences de l’ontario met l’accent sur la sensibilisation des jeunes à la science et à la technologie grâce à un grand nombre d’expositions interactives. Le discovery hall de san francisco, aux États-Unis, est un prototype de site technologique participatif qui met l’accent sur l’éducation scientifique centrée sur le spectateur. L’idée du pavillon est d’exploiter la curiosité et de vivre la diversité scientifique. Les expositions sont de petites expériences scientifiques que les visiteurs peuvent manipuler eux-mêmes, observer et tirer des conclusions. Les visiteurs ont l’occasion de passer par le processus «réel» des expériences scientifiques et des découvertes scientifiques. Le centre des sciences de Singapour applique un tarif d’adhésion pour les élèves des écoles et des écoles primaires et secondaires, ce qui leur permet de participer gratuitement aux activités du centre des sciences à n’importe quel moment de l’année, à un coût modique.

5. Jouer le rôle positif de la compétition dans la sélection et la formation des talents de l’innovation technologique

La sélection et la formation vigoureuses des talents de réserve de la science et de la technologie concurrentiels sur le plan international permettront de réaliser un approvisionnement de haute qualité en talents de la science et de la technologie et de garantir la suprématie du pays dans la future concurrence mondiale. Après une longue période de développement, le concours technologique est devenu un événement informel d’éducation scientifique avec une valeur importante et unique. Il est largement reconnu dans le domaine de l’éducation et le public dans la société comme un moyen de sélection et de formation de talents novateurs et pointues. Comme le grand prix international de la science et de l’ingénierie (ISEF), organisé par l’association américaine de la science et du public, qui a la réputation de compétition mondiale pour les jeunes «coupe du monde», son programme et son organisation d’événements sont caractérisés par des catégories de compétition raffinées, des règles et des processus normalisés et raisonnables, et des mécanismes d’évaluation scientifiquement rigoureux. Environ 3 à 5 millions d’étudiants à travers le monde soumettent chaque année des projets de recherche. En fin de compte, seuls 1200 sont éligibles pour participer à l’isef. Son expérience et ses récompenses sont appréciées par de grandes universités américaines lors de leur candidature. Les responsables des admissions des meilleures universités comme le mit agissent même en tant que juges pour sélectionner les candidats qui conviennent lors de la finale mondiale. Comme le concours européen pour jeunes scientifiques (EUCYS), géré par la direction générale de la recherche de la commission européenne, qui réunit chaque année des étudiants exceptionnels de plus de 40 pays et encourage les échanges coopératifs entre jeunes chercheurs. Leur donner la possibilité de présenter leurs travaux à certains des meilleurs scientifiques du monde afin d’encourager davantage de jeunes à se consacrer à la science et à la technologie.

6. Les institutions civiles et d’autres acteurs pluralistes pour assurer le soutien de l’éducation scientifique

Certains pays créent des fondations spécialisées et encouragent les institutions et organisations civiles à parrainer le développement de l’éducation scientifique. Par exemple, la fondation nationale de la science (NSF) dispose d’un bureau «éducation et ressources humaines» qui finance la vulgarisation de l’éducation scientifique et les activités de recherche. La société sony de recherche en éducation scientifique (SSTA), créée par le consortium sony pour l’éducation du Japon, soutient le développement de l’éducation scientifique par le développement de matériel didactique, l’amélioration de l’enseignement des sciences et la formation d’enseignants pilotes dans l’enseignement des sciences. Les principales activités de la fondation sont la diffusion de la culture scientifique, le développement de programmes éducatifs dans les domaines des mathématiques et des sciences et le soutien à l’éducation des talents scientifiques. Les instituts de r & d attachent également une grande importance à l’éducation scientifique. Depuis sa création, la NASA a fait de nombreux efforts fructueux en matière d’éducation scientifique, y compris le développement de jeux scientifiques en ligne pour les années k-12 et la création de bourses d’études pour l’éducation STEM.

Les réseaux plus larges de la famille, de la communauté, des médias, etc., constituent également un complément utile à l’éducation scientifique. Des projets tels que Urban advantage aux États-Unis considèrent la famille comme un élément important de l’enseignement des sciences et élaborent des manuels d’orientation pour les familles qui sont distribués aux familles des étudiants participants. Les etats-unis ont également adopté des politiques et des règlements pour encourager la vulgarisation scientifique dans les médias et investir des fonds de développement dans les médias d’éducation scientifique.

(résultats du projet spécial sur les honoraires de base de la recherche scientifique de l’institut chinois des sciences de l’éducation "étude sur les modèles de mise en œuvre et les systèmes de soutien de l’enseignement des sciences dans les écoles primaires et secondaires dans une perspective internationale comparée" [GYI2022021])

Par kang jianchao (chercheur associé au CNRS)