Ci-dessus Image: Trois tomates, dont une porte un point d’interrogation © Pomogayev, iStockphoto.com

La possibilité de concevoir et de mener des enquêtes scientifiques est un aspect important de l’apprentissage du processus scientifique pour les élèves. La première étape de ce processus est l’élaboration d’une question d’enquête ou question sous forme vérifiable.

Quelle est la différence entre une question sous forme vérifiable et les autres types de questions scientifiques?

Les questions sous forme vérifiable sont celles auxquelles on peut répondre en effectuant une enquête scientifique et en observant le monde naturel. Les questions auxquelles on ne peut pas répondre après avoir effectué une observation directe ou avoir obtenu des preuves recueillies dans le cadre d’expériences (ex. les questions commençant par « Pourquoi…») ne sont pas des questions sous forme vérifiable. Les questions qui exigent une opinion, ou qui pourraient entraîner des réponses différentes selon les personnes, ne sont pas non plus des questions sous forme vérifiable. Il est important de noter que ce ne sont pas toutes les questions scientifiques qui peuvent être résolues grâce à des expériences.

Questions sous forme vérifiable

Une question sous forme vérifiable est une question à laquelle on peut répondre en utilisant des méthodes scientifiques comme :

• la recherche;
• l’étude sur le terrain;
• l’expérimentation.

Tout d’abord, les questions expérimentales exigent que l’on définisse les variables de l’expérience. Cela signifie qu’elles comprennent ce qui variera (sera modifié) et l’effet auquel on s’attend après avoir changé la variable. Les questions « pouvant être répondues à l’aide d’expériences consistent donc à modifier une variable pour voir quel effet cela entraînera sur une autre variable.

Pour plus de renseignements à ce sujet, voir la section

Les questions pouvant être répondues avec une expérience commencent souvent par « Quel est l’effet » ou par « Si on modifie » et ressemblent aux questions suivantes :

• Si on modifie , comment cela affecte-t-il ?
• Quel est l’effet de sur ?
• En quoi la modification de affecte-t-elle

Vous utilisez peut-être déjà les objectifs SMART en classe, mais ce concept peut également servir lorsqu’on élabore des questions testables pour une expérimentation en classe.

S = Simple et précis

Plus simple et précise est la question, plus il sera facile de concevoir et de mettre en œuvre une enquête scientifique. Par exemple, la question « En quoi le sol affecte-t-il la germination? » pourrait être plus précise si on la modifiait ainsi : « En quoi la température du sol affecte-t-elle le taux de germination? »

M = Mesurable

Lorsqu’ils élaborent des questions sous forme vérifiable, les élèves devraient réfléchir aux mesures à effectuer et aux données qu’ils auront besoin de recueillir. Cette démarche peut les aider à affiner et à clarifier leurs questions. Par exemple, pour la question plus précise ci-dessus, les élèves mesureraient la température du sol (à l’aide d’un thermomètre) et recueilleraient des données sur le taux de germination (en consignant le nombre de semences qui germent chaque jour).

A = Approprié

Idéalement, les questions testables conduiront à des réponses ancrées dans la réalité et utiles pour les élèves, en plus de favoriser leur compréhension des concepts scientifiques. Le fait d’encourager les élèves à poser leurs propres questions sous forme vérifiable peut les motiver à trouver des réponses.

R = Réaliste

Lorsqu’ils lancent des idées sur les questions sous forme vérifiable, les élèves pourraient penser : « Cette expérience vise-t-elle un objectif atteignable en fonction du temps et du matériel dont nous disposons? Sinon, de quoi aurait-on besoin? Est-il possible de la faire dans la classe? »

T = Temporel

Comme dans le cas de l’objectif « Atteignable », les élèves pourraient se poser la question suivante : « Avons-nous assez de temps pour faire cette expérience? » Par exemple, s’il s’agit de savoir en quoi la quantité d’eau affecte la taille des tomates sur le plant, cela prendra des mois et l’expérience pourrait devoir se poursuivre après la fin de l’année scolaire.

Comment Tomatosphère^MC illustre-t-il la formulation de questions sous forme vérifiable?

Dans Enquête surs les semences de Tomatosphère^MC la question est fournie aux élèves :

Est-ce une question sous forme vérifiable? Oui!

• La question respecte le style d’une question sous forme vérifiable (ex. en quoi la modification de remplissez le blanc___ affecte-t-elle remplissez le blanc___?)
  Dans Enquête surs les semences, nous nous demandons en quoi la modification de l’emplacement des semences avant la plantation (c.-à-d. l’environnement spatial) affecte le nombre de semences qui poussent (c.-à-d. le taux de germination).
• La question est simple et précise (ce qui est modifié est clairement énoncé).
  La question sous forme vérifiable de l’enquête surs les semences porte sur la modification du type de semences (celles qui ont séjourné dans l’espace ou qui ont été soumises à des conditions simulant l’espace par rapport aux semences non traitées).
• La question peut être résolue grâce à l’observation et à des mesures.
  Lorsqu’ils font l’enquête surs les semences, les élèves observent et mesurent le taux de germination; en d’autres termes, ils comptent combien de semences ont germé parmi toutes celles qu’ils ont plantées.

Exercice dirigé

Exercice 1

Demandez aux élèves de lire les questions suivantes et de déterminer si elles sont sous forme vérifiable ou non et pourquoi.

1. Qu’est-ce qui fait en sorte que les plants poussent mieux?
2. En quoi le sol affecte-t-il la croissance des plants de tomates?
3. En quoi la durée de l’exposition à la lumière affecte-t-elle l’aire de la surface des feuilles des plants de tomate?

Réponses

Exercice 1 - a

Ce n’est pas une question sous forme vérifiable. Pourquoi n’est-ce pas une question sous forme vérifiable?

• incorrect Elle n’est pas conforme au style de la question sous forme vérifiable « En quoi le fait de modifier remplissez le blanc___ affecte-t-il remplissez le blanc___? »
• incorrect Elle est trop vague pour être facilement répondue en faisant une seule expérience. Qu’est-ce qui serait modifié? La lumière? L’eau? Le sol? Autre chose?
• incorrect Aucune mesure claire ne permet de la résoudre. Que signifie « mieux »? – Le plus vite? Le plus haut? A le plus de biomasse?

Demandez aux élèves de transformer cette question qui n’est pas sous une forme verifiable en une question qui l’est en une question testable.

(Par exemple : En quoi le fait de modifier la quantité d’eau affecte-t-il le taux de germination des semences de tomates? Quels sont les effets de la lumière bleue sur la hauteur des plants de tomates?)

Exercice 1 - b

Ce n’est pas une question testable. Pourquoi n’est-ce pas une question sous forme vérifiable?

• correct Elle est conforme au style de la question sous forme vérifiable « En quoi le fait de modifier remplissez le blanc___ affecte-t-il remplissez le blanc___? »
• incorrect Elle est trop vague pour être facilement répondue en faisant une seule expérience. Quel aspect du sol serait modifié? Les nutriments? L’eau? La température?
• correct La question pourrait être résolue grâce à des mesures (c.-à-d., on pourrait mesurer la croissance).

Demandez aux élèves de transformer cette question qui n’est pas sous une forme verifiable en une question qui l’est.

(Par exemple : En quoi le fait de changer le type de sol affecte-t-il la hauteur des plants de tomates? En quoi le fait de modifier la température du sol affecte-t-il le taux de germination des semences de tomates?)

Exercice 1 - c

C’est une question sous forme vérifiable. Pourquoi est-ce une question sous forme vérifiable?

• correct Elle est conforme au modèle de la question sous forme vérifiable « En quoi le fait de modifier remplissez le blanc___ affecte-t-il remplissez le blanc___? »
• correct La question pourrait être répondue grâce à des mesures (c.-à-d., on pourrait mesurer la croissance).
• correct La durée de l’exposition à la lumière peut être réglée. l’aire de la surface des feuilles peut être mesurée.

Ressources supplémentaires

• Définir une problématique de recherche [PDF] - Université de Moncton (consulté le 25 juillet 2016).
• Qu’est-ce que « La Méthode Scientifique » (consulté le 25 juillet 2016).