8. L’interprétation des résultats
Même si elle n’apparaît pas forcément par écrit dans un rapport scientifique, cette étape ressort de l’activité intellectuelle de l’élève, qui ne peut passer des résultats à la conclusion sans interpréter les résultats.
Interpréter nécessite de pouvoir lire, comprendre et traduire les données obtenues lors de l’expérience et exprimées sous différentes formes de résultats : texte, tableau, graphique, schéma,… il faut ensuite émettre des hypothèses sur les liens possibles apparaissant entre les données des résultats (travail entraîné en Analyse de données en mathématiques).
Par exemple : si l’eau de chaux se trouble au contact du gaz obtenu et que l’élève sait que l’eau de chaux est un réactif testant la présence de gaz carbonique, il doit être capable de dire que le gaz obtenu est du gaz carbonique.
Il faut parfois trier dans les résultats obtenus ceux qui sont utiles et pertinents pour répondre au problème posé et relever ce qui est intéressant.
Par exemple lors d’une expérience de changement d’état, l’élève obtient ce graphique :
Il doit voir que la température augment au cours du temps et provoque un changement d’état, mais aussi relever qu’elle n’augmente plus à partir d’un certain moment ; il doit relier ces évolutions aux états de l’eau observés pendant l’expérience.
Il doit aussi ne pas considérer la température de 30°C comme significative par rapport au phénomène étudié puisqu’elle dépend de la température ambiante et du moment de relevé de la première mesure.
Dire que l’eau a mis 6 minutes pour entrer en ébullition n’est pas non plus pertinent puisque cela dépend de l’appareil de chauffage et de la quantité d’eau. Ceci n’est pas évident pour les élèves, mais il est utile alors de confronter les résultats de plusieurs groupes pour relever les conclusions similaires, donc les facteurs reproductibles de l’expérience : les temps de chauffage seront différents, mais la température d’ébullition et de seuil (100°C) sera la même (à environ 1°C d’erreur, qu’il faudra encore expliquer !)
Ceci nous permet d’arriver à la composante la plus délicate de l’interprétation des résultats : juger de leur validité en les confrontant à d’autres informations et repérer les erreurs.
Les élèves peuvent confronter leurs résultats à ceux obtenus par d’autres élèves de la classe dans la même expérience. Ceci permettra de mettre en évidence certaines erreurs de réalisation, de mesures ou d’interprétations. Ils peuvent aussi confronter leurs résultats à ceux de la documentation, que l’enseignant peut fournir à bon escient à ce moment. La confrontation permet de valider ce qui va être traduit dans la conclusion. Cette compétence apparaît dans les attentes fondamentales de 3e cycle du PER :
Au cours, mais au plus tard à la fin du cycle, l'élève...
- discute, débat, de la validité des hypothèses émises (sur la base de modèles tels que le modèle moléculaire) en regard de résultats expérimentaux et de leur précision (PER, 2010)
La recherche des erreurs et de leurs sources possibles est délicate mais il est capital d’éviter des réponses du type « Ma bille se déplace à 3000 km/h sur le plan incliné » ou « La masse de cet objet (que j’ai soulevé lors de l’expérience) est de 4567 kg. » ; l’analyse d’erreur étant incluse dans le cursus des écoles polytechniques, nous ne l’envisagerons pas dans l’apprentissage de la démarche scientifique au niveau du cycle d’orientation ! L’enseignant peut cependant poser la question « Est-ce que c’était comme tu pensais que ce serait, et si non, pourquoi ? » et passer en revue les différentes étapes de l’opérationnalisation de l’expérience pour situer où aurait pu se passer quelque chose qui fausserait le résultat. Lors de divergences infimes du résultat (par exemple des températures d’ébullition qui ne sont pas toutes de 100°C, mais plutôt de 99°C, 99.5°C, voir 98°C) discuter de la valeur de cette différence par rapport au résultat : « Est-ce que 0.5°C sur 100°C est aussi important que 0.5°C sur 3°C ? ». L’usage de la moyenne arithmétique peut ainsi être avantageusement introduit ici, avec son corollaire obligatoire : la multiplication du nombre de mesures.
L‘apprentissage de l’interprétation des résultats se fait beaucoup par l’interaction avec l’enseignant, lors de discussions sur les résultats obtenus ; il est aussi facilité par la réalisation d’exercices du type Analyse une expérience des livres Sciences 7e-8e-9e. Les exercices du type Prévois un résultat peuvent être avantageusement utilisé avec les élèves qui formulent les résultats avec difficulté ou qui ne repère par les facteurs non-pertinents dans leur résultats.