L'opération La main à la pâte a été lancée en France en 1996, par le professeur Georges Charpak et l'Académie des Sciences. Son objectif est de relancer l'enseignement des sciences expérimentales dans les écoles maternelles et primaires, afin que les enfants apprennent, dès le plus jeune âge, à observer, expérimenter, en construisant un savoir élémentaire à partir d'objets de la vie courante ou de situations familières. La main à la pâte est une démarche pédagogique qui place l'élève au centre de ses apprentissages et qui au-delà de l'enseignement des sciences, favorise une maîtrise plus complète de la langue écrite et parlée ainsi que l'apprentissage de la citoyenneté, notamment en apprenant aux enfants à débattre entre eux. Depuis 2001, La main à la pâte est aussi un soutien pour la mise en œuvre du plan de rénovation de l'enseignement des sciences et de la technologie à l'école (PRESTE), qui s'appuie également sur un accompagnement des classes par des scientifiques.

Depuis 1996, l'ECL collabore avec l'équipe de la circonscription de Vaulx en Velin, via Innopole, site pilote labellisé par l'Académie des Sciences pour développer la démarche "La main à la pâte". Cette coopération est partie de parrainages individuels et de l'idée d'un "devoir citoyen" des scientifiques eux-mêmes, sollicités pour accompagner des écoles et des enseignants engagés dans une rénovation des méthodes pédagogiques dans l'enseignement des sciences à l'école élémentaire.

L'idée est née ensuite d'impliquer des étudiants de l'ECL et d'intégrer cette activité dans le programme de formation des "centraliens". Une des spécificités de ce partenariat est donc d'associer les étudiants qui réalisent alors leur projet d'études, d'une durée de 15 mois, sur des sujets en lien avec La main à la pâte. Depuis 1998, un à deux sujets sont ainsi définis tous les ans, en commun avec l'équipe d'Innopole, qui permettent aux étudiants d'appliquer des connaissances scientifiques et techniques dans un contexte laissant une grande place à la créativité. Ils sont encadrés par des enseignants et des chercheurs, garants de la validité scientifique. Les objectifs précis les obligent à se structurer. Ils s'initient ainsi à l'organisation du travail en projet, à des méthodes de conception et aux techniques de communication, avec le soutien d'un enseignant en Sciences Humaines et Sociales. Ils sont aussi encadrés par l'équipe d'Innopole (Inspectrice de l'Education Nationale, conseillère pédagogique, instituteurs…) pour les aspects pédagogiques et pratiques liés aux activités en classe. Cette synergie des compétences a permis à ce jour l'aboutissement de trois réalisations concrètes et deux autres sont actuellement en cours.

Une première réalisation a été la réécriture et l'adaptation d'un protocole d'expérimentation, "Balles et rampes" (module Insight importés des Etats-Unis), incluant la rédaction d'un document d'accompagnement scientifique destiné aux instituteurs. Ce module traite des propriétés et caractéristiques des balles ainsi que des paramètres qui influent sur leur comportement. Il est destiné aux enfants de 5 à 7 ans (grande section de maternelle - CP). Les élèves observent, utilisent et comparent différentes balles. Ils fabriquent des balles et ce faisant font l'apprentissage du matériau, de la taille, et du poids. Ils utilisent des balles en les faisant rouler et rebondir et font des expériences avec celles-ci sur des rampes. Ils explorent aussi la façon dont la gravité, l'inertie, l'impulsion et le frottement ont un effet sur les balles.

Le succès de cette première expérience auprès des élèves de l'ECL, combiné à un allongement de la durée des projets a contribué à dépasser la pratique du parrainage pour devenir un réel partenariat où chaque partie trouve un enjeu propre à coopérer. Ainsi, dès l'année suivante, deux autres projets ont été finalisés sur une durée de 18 mois (novembre 2000 - juin 2001).

Comme pour "Balles et rampes", le premier de ces projets avait pour objectifs l'adaptation et la rédaction d'un document d'accompagnement scientifique d'un autre module Insight existant "Soulever des choses lourdes" auxquels s'est ajoutée la mise en forme du module sur cédérom, avec création d'animations explicatives des différents systèmes étudiés. Ce module fait en effet découvrir et étudier aux enfants certains systèmes dits machines simples, et plus particulièrement celles qui permettent d'augmenter notre capacité à soulever des objets lourds. Ce module s'adresse aux enfants de 7 à 9 ans (CE1 - CE2). Il s'attache à faire réaliser aux élèves des séries d'expériences avec trois machines simples, les leviers, les plans inclinés et les poulies. Chaque série d'expériences vise à aider les élèves à dégager les avantages et les inconvénients de ces trois systèmes.

Le second, quant à lui, avait un objectif très différent puisqu'il a consisté en la création d'un protocole d'expérimentation original d'une dizaine de séances en classe sur le thème "Bulles de savon". Dans ce module, les enfants découvrent peu à peu la complexité des bulles de savon, objets familiers qu'ils croyaient simples. Ils s'interrogent, émettent des hypothèses et les vérifient, acquérant ainsi les bases d'une démarche scientifique, tout en consolidant des compétences transversales (communication orale et écrite sur un cahier d'expérience personnel). Ce travail a été réalisé en partenariat étroit avec une institutrice de Vaulx en Velin dont la classe de CP a testé l'ensemble des séances afin de valider le protocole. Les travaux réalisés par cette classe en collaboration avec les étudiants de l'ECL ont été récompensés par un prix La Main à la pâte, décerné par un jury de l'Académie des Sciences en septembre 2001.

Actuellement, ce partenariat par le biais des projets d'élèves-ingénieurs se poursuit activement avec deux nouveaux projets en cours de réalisation pour la période novembre 2001 - janvier 2003.

L'un concerne la création d'un nouveau protocole expérimental sur le thème des matériaux culinaires. Destiné au cycle 3 (CE2 à CM2), le contenu scientifique du module s'intéresse aux propriétés de la matière (consistance, texture,…) en lien avec le goût. A partir du matériau particulier qu'est la mousse au chocolat, l'objectif est de construire un ensemble de séquences expérimentales cohérentes amenant les enfants à s'interroger, à expérimenter pour vérifier leurs hypothèses, à confronter leurs observations autour des étapes de la réalisation d'une mousse au chocolat. Les différents états de la matière seront abordés par le biais de la transformation du blanc d'œuf liquide en blanc en neige (états liquide, solide, texture de mousse) ou de la fusion du chocolat par exemple). Les notions scientifiques sous-jacentes étant très complexes, la rédaction du document d'accompagnement scientifique est une étape importante du travail des étudiants qui doivent eux-mêmes maîtriser les différents concepts scientifiques abordés et parvenir à les retranscrire dans un langage simple et précis.

L'autre projet a pour but la conception d'un outil ergonomique pour la réalisation systématiques de cédéroms pédagogiques pour l'enseignement des sciences à l'école primaire. En effet, l'utilisation du cédérom comme support pédagogique présente de nombreux atouts (interactivité, nombreuses illustrations et animations possibles, diffusion aisée via internet…) comme l'a démontré le transfert du module "Soulever les choses lourdes". Les initiatives de cédéroms étant jusqu'ici des actions isolées, l'objectif du projet est de donner une cohérence aux cédéroms existants et futurs en concevant une "matrice" pertinente pour l'enseignement des sciences (définition des rubriques et de leur articulation, liens…), ce qui inclut le choix d'un environnement graphique et fonctionnel adapté aux caractéristiques des futurs utilisateurs. Ce projet correspond à un besoin fort au niveau d'Innopole, qui souhaite créer et mettre à disposition des écoles une "collection" homogène de supports pédagogiques d'enseignement des sciences à partir des sources très diverses existantes.

Aujourd'hui, ce partenariat a acquis trois caractéristiques essentielles :
i) Il est inscrit dans la formation de l'ECL par le biais des projets d'études proposés au sein des départements d'enseignement et de recherche.
ii) La durée des actions engagées (actuellement 15 mois) est telle qu'elle permet un réel approfondissement du travail réalisé.
iii) Enfin, le partenariat s'appuie sur un encadrement scientifique solide apporté par un ou des laboratoires.

Ce partenariat est un succès amené à perdurer car au-delà d'un engagement citoyen et du sens de l'intérêt commun, chaque partenaire y trouve aussi ses propres intérêts :

- Les écoles et les enseignants bénéficient d'une aide scientifique (documents d'accompagnement scientifiques expliquant dans un langage clair les notions scientifiques associées au thème traité) et de la création d'outils pour la pratique en classe.

- L'engagement des scientifiques (enseignants, chercheurs) s'inscrit pleinement dans leur mission de diffusion de la connaissance. En effet, La main à la pâte vise à faire acquérir aux enfants une culture scientifique de base par la construction de notions-clés abordées progressivement, de plusieurs manières différentes. Cette méthode pédagogique suscite chez les enfants une curiosité, une réflexion scientifique et permet de mettre progressivement en place une démarche scientifique, une méthodologie.

- La formation des ingénieurs s'enrichit d'une formation humaine en renforçant la capacité d'adaptation et l'ouverture d'esprit des étudiants. La démarche suivie permet aussi d'atteindre un double objectif : l'intégration de leur activité scientifique et technique dans un environnement humain et social de manière à favoriser le sens du contact, le goût des relations humaines, du travail en équipe, et la préparation de l'ingénieur à devenir lui-même un formateur capable de faire évoluer son environnement professionnel.