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 On désigne sous ce nom des travaux manuels qui consistent dans la réalisation, par des élèves, d'expériences de sciences physiques et naturelles, exécutées ou seulement décrites par le professeur pendant ses leçons.

En 1866, ces travaux pratiques, qui n'existaient que dans l'enseignement supérieur, furent introduits, à titre d'essai, dans l'enseignement secondaire spécial. Depuis, ils sont devenus obligatoires à l'école normale primaire : l'arrêté du 3 août 1881 dit qu' « en deuxième et troisième année, les élèves seront exercés aux manipulations » ; et la nouvelle réglementation de 1905 les prévoit au cours des trois années dans les écoles normales d'instituteurs, en troisième année seulement pour les institutrices. En outre, le plan d'études de 1902 les a introduits dans les programmes du 2^e cycle de l'enseignement secondaire sous la rubrique : « Exercices pratiques de sciences ».

L'enseignement des sciences physiques en général, de la chimie en particulier, ne peut porter ses fruits que s'il a pour base l'expérience. On oublie vite une leçon orale, même lorsqu'elle est accompagnée de quelques expériences vues de loin ; on se souvient beaucoup mieux des expériences à l'exécution desquelles on a participé ; par suite, les lois, les principes scientifiques dont ces expériences sont la manifestation, non seulement restent mieux gravés dans l'esprit, mais sont compris dans leur véritable sens.

L'enseignement des premières notions de sciences physiques que renferment les programmes primaires doit être d'autant plus expérimental qu'il est plus élémentaire. Tous les énoncés de lois ou de principes à formuler doivent être la conclusion de faits observés par les élèves ou d'expériences réalisées devant eux et au besoin avec leur participation.

En résulte-t-il qu'il faille songer à établir un laboratoire à l'école primaire? Evidemment non ; les appareils n'y seraient pas à leur place, et l'argent manque pour les acheter. Mais il n'en est pas de même à l'école normale ; là, les appareils et le laboratoire sont indispensables.

Examinons en quoi doit consister ce dernier et le parti qu'on en peut tirer à l'école normale ; nous verrons ensuite par quoi et comment on peut le remplacer à l'école communale, tout en conservant à l'enseignement des sciences physiques le caractère élémentaire et expérimental qui lui est absolument indispensable.

Les élèves des écoles normales sont destinés à enseigner, pour la plupart, dans les écoles rurales où le matériel scientifique fera toujours défaut. Pendant leur séjour à l'école normale, il faut exécuter devant eux, au moyen des appareils du cabinet de physique et des ustensiles et produits du laboratoire, les expériences relatives aux lois physiques et aux réactions chimiques fondamentales ; mais il faut surtout leur faire exécuter par eux-mêmes la plupart de celles qui peuvent se réaliser partout à peu de frais, c'est-à-dire sans le secours des appareils de la collection de l'école. Ces expériences sont nombreuses, et leur réalisation bien comprise pourra concourir efficacement au développement de l'adresse des doigts, autrement dit à l'enseignement manuel aujourd'hui obligatoire.

En ce qui concerne la chimie surtout, l'organisation des travaux pratiques est chose facile. On n'apprend la chimie qu'en manipulant ; mais il est bon de remarquer qu'il n'est nullement nécessaire, comme on l'a cru longtemps, de recourir à un outillage considérable pour donner aux élèves de l'école normale une instruction appropriée à leurs besoins actuels et à leur destination ultérieure. Quelques manipulations bien choisies, exécutées avec des appareils peu compliqués et des produits peu coûteux, sont parfaitement suffisantes.

Mais pour que les manipulations soient fructueuses, la direction du professeur doit être de tous les instants ; elle est incertaine et insuffisante si les élèves, dans les débuts surtout, exécutent simultanément des travaux différents ; en outre, la surveillance est difficile et l'inexpérience des débuts peut occasionner des accidents.

Dans les travaux pratiques qui accompagnent certains cours de chimie de l'enseignement secondaire, les élèves d'une division sont ordinairement partagés en groupes de deux ou trois, pour chacun desquels on choisit un sujet distinct de manipulations ; les différents groupes alternent à chaque séance jusqu'à épuisement de la série. Avec cinq ou six sujets d'étude à la fois, une direction efficace devient impossible pour un professeur unique ; les élèves se découragent à cause des insuccès forcément nombreux ; deux heures, qui semblent longues, se passent à la médiocre exécution d'expériences pour lesquelles une heure aurait suffi si l'emploi du temps avait été bien réglé dans les détails ; la conséquence habituelle est que les manipulations sont insignifiantes.

La méthode que nous avons appliquée et fait appliquer supprime la plupart de ces inconvénients du début, et, ce qui ne gâte rien, elle est peu coûteuse. Voici succinctement en quoi elle consiste :

Le maître, placé devant une table, sur une estrade élevée, bien en vue des élèves répartis par groupes de deux, fait simultanément avec eux la même opération. Il y a peu d'hésitation de la part des élèves, par suite peu de temps perdu ; en outre, s'il y a insuccès accidentellement pour un groupe, le résultat est néanmoins atteint, car les groupes voisins auront réussi leur expérience.

Il y a avantage à fractionner le travail de chaque séance ; le professeur explique d'abord, en l'exécutant, la première partie d'une expérience, et il ne passe à la seconde que lorsque les élèves ont répété la première. Qu'il s'agisse, par exemple, de l'étude du gaz carbonique : le professeur explique le montage de l'appareil en le réalisant, ce qui n'exige que quelques minutes, si le matériel a été préparé d'avance ; puis les élèves montent leur appareil à leur tour. Le professeur met ensuite la craie, l'eau et l'acide dans le flacon producteur du gaz à étudier, il en recueille une éprouvette en expliquant la réaction qui l'a produit ; les élèves répètent la même préparation et recueillent quelques éprouvettes ou flacons de gaz. Puis la séance se continue par l'examen des propriétés du gaz : il est asphyxiant, plus lourd que l'air, soluble dans l'eau, l'eau de chaux est troublée, puis éclaircie, etc, etc.

Si les explications relatives à la totalité des expériences d'une séance étaient données tout d'abord et une fois pour toutes, des retards se produiraient inévitablement pour quelques groupes, soit parce que la direction ferait défaut au moment convenable, soit par suite de la différence de l'habileté de chacun, soit pour toute autre cause ; un groupe aurait fini à moitié son travail seulement, tandis qu'un autre terminerait le sien. Dans les deux cas, l'observation des phénomènes laisserait à désirer ; l'élève a besoin qu'on lui apprenne à observer, ce qui n'est guère possible que si les exercices se font avec ensemble.

Toutefois, quand les élèves auront acquis une certaine habileté, et ce sera le cas pour les élèves de -troisième année d'école normale, il sera bon de les habituer à se passer de direction ; il n'y aura plus alors d'inconvénients à ce que les expériences diffèrent dans chaque groupe.

Une séance de manipulations est une classe où la discipline doit être observée plus strictement même que partout ailleurs, à cause des dangers que peut présenter le maniement des liquides corrosifs employés dans les expériences inoffensives seules autorisées. Si les élèves trouvent, à la place qui leur est réservée, les produits nécessaires aux expériences du jour, s'ils ont à leur portée l'eau, le gaz ou le chauffage, la hotte de tirage et leur matériel, ils n'auront aucun motif de quitter leur place : c'est là une condition de bon ordre.

Nous ne pouvons entrer dans de plus longs détails au sujet de l'installation matérielle d'un laboratoire |

approprié aux manipulations ; nous renverrons le lecteur que la question intéresse plus particulièrement à la description du laboratoire de l'ancienne Ecole normale de travail manuel qu'a donnée la Revue pédagogique du 15 février 1883. Nous dirons seulement que l'installation a coûté environ 100 francs pour la place de chaque élève ; cette dépense a été moins élevée en province, où l'on s'est contenté en général d'une installation moins confortable. Quant à la dépense annuelle d'entretien, 20 francs par groupe de deux élèves suffisent à la réalisation de toutes les expériences nécessaires.

Le sujet des manipulations doit concorder, autant que possible, avec celui des leçons proprement dites qui auront précédé ; il sera résumé succinctement par chaque élève ; des figures simples au trait, sans hachures ni ombres, représenteront l'expérience exécutée ; elles seront accompagnées d'une légende, des formules avec chiffres à l'appui s'il y a lieu ; dans la plupart des cas, il n'en faudra pas davantage pour que l'élève, d'un seul coup, retrouve, présents dans sa mémoire, les points fondamentaux d'une leçon. Les longues pages de détails, copiées le plus souvent dans un livre, équivalent à du temps perdu pour l'élève ; il ne les relit presque jamais.

Plusieurs chapitres de physique, dont la partie expérimentale n'exige pas d'appareils proprement dits, peuvent fournir la matière de quelques séances de travaux pratiques : les propriétés des liquides, la pression atmosphérique, la chaleur et l'électricité s'y prêtent fort bien. Il en est de même de quelques sujets importants de physiologie : estomac, digestion, fonction chlorophyllienne, etc.

L'élève-maître, apprenant à faire des expériences concluantes au moyen d'objets usuels, s'habituera à introduire la partie expérimentale dans les nombreuses leçons de choses qui en sont susceptibles ; s'il s'exerce dans ce sens à l'école annexe, l'excellence des résultats obtenus l'engagera à continuer plus tard à l'école du village, car il sera convaincu que les définitions sont insuffisantes pour faire comprendre à un enfant la signification d'un terme scientifique, tandis qu'avec une expérience simple on y arrive mieux et beaucoup plus vite.

La conclusion de ce qui précède est qu'il y a nécessité d'installer à l'école normale primaire supérieure un laboratoire permettant d'exécuter des manipulations d'ensemble ; celles-ci présentent des avantages suffisamment nombreux pour justifier une dépense compensée largement du reste par l'économie de temps réalisée.

Il faut que le matériel confié à chaque élève, ou à chaque groupe de deux élèves, permette de réaliser un assez grand nombre d'expériences concluantes, et en outre que le prix en soit assez minime pour qu'on puisse toujours se le procurer, même dans l'école la moins bien dotée. Dans ces conditions, l'élève-maître, ayant acquis l'habileté nécessaire pendant son séjour à l'école normale, pourra, sans trop de tâtonnements, exécuter à peu de frais des expériences simples et démonstratives ; en outre, devenu instituteur, il ne pourra, pour négliger une démonstration expérimentale, se retrancher derrière une impossibilité matérielle.

Il nous parait utile d'insister sur ce fait qu'une expérience concluante est ordinairement d'autant plus persuasive, pour des commerçants, qu'elle est faite avec un appareil plus simple, avec des objets connus de tout le monde. Dans les cours élémentaires de l'enseignement secondaire, l'attention des élèves est parfois détournée de sa véritable ligne par les complications des machines servant aux démonstrations ; les cloches de verre, les brillantes pièces métalliques, qui attirent surtout le regard, voilent par trop les organes principaux d'une apparence ordinairement plus modeste. Il reste enfin souvent, dans l'esprit des jeunes auditeurs, cette appréciation inexacte, que l'expérience réussit seulement si les appareils ont une disposition déterminée, ce qui est bien opposé à l'idée fondamentale qui doit avant tout ressortir d'une démonstration expérimentale, à l'idée de loi.

Nous ne voulons pas dire par là que les appareils rudimentaires soient préférables à ceux de nos collections, mais simplement qu'il faut approprier les moyens de démonstration au caractère des leçons : tandis que, pour les débuts, des objets usuels, des appareils rudimentaires peu coûteux, qu'on n'a pas peur de briser, conviennent à merveille, il faut, au contraire, et nécessairement, pour les cours proprement dits, pour les conférences savantes surtout, des appareils de précision.

Au professeur de l'école normale seront réservés, pour ses leçons, les appareils des collections ; aux élèves, on apprendra, dans les manipulations, à exécuter des expériences simples, qu'ils pourront plus tard reproduire partout, même avec les plus modestes ressources.

Si l'instituteur ainsi préparé peut se procurer, outre les objets ordinaires de bureau et les ustensiles de ménage qu'il aura toujours sous la main, un petit matériel composé de quelques tubes, ballons, flacons, etc., et d'une douzaine de produits chimiques, il sera suffisamment outillé pour que, dans ses petites leçons sur les sciences physiques, la partie expérimentale ne soit pas négligée.

Cette partie expérimentale est indispensable, mais elle ne suffit pas ; elle sert de base à la leçon proprement dite, non moins indispensable, et qui consiste, à l'école primaire, en explications verbales données par le maître sur des choses vues, et en lectures courantes sur des sujets appropriés.

A l'Exposition de 1900, de nombreuses écoles normales avaient envoyé des spécimens intéressants de l'outillage préparé par les élèves-maîtres en vue de leurs futures leçons de choses expérimentales. La « boite de manipulations », confectionnée à l'atelier de travail manuel et garnie au laboratoire, rend maint service non seulement à la classe du jour, mais aussi à celle du soir.

La nouvelle réglementation de 1905 réserve, à l'horaire des écoles normales d'instituteurs, quatre heures par semaine, en 1^re et en 2° année, pour un enseignement intitulé : Travaux manuels, manipulations et travaux agricoles, et une heure en 3° année pour des Manipulations chimiques et agricoles qui font partie du programme de physique et chimie. Les Manipulations scientifiques figurent pour un total de trente-deux heures, en 3^e année seulement, dans le plan d'études des écoles normales d'institutrices.

Voici les programmes officiels :

ECOLES NORMALES D'INSTITUTEURS. — Travaux manuels, manipulations et travaux agricoles. — B. Manipulations (1^re et 2^e années). — Montage d'appareils simples, travail du verre et des bouchons.

Expériences élémentaires sur les corps suivants : oxygène, air, hydrogène, eau, charbon, gaz carbonique, gaz d'éclairage, carbonate et phosphate de chaux, sels employés comme engrais.

Expériences simples de physique élémentaire : pression des liquides, de l'atmosphère ; force élastique des gaz ; emploi du thermomètre ; dilatation et changements d'état des corps ; vapeurs ; conductibilité pour la chaleur ; lois du pendule ; actions réciproques des pôles magnétiques, spectre magnétique, aimant brisé ; électrisation par frottement ; attractions, répulsions, étincelle ; montage d'une pile ; électrolyse de l'eau ; confection d'un électro-aimant.

Physique et chimie. — C. Manipulations chimiques et agricoles (3^e année). — Expériences sur les propriétés essentielles des produits employés en agriculture et en hygiène, réactions qui les caractérisent.

Séparation des éléments constitutifs d'une cendre, d'une terre, d'un terreau.

Préparation des engrais pour cultures démonstratives.

Préparations des graines pour semences et des substances employées à combattre les maladies des plantes.

Expériences de germination.

Préparation et propriétés essentielles des principes immédiats les plus importants contenus dans les matières suivantes : farine, pommes de terre, lait, bois.

Dosages simples : calcaire d'une terre, alcool d'un vin.

D. Exercices d'adaptation en vue de l'école primaire. — Expériences propres à illustrer les leçons de choses et l'enseignement élémentaire des sciences à l'école primaire.

Directions pédagogiques. — Le programme de physique et chimie (3^e année) comporte trois sortes d'exercices :

A et B. Des leçons plus spécialement destinées à compléter l'instruction des élèves-maîtres, en les faisant revenir sur les questions les plus difficiles de la mécanique, de l'électricité, et de la chimie générale ;

C. Des travaux pratiques propres à servir d'application à la chimie et de préparation aux travaux agricoles ;

D. Des exercices d'adaptation en vue de l'école primaire.

Ces derniers occuperont la plus grande part du temps accordé. Ils ont pour but de rendre les élèves-maîtres capables de réaliser les expériences qui doivent accompagner l'enseignement élémentaire des sciences à l'école primaire.

Le matériel nécessaire a été prévu par le décret du 29 janvier 1890, mais le professeur n'oubliera pas que ces expériences doivent être effectuées à l'aide des objets les plus simples, les moins coûteux, à l'aide de ceux que tout instituteur peut aisément se procurer. Il serait à désirer que chaque élève-maître pût emporter de l'école normale un choix d'appareils simples, en partie fabriqués par lui, ainsi que la liste des objets usuels et des produits qui lui serviraient plus tard à réaliser ses expériences.

L'instruction officielle du 4 janvier 1897, relative à l'enseignement des notions élémentaires d'agriculture dans les écoles rurales, a déterminé la plupart des démonstrations qui doivent être faites à l'école primaire. Le professeur les complétera par des expériences destinées à expliquer les notions de physique et de chimie qui ont leur application dans l'industrie, l'hygiène ou l'économie domestique. Une partie de ces expériences peuvent être empruntées au programme donné dans l'instruction du 25 avril 1898.

Le professeur établira son programme de manipulations de manière à réaliser les principales expériences que l'on peut faire au cours moyen de l'école primaire. Il ne séparera pas la physique, la chimie, l'histoire naturelle de manière à en faire des enseignements distincts, mais il les réunira au point de vue de leurs applications pratiques, ainsi que le prescrit le programme des écoles primaires élémentaires. La distribution des exercices sera faite de manière à utiliser, pour les démonstrations, les facilités offertes par les saisons : ce qui se rapporte au développement des végétaux et aux travaux d'horticulture sera, par exemple, réservé pour le printemps et l'été.

ECOLES NORMALES D'INSTITUTRICES. — Manipulations, Exercices pratiques d'arithmétique (3^e année). — (Le professeur prélèvera, sur les 40 heures de l'année, environ huit heures pour des exercices pratiques d'arithmétique).

Les directions pédagogiques relatives aux manipulations reproduisent, pour les institutrices, celles qui ont été données ci-dessus pour les instituteurs ; elles contiennent, en outre, le paragraphe suivant) :

Le professeur insistera sur les observations que les principales opérations culinaires suscitent, et sur l'explication des phénomènes constatés et le parti qu'on en peut tirer : ébullition de l'eau, de l'alcool et de leur mélange ; corps que la chaleur décompose avant leur changement d'état (bois, sucre, graisses) ; conductibilité des corps usités pour la fabrication des ustensiles de cuisine ; oxydations causées par les fourneaux à gaz ; action de l'eau, de la chaleur sur les matières sucrées, féculentes, les viandes, les graisses, etc. Il expliquera, au moyen d'expériences, les propriétés des principaux produits employés dans les industries domestiques : corps gras et alcali?, potasse, soude, ammoniaque, borax, sel d'oseille, eau de Javel, eau de cuivre, tripoli, blanc d'Espagne, essence de térébenthine, cire, etc.

ECOLES PRIMAIRES SUPERIEURES. — Parmi les travaux d'intérieur prévus aux programmes des trois années de la section agricole (garçons) figurent des manipulations à exécuter au laboratoire ; en voici la liste :

Graines. — Détermination de la nature des graines de plantes cultivées et des graines de mauvaises herbes. Graines de cuscute ; décuscutage. Détermination de la pureté des semences et de leur pouvoir germinatif.

Terres. — Leur composition ; leurs éléments minéralogiques ; analyse physique des terres. Roches de la localité, terres qui en proviennent ; terres de transport. Prise d'échantillons d'une terre à faire analyser ; distinction du sol et du sous-sol.

Engrais. — Caractères extérieurs des engrais du commerce ; moyens de les distinguer. Prise d'échantillons d'engrais commerciaux à faire analyser. Mélanges d'engrais.

Dosages faciles. — Calcaire d'un sol ; sucre et alcool d'un vin ou d'une boisson fermentée.

Laiterie. — Etude du lait ; détermination de la quantité de crème. Fabrication du beurre, de la présure, du fromage ; moyens d'assurer une grande propreté.

Remèdes pour les plantes. — Fabrication de la chaux vive ; préparation du lait de chaux, de solutions de sulfate de cuivre, de bouillies cupriques. Sulfatage et chaulage des semences.