L'apprentissage par enquête est une approche philosophique de l'enseignement-apprentissage de la construction des savoirs favorisant une compréhension approfondie du monde. Cette approche est ancrée dans la recherche et dans les modèles constructivistes. Elle permet à l'enseignante d'aborder des concepts et du contenu à partir du vécu, des intérêts et de la curiosité des élèves pour donner du sens au monde qui les entoure. Elle facilite l'engagement actif dans un cheminement personnel, collaboratif et collectif tout en développant le sens de la responsabilité et l'autonomie. Elle offre à l'élève des occasions :

• de développer des compétences tout au long de sa vie; 
• d'aborder des problèmes complexes sans solution prédéterminée;
• de remettre en question des connaissances;
• d'expérimenter différentes manières de chercher une solution;
• d'approfondir son questionnement sur le monde qui l'entoure.

Dans l'apprentissage par enquête, l'élève vit un va-et-vient entre ses découvertes, ses perceptions et la construction d'un nouveau savoir. L'élève a ainsi le temps de réfléchir sur ce qui a été fait et sur la façon dont il l'a fait, ainsi que sur la façon dont cela lui serait utile dans d'autres situations d'apprentissage et dans la vie courante.

La construction des savoirs par enquête est un processus d'exploration et d'investigation qui structure l'organisation de l'enseignement-apprentissage. Il permet à l'élève de participer activement à l'élaboration et l'exploitation des questions captivantes. Ainsi, l'élève garde sous différentes formes des traces de sa réflexion, de son questionnement, de ses réponses et des différentes perspectives. Cela peut devenir une source d'évaluation des apprentissages et du processus lui-même. Cette documentation favorise un regard en profondeur de ce que l'élève sait, comprend et peut faire.

Ce processus comprend différentes phases non linéaires telles que planifier, recueillir, traiter, créer, partager et évaluer, avec des points de départ et d'arrivée variables. La réflexion métacognitive soutient ce processus. Des questions captivantes sur des sujets, problèmes ou défis se rapportant aux concepts et au contenu à l'étude déclenchent le processus d'enquête.

Une question captivante : 

• s'inspire du vécu, des intérêts et de la curiosité de l'élève;
• provoque l'investigation pertinente des idées importantes et de la thématique principale; 
• suscite une discussion animée et réfléchie, un engagement soutenu, une compréhension nouvelle et l'émergence d'autres questions; 
• oblige à l'examen de différentes perspectives, à un regard critique sur les faits, à un appui des idées et à une justification des réponses; 
• incite à un retour constant et indispensable sur les idées maitresses, les hypothèses et les apprentissages antérieurs; 
• favorise l'établissement de liens entre les nouveaux savoirs, l'expérience personnelle, l'accès à l'information par la mémoire et le transfert à d'autres contextes et matières.

En sciences, les enseignants et les élèves peuvent se servir des quatre contextes d'apprentissage (l'enquête scientifique, la résolution de problèmes technologiques, la prise de décision STSE et les perspectives culturelles - voir plus loin « contextes d'apprentissage » pour plus de détails) comme amorce pour commencer la démarche d'enquête. Cette démarche peut devenir une occasion d'apprentissage interdisciplinaire reflétant la nature holistique de notre vie et de l'environnement mondial interdépendant.

Les défis-sciences, qui peuvent comprendre les expo-sciences, les ligues de sciences, les olympiades de sciences ou les recherches de talents devraient être considérés comme des méthodes d'enseignement appropriées pour les élèves, pour une unité, plusieurs unités ou en conjonction avec d'autres matières. Les enseignants peuvent incorporer des activités de défis-sciences dans le cadre du programme de sciences ou les traiter comme activités parascolaires, comme les sports ou les clubs scolaires. Si les défis-sciences se font dans le cadre des activités en classe, les enseignants devraient prendre ces directives en considération. Elles ont été adaptées du document intitulé Position Statement on Science Competitions, de la National Science Teachers Association (1999) : 

• La participation des élèves et du personnel doit être volontaire et ouverte à tous les élèves. 
• L'accent doit être mis sur l'expérience d'apprentissage plutôt que sur la compétition. 
• Les concours scientifiques doivent compléter et mettre en valeur d'autres enseignements, et soutenir la réalisation d'autres résultats d'apprentissage du programme. 
• Les projets et présentations doivent être le résultat du travail des élèves, tout en reconnaissant le mérite des autres personnes pour leurs contributions.
• Les concours scientifiques doivent favoriser le partenariat entre les élèves, l'école et la communauté scientifique. 

Les activités de défis-sciences peuvent se tenir uniquement au niveau de l'école ou pour préparer les élèves à l'une des expositions régionales ou, éventuellement, comme une étape en vue de l'Expo-sciences pancanadienne. Même si les élèves peuvent être motivés par les prix, les récompenses et la possibilité de bourses, les enseignants doivent souligner que dans la réalisation d'un projet d'expo-sciences, l'important est de faire de nouvelles expériences et d'acquérir de nouvelles habiletés qui vont au-delà des sciences, de la technologie ou du génie. Les élèves apprennent à présenter leurs idées à un public authentique, qui peut être constitué de parents, d'enseignants et de scientifiques de haut niveau dans un domaine donné.

En règle générale, les projets d'expos-sciences prennent la forme suivante : 

• Une expérience, qui est une expérience scientifique originale à partir d'hypothèses précises et originales. Les élèves doivent contrôler toutes les variables importantes et faire la démonstration de techniques appropriées de collecte et d'analyse des données. 
• Une étude, qui consiste à recueillir des données pour révéler une régularité ou une corrélation. Les études peuvent porter sur des relations de cause à effet et des investigations théoriques sur des données. 
• Une enquête portant sur des sujets humains; une innovation, qui traite de la création et du développement d'un nouveau dispositif, d'un nouveau modèle ou d'une nouvelle technique dans le domaine technologique. Ces innovations peuvent avoir des applications commerciales ou profiter aux humains. 

La Fondation Sciences Jeunesse Canada (http://www.youthscience.ca/fr) donne d'autres informations sur les expos-sciences au Canada.