Questions to the experts

Je dois d'abord préciser que je ne suis spécialiste ni des représentations graphiques, ni de la petite enfance. Je n'ai pas pu, en outre, ouvrir les images, donc prendre connaissance des dessins proposés. Je me risque toutefois à quelques réflexions.
1. Sur les dessins "Un petit ouvrage sur les dessins d'enfants (qui date un peu...) m'apprend que les enfants dessinent tout d'abord ce qu'ils pensent ou imaginent."
Il pourrait s'agir de celui de Luquet (1927), Le dessin enfantin, Delachaux et Niestlé. Je crois pouvoir dire qu'il est encore d'actualité. Je ne sais pas si d'autres travaux ont eu lieu depuis (ce serait probable), mais pour ma part, je l'ignore. En tout cas, les didacticiens "classiques" n'ont pas, à ma connaissance, travaillé sur ce sujet au niveau d'enfants si jeunes.
2. Sur les caractéristiques de la pensée enfantine. "Marie possède un point de vue : global, syncrétique ? (Il y a une différence entre ces termes ?)"
Le syncrétisme est effectivement une représentation globale mais aussi confuse, dans laquelle l'enfant ne distingue pas le détail de l'essentiel, accorde à l'apparence une réalité qu'elle ne possède pas. Les caractéristiques du dessin à 5-6 ans, telles qu'elles sont décrites par Luquet, sont tout à fait révélatrices du syncrétisme enfantin. L'enfant s'attache à des détails, mélange les plans, représente des parties qui, normalement, sont masquées par d'autres...
3. "Démarche scientifique" ou objectifs ? "La démarche scientifique consisterait alors, en ce moment dans notre classe, à dépasser le point de vue des apparences premières..."
Là, je pense que vous confondez démarche et objectifs poursuivis. Ce que vous proposez est pertinent, mais il s'agit d'un objectif. Reste à savoir par quelle(s) démarche(s) vous allez les atteindre.
4. Quelles démarches à l'école maternelle ? Vous n'avez peut-être pas eu la possibilité, dans un message électronique, de développer tous les aspects de la démarche suivie. Si l'on en reste à celle qui est explicitée (observation directe, puis à la loupe), je vous inviterais à être attentive à quelques limites.

4.1. L'observation, à quelque niveau que ce soit, n'est pas le point de départ d'une démarche scientifique. L'observation n'est pas première, ni dans l'élaboration des savoirs savants, ni dans la construction des connaissances de l'enfant (de maternelle, de primaire ou d'ailleurs...). Dans le contexte de l'école maternelle, le véritable moteur de l'apprentissage est le projet de l'enfant, son désir d'agir en direction d'un but qu'il s'est fixé (ou qu'on lui a fait partager) et qu'il se représente mentalement. Les élèves avaient-ils un but, un projet, une question, une raison qui les conduit à chercher une aide dans l'observation ? Si tel n'est pas le cas, le tas de sable risque de rester un terrain de jeu et non un objet d'étude.

4.2. Toute observation est "décodée" par le cerveau. Ainsi les caractéristiques de la pensée de celui qui observe influencent ce qu'il retire de l'observation. C'est vrai chez le jeune enfant mais aussi chez le scientifique (les exemples ne manquent pas dans l'histoire des sciences). Ce n'est pas un cercle vicieux, mais une contrainte forte qui limite l'efficacité de l'action didactique.

4.3. Les élèves, n'en doutons pas, sont toujours d'accord pour jouer avec du sable, surtout s'il est humide. Mais c'est une expérience qui devient banale en G.S. En revanche, ils n'ont certainement pas eu souvent l'occasion de toucher une loupe. C'est vers cet objet "magique" que risque de se porter leur intérêt, au détriment des grains de sable.
Finalement, à l'école maternelle, je crois qu'il faut privilégier les situations qui donnent aux élèves des possibilités d'action effective. "Comment ferais-tu pour?..." est un point de départ particulièrement "porteur". Guidée par la réussite ou par l'échec du projet, la pensée de l'enfant progresse par tâtonnement et régulation, et s'affranchit, très progressivement et très lentement, de ses caractéristiques enfantines.
5. Perspectives pédagogiques L'une de vos demandes concerne l'évolution des capacités de l'enfant à représenter l'espace. Je ne connais aucun ouvrage faisant réellement référence (je l'ai précisé plus haut), mais je me suis inspiré récemment d'un article intéressant pour proposer des situations en GS et CP (Lacroix Daniel, 1992, "Boîtes à trous et jeux de formes", Grand N, n°55, I.R.E.M. de Grenoble). Nous nous éloignons de votre sujet initial (l'observation de la matière), mais je pense que l'idée vaut le détour. Il s'agit en G.S. d'engager les élèves dans la construction (pour la classe des "petits") de ces "boîtes à trous" qui ne laissent passer les objets que s'ils sont présentés selon la bonne orientation. La construction de la face principale de cette boîte impose une représentation selon une unique face. La complexité des objets choisis permet de s'adapter à l'âge et aux capacités des enfants. Nous avons principalement travaillé à partir d'un chariot (appelé voiture) dont le schéma est fait ci-dessous.
Deux boîtes ont été construites, chacune représentant une vue (de profil et de face). La validation est faite par les élèves : il faut que la voiture "passe juste".
Différentes activités ont été menées : tracer des empreintes, reconnaître parmi plusieurs "fenêtres" celle qui correspond à l'objet présenté, reconnaître parmi plusieurs objets celui qui passe juste dans une fenêtre présentée...
Voici, "en gros" les conclusions que je tire. Initialement la plupart des élèves représentent les cylindres en mélangeant deux plans (classique, selon Luquet).
Après l'activité, on peut être déçu de constater qu'ils n'ont pas, apparemment, modifié leur représentation. Mais en les interrogeant, on se rend compte qu'il y a, pour eux, deux modes de représentation : "le vrai dessin" (leur représentation spontanée) et "le trou de la boîte" qu'ils sont capables de représenter dans les cas les plus simples. Si l'objet est complexe, ils le placent sur leur feuille et tracent le contour au crayon. Les élèves ont manifestement progressé dans leur aptitude à représenter l'espace. Il reste que le "trou de la boîte" n'a pas, pour eux, le statut d'un dessin. Ils n'ont pas encore "unifié" deux modes de représentation : le trou qui demeure contextualisé à l'activité réalisée et le dessin qui reste le produit de leur activité motrice et symbolique. Malgré cela, je crois que l'on peut conclure à des progrès significatifs.
Nous avons mené d'autres activités, en classe de CP, fondées sur des constructions en "LEGO" et des jeux de communication (un élève construit un objet, le représente, transmet son dessin à un autre qui doit construire l'objet). D'autres techniques de représentation ont été utilisées : photocopie des pièces suivie de découpage-collage (puzzle) ; photo numérique de l'objet suivie d'une reproduction sur calque ; et, bien sûr, activités autour des "fenêtres".
6. En conclusion... Le dessin de l'enfant est indissociablement lié à sa pensée. Les situations propices à l'évolution d'une composante sont aussi propices au développement de l'autre. Mais j'insiste sur la nécessité de bâtir des situations engageant les élèves dans l'action.

(autour du point n °3 de la réponse de Michel Rolando.)

Le sens du mot "objectif" dépend de la taxonomie dans laquelle nous nous situons (Bloom ou ...). Je me situe dans la réflexion de A.Giordan, Françoise et Jack Guichard. (cf Des Idées pour apprendre Z éditions). Je cite: "L'analyse des conceptions des enfants permet ainsi une première adaptation des objectifs.(...).
- Objectifs notionnels.(...)
- Objectifs de démarches."
(Il est question de la démarche des enfants et non de la démarche de l'enseignant).
Tout d'abord, La question :"démarches scientifiques ou objectifs ?" laisse apparaitre un rapport logique d'exclusion. Le "ou" n'est-il pas ici, en effet, exclusif ? Cependant, "l'objectif de démarche" ainsi défini par l'équipe de Giordan, remplace l'exclusion par l'intégration. L'objectif de démarche est au cœur de l'apprentissage allostérique. La catégorisation des objectifs évoque un problème plus complexe. Il s'agit d'une interrogation sur nos cadres de références et systèmes de représentations...