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Cet ouvrage n'adopte pas une vision unique de ce que sont les démarches d'investigation scientifique ou de conception technologique à l'école. Il met en évidence, de manière critique, que derrière le consensus apparent sur l'importance et la signification de ces démarches se cachent de nombreuses divergences et tensions. Ainsi, si des auteurs plaident pour une distinction entre les démarches de conception technologique et les démarches d'investigation scientifique, d'autres considèrent que la démarche d'investigation scientifique (au singulier) est adaptée à toutes les disciplines scolaires ; alors que certains associent ces démarches à l'idée du développement d'un raisonnement (ou d'une pensée) scientifique et d'une rationalité technique, elles sont souvent définies par d'autres comme des procédures opératoires, en faisant appel à un nombre limité d'attributs (étapes, phases, etc.) qui, en plus, varient en fonction des auteurs et des curriculums ; si, parfois, elles sont considérées comme des contenus à apprendre (une composante de la structure disciplinaire), il n'est pas rare que des auteurs ou des programmes les traitent davantage comme des démarches pédagogiques générales (des moyens favorisant les apprentissages) ; alors que certains plaident pour une diversité des démarches même dans le champ des sciences, d'autres les présentent en se référant prioritairement au modèle expérimental.
S'adressant aux chercheurs, aux formateurs d'enseignants à l'université et dans le milieu scolaire, aux étudiants en formation et aux études supérieures ainsi qu'aux enseignants, les chapitres qui composent cet ouvrage montrent la nécessité de conceptualiser ces démarches en faisant appel aux rationalités scientifiques et techniques que permettent d'éclairer notamment l'histoire et l'épistémologie des disciplines scientifiques et techniques.