Maquetación 1 - (CRDP) d`Aquitaine
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1. toute la classe et discut collectivement Tenir compte des r sultats obtenus pour arriver des conclusions valides Apr s que chaque enfant groupe a r alis l exp rience pr vue et not les r sultats obtenus il y a une mise en commun de tous les r sultats afin de faire le point y a t il des doutes sur certains r sultats obtenus Faut il recommencer certaines exp riences Quelles hypoth ses ont t valid es quelles hypoth ses ne l ont pas t MISE EN UVRE CONCRETE D UNE DEMARCHE D INVESTIGATION Est il n cessaire de faire d autres hypoth ses et exp riences et si oui lesquelles Cela peut tre un moment qui correspond la boucle d crite plus haut L efficacit de ces d bats d pend non seulement de l aptitude des l ves s exprimer oralement mais aussi de leur capacit s couter les uns les autres Il peut arriver dans certaines classes que la parole transite syst ma tiquement par l enseignant alors que les l ves pourraient d battre sans son interm diaire Cet apprentissage m rite qu on lui consacre le temps n cessaire tout en tant patient et d termin Gr ce lui la s ance de sciences est aussi l cole de la citoyennet Organisation de la classe Pour r aliser ce type de travail il est important d organiser d j spatialement la classe afin que les l ves et le ma tre soient bien install s Soit l cole dispose d une salle de sciences avec une r partitio2. produire des crits textes dessins sch mas graphes qui sont accept s en l tat et utilis s en classe comme moyens pour mieux apprendre Les l ves poss dent chacun un cahier d exp riences qui comporte en g n ral trois types d crits bien distincts les crits individuels les crits interm diaires et Les crits collectifs les deux premiers tant libres peu organis s tout au moins au d but En effet progressivement avec l aide du ma tre mais aussi par autocorrection l l ve organise ses notes am liore son orthographe et son expression crite A Les crits individuels Selon l ge des enfants cette partie individuelle comprend des dessins essentiellement pour les 5 6 ans qui ne savent pas encore ni lire ni crire des sch mas des textes divers un protocole exp rimental le mat riel n cessaire une hypoth se et ce que l l ve pense faire ou voir un compte rendu de l exp rience r alis e les r sultats L objectif de ce type d crits est d aider non seulement l l ve se souvenir mais aussi structurer sa pens e C est bien souvent en crivant que l on est amen r fl chir et comme le dit cet enseignant Quand les l ves avaient peu crit ils avaient insuffisamment r fl chi et le d bat qui s instaurait pour valider les hypoth ses dans les changes collectifs l oral tait pauvre sans cette phase d criture Il est donc tr s important que chaque enfant l utilise sans crai
3. MISE EN UVRE CONCRETE D UNE DEMARCHE D INVESTIGATION Bien souvent mais pas toujours ces id es entrent en conflit avec les explications scientifiques des ph nom nes tudi s Il est important de permettre une recherche d une nouvelle explication plus coh rente et cette recherche ne sera d autant plus motiv e que les l ves prendront conscience que leurs id es sont inexactes incompl tes ou en contradiction avec d autres Comment faire Permettre aux l ves d exprimer leurs id es les inciter les exprimer oralement ou par crit Prendre en compte ces id es sans les juger Ne pas les liminer d entr e de jeu m me si elles sont consid r es par l enseignant comme incorrectes Les prendre toutes en consid ration sans aucun jugement de valeur C est ensuite le travail d investigation qui permettra la plupart de ces id es de se modifier Organiser un d bat collectif Apr s une r flexion individuelle des l ves apr s leur avoir permis d changer entre eux et pas forc ment par l interm diaire du ma tre en prenant au s rieux les id es des l ves et en tenant compte de leurs questions l en seignant en organisant un d bat collectif permet chacun de s apercevoir qu il existe d autres id es que les sien nes que ces id es sont peut tre fond es sur des faits auxquels il n avait pas pens exemple des os de la colonne vert brale cit plus haut et qu il peut dans certains cas les tester en les
4. Cette question est venue car quel ques enfants pensaient que la colonne vert brale tait constitu e d un seul os mais d autres ont fait remarquer que si c tait le cas il serait impossible de se baisser pour ramasser un crayon par terre A la fin de tout ce travail des questions pr cises ont merg et les enfants sont all s chercher des r ponses dans la documentation en sachant tr s bien ce qu ils cherchaient 5 Ce n est pas qu en agissant sur et avec les objets que l on apprend c est aussi en parlant avec les autres enfants et en crivant aussi bien pour soi que pour les autres Inutile d insister longuement sur ce dernier point car nous aurons l occasion d y revenir Retenons seulement qu il ne suf fit pas d apprendre par c ur pour tre capable de r soudre des probl mes et que bien souvent c est en essayant de faire conna tre son point de vue que l on arrive trouver des r ponses ses questions Qui n a jamais dans sa vie rencontr un probl me et en essayant d expliciter ce probl me une tierce personne trouv lui m me une partie de la solution 2 ANDR MARIE AMP RE 1775 1836 physicien fran ais mais aussi chimiste biologiste et math maticien Ayant observ en 1820 l exp rience dite d Oersted dans laquelle l aiguille d une boussole est d vi e quand un courant parcourt un fil lectrique situ pr s d elle il difie en quelques jours la th orie des champs magn tiques un circuit parcou
5. Les l ves ne font pas qu observer ils peuvent identifier classer questionner faire des pr visions en explicitant les raisons de leur choix faire des simulations exp rimenter lorsque le sujet s y pr te noter leurs observations pour ensuite en faire une synth se Il va de soi que ces m thodes d acc s sont compl mentaires et sont quilibrer en fonction du sujet d tude Cependant chaque fois que cela est possible l action directe et l exp rimentation des l ves sont privil gier 3 Enseigner les sciences l cole 2002 Minist re de l Education Acad mie des sciences CNDP Paris Collection Ecole 79 pp L investigation un processus it ratif La d marche pas a pas Il est important de faire en sorte que les l ves comprennent ce qui est appris de ne pas favoriser un apprentissage superficiel qui r sulte d une motivation d bouchant sur la satisfaction d une r compense et non sur la satisfaction d avoir appris et compris quelque chose et donc acquis une ou des connaissances L ensemble de la d marche peut tre repr sent e par l extrait suivant qui d finit un cadre Cependant il est impor tant de noter que ce cadre n est pas un mode d emploi que l on doit suivre tape par tape mais un guide qui a pour objectif premier d aider le ma tre mieux situer ce qu il est en train de faire IL va de soi que selon les th mes trait s que selon les exigences des exp rimentati
6. entre autre chose distinguer le contenu l hypoth se par exemple du contenant l auteur de l hypoth se On peut affirmer que faire preuve d un esprit scientifique c est admettre presque comme consti tutif le droit l erreur et au tatonnement fruits d une pens e toujours fond e m me si elle s av re inexacte ou incompl te Il est donc du r le du maitre de ne pas syst matiquement prendre en compte toutes les propositions erron es mais de ne pas non plus les rejeter syst matiquement Certaines permettront de faire avancer l tude en cours Par ailleurs les rapports tablis dans la classe entre toutes ses composantes humaines doivent perme ttre l accueil de toute les propositions et leur traitements sans jugement sur les personnes mais en mettant le savoir questionn l preuve La posture professionnelle de l enseignant est fondamentale dans ce domaine 5 Que faire si Les l ves ne posent pas de questions Le questionnement peut venir du ma tre mais pr voir un questionnement suffisamment ouvert pour ne pas blo quer les l ves et suffisamment complexe pour qu ils ne trouvent pas imm diatement la r ponse cf plus haut 6 Que faire quand un l ve fournit imm diatement la solution toute la classe par exemple lors d un d bat La prendre comme hypoth se au m me titre que les autres l nonc de la solution par un l ve ne remplace ni le d bat ni l exp rimentation Rester neutre imperturbable 7 D
7. d un travail r alis Bergerac Dordogne France Durant l ann e 1998 1999 deux enseignants A et B ont dans leur classe de CE2 8 ans travaill sur fusion et solidification de l eau et en par ticulier sur la temp rature de fusion de la glace Ces deux enseignants qui ont suivi le m me stage de formation sur le sujet ont men diff remment leurs s ances Deux ans plus tard la question suivante a t pos e a ces l ves quelle est la temp rature minimum a partir de laquelle la glace fond Voici les r sultats QUELQUES PRINCIPES DE BASE DE LA DEMARCHE D INVESTIGATION x c En comparant ces r ponses avec les cahiers d exp riences on s aper oit que la majorit des l ves de la classe B donne le r sultat qu ils ont obtenu deux ans auparavant lors de la r alisation de leurs propres exp riences ce qui n est pas le cas des l ves de la classe A ce qui explique l talement des r ponses 1 3 et 2 3 En fait le ma tre de la classe B a fait travailler les l ves en groupe chaque groupe cherchant mesurer la tem p rature de la glace De plus ces l ves ont eu la possibilit de refaire l exp rience apr s une premi re confron tation des r sultats alors que le ma tre de la classe A a r alis sur une table une seule exp rience les l ves venant tour de r le relever la temp rature Ce r sultat indique quel point ce que l l ve apprend par lui m me en faisant lui m me
8. de l environnement culturel des l ves la germination les ombres les leviers l alimentation les circuits lectriques des programmes en vigueur et des objectifs g n raux adapt s aux enfants de l ge consid r Lorsque cet objet d tude est choisi il est impor tant de d finir la suite des notions que l on souhaite que les enfants acqui rent Ceci tant r alis il s agit de com mencer mais comment Quelle situation de d part choisir Il convient que cette situation favorise un questionnement de la part des l ves et aboutisse l nonc d un probl me r soudre probl me qui pourra prendre du temps pour sa r solution Arriver noncer un probl me est important car la science part de pro bl mes r soudre et pas seulement de l observation e Comment faire Quand un enseignant n a jamais enseign de sciences ou quand il n a jamais enseign de cette fa on cela n est pas toujours facile de construire une pro gression et de trouver des situations de d part tout au long de la pro gression qui permettent le questionnement et l action des l ves C est pourquoi il peut tre utile de consulter des exemples d ac tivit s et de les essayer afin de se familiariser avec la m thode pr conis e C est par la suite que l enseignant pourra construire lui m me ses propres situations de d part e Reprenons l exemple des sabliers la demande initiale tait annann d observer un sablier m
9. les exp riences est important et est rest ancr dans sa m moire 3 On n observe que ce que l on cherche observer En d autres termes il faut savoir ce que l on veut regarder pour le voir De nombreux travaux montrent tr s bien cela Citons quatre exemples Le premier concerne un futur professeur des coles qui durant sa derni re ann e de formation a eu r aliser un m moire professionnel sur le sujet de son choix Elle a choisi le th me de l observation se souvenant de sa propre scolarit En effet lors d une sortie scolaire elle avait pour consigne de trouver des fossiles Elle tait revenue les mains vides car elle ne savait pas ce qu elle devait chercher n ayant aucune id e de ce que pouvait tre un fossile e Le second concerne un enseignant qui souhaitait montrer aux enfants qu une bougie plac e sous un bocal br lerait plus longtemps si le bocal tait plus grand Cet enseignant avait pris trois bocaux de tailles diff rentes et expliqu aux enfants comment les placer en m me temps par dessus les trois bougies Tout se passa bien Pourtant lorsque le professeur leur demanda quelle diff rence ils avaient not entre les bocaux il fut d u par leur r ponse Aucune C est pareil pour tous Toutes les bougies se sont teintes Il est clair qu aucun enfant n avait observ ce que le professeur esp rait La r action des l ves auraient t diff rentes si avec une bougie et un bocal le
10. mod liser le fonctionnement de la d glutition renforcement de la notion de transit 5 tape r aliser un mod le avec balles de ping pong et bas de nylon pour expliquer comment les aliments peu vent avancer de la bouche l intestin renforcement de la notion de transit 6 tape comparer la masse de d chets sortant la masse d aliments entrant si possible partir d un levage faire des hypoth ses pour expliquer les diff rences constat es premi re approche de la notion d absorption intestinale 7 tape mod liser le passage des aliments travers la paroi intestinale dans le sang en utilisant un bas nylon et un m lange d aliments par exemple pomme coup e en morceaux de diverses tailles en suspension dans l eau et cuvette pour r cup rer ce qui sort du bas renforcement de la notion d absorption intestinale Notes
11. riv s 8 tape des applications diverses au choix e fabriquer un clown qui a son nez rouge qui s allume quand ses bras se touchent renforcement de la notion de circuit ferm e construire un jeu questions r ponses renforcement des notions de circuits ferm et ouvert e lectrifier une maison de poup es e faire construire par chaque groupe d enfants des circuits lectriques cach s et demander d autres enfants de d couvrir le circuit cach e etc ANNEXES a Annexe 2 Un autre exemple progression du module Que deviennent les aliments que nous mangeons 8 11 ans 1 re tape manger par exemple une pomme ou du pain observer et d crire ce qu il se passe et ce que l on ressent quand on mastique premi re approche de la notion de digestion 2 tape boire par exemple de l eau dessiner le trajet des aliments l int rieur du corps tel qu on l imagine premi re approche de la notion de transit 2 tape bis facultative diss quer un animal par exemple un lapin ou un poulet observer o se trouvent les ali ments transform s renforcement des notions de digestion et de transit 3 tape facultative observer un film montrant le trajet des aliments dans le tube digestif renforcement de la notion de transit 4 tape facultative r aliser une maquette partir d un profil de t te avec l ments mobiles en carton et attaches parisiennes permettant de
12. sans fils premi re approche de notion de circuit ferm qui insiste surtout sur la n cessit de contacts Dans certains pays ces piles ne sont pas disponibles Dans ce cas passer directement la 3 me tape Pile model 3R12 qui n est pas distribu e dans tous les pays 2 tape comment allumer une ampoule avec une pile plate et des fils deuxi me approche de circuit ferm 3 tape comment allumer une ampoule avec une pile ronde et qu y at il dans une ampoule troisi me approche de circuit ferm cha ne continue de conducteurs qui forme une boucle 4 tape comment allumer et teindre une ampoule sans toucher aux fils Un interrupteur fonction et fabrication d s qu un circuit est ouvert l ampoule ne brille plus Renforcement de la notion de circuit ferm 5 tape facultative des applications comme e fournir diff rentes piles et ampoules certaines en tat de fonctionnement et d autres hors d usage et trouver celles qui marchent et celles qui ne marchent pas e ou consid rer un circuit s rie avec plusieurs ampoules et voir ce qui se passe si l on d visse une ampoule 6 tape Comment savoir si de l lectricit traverse ou non le circuit notion de conducteurs et d isolants et application a des probl mes de s curit 7 tape facultative Comment faire pour que si on retire une ampoule du circuit les autres ampoules ne s teignent pas notion de circuits d
13. souhaite faire varier et enfin la liste des variables qui ne doivent pas varier Pe IN aa W HARLEN 2004 Enseigner les sciences comment faire Collection La main la pate Le Pommier Eds 220 pp MISE EN UVRE CONCRETE D UNE DEMARCHE D INVESTIGATION A H Comment tenir compte des r sultats obtenus par chacun les relier aux hypoth ses de d part et aboutir une synth se Apr s chaque recherche exp rimentation il est important de faire le point sur ce qui a t obtenu et de relier cela aux hypoth ses id es de d part Il s engage alors une discussion collective anim e par le maitre qui veille ce que chacun s exprime et que tous les points de vue soient respect s Ce sont les r sultats exp rimentaux et l argumentation qui permettent de trancher entre les ventuelles divergences pas le nombre de partisans de telle ou telle opinion ni la voix des leaders Afin qu il n y ait pas de contestation sur les r sultats exp rimentaux il est important que l enseignant veille ce qu une exp rience soit r alis e plusieurs fois soit par le m me groupe soit par deux groupes diff rents afin de v rifier qu aucune erreur exp rimentale n a t commise ce qui donnera une meilleure confiance dans les r sultats obtenus et ce qui au passage officialise le droit de se tromper Il peut arriver qu il soit n cessaire de refaire une exp rience Durant les tapes pr c dentes l enfant se co
14. soumettant l exp rimentation Ce type de d bat peut intervenir diff rents moments de la s ance au d but lorsque les l ves font le tri entre leurs questions afin d arriver une ou plusieurs questions productives ou bien lorsque les enfants font des hypoth ses et qu ils proposent des protocoles exp rimentaux enfin lorsque les exp riences ont t r alis es par chacun et qu il faut noncer des conclusions valides par rapport aux r sultats obtenus et Les rep rer par rapport au savoir scientifique ce dernier point sera abord dans g et h Comment faire Organiser de tels d bats n est pas toujours facile car c est durant ces d bats que des questions st riles ou impro ductives peuvent appara tre comme des suggestions tranges de certains l ves par exemple lorsqu on demande aux enfants de trouver un moyen pour r cup rer le sucre qui a t dissous dans l eau un enfant peut pro poser pour r cup rer le sucre qui s est dissous dans de l eau il suffit de dire Abracadabra Une fa on de proc der est de noter au tableau toutes les questions propositions suggestions hypoth ses sans aucune restriction Selon la question pos e ces propositions peuvent tre individuelles ou bien labor es en groupes par exemple la boration d un protocole exp rimental C est en prenant en consid ration toutes les propositions et en les tra vaillant en tout cas toutes celles qui peuvent l tre q
15. tard beaucoup pensent que de l lectricit quitte chaque borne de la pile pour aller dans la lampe certains pr cisant que c est cette rencontre qui permet l ampoule de briller Il est important de faire en sorte que les enfants puissent expliciter ce point de vue et de leur demander ensuite d ex pliquer pourquoi lorsqu il y a trois ampoules en s rie elles brillent toutes les trois Enfin quand on demande aux enfants ce que deviennent les aliments que nous mangeons il est bien connu que beaucoup pensent qu il y a deux tuyaux l un pour les liquides l autre pour les solides id e qui est renfor c e par le fait qu il y a deux sorties l anus et une autre pour l urine Nanjing Chine Paris France Sao Carlos Br sil Il est donc important de faire en sorte que les enfants puissent exprimer ces id es et ensuite de les inciter r fl chir en posant par exemple des questions de ce type que se passe t il quand on mange du minestrone Vous est il arriv d avaler de travers qu est ce que cela signifie pour vous etc L VIENNOT 2001 Reasoning in physics the part of common sense Kluwer Academic Publisher 248 pp traduit du fran ais 1 See Pollen website www pollen europa net Learning Units section and GiorDAN A DE Vecchi G 2002 L enseignement scientifique Comment faire pour que a marche Delagrave collection P dagogie et formation 27 1pp
16. Dig ds y enmt 2 x P H x mere wite om lux nike 5 Les sables qui coulent de moins vite au plus vite eo El SR tergouser Les sabliers de sM ze Apr s l utilisation nous observons des diff rences E Li pan TEPEE ETS R Probl me Comment expliquer que des sabliers durent plus ou aE puquer q P ar od i z AT Torre e moins longtemps ae ds b ae Hypot ses aTa quontt HS ba Peut tre que cela d pend de 2 D Varqpur da gilet 1 La quantit de sable om ARE ee 2 la largeur du goulot y As 3 la grosseur des grains de sable QP d du main 4 la taille du sablier DR piana de antino conante 5 la pr sence de certains colorants b Ma A 6 la masse de la poudre CEE Bhig Fpl Pour v rifier nous allons faire des exp riences Il nous faut fabriquer des sabliers LES TRACES ECRITES ECRIT INTERMEDIAIRE Classification par type de peau Classe d Emmanuelle Wilgenbus El ves de 9 ans Ecole A Pajeau France ECRIT COLLECTIF Les diffuents Gres cle peaur Descriptions par type de peau heu crit collectif de la classe PAUL Fige cise au rely Aa Classe d Emmanuelle Wilgenbus El ves de 9 ans Ecole A Pajeau France ME area So ete es L valuation Qui dit enseignement dit bien souvent valuation Nous ne parlerons pas ici d valuation sommative c est dire d valuation qui aboutit des notes et des classements Ici nous ne parlerons que d va
17. Guide m thodologique La d marche d investigation Comment faire en classe et Texte Edith Saltiel Mise en page Merc Montan L auteur tient remercier Jean Pierre Sarmant pour ses commentaires et suggestions Son expertise a t capitale dans la pr paation de ce document Sommaire Quelques principes de base de la d marche d investigation Unit et diversit de la d marche d investigation L investigation un processus it ratif La d marche pas a pas Mise en oeuvre concr te d une d marche d investigation Les traces crites L Evaluation FAQ Annexes 10 12 22 29 30 33 Quelques principes de base de la d marche d investigation 1 De l importance de s approprier la question de d part Pour qu un enfant cherche effectivement r soudre un probl me il est n cessaire que ce probl me ait un sens pour lui qu il ait particip dans la mesure du possible son mergence en un mot que le probl me devienne son pro bl me et qu il ait de ce fait envie de le r soudre Imaginons qu un enseignant souhaite que les enfants travaillent sur des sabliers observation fonctionnement construction et cherchent d terminer les param tres dont d pend la dur e de chute du sable Plusieurs possi bilit s s offrent lui A L enseignant montre un sablier aux l ves et d clare que le temps de chute du sable d pend de et que les l ves vont le v rifier L on se rapproche d
18. ais le choix par le maitre de sabliers qui ont des temps de chute tr s diff rents aboutit un premier questionnement des l ves comment se fait il qu il y en ait un qui mette plus de temps que les autres De quels facteurs cette dur e de chute du sable d pend elle Cette situation choisie par le ma tre a permis aux enfants de s approprier le probl me en se posant eux m mes les questions que le maitre souhaitait voire abord es Parfois l tude peut aussi commencer par une question comment mesurer la temp rature de fusion de la glace ou bien faire faire de l eau sale et demander comment la nettoyer Toute situation de d part devant conduire l mergence d un probl me et susciter l action la formulation de la question de d part est par cons quent importante Par exemple si un enseignant souhaite que les enfants cr ent un spectacle d ombres chinoises il peut soit demander aux enfants de le cr er ce qui risque d amener l enseignant fournir le mat riel et les fiches adap t es soit leur demander comment pourrions nous faire Cf le site Pollen www pollen europa net section Learning Units A MISE EN UVRE CONCR TE D UNE D MARCHE D INVESTIGATION oo B Quelles questions poser aux enfants et comment les poser Cet aspect est essentiel En effet il y a beaucoup de questions qui ne peuvent absolu ment pas faciliter une activit et un raisonnement ce que W Harlen appelle des ques t
19. alisent eux m mes l importance du culot et du plot de l ampoule Avec des enfants de 5 ans il est possible de leur proposer une structure de cahier comme le mon tre l illustration suivante ces enfants sont habitu s a faire des dessins qui correspondent a des questions pr cises D autres enseignants utilisent aussi un codage diff rent selon les ges comme l indique l illustration suivante ce qui aide structurer le cahier la partie individuelle comme la partie collective Que va t il se passer si on met dans un verre d eau et du sirop Ce que je pense Ce que je fais Ce que j observe Nous ne savons pas Nous ne sommes pas d accord Nous sommes d accord Nous nous interrogeons Nous pensons que Exemples cole de Montmorency en haut Evelyne Villard M con en bas LES TRACES ECRITES RY D autres enseignants peuvent aussi afficher dans leur classe un document plus complet auquel enseignant et l ves se r f rent en permanence cf annexe 2 LA DEMARCHE EXPERIMENTALE EN SCIENCES ce que nous retenons EXPERIENCE ce que nous pensons ce que nous cherchons ce que j observe CONCLUSION ce que je cherche ce que ja fais ce que nous proposons ce que nous observons HYPOTH SE ce que je propose ce que je mesure R SULTATS DE L EXP RIENCE ce que je peux dire ce que je retiens ce que nous faisons PROBL ME ce que nous mesuro
20. autres id es que les siennes que ces id es peuvent tre fond es sur des faits auxquels il n avait pas pens Cf r f rence dans note 1 Par exemple How do we know where the wind comes from titre de l une des s quences d crites dans Teaching sciences at primary school et que l on trouve sur le site Pollen section Learning Units Les titres des s quences de cet ouvrage sont autant d exemples de questions dites f condes ou productives MISE EN UVRE CONCRETE D UNE D MARCHE D INVESTIGATION A Donnons un exemple dans le domaine de l optique pour les enfants l il est per u comme un agent actif et non comme un r cepteur et pour voir un objet il faut que quelque chose parte de l il vers l objet Ces enfants comme nos anc tres ont beaucoup de mal a accepter que pour voir un objet il faut que de la lumi re invisi ble quitte l objet et entre dans l il Les jeunes enfants appuient ce type de raisonnement sur le fait que lorsqu on est bloui on ne voit rien Il faut du temps pour arriver a ce qu ils distinguent le regard pour voir un objet il faut bien s r le regarder de la lumi re issue de l objet qui entre dans l il De m me en lectricit on s aper oit qu un certain nombre d enfants pensent qu il suffit de poser une ampoule sur l une des bornes d une pile pour qu elle brille Rien ne vaut de les laisser faire pour qu ils s aper oivent tout seuls que la lampe ne brille pas Plus
21. aux adultes Citons le cas de ces enseignants en stage de for mation qui devaient monter une exp rience montrant que les engrais d pos s sur les sols peuvent se retrouver dans les nappes phr atiques Pour ce faire ils ont envisag de prendre deux bouteilles plastiques dont le fond tait perc de mettre dans les deux la m me quantit de terre dans l une de l eau et dans l autre de l eau plus de l engrais et de r cup rer dans une soucoupe le liquide qui apr s avoir travers la terre sort de la bouteille puis de faire vaporer ce liquide et de voir si dans l une des soucoupes il y avait un r sidu solide qui indiquerait la pr sence d engrais Il se trouve que certains enseignants qui d claraient ne vouloir faire varier qu une seule chose A MISE EN UVRE CONCR TE D UNE D MARCHE D INVESTIGATION la fois ont vers dans l une des bouteilles non pas de l eau plus de l engrais mais de l eau de l engrais et un colorant C est en les laissant faire que ces enseignants se sont aper us qu ils ne pouvaient rien conclure de cette exp rience puisqu ils avaient fait varier deux choses diff rentes en m me temps engrais et colorant Ceci suppose que l enseignant soit non seulement conscient de ce probl me mais galement vigilant en classe Citons un autre exemple Une classe exp rimente sur l vaporation Le but est de mettre en vidence l influence du caract re ouvert ou ferm du r cipient Le ma tre demande de dess
22. de la sorte ils s organisent eux m mes et le ma tre intervient beaucoup moins souvent G Guider les l ves dans la conception des protocoles dans la recherche des variables pertinentes les rendre conscients du besoin d un groupe t moin Souvent il s agit de savoir de quels facteurs d pend tel ph nom ne et de tester ces facteurs les uns apr s les autres Pour que les r sultats des exp riences r alis es soient interpr tables il existe des contraintes savoir ne faire varier qu un seul facteur la fois tous les autres tant maintenus constants et avoir donc une exp rience t moin Par exemple si l on veut savoir de quoi d pend la dur e de chute du sable dans un sablier et si l on veut savoir si cela d pend de la taille du trou il est indispensable de faire en sorte que les enfants se rendent compte qu il faut mettre en uvre deux exp riences o la seule chose qui change entre les deux est la taille du trou la quantit de sable est la m me les tailles des bouteilles sont les m mes la grosseur du sable est la m me etc Cette contrainte ne sera pas impos e de facto on pourra au contraire laisser les enfants libres de faire varier plusieurs param tres en m me temps pour se rendre compte par eux m mes que leurs r sultats ne sont pas exploitables et comparables Il se trouve que cette n cessit de ne faire varier qu une seule chose la fois les autres facteurs restant constants n appara t pas toujours vidente
23. e ou sujet est ainsi d velopp pendant plusieurs semaines pour viter un parpillement de sujets abord s peine bauch s et vite abandonn s ce qui laisse aux enfants le temps de se mettre en situation de recherche et de se construire des connaissances Deux exemples de progressions dans un module sont donn s en annexe 1 Par ailleurs une activit s inscrit toujours dans un avant et un apr s ne serait ce que pour l enfant Cette progres sion est importante car elle permet aux enfants d aborder successivement et graduellement les diff rents aspects d un m me th me et du coup de cerner de fa on plus approfondie quelques notions cl s de ce th me Enfin l activit et l initiative des l ves sont essentielles la r partition lorsque le sujet s y pr te des l ves en groupe de 3 4 les incite s organiser se r partir les t ches communiquer les uns avec les autres ce qui les rend de plus en plus autonomes Les regroupements en classe enti re qui permettent chaque groupe de rendre compte de ce qu il a fait et obtenu sont galement un bon apprentissage de l coute de l autre de d couvrir qu il peut y avoir plusieurs approches d un m me probl me etc NE MISE EN UVRE CONCRETE D UNE DEMARCHE D INVESTIGATION A Cette d marche d investigation suppose plusieurs moments importants A Le choix d une situation de d part Il convient tout d abord de choisir un domaine d tude qui fasse partie
24. e textes ou le contraire La encore l enseignant peut choisir quelques compte rendus tr s diff rents et demander des groupes d l ves de travailler sur l un d eux et de d gager ce qui manque ce qui devrait appara tre etc La mise en commun permet alors d laborer collectivement ce que doit comporter un compte rendu L encore il est possible de penser que cela prend du temps mais l acquisition est loin d tre n gligeable LES TRACES ECRITES KY Exemples d crits individuel et collectif Voici en haut un extrait du cahier de Sidonie d une cole de Bergerac qui a comme les autres l ves observ des sabliers et crit ce qu elle avait remarqu et les questions qu elle se posait Apr s cela les enfants ont mis en com mun leurs observations et r flexions en bas Les sabliers Observe et compare puis note tes id es San Miana oqaaonprtms ce que je remarqu ce que je pense OF ypo dan niun plus lang que a an 1 Le sable peut avoir plusieurs largeur de grain IR y ena que on da fluo ya baua Oseo ant PEN VETAR BE PE 2 Ilya des sabliers plus longs que d autres a rte bagl D meh coun 3 IL y en a qui on des plus gros trous 4 Les diff rentes couleurs peuvent changer la vitesse laquelle Bur sols m en par P 8 q ETES ose a mime quantit ar le sable coule 54 ee aut ra Les sabliers n on pas toujours la m me quantit de sable Li is sable qui coule sable qui coule moins vite A sn
25. emander leurs hypoth ses aux l ves est une id e int ressante Mais alors ne risque t on pas de se retrouver face un grand nombre d hypoth ses diff rentes faut il toutes les v rifier est ce possible Il faut toutes les faire merger mais il est rarement souhaitable de les v rifier toutes Les hypoth ses doivent tre discut es Le tri entre celles qui sont trait es et celles qui peuvent tre rejet es doit tre explicit avec les l ves certaines ne sont pas v rifiables d autres peuvent tre momentan ment cart es par l argumentation Certaines hypoth ses peuvent tre mises de c t momentan ment pendant qu on en exp rimente une autre Quelquefois l exp rimentation rend inutile le retour sur l hypoth se provisoirement mise de c t FAQ Comment g rer au mieux le bruit l excitation le d rangement qu occasionne souvent une activit exp ri mentale Acqu rir un comportement adapt est un apprentissage qui ne concerne pas seulement les sciences Une pratique r guli re est n cessaire Le maitre doit avoir fix des objectifs comportementaux et donc viser une progression chez ses l ves Mais les objectifs sont a adapter au comportement initial des l ves et a leur age Il doit donc choisir l activit exp rimentale en tenant compte du comportement de sa classe Pr voir une bonne organisation de l espace du mat riel et du temps La phase exp rimentale doit tre courte au d but il
26. en mettre en vidence ce qu ils ont compris et ce qui n tait pas encore tr s clair Ce type d valuation s av re tr s efficace quand le ma tre l utilise pour am liorer son enseignement pour donner l enfant un retour qui ne soit pas un jugement pour permettre l enfant de s auto valuer pour l impliquer dans des prises de d cision qui concernent la suite du travail etc FAQ Quelques questions fr quentes d enseignants 1 Comment d marrer un nouveau sujet On dit tr s souvent que l int r t de l enfant doit tre central dans ces activit s d investigation Cela ne veut pas dire qu il faille imp rativement partir des centres d int r t a priori des enfants De la m me mani re pr voir une mise en sc ne pour qu il n y ait qu un seul enfant qui se pr occupe du sujet ne garantit pas la mobilisation de toute la classe sur le sujet en question Il est possible de d marrer un sujet de mani re relativement artificielle a condition d amener les enfants se questionner 2 Doit on tol rer les carts orthographiques dans le cahier d exp riences D s l instant o les l ves produisent eux m mes des crits il faut s attendre des erreurs notamment orthographiques et grammaticales C est normal cela traduit le fait qu ils ne sont pas capables de faire ce qu ils n ont pas encore appris Si c est le ma tre qui corrige il est peu probable que cela se traduise par un progr s chez l l ve Il est de
27. ent savoir ou encore si le sujet se pr te des questions quantitatives Combien Quelle tem p rature Comme le d clare Sheila Jelly dans le livre de W Harlen la cl permettant de formuler des questions sp cifi ques dans des situations particuli res n est autre que la pratique Ainsi elle donne quelques conseils examiner les questions pos es dans des livres de science pour enfants en se demandant si elles sont st riles ou f condes en cherchant quelle exp rience scientifique est encourag e ou encore utiliser ses moments de libert pour pratiquer la recherche de questions f condes C Tenir compte des questions et des id es des l ves Quels que soient leur culture et leur ge les l ves ont en g n ral beaucoup d id es sur les ph nom nes qu ils ont pu rencontrer dans leur exp rience personnelle et ce ind pendamment d un quelconque travail scolaire Il est important de conna tre ces id es que l on appelle id es pr alables ou repr sentations initiales ou conceptions initiales des l ves car cela aide le ma tre conna tre tout d abord les raisonnements des l ves puis leur poser certaines questions afin d orienter les activit s de la classe et v rifier au final qu ils ont bien compris les notions introduites En prenant au s rieux les id es des l ves et en tenant compte de leurs questions l enseignant fait en sorte que chacun puisse s apercevoir qu il existe d
28. es m thodes traditionnelles dites magistrales dans lesquelles le ma tre se contente d noncer des r sultats on est tr s loin d une d marche d investigation B Les l ves observent dessinent d crivent un sablier install sur le bureau du maitre puis l enseignant demande aux l ves de trouver de quoi d pend la dur e de chute du sable ce qui a du sens pour la majorit des enfants mais pas pour tous PA pA QUELQUES PRINCIPES DE BASE DE LA DEMARCHE D INVESTIGATION c Apr s avoir observ un sablier l enseignant demande aux l ves comment faire en sorte que le temps d cou lement soit plus long ou plus court Ici l enfant commence se poser des questions en cherchant comment faire pour que D Le ma tre pr pare au moins trois sabliers dont l un met beaucoup plus de temps que les autres se vider Les l ves r partis par groupe observent dessinent et d crivent le sablier qu ils ont devant eux Compte tenu de la sp cificit des sabliers pr sent s il y en a un qui va continuer couler alors que les autres ont termin leur course Les enfants vont donc s en apercevoir et vont d eux m mes se demander de quoi d pend cette dur e de chute du sable C est une fa on pas la seule cf c de faire en sorte que les l ves s approprient le probl me 2 De l importance d exp rimenter soi m me Exp rience ici ne signifie pas exp rience compliqu e qui implique du mat riel sophistiqu et on re
29. faut savoir s arr ter m me si des groupes n ont pas fini Revenir en permanence sur les r gles de vie de la classe Montrer sa pr sence circuler Ne pas baisser les bras Les l ves ont besoin de faire des exp riences C est une composante importante du d veloppement de la pens e Les l ves ne savent pas travailler en groupes N est il pas d s lors tr s difficile de faire des sciences Il faut consid rer le travail de groupes comme un v ritable apprentissage Pour cela ne pas h siter d placer les tables pour que tous les l ves et le ma tre soient bien install s Donner des r les chaque membre du groupe pr sident secr taire responsable du mat riel etc Ne pas h siter continuer si les premi res s ances n ont pas t exemplaires c est le prix payer pour apprendre Imposer un certain nombre de r gles auxquelles il est important de se tenir comme les r les un d coupage pr cis du temps les consignes ce que les enfants doivent faire et produire un signal si le niveau sonore est trop lev varier les demandes de production des groupes faire un texte un sch ma une affiche un expos des hypoth ses de la recherche documentaire r pondre a un questionnaire 9 Annexes 4 ANNEXES Annexe 1 Un exemple de progression du module les circuits lectriques a partir de 8 ans 1 tape comment allumer une ampoule avec une pile plate 4 5 V ref R12 et
30. ications possibles r ponses possibles repr sentations raisonnement et de la solution en utilisant ces w B connaissances Formulation des hypoth ses tester ou le cas ch ant B v rifier dans de la documentation DV Selon la nature du probl me et des hypoth ses tablissement d un protocole ou de plusieurs protocoles avec au choix R alisation des protocoles Constatation des Brie z ru Validation ou non de l hypoth se ou de certaines des amp e D hypoth ses comparaison avec les hypoth ses test es We Synth se de l ensemble des Structuration du savoir construit en r ponse au probl me pos hypoth ses valid es et invalid es 6 Confrontation au savoir tabli lt lt je Ava R investissement dans une nouvelle situation en classe ou de la vie courante A gt Mise en uvre concr te d une d marche d investigation Il existe maintenant beaucoup de documents soit sous forme papier soit sur des sites Internet qui fournissent des propositions d activit s a r aliser avec les l ves en classe par exemple le site Pollen www pollen europa net sec tion Learning Units Sur chaque sujet sont propos s des modules assez longs qui regroupent plusieurs s ances 10 a 15 de sciences le tout constituant une progression p dagogique et scientifique et non une juxtaposition de s ances ind pendantes les unes des autres En effet un m me th m
31. iel existe dans l cole soit il peut tre emprunt aupr s de centres ressources ou aupr s de scien tifiques soit l enseignant essaie de r unir le mat riel n cessaire en faisant ventuellement appel aux l ves et aux parents ce qui fonctionne souvent tr s bien Travail en groupes Il est important que tous les l ves puissent participer a ce travail exp rimental Les moments pendant lesquels les l ves travaillent en groupe peuvent tre particuli rement riches si les l ves sont encourag s discuter con fronter leurs points de vue et essayer de se mettre d accord sur une conclusion commune Chaque groupe peut avoir un porte parole d sign par Les l ves du groupe ou d sign par Le ma tre qui exprime toute la classe cette conclusion en la justifiant MISE EN UVRE CONCRETE D UNE DEMARCHE D INVESTIGATION A R partir les enfants en groupes d au moins 3 4 l ves le nombre de groupes pouvant difficilement d passer huit car au dela de ce nombre il devient difficile pour l enseignant de g rer seul tous ces groupes Au sein de chaque groupe attribuer chaque l ve un r le par exemple l un sera responsable du mat riel un autre sera le secr taire qui notera tout ce que le groupe dit et d cide il peut tre aid par un troisi me un autre distribuera la parole au sein du groupe etc La distribution des diff rents r les peut tre faite par l enseignant ou si la classe le permet r al
32. iner des sch mas d exp rience Les l ves proposent bien entendu de comparer les niveaux de liquides dans des r cipients munis ou non de bouchons Malheureusement nombreux sont les l ves qui proposent de comparer des r cipients dans lesquels les surfaces libres des liquides sont tr s diff rentes de telle sorte qu une partie de la classe s engage dans des exp riences dont le caract re probant est douteux Comment faire Tout d abord il est important que les enfants r alisent que de faire varier tout en m me temps ne permet pas d arriver des conclusions Ainsi si les enfants font des exp riences en faisant varier plusieurs facteurs en m me temps ils risquent d obtenir des r sultats tr s diff rents d un groupe l autre Le maitre au moment de la mise en commun des r sultats par son questionnement aide les enfants prendre conscience de cette difficult Ensuite il est important de leur donner des outils pour arriver laborer des protocoles corrects L il y a plusieurs possibilit s apprendre aux enfants faire des tableaux dans lesquels seront indiqu s les valeurs des diff rents facteurs et en notant que les valeurs de ces facteurs seront identiques d une ligne l autre sauf pour celui que l on cherche tester ou bien de mettre sur un petit carton des tiquettes qui indiquent la question sur laquelle porte l exp rience la liste des choses qui peuvent varier le nom de la variable que l on
33. ions st riles par opposition des questions f condes qui elles d bouchent sur une activit intellectuelle ou manuelle des enfants sur une investigation Les questions st riles font souvent appel des r ponses verbales comment s appelle ceci qu est ce qu une pile pourquoi le courant va du p le plus au p le moins Ceci ne signifie pas que le ma tre ne doit jamais poser ce type de questions mais ce n est pas ce type de questions qui permettra de mettre en uvre une d marche d investigation que l enfant peut conduire lui m me Les questions dites f condes ou encore productives sont des questions qui posent probl me aux enfants et qui suscitent action et raisonnement Ce type de questions peut appara tre au d but d une s ance mais pas seulement puisqu il s agit tout au long de la s ance de permettre aux enfants d agir et de raisonner Comment faire Il est possible de poser des questions du type quelles diff rences et ressemblances voyez vous entre ces diff rents objets ou entre ces diff rentes situations Est ce plus ou moins que dans l autre exp rience Peux tu trouver un moyen pour A ton avis que se passerait il si Le A ton avis est ici extr mement important car ne bloque pas l l ve qui ne se sent pas oblig de donner la bonne r ponse qu il ne conna t pas forc ment Comment pourrait on faire pour Comment peux tu expliquer Comm
34. is e par le groupe lui m me Il est important en revanche que les r les tournent au sein du m me groupe d une part afin que chaque enfant prenne conscience de chacun de ces r les d autre part pour limiter les effets de personnalit dominante ou les attitudes sexistes telles par exemple l attribution syst matique du r le de parole un gar on ou le m lange de liquides une fille Un groupe peut galement avoir faire une affiche qui sera ensuite expos e en classe enti re L enseignant qui essaie de faire travailler une classe en groupes pour la premi re fois peut rencontrer au d but de grosses difficult s groupes improductifs niveau sonore tr s lev chahut disputes etc C est tout un apprentissage et pour l l ve et pour le maitre Pour minimiser ce type d ennuis il est conseill au d but de distribuer soi m me les r les de donner des consignes claires sur ce que les enfants doivent produire un texte un protocole une affiche une exp rience un expos pr voir un d coupage du temps tr s pr cis pour chaque tape et en tout cas pr voir un signal lorsque le niveau sonore est trop lev teindre et allumer la lumi re ou taper dans les mains ou agiter une clochette ou demander aux enfants de poser leur t te sur la table en fermant les yeux Au d but il est conseill de d com poser le travail en petites unit s dont le ma tre g re le temps Ensuite lorsque les enfants ont appris travailler
35. ise totalement diff remment et cette lecture lui permet d organiser et de modifier le contenu des s ances de classe plut t que d attendre l valuation qui peut avoir lieu plusieurs semaines plus tard Cependant il est n cessaire d tre vigilant ne pas transformer totalement une classe de sciences en cours de langue maternelle et de faire seulement en sorte que les activit s scientifiques donnent l l ve une occa sion suppl mentaire de s exercer la pratique de l crit de l oral et de renforcer ses comp tences langagi res RY LES TRACES ECRITES Lorsque les enfants sont jeunes et qu ils ne savent pas encore crire l enseignant leur demande de repr senter ce qu ils ont vu ou fait Or bien souvent ces m mes enfants repr sentent en plus des objets tudi s le Soleil des fleurs la ma tresse C est en pr cisant les questions que l on arrive a ce que les enfants comprennent ce qu ils doivent repr senter Par exemple si de jeunes enfants travaillent sur les ombres c est en leur demandant explicitement ce qu il faut pour avoir des ombres qu ils se focaliseront sur le mat riel et non sur la ma tresse De m me plus tard lorsqu ils travaillent en lectricit au d but ils repr sentent une pile une ampoule et des fils qui arrivent un peu n importe o sur l ampoule C est en leur demandant de dessiner les montages qui marchent l am poule brille et ceux qui ne marchent pas l ampoule ne brille pas qu ils r
36. leur attente se manifester par un courant permanent Ils ont ainsi laiss Faraday pr s de 10 ans plus tard la gloire de la d couverte du ph nom ne d induction lectromagn tique 4 On trouve dans la documentation beaucoup d informations mais on trouvera encore mieux si l on sait ce que l on cherche Pour illustrer ce point citons ce qui a t observ dans une classe La s ance obser v e portait sur les os Durant la s ance pr c dente la ma tresse avait distribu chaque l ve une feuille format A4 repr sentant la silhouette d un tre humain et chaque l ve devait dessiner les os tel qu il les imaginait Au cours de la s ance les l ves ont t mis par groupe de 4 Une feuille format A3 avec une silhouette dessin e a t donn e chaque groupe afin que le groupe des sine d une certaine couleur mettons rouge les os pour lesquels tous les membres du groupe taient d accord sur leur existence et d une autre couleur mettons bleue ceux pour lesquels il y avait d saccord Quand ceci fut fait les feuilles A3 ont t affich es au tableau et la ma tresse a affich au mur une nouvelle silhouette format AO Toute la classe a alors commenc discuter et mettre sur la grande feuille en rouge les os sur lesquels il y avait accord de toute la classe Les d saccords ont d bouch sur des questions pr cises les dents sont elles des os Combien d os y a t il dans la colonne vert brale
37. loin pr f rable que ce soit l l ve lui m me qui s en charge Mais le risque est alors de transformer les activit s scientifiques en s ances d orthographe et d aboutir une lassitude voire un blocage des l ves Une cer taine tol rance para t donc n cessaire Pour autant aller trop loin dans celle ci aboutirait l effet pervers consistant laisser croire aux l ves qu il n y a qu au moment des s ances de langue maternelle qu ils doivent tre attentifs l orthographe On les priverait d une occasion suppl mentaire pour exercer leur attention face aux r gles orthographiques qu ils sont cens s conna tre reconna tre et appliquer Pour que l orthographe soit peu peu ma tris e en fin d cole primaire il faut lui accorder un effort permanent y compris pendant les activit s scientifiques Toute la comp tence de l enseignant consiste exercer une exigence raisonnable sur ses l ves e suffisamment forte pour ne pas tol rer une criture qui ne tiendrait aucunement compte des apprentissages en cours ou pass s dans le domaine de la langue il s agit de d velopper des automatismes de fonctionnement comportement de r dacteur mais aussi correctement dos e pour ne pas d tourner certains l ves de l envie d crire qui souvent se manifeste dans les activit s scientifiques Remarque il est conseill d informer les parents des r gles du jeu adopt es dans le cahier d exp riences afin qu ils n inter
38. luation que certains appellent formative c est dire qui aide les enfants apprendre et qui n est pas un examen bien souvent v cu comme une sanction L enseignant en remarquant comment les enfants effectuent leurs observations expriment leurs pr dictions leurs explications et leurs protocoles exp rimentaux arrive avoir beaucoup d informations sur le degr de compr hension de telle notion par les l ves sur certaines de leurs aptitudes etc De ce point de vue le cahier d exp riences est un outil qui peut tre tr s utile Cependant ind pendamment du cahier ceci peut se manifester tout moment Reprenons l exemple de l lectricit Il est possible en particulier e De proposer aux enfants une feuille avec diff rents sch mas de montage d une pile et d une ampoule et de demander lesquels fonctionnent et lesquels ne fonctionnent pas Cette demande peut tre consid r e comme une valuation Si ensuite apr s avoir r pondu les enfants peuvent tester effectivement les montages propos s ils vont tre amen s identifier leurs r ussites et leurs erreurs et faire le bilan de ce qu ils ont compris e Ou de laisser les groupes d enfants r aliser des montages lectriques simples et de leur demander de dessiner tous les montages r alis s y compris ceux qui ne marchent pas Ensuite de demander aux autres groupes de v rifier les affirmations en r alisant les montages dessin s ce qui va permettre aux enfants de bi
39. n des tables qui per mettent aux l ves et l enseignant de travailler comme il faut soit elle n en comporte pas et dans ce cas il ne faut pas h siter perdre un peu de temps d placer tables et chaises afin qu un travail en groupe soit pos sible et que les l ves aient facilement acc s au mat riel Le mat riel A l cole primaire le mat riel n est en g n ral pas du mat riel sophistiqu bouteilles plastiques ballons de bau druche sacs en plastique et en papier plantes graines terre carton caoutchoucs ficelles ciseaux trombones r ci pients de diff rentes tailles fruits l gumes diff rents liquides etc En gros du mat riel ordinaire courant et peu on reux except des piles et des ampoules des thermom tres des boussoles une balance une loupe binoculaire Il faut noter qu il n est pas toujours possible d exp rimenter sur les objets r els c est souvent le cas en astro nomie mais galement lorsqu on tudie des tres vivants Dans ce cas on a recours soit la mod lisation par exemple un mod le mat riel maquette de la Terre et du Soleil pour rendre compte de la variation de la dur e de la journ e au cours de l ann e ou un mod le des muscles du bras pour rendre compte du fait que l on peut lever et baisser le bras ou soit de la documentation cf l exemple des os plus haut ce qui suppose d avoir le mat riel adapt et une source proche de documentations Soit le mat r
40. ns ce que nous pouvons dire ce que je pense faire ce que je veux v rifier NOTE exemple de pr sentation de la page du cahies d exep riences de l cole de Bergerac RY LES TRACES CRITES Liens entre crits individuels interm diaires et collectifs Donnons titre d illustration deux exemples Un enseignant demande ses l ves de relever la temp rature d un gla on au cours du temps et de noter individuellement les r sultats de mesure L enseignant constate alors que ces r sultats sont pr sent s un peu n importe comment Il regroupe quelques pr sentations sur une m me feuille et demande aux l ves r unis en petits groupes de travailler sur ces pr sentations afin de d gager ce qui manque ce qui est important de faire appara tre et comment le faire appara tre Une mise en commun permet d tablir collectivement une fa on de pr senter en tableau les r sultats pr sentation qui sera ensuite utilis e sans aucune difficult par tous les l ves de la classe Ce travail a pris du temps mais l acquis est la car les l ves ont ensuite d apr s leurs cahiers pr sent tous de fa on correcte les r sultats de mesure De m me il est possible de demander des l ves plus g s 9 10 ans d crire individuellement un compte rendu d exp rience sans aucune consigne de la part du ma tre Le r sultat est tr s vari des compte rendus comprenant trois lignes d autres des dessins et peu d
41. nstruit un savoir ou des savoirs qui si l enseignant en reste l ris que d tre fragment fragile voire ph m re Un bilan et une synth se des r sultats exp rimentaux ou des recherches documentaires permettent aux enfants de structurer ce qu ils ont d couvert et de commencer se construire v ritablement un savoir plus solide et qui a du sens Il ne faut pas oublier que cette synth se prend du sens pour l enfant parce qu il a v cu toutes les tapes pr c dentes Cette synth se ne saurait toutefois conduire de fa on certaine un savoir incontestable sans que guid e par le maitre la classe confronte ses r sul tats ce que l on appelle le savoir tabli celui que l on trouve dans les livres Confrontation avec le savoir tabli Cette confrontation est indispensable comme le montre l exemple v cu suivant Une classe exp rimente sur le th me des m langes entre solides et liquides en termes savants la dissolution En fin de s ance les cahiers de plusieurs groupes portent en conclusion le sel et l eau ne se m langent pas Le ma tre ne s meut pas devant ce qu il consid re comme le r sultat des enfants et envisage pour la pro chaine s ance un autre type d activit Que s est il pass Par souci d conomie le ma tre avait donn des consignes sur les quantit s de solide uti liser mais pas sur celles de liquide Les groupes qui ont utilis une faible quantit d eau o
42. nt bien entendu constat que m me apr s agitation il restait du sel au fond du r cipient Ce qui p che dans leur conclusion est bien entendu sa g n ralit Une s ance ult rieure dans laquelle il aurait t recommand d augmenter progressive ment les quantit s de liquide aurait conduit aux conclusions correctes c est dire conforme au savoir ta bli celui dont on peut prendre connaissance dans les ouvrages de r f rence dans le cas consid r la quantit de solide qui peut tre mise en solution ne peut pas d passer une certaine valeur environ 360 grammes de sel ordinaire par litre d eau la temp rature ordinaire d o l importance des ouvrages pour le ma tre La d marche p dagogique pr conis e s apparente celle d un chercheur tout en s en diff renciant En effet les enfants pour d couvrir ph nom nes et propri t s de la nature exp rimentent et confrontent entre eux leurs conclusions tout comme le font les chercheurs de la communaut scientifique Mais contrairement aux chercheurs ces m mes enfants n ont pas d couvrir ph nom nes et lois encore inconnues de la communaut scientifique tout ce qu un enfant apprend l cole tant bien connu de cette communaut Les traces crites L expression traces crites englobe plusieurs documents diff rents textes dessins sch mas graphes tableaux affiches etc Les l ves sont invit s individuellement ou en groupe
43. nte d tre jug par l enseignant fautes d orthographes contresens dessin incomplet ou avec trop d em bellissements conclusion erron e et comprenne qu il s agit d un support l activit scientifique C est la raison pour laquelle nous proposons de ne pas juger ces crits individuels ce stade ni dans un premier temps de les corriger Une contrainte cependant l enfant doit pouvoir se relire Se r server des moments pas trop longs o les l ves criront chacun sur son cahier Cela peut consister demander de dessiner un montage exp rimental faire des pr visions en justifiant sa pr vision par exemple pr voir si tel objet va couler ou flotter en essayant de dire pourquoi laborer un protocole exp rimental etc LES TRACES ECRITES RY B Les crits interm diaires Ces crits sont en g n ral des crits de groupe et ont tr s sou vent pour vocation de communiquer aux autres ce que le groupe pense et ou a fait Il s en suit que cet crit est plus travaill dans sa forme que l crit individuel puisque les autres l ves de la classe doivent pouvoir le lire et le comprendre Il se pr sente sous diff rents for mats affiche compte rendu de groupe etc et ne devrait pas en principe comporter de fautes d orthographe mais il peut comporter des dessins incomplets des contresens et des conclusions erron es Il s agit chaque fois que les l ves travaillent en groupe de leur demande
44. ons envisag es par exemple toute germination demandera du temps le ma tre se retrouvera l un des moments de ce cadre De m me un point extr mement important ne figure pas sur ce sch ma c est la possibilit de revenir fr quemment la phase 2 apr s les r sultats obtenus lors de la phase 4 c est dire de se requestionner et de repartir vers une nouvelle exp rimentation Ainsi il existe d ventuelles boucles explicit es par le sch ma suivant So Nouvelle hypoth se tenant compte des r sultats obtenus Nouvelle exp rience ou probl me TL Id e modifi e ou plus large A b a Pr vision Investigation en vue de tester la pr vision c Nouveau r sultat d Est ce que le r sultat est NON lt nae Brewin gt oul compatible avec la pr diction Ce cadre est inspir de celui d fini par Fran oise Drouard Document en ligne http ienpassy edres74 net article php3 id_article 31 gt W HARLEN The interdependence of process and content in learning science dans Conference IAP Workshop on the Evaluation of inquiry based Science Education programs Stockholm September 21 23 2005 L INVESTIGATION UN PROCESSUS ITERATIF LA DEMARCHE PAS A PAS 2 ED partir d une Etonnement curiosit questionnement W situation fonctionnelle ou T d une situation de d part fortuite ou ones Formulation d un probl me r soudre Parle Expl
45. pr tent pas la pr sence d erreurs comme du laxisme voire de l incomp tence de la part de l enseignant e 12 Questions et r ponses extraites 1 du Guide des formations adapt es la mise en uvre des programmes r nov s de l enseignement des sciences et de la technologie l cole pri maire Minist re Education Nationale France 2 d un document en ligne sur http gdes74 edres74 ac grenoble fr rubrique php3 id_rubrique 30 3 Comment s appuyer sur les acquis ant rieurs des l ves issus de classes diff rentes Une solution r side en partie dans les outils mis en place pour assurer la continuit des apprentissages d une classe l autre voire d une cole a l autre Le cahier d exp riences que l l ve conserve durant sa scolarit est l un de ces outils Le cahier journal du ma tre les progressions programmations sont aussi des outils de continuit qui pourront ren seigner les ma tres sur ce qui a t trait ant rieurement Enfin au cours de la s quence elle m me il est souvent possible de d gager plusieurs questionnements ou plusieurs composantes du m me questionnement ce qui permet de faire travailler sur un m me th me des l ves ayant des acquis diff rents 4 Comment carter les argumentations erron es sans carter les l ves auteurs eux m mes Cette question pose le probl me de l amalgame souvent tabli entre l auteur et l id e exprim e L esprit scien tifique consiste
46. r un crit pr cis crire une affiche un protocole exp rimental dessin en vue d une r alisation d objet technique c Les crits de la classe ou crits collectifs Il s agit de traces labor es collectivement en classe enti re avec l aide du ma tre qui aide la formalisation et l organisation et qui veille ce que ces crits ne s loignent pas du savoir tabli par la communaut scientifique Ces crits ont en effet le statut de savoir cela est l quivalent du r sum qui est bien souvent dict par le ma tre mais qui ici est labor par la classe et le ma tre et se dis tinguent des autres crits soit par la couleur de la feuille ou de l encre utilis e ou parce qu ils sont dans des encadr s sur une affiche l exigence sur le respect des r gles orthographiques et syntaxiques est ici tr s grande L ensemble de ces crits permet l enfant de r aliser les progr s qu il a fait de se souvenir de ce qui a t fait et de constater l volution de sa pens e au cours de l ann e voire de plusieurs ann es successives Par ailleurs la lecture par le ma tre des crits individuels et interm diaires lui permet de suivre le cheminement personnel de l l ve et du groupe de prendre connaissance des id es pr alables des essais erreurs et progr s C est souvent en lisant ce cahier que l enseignant s aper oit que telle notion qu il croyait tre bien assimil e par l ensemble de la classe a t compr
47. ru par un courant agit sur une boussole au m me titre qu un aimant il cr e donc un champ magn tique L unit de courant lectrique porte son nom FRANCOIS ARAGO 1786 1853 physicien et astronome fran ais Il a apport d importantes contributions au d veloppement de l optique et de l lectro magn tisme Unit et diversit de la d marche d investigation e Unit une caract ristique essentielle de ce type d enseignement n est pas d enseigner uniquement les r sultats de la science mais de permettre aux enfants de construire les connaissances souhait es en leur permettant d exprimer leurs id es d expliciter leur raisonnement de tester leurs hypoth ses et de chercher tre rigoureux Ce type de d marche s articule sur le questionnement des l ves sur le monde r el Ce questionnement conduit l acquisition de connaissances et de savoir faire la suite d une investigation men e par les l ves eux m mes guid s par le ma tre e Diversit des m thodes l investigation r alis e par les l ves peut s appuyer sur diverses m thodes y compris au cours d une m me s ance comme l exp rimentation directe une r alisation mat rielle construction d un objet d un mod le recherche d une solution technique une observation directe ou assist e par un instrument qui ne soit pas l ordinateur une recherche sur documents une enqu te la r alisation d une mission de radio d un petit film et une visite
48. s enfants avaient tout d abord constat que la bougie s teignait qu ensuite ils avaient observ trois bocaux avec chacun une bougie avec comme consigne de noter si les trois bougies s teignaient en m me temps Le troisi me ne concerne pas vraiment les l ves du primaire Beaucoup d adultes ont vu et admir deux arcs en ciel Si vous leur demandez dans quel ordre sont les couleurs il y a un tout petit pourcentage qui vous dira que les couleurs sont invers es Cela ne suffit pas de regarder faut il encore savoir ce que l on cherche voir THARLEN W Jos ELSTGEEST SHEILA JELLY Primary Science Taking the Plunge Vol 2 Heinemann eds UK 2001 160pp ou W HARLEN 2004 Enseigner les sciences comment faire Collection La main la p te Le Pommier Eds 220 pp i QUELQUES PRINCIPES DE BASE DE LA DEMARCHE D INVESTIGATION e Le quatri me concerne l histoire des sciences qui fourmille d exemples semblables Ainsi les notes d Amp re et d Arago indiquent que des courants ont parcouru leur instrument de mesure mesurant des intensit s lectriques instrument que l on appelle aujourd hui amp rem tre quand ils approchaient une bobine parcourue par un courant d une autre bobine non reli e un g n rateur Ils n ont pas vus ces courants car ceux ci taient transitoires c est dire disparaissaient lorsqu on cesse de d placer la bobine et le ph nom ne qu ils cherchaient mettre en vidence devait dans
49. t aller chercher dans de la documentation soit s adresser un scientifique par l interm diaire d un r seau de consultants scientifiques du site Internet ou un accompagnateur scientifique par exemple sur le site Pollen www pollen europa net section Hotline afin que personne ne reste sur une question sans r ponse Elaborer des protocoles exp rimentaux Il s agit ici de savoir comment il est possible d aider les l ves planifier une recherche en fonction du mat riel qui existe dans l cole pour ensuite avoir la possibilit d interpr ter les r sultats Tout l ve doit savoir exactement ce qu il cherche la question que l on se pose avoir r fl chi au probl me explicit ses hypoth ses et avoir con u l exp rience avant de la r aliser Comment faire Un premier probl me appara t au niveau du mat riel mis disposition des l ves Ici plu sieurs possibilit s soit l enseignant donne chaque groupe d l ves le mat riel n cessaire aux exp rience s propos e s soit le mat riel est sur une table et les l ves travaillent ensemble r fl chir un protocole et au mat riel n cessaire la r alisation de ce protocole Ici encore diff rentes possibilit s selon le th me choisi et l ge de l enfant soit chaque enfant r fl chit tout seul ce qu il veut faire puis le r alise soit il y a un tra vail en groupe au cours duquel les enfants doivent d finir ensemble un protocole qui sera propos
50. ue se construit un savoir f MISE EN UVRE CONCRETE D UNE DEMARCHE D INVESTIGATION Pendant toute cette phase il est essentiel que l enseignant s abstienne de fournir les bonnes r ponses De m me il doit viter de qualifier trop vite de vraie ou fausse une affirmation d un l ve d arbitrer entre deux l ves Il doit adopter une attitude d expectative nous allons voir nous allons essayer qui permet de met tre en place un v ritable d bat Revenons sur la dissolution du sucre il est important de prendre au s rieux cette proposition de laisser l enfant faire son exp rience et de noter le r sul tat car c est apr s cela qu il constatera ainsi que les autres enfants que cette proposition ne r pond pas a la question initiale soulev e Il s agit chaque fois que cela est possible d aider les l ves a prendre conscience que ces questions ou r ponses soit ne peuvent tre test es soit conduisent a des impasses soit ne donnent rien C est aussi durant ces p riodes de d bat collectif que les l ves peuvent tre amen s sou lever des questions difficiles auxquelles l enseignant ne sait pas r pon dre La r ponse scientifique est de dire je ne sais pas mais nous allons chercher ensemble Selon la nature de la question une exp rimentation per mettra d explorer des r ponses possibles mais il y a un risque pour que cette recherche ne d bouche sur rien Il faudra alors soi
51. ux Le lecteur constatera que les exp riences cit es sont en fait tr s simples et ne demandent qu un mat riel usuel peu cher Les exemples d activit s qui se trouvent sur le site Pollen sont un bon exemple de ce qui peut tre r alis par des enfants Les enfants se souviennent tr s bien des exp riences qu ils ont eux m mes r alis es Par ailleurs ils ont tr s t t des id es sur un certain nombre de ph nom nes Il ne suffit pas la plupart du temps de leur dire que telle exp rience don nera tel r sultat sans faire l exp rience ou simplement en la leur montrant ou de leur dire que ce qu ils pensent est entach d erreurs il est n cessaire qu ils en prennent conscience d o la n cessit de les laisser tester eux m mes les exp riences qu ils ont imagin condition que ce soit r alisable en classe et de les laisser argumenter entre eux Voici deux exemples A Dans l exemple des sabliers les enfants peuvent penser la quantit de sable la largeur du goulot la grosseur des grains de sable la taille du sablier la pr sence de certains colorants Rien ne vaut de laisser les enfants r aliser eux m mes les exp riences pour qu ils prennent conscience qu ils ne pourront obtenir des r sultats exploita bles que s ils ne font varier qu un seul param tre la fois les autres tant maintenus constants et que compte tenu de cela la taille du sablier ne joue pas de r le important B L exemple qui suit est issu
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