DÉFI SCIENTIFIQUE ET TECHNOLOGIQUE «CONSTRUIRE UNE MAQUETTE DE MAISON ÉCO- CITOYENNE»

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1 DÉFI SCIENTIFIQUE ET TECHNOLOGIQUE «CONSTRUIRE UNE MAQUETTE DE MAISON ÉCO- CITOYENNE» INSTITUT FRANÇAIS MEKNÈS- MAROC 27 FÉVRIER 1 ER M A R S E. T O U C H A R D C onseillère p é d a g o g i q u e circonscription de G r e n o b l e 2

2 OUVERTURE DE L UNIVERSITÉ D HIVER 2014 Objectif général La formation des enseignants Conférence : Besoins sociaux, objectifs institutionnels et didactique du français (C.Puren, Université de St Etienne) Ateliers de formation -L enjeu des traces en classe préscolaire -Littérature pour les petits -Didactique du film cinématographique en classe de français -Le défi scientifique et la démarche de projet -Aider les élèves à adapter leurs capacités à apprendre -Le roman d aventure au cycle secondaire -Projet Théâtre Université Moulay Ismaïl (UMI) Ecole Normale Supérieure (ENS) Institut Français MEKNES (IFM) Académie Régionale de l Education et de la Formation Meknès-Talifalet (AREF)

3 OBJECTIFS DE L ATELIER «DÉFI SCIENTIFIQUE ET DÉMARCHE DE PROJET» Objectif général Permettre aux enseignants de mettre en place un défi scientifique avec leurs élèves et de participer à une rencontre scientifique organisée par l Institut Français de Meknès. Objectifs spécifiques Connaitre les enjeux et le fonctionnement d un défi scientifique Vivre et analyser les démarches d enseignement basées sur l investigation scientifique S approprier les notions scientifiques Connaitre les démarches et s approprier les ressources pour la classe Planifier les actions pour organiser le défi

4 PLANNING DE LA FORMATION Jeudi 27 février DATES 9h- 11h 11h h30 CONTENUS Présentation de la formation : les objectifs, les enjeux du défi Elaborer le scénario conceptuel du projet Qu est-ce qu un isolant thermique? Vivre et analyser une démarche d investigation 9h- 11h Comment éclairer une maquette de maison? Identifier la place et le rôle de la trace écrite : tenir un cahier de sciences Vendredi 28 février Samedi 1 er mars 11h h30 9h- 11h 11h h30 Quel est l impact de l habitat sur l environnement? Identifier les problématiques environnementales : la gestion des déchets, de l énergie et de l eau Comment chauffer de l eau avec l énergie solaire? Réaliser un objet technologique Identifier les ressources et les outils liés au projet Planification des actions pour organiser la rencontre Bilan de la formation

5 QU EST-CE QU UN ÉCO HABITAT? Mise en commun des représentations individuelles - Un habitat respectueux de la nature - Une maison économe avec de l isolation, un double vitrage - Un habitat qui ne pollue pas, consomme peu d énergie - Utilise les moyens écologiques pour la construction, l électricité et l eau - Un habitat sain pour les habitants (pas de produits chimiques) - Un habitat qui veille à la préservation de l environnement à travers des gestes écologiques quotidiens

6 PROBLEMATIQUES DU DÉFI Qu est-ce qu un éco habitat? Un habitat écologique utilise des matériaux à faible impact environnemental Quels sont les matériaux de construction? Technologie Un habitat écologique est économique en énergie Qu est-ce qu un isolant thermique? Quelles sont les sources d énergies? Energie/ Electricité Un habitat écologique est respectueux de l environnement Comment réduire la consommation d eau, d électricité et les déchets? Education civique

7 PROBLEMATIQUES DU DÉFI Quels sont les différents types d habitats? L habitat rural ou urbain L habitat individuel ou collectif L habitat sédentaire ou nomade Comment se répartit la population? Quel est l impact de l habitat sur l environnement? Comment ont évolué les modes de vie? Géographie Architecture Histoire

8 LES CONNAISSANCES ET COMPÉTENCES En sciences, technologie, Education au Développement Durable L énergie : connaitre les sources d énergie renouvelables, connaitre les propriétés des isolants thermiques Le monde construit par l homme : concevoir des circuits électriques, utiliser des matériaux et des outils pour construire un objet technologique L environnement : être capable de réduire sa consommation en eau et en énergie, participer à la gestion des déchets Le ciel et la Terre : savoir orienter la maison en fonction des points cardinaux

9 LES CONNAISSANCES ET COMPÉTENCES En français - Parler : formuler des questions pertinentes, participer à un débat argumenté, utiliser des connecteurs logiques et un lexique spécifique - Lire : des textes documentaires, trouver des informations sur Internet, traiter des textes complexes (tableaux, images, schémas ) - Ecrire : rédiger un compte rendu d expérience, d observation, une enquête, un texte documentaire, communiquer au moyen d une messagerie, utiliser un logiciel En éducation civique - Se montrer responsable et respectueux à l égard de l environnement - Partager des valeurs avec ses pairs

10 LES ENJEUX DU DÉFI SCIENTIFIQUE Mettre en place un défi c est 1. Travailler à partir d une problématique commune 2. Mettre en place un enseignement basé sur la démarche d investigation 3. Tenir un cahier de bord pour : garder en mémoire la démarche, les essais/erreurs, les connaissances scientifiques 4. Favoriser le travail de groupe 5. Développer les échanges et la communication entre les élèves et entre les classes 6. Participer avec sa classe à une rencontre finale : présentation et communication des productions par les élèves

11 LE CAHIER DES CHARGES DU DÉFI Les classes participant au défi doivent : Réaliser une maquette collective de maison «éco citoyenne» intégrant un circuit électrique et au moins 2 thèmes étudiés : Energie / Déchets/ Isolation/ l eau Présenter 1 panneau sur la démarche d investigation 1 panneau sur les recherches documentaires Présenter un carnet de bord par groupe pour témoigner du travail de groupe Prévoir la présentation orale des travaux par les élèves : expliquer ce qu on a réalisé, ce qu on a appris

12 LE CAHIER DES CHARGES DU DÉFI Caractéristiques de la maquette de maison : - 1 toit amovible - 3 murs et une face ouverte qui laisse voir l intérieur de la maison - Au moins 1 fenêtre et 1 porte - Au moins 2 lampes pour éclairer (indépendamment pour CE5-CE6) 2 pièces de la maison - Utiliser un matériel peu couteux (matériaux de récupération - Prévoir un plan horizontal 50 x 50 cm solide pour poser la maquette de la maison : - Présenter le maximum d objets et de matériaux permettant de rendre compte des recherches effectuées en lien avec les thèmes scientifiques.

13 CRITERES D EVALUATION DES PROJETS Critères Indicateurs note Caractéristiques techniques Dimension, ouvertures, matériaux respectés 2 Fonctionnement 2 éclairages avec interrupteurs 2 2 Affiches 1 sur les thème scientifiques et 1 sur la démarche d investigation Le travail collectif La communication le carnet de bord témoigne du travail de groupe les élèves s expriment clairement et savent répondre aux questions Le soin et l esthétique le travail est bien présenté

14 EXEMPLES DE DEFIS EN FRANCE La maison éco citoyenne 2007 et 2008 Ecole de la circonscription de Grenoble 4

15 EXEMPLES DE DEFIS AU MAROC L eau et les objets roulants Meknès 2005 et 2006

16 LA DEMARCHE D INVESTIGATION SCIENTIFIQUE La situation de départ Elle provoque l étonnement, la curiosité, le questionnement des élèves 1-Formuler un problème Par le raisonnement et en utilisant ses connaissances l élève donne des explications, des réponses possibles. Avec l aide de l enseignant il formule un problème à résoudre: Exemple : «Comment éclairer la maquette de la maison?» 2-Formuler des hypothèses à tester Seuls ou en groupe les élèves, s appuient sur leurs connaissances préalables pour émettre des hypothèses.

17 Élaborer et réaliser des protocoles c est 3.1- Faire des expériences Prévoir un dispositif expérimental Exemple 1 Exemple 2 Réaliser un circuit électrique Mettre en évidence la présence de l air Exemple 3 Exemple 4 Tester les besoins des végétaux Mesurer la température de fusion d un glaçon

18 3.2- Faire des observations Observer à l œil nu Observer avec un instrument : loupe à main ou loupe binoculaire

19 3.3- Réaliser un modèle Exemple 1 Exemple 2 Modéliser un tremblement de terre Modéliser le déplacement du soleil dans le ciel Effectuer une enquête et /ou des recherches documentaires

20 4- Constatation des résultats et comparaison avec l hypothèse Synthèse de l ensemble des hypothèses validées et invalidées 5- Structuration du savoir construit en réponse au problème posé Les élèves formulent avec l aide de l enseignant, ce qu ils ont appris.

21 QU EST-CE QU UN ISOLANT THERMIQUE? Expérience 1 Comment conserver une eau (50 c) la plus chaude possible pendant 15 min? EDF / 2010

22 FORMULER DES HYPOTHÈSES Mise en commun des hypothèses

23 CONCEVOIR LES EXPÉRIENCES Rédiger un protocole expérimental

24 REALISER LES EXPÉRIENCES Travailler en groupes

25 STRUCTURER LES CONNAISSANCES Un bon isolant doit : ne conduit pas la chaleur. On dit qu il a une faible conductivité thermique ne se réchauffe pas facilement. Un tel matériau une grande capacité thermique ou une grande inertie. Classement conductivité/ capacité thermique 1. Panneau de fibre de bois 2. Liège expansé, 3. Ouate de cellulose (papier/ carton recyclé), 4. Laine de mouton 5. Polystyrène, 6. Laines minérales (de verre ou de roche)

26 STRUCTURER LES CONNAISSANCES La chaleur correspond à l énergie thermique c est-à-dire l agitation désordonnée des atomes ou molécules qui composent un corps. La température mesure cette agitation thermique.

27 COMMENT FONCTIONNE UN CIRCUIT ÉLECTRIQUE? 1. D où vient l électricité? 2. Comment éclairer une lampe? 3. Comment fonctionne un interrupteur? 4. Comment éclairer plusieurs lampes? 5. Comment éclairer deux lampes indépendamment?

28 1. D OÙ VIENT L ÉLECTRICITÉ AU MAROC?? Parc éolien Tanger barrage d Abdelmoumen Centrale Thermo Solaire à cycle combiné intégré d Ain Béni Mathar Centrale de charbon propre à Safi Turbine à gaz de l'office national de l'électricité à Tetouan,

29 2. COMMENT FONCTIONNE UNE LAMPE? Ampoule de verre Filament Support en verre Culot Comment ça marche? Enveloppée dans une ampoule en verre sous vide, un filament de tungstène est porté à incandescence par le passage d un courant électrique. Ce filament chauffe, ce qui produit de la lumière. Certaines ampoules contiennent un gaz inerte (argon, krypton ou xénon) pour augmenter leur durée de vie (maximum heures). Plot

30 3. COMMENT FONCTIONNE UN INTERRUPTEUR?

31 4. COMMENT ÉCLAIRER DEUX LAMPES? Du montage réel au schéma avec les symboles

32 5. COMMENT ÉCLAIRER DEUX LAMPES INDÉPENDAMMENT? Mise en commun des schémas élaborés en groupe

33 5. COMMENT ÉCLAIRER DEUX LAMPES INDÉPENDAMMENT? Réalisation de la maquette de la maison

34 COMMENT CHAUFFER L EAU AVEC L ÉNERGIE SOLAIRE? Le chauffe-eau solaire : de la fiche technique à la réalisation matérielle

35 LE CAHIER DE SCIENCES INSTITUT FRANÇAIS MEKNÈS 27 FEVRIER 1 ER M A R S E. T O U C H A R D C O N S E I L L E R E P E D A G O G I Q U E C I R C O N S C R I P T I O N D E G R E N O B L E 2

36 POURQUOI UN CAHIER DE SCIENCES? Accompagner chaque étape de la démarche d investigation. Faire le lien entre le l action et la réflexion : développer les compétences langagières à l oral et à l écrit. Ce cahier d expériences comporte différents types de documents ; des dessins, des schémas, des comptes rendu, des listes, des textes explicatifs ou documentaires Ces écrits sont rédigés, avec ou sans l aide de l enseignant, soit individuellement, en groupe, ou collectivement.

37 POURQUOI UN CAHIER DE SCIENCES? Le cahier d expérience permet de ; garder en mémoire le déroulement des activités, de faire des liens entre les différentes situations d apprentissage et les différents thèmes étudiés d identifier les progrès des élèves au cours de l année Communiquer avec d autres classes, avec les parents

38 POURQUOI UN CAHIER DE SCIENCES? Pour la diversité des écrits - Ecrire : individuellement, en groupe, collectivement - Lister le matériel - Réaliser des dessins, des schémas légendés - Décrire, nommer des objets, des phénomènes: apprendre un lexique spécifique - Ecrire un compte rendu : rédiger des phrases avec des connecteurs logiques, spatiaux et temporels

39 Ce que je pense : trace écrite individuelle- Cahier de sciences Ecole Les Heures Joyeuses (2005)

40 Ce que nous pensons : trace écrite de groupe Cahier de sciences Ecole Les Heures Joyeuses (2005)

41 Recherche documentaire Cahier de sciences Ecole Andalib II (2005)

42 Compte rendu collectif de visite Cahier de sciences Ecole Nakhlat Al Bassatine (2005)

43 L ÉCO HABITAT I N S T I T U T F R A N Ç A I S M E K N È S 27 FEVRIER 1 ER M A R S E. T O U C H A R D C O N S E I L L E R E P E D A G O G I Q U E C I R C O N S C R I P T I O N D E G R E N O B L E 2

44 COMMENT RÉDUIRE LA PRODUCTION DE DÉCHETS DANS LA MAISON? Quels sont les déchets produits dans la maison? - Déchets recyclables : d origine végétale (pelures de fruits et légumes) - Déchets recyclables : bois, papier, carton, plastique, métaux, verre - Déchets dangereux: médicaments, produits ménagers Quels sont les éco gestes? Faire un compost Trier les déchets dans des poubelles séparées Acheter moins de produits avec des emballages à usages uniques Ne pas jeter les produits dangereux mais les porter dans une décharge.

45 COMMENT RÉDUIRE LA CONSOMMATION D ÉLECTRICITÉ DANS LA MAISON? Quels sont les appareils qui consomment de l électricité? -Les appareils électroménager, les luminaires, les appareils technologiques (TV, ordinateurs ) -Le chauffage Quels sont les éco gestes? - Éteindre les luminaires en sortant d une pièce - Eteindre les appareils en veille - Utiliser un thermostat

46 COMMENT RÉDUIRE LA CONSOMMATION D EAU DANS LA MAISON? Quels sont les lieux où on consomme de l eau? La cuisine, La salle de bain, Les toilettes Le jardin (arrosage des plantes) Quels sont les éco gestes? Prendre un douche au lieu d un bain Ne pas laisser couler inutilement Réparer les fuites d eau

47 PLANIFICATION DES ACTIONS Rencontre des classes : samedi 7 juin 2014 Mise en place du défi avec les élèves : du 10 mars au 2 juin 4 séances d 1h pour réaliser les expériences 4 séances d 1h pour réaliser les recherches documentaires 2 séances d 1h pour construire la maquette 1 à 2 séances pour s entrainer à présenter les travaux Rassembler le matériel nécessaire, organiser les groupes, communiquer le projet auprès des parents et de l équipe pédagogique.

48 LES RESSOURCES DE SITE «LA MAIN A LA PATE»

49 MA MAISON, MA PLANETE ET MOI! L espace élève propose des animations multimédias permettant de mieux comprendre: L histoire et la diversité de l habitat dans le monde Comment économiser l énergie?

50 MA MAISON, MA PLANETE ET MOI! Comment économiser l eau? Comment garder une maison saine? Tester ses connaissances

51 BIBLIOGRAPHIE Ma planète, ma maison et moi, Edition Le Pommier (2010) Energies Développement Durable, Activités clés en main pour l enseignant, Hachette éducation (2010) Enseigner les sciences expérimentales à l école élémentaire, Physique et Technologie, R. Tavernier, Edition Bordas (2009) Ma maison, ma planète et moi Le module élève ; ations/home.swf Planète énergies