ENSEIGNER LES SCIENCES A L ECOLE PRIMAIRE. Circonscription de Sainte Suzanne Samedi 28 novembre 2009

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1 ENSEIGNER LES SCIENCES A L ECOLE PRIMAIRE 1 Circonscription de Sainte Suzanne Samedi 28 novembre 2009

2 OBJECTIFS DE LA FORMATION - Accompagner les enseignants dans la maîtrise de la culture scientifique. - Les amener à mettre en œuvre la démarche d investigation dans le cadre de l enseignement des sciences. - Structurer les apprentissages par la mise en place du carnet d observations (ou cahier d expériences). 2

3 PLAN Constats sur l enseignement des sciences Mise en situation : travail en petits groupes Mise en commun ; Rappels institutionnels ; La démarche d investigation ; Comment adapter la démarche d investigation à l école maternelle? 3

4 CONSTATS - Des horaires effectifs en général inférieurs aux horaires officiels ; - Des sujets étudiés trop longs et une couverture non intégrale du programme ; - Pas assez de traces écrites : une forte utilisation des photocopies ; - Des programmations de cycle souvent formelles. Extraits du rapport de l inspection générale sur l enseignement des sciences expérimentales et la technologie à l école primaire, octobre

5 Citations empruntées à Georges CHARPAK «Tous ceux qui ont eu l occasion d observer la façon dont les enfants, même très jeunes, appréhendent la réalité savent qu ils sont curieux de tout, avides d expérimenter, même au prix de tâtonnements, et heureux jusqu à la jubilation lorsqu ils découvrent une nouvelle relation au réel.» «La science est l outil qui permet d approcher le réel, d apprendre la fécondité du questionnement, [ ] de susciter l argumentation et l échange des idées.» 5

6 MISE EN SITUATION: TRAVAIL EN PETITS GROUPES affiche voiture sciences.docx 1 ère phase (travail collectif) : - Observation d une image ou résolution d un problème ; - Ecriture des conceptions initiales ; - Formulation du problème (collectif) - Emission des hypothèses ; - Communication des hypothèses et des protocoles expérimentaux (recensement du matériel). 2 ème phase (travail de groupes) : - Expérimentation ; - Structuration des connaissances. 3 ème phase (travail de groupes) : - Identifier et nommer les étapes de la démarche d investigation. 6

7 MISE EN COMMUN Confrontation des résultats Présentation des démarches mises en œuvre 7

8 RAPPELS INSTITUTIONNELS A) HISTORIQUE En 1996 : La main à la pâte, Georges CHARPAK. De 2000 à 2002 : le Plan de Rénovation de l Enseignement des Sciences et de la Technologie à l Ecole (P.R.E.S.T.E.) : Du questionnement à la connaissance en passant par l expérience. o En 2002 : réforme des programmes de l enseignement des sciences et de la technologie à l école primaire : Mise en œuvre de la démarche expérimentale d investigation o La circulaire de la rentrée scolaire : rénovation de l enseignement des sciences (seconde priorité, après la maîtrise de la langue). circulaire n du ) o Les programmes 2008 : réaffirmation de la démarche d investigation au cycle 3 activités expérimentales par les élèves + carnet d observations (ou cahier d expériences). 8

9 B) VUE D ENSEMBLE SUR LE PROGRAMME CYCLE 1 CYCLE 2 CYCLE 3 Domaines Découvrir le monde Découverte du monde Sciences expérimentales et technologie Horaires Pas d indication 81 h par an 78 h par an Champs Compéten ces - Découvrir les objets - Découvrir la matière - Découvrir le vivant Fin d école maternelle - Reconnaître, nommer, décrire, comparer, ranger et classer des matières, des objets selon leurs qualités et leurs usages - Connaître des manifestations de la vie animales et végétales, les relier à de grandes fonctions: croissance, nutrition, locomotion, reproduction - Nommer les principales parties du corps humain et leur fonction, distinguer les cinq sens et leur fonction - Repérer un danger et le prendre en compte - Connaître et appliquer quelques règles d hygiène du corps, des locaux, de l alimentation - Découvrir le monde du vivant, de la matière et des objets Palier 1 du socle commun Compétence 3 : Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique - Observer et décrire pour mener des investigations Compétence 7 : L autonomie et l initiative - Echanger, questionner, justifier un point de vue - Le ciel et la terre - La matière - L énergie - L unité et la diversité du vivant - Le fonctionnement du vivant - Le fonctionnement du corps humain et la santé - Les êtres vivants dans leur environnement - Les objets techniques Palier 2 du socle commun Compétence 3 : Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique B) la culture scientifique et technologique - Pratiquer une démarche d investigation: savoir observer, questionner; - Manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter; - Mettre à l essai plusieurs pistes de solutions; - Exprimer et exploiter les résultats d une mesure ou d une recherche en utilisant un vocabulaire scientifique à l écrit et à l oral; - Maîtriser des connaissances dans divers domaines scientifiques; - Mobiliser ses connaissances dans des contextes scientifiques différents et dans des activités de la vie courante (par exemple, apprécier l équilibre d un repas); - Exercer des habiletés manuelles, réaliser certains gestes techniques. Mise en œuvre d un carnet d expériences : - préconisation au cycle 1 (outil collectif) et au cycle 2 (outil individuel) - Obligatoire au cycle 3 (différencier le carnet d expériences du cahier / classeur de sciences qui peut contenir également la culture humaniste) 9

10 Rubriques abordées en maternelle Champs du programme Découvrir les objets Découvrir la matière Découvrir le vivant Rubriques - Découverte: usages et fonctionnement des objets - Prise de conscience des risques - Fabrication d objets - Propriétés de matières usuelles - Percevoir les changements d état de l eau - Prendre conscience de l existence de l air - Les caractéristiques du vivant par le biais d élevages et plantations - Les parties du corps et leur fonction - Les cinq sens et leur fonction - L hygiène et santé (nutrition) - Sensibilisation aux problèmes de l environnement Proposition de fiche de préparation sciences.doc 10

11 LA DEMARCHE D INVESTIGATION A) LES ETAPES Problématisation Etape 1 1 Situation de départ (évènement déclencheur) Investigation Etape 2 2 Formulation des questions et recueil des représentations initiales 3 Expérimentation/ modélisation Structuration Communication Etape 3 6 Situation problème : elle doit être clairement posée Hypothèses Hypotheses 1 INVESTIGATION Observation Exploitation / interprétation des résultats de l investigation Confrontation avec les hypothèses de départ Documentation (recherche, enquête, visite) Utilisation du carn net d observations 8 Synthèse (structuration du savoir construit en réponse au problème posé) + confrontation au savoir scientifique établi 11 Evaluation Etape 4 9 Evaluation, transfert, réinvestissement

12 B) LA TRACE ECRITE Les différentes formes de traces écrites : - Le dessin - Le schéma légendé - Le compte-rendu Les supports : le cahier d expériences (carnet d observations) et le cahier de sciences 12

13 L évolution du cahier d expériences au cours des cycles Cycle 1 Cycle 2 Cycle 3 D EXPERIENCES CAHIER o Souvent, il s agit d un cahier collectif, «de classe». o Recueil de «traces», d expériences vécues par l élève sous la forme de dessins, de photos, d images légendées par l adulte (dictée à l adulte). o Différencier cahier de vie et carnet d expériences. o Continuité des travaux entrepris en maternelle. Cahier individuel. o Au cours de ce cycle, on passe régulièrement de la dictée à l adulte aux traces personnelles. o On n est pas seulement dans le constat final. Le maître accompagne la construction d écrits aux différents moments de la démarche. o Transmission indispensable sur les années du cycle. Cahier individuel à caractère obligatoire pour ce cycle. o Utilisation d un classeur, d un cahier, de feuilles de couleurs pour différencier les traces individuelles de la trace collective qui prend le statut de savoir. o Reprises des traces personnelles, réécriture (en différé ou non) des textes produits pour aller vers la trace institutionnelle qui est le savoir validé et transmissible. o Informer les familles 13

14 COMMENT ADAPTER LA DÉMARCHE D INVESTIGATION EN MATERNELLE? «Si vous le dites, j oublierai Si vous le montrez, je m en souviendrai peut-être Mais si vous m y faites participer, je comprendrai!» Proverbe chinois 14

15 DEROULEMENT D UNE SEQUENCE POSSIBLE EN MATERNELLE 11 Situation de de départ :: 2 Formulation des questions : - une sortie dans la nature avec prélèvement de graines ; - un apport d échantillon de graines et de «non graines» en classes (thé, cailloux ) GRAINE OU PAS GRAINE Oralement : discussion autour des échantillons (qu est ce que c est? A votre avis, lesquels sont des graines?) Par écrit : dessiner ce que l on pense être une graine ; exprimer ce qu est une graine ; imaginer ce qu elle va devenir 3 Situation problème : 4 Hypothèses : Comment savoir que ce sont bien des graines? 5 Investigation : 6 Exploitation / Interprétation des résultats Par le biais du questionnement, faire verbaliser les protocoles retenus, le matériel nécessaire. Les élèves organisent leurs plantations et réalisent des semis. Observations quotidiennes, relevés des mesures de la croissance des tiges avec des bandelettes, dessins d observation de l évolution des semis dans le carnet. 8 Synthèse / Confrontation au savoir : - Chacun écrit la conclusion retenue et colle la fiche élaborée par la classe : «les graines germent et donnent des plantes. Des graines différentes donnent des plantes différentes. Pour germer, les graines ont besoin d eau.» Schéma investigation maternelle.docx «Si cela pousse, cela veut dire que ce sont bien des graines. Pour le vérifier, il faut semer» 7 - Confrontation avec les hypothèses : - Se remémorer la situation de départ, le questionnement, l anticipation (relire les traces écrites). - Expliquer ce qui s est passé. - Conclure : «des plantes ont poussé. Cela veut dire que c était des graines. On reconnaît une graine quand elle devient une plante.» 9 Evaluation, Transfert, Réinvestissement : - D autres plantations, un jardin, un culturama pour voir les racines. 15

16 OBSTACLES A l APPRENTISSAGE Construire des ponts\index.html Liés au développement psychologique de l enfant - La pensée magique - L Anthropomorphisme - Le finalisme - L animisme - L artificialisme. Liés à l espace et au temps DIFFICULTES DE LA MISE EN ŒUVRE DE LA DEMARCHE - La formulation du questionnement - L élaboration d hypothèses - L organisation de l investigation - La relation entre pairs. 16

17 CONCLUSION Les sciences permettent à l élève de : - Comprendre les phénomènes naturels ; - Développer sa personnalité, son intelligence, son raisonnement, son esprit critique et son rapport au monde ; - Construire des connaissances objectives durables. L enseignement des sciences à l école maternelle - Les activités d investigation ; ne se fait pas de façon ponctuelle : - Les activités de structuration. Situations déclenchantes sens, motivation Situations permettant des investigations sensorielles. 17

18 Bibliographie Maryline COQUIDE-CANTOR, André GIORDAN,L enseignement des Sciences à l école Maternelle, Delagrave Edition, 2002 Raymond TAVERNIER, La découverte du monde vivant de la maternelle au CM2, guide des professeurs des écoles, Bordas 2002 Raymond TAVERNIER, Pour découvrir le monde à l école maternelle, PS/MS/GS, guide pour l enseignant et albums, Bordas La classe maternelle Hors-série, 8 projets scientifiques pour l école maternelle, 2009 La classe maternelle Hors-série, Le monde végétal: découvrons le monde du vivant à l école maternelle, 2007 La classe maternelle Hors-série, Le monde animal: découvrons le monde du vivant à l école maternelle, 2007 Gérard DE VECCHI, Enseigner l expérimental en classe, Hachette Education 2006 Christian ORANGE, Elisabeth PLE, Les sciences de 2 à 10 ans, revue ASTER n 31, INRP La main à la pâte, Site pédagogique INRP: