Enseigner les sciences expe rimentales a l e cole e le mentaire : physique et technologie Tavernier, Bordas

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1 Enseigner les sciences expe rimentales a l e cole e le mentaire : physique et technologie Tavernier, Bordas Comment enseigner la physique et la technologie à l école primaire? Les sciences cherchent à acquérir un premier capital de connaissances mais également à développer des capacités et des attitudes. Pour cela les élèves doivent être mis en situation de recherche (individuelle ou de groupe). La démarche d investigation permet aux élèves de participer à la construction de leur propre savoir et de développer des qualités intellectuelles importantes. Le rôle de l enseignant est primordial et ses interactions indispensables pour diriger les élèves vers les objectifs visés. La démarche Situation de départ : Le choix de cette situation est la responsabilité de l enseignant. Par sa proposition, il suscite la curiosité des élèves. Recueil des conceptions premières et formulation du problème : Les élèves expriment par écrit et/ou oralement leurs représentations à ce stade de l étude ; La mise en commun des représentations fait apparaitre des divergences. Ce débat, organisé par l enseignant, permet de sélectionne un problème scientifique. Formulation d hypothèses et conception de l investigation : La classe formalise une ou deux questions, qui vont être le support du travail exploratoire. Les élèves définissent les pistes d exploration, choisissent les outils et les méthodes. L investigation conduite par les élèves : Selon les sujets, l investigation recourt à l une ou à l autre des formes de travail : Expérimentation directe conçue et réalisée par les élèves Réalisation matérielle : recherche d une solution technique Observation directe. Recherche sur documents. Enquête et visites. Confrontation des résultats des différents groupes : L enseignant organise la confrontation des résultats qui débouche sur la formulation d une connaissance provisoire propre à la classe. Structuration des connaissances et confrontation des résultats au «savoir savant» : Les élèves, avec l aide de l enseignant, mettent en forme la trace écrite. L enseignant propose aux élèves de confronter leurs résultats au savoir établi (manuel par ex.) Evaluation : Une étape importante qui peut prendre différente forme.

2 L évaluation Elle a plusieurs fonctions : - faire le point avec les élèves à propos d un thème, afin de connaitre leurs acquis puis leurs conceptions et de construire des objectifs pour une séquence : évaluation «diagnostique» - connaitre à un moment de la séquence les éventuelles difficultés des enfants et l état de construction des savoirs en jeu afin de procéder à des régulations sur les activités et sur la progression initialement prévue et /ou de différencier l aide aux élèves. L erreur est permise et toute conception doit pouvoir être exprimée : évaluation «formative» - examiner, en fonction des objectifs fixés initialement et éventuellement réaménagés, les savoirs effectifs des élèves en fin de séquence : évaluation «normative». La forme de la «notation» dépend du cycle dans lequel se trouvent les élèves. Dans la pédagogie active, les évaluations diagnostiques et formative sont particulièrement utilisées puisqu elles permettent les émissions d hypothèses, les confrontations, les argumentations, les constructions expérimentales et quelles conduisent ainsi aux savoirs en construction. L évaluation permet à l élève de construire ses connaissances, de se situer par rapport aux exigences de l enseignant, par rapport aux savoirs en jeu et éventuellement par rapport à ses pairs. L évaluation peut être réalisée par écrit ou oralement, suivant les objectifs qu on lui prête. L évaluation des conceptions initiales doit être le plus possible individuelle et donc l écrit est privilégié. Par contre, pour l évaluation formative, les échanges oraux peuvent être privilégiés. L enseignant se basera sur la curiosité, l investissement, la réflexion, l émission d idées, la mise en œuvre d éléments de démarche pour évaluer ces compétences et l intérêt général des activités chez l élève. Pour évaluer les élèves, on pourra mettre en place : - des exercices permettant d automatiser certaines procédures, de maitriser des formes d expression liées aux connaissances travaillées (formes langagières ou symboliques, dessins et schéma, représentations graphiques ) - de nouveaux problèmes permettant la mise en œuvre des connaissances acquises dans de nouveaux contextes (réinvestissement) - des contrôles de connaissances et de compétences méthodologiques. Les sciences et les compétences du socle commun. Compétence 3 du socle mais également compétence 5, 6, 7 et 1 Les compétences du socle commun DEVELOPPER SA PENSEE : Les élèves sont confronter à des difficultés et on leur donnera la possibilité de les dépasser et ainsi de développer des compétences scientifiques pour partager leurs connaissances, mieux comprendre le monde et être en mesure d agir en tant que citoyens (compétence 6) APPRENDRE A OBSERVER : C est une composante de la compétence 3 ; c est le résultat d un apprentissage. On note souvent une confusion entre dessin et schéma. Des enfants peuvent regarder un même objet et le représenter de manière différente, parce que les informations prises et traitées à partir de l objet sont disparates. Ce

3 que voit un observateur dépend de l objet mais surtout de ses expériences et de ses connaissances antérieures. L observation n est pas directement objective. L observation ne conduit donc pas à créer une image mentale de LA réalité. Observer en sciences de n est pas seulement regarder c est aussi essayer de comprendre les phénomènes perçus. C est une phase intellectuelle active. C est le résultat de l implication de la réflexion dans un questionnement. Mais l observation n est pas une fin en soi. Cette activité s intègre dans un processus afin de découvrir, de préciser un objet ou un phénomène naturel et d approfondir, d analyser, de comprendre et de formuler un savoir en aval. APPRENDRE A COMMUNIQUER : Des débats ont lieu soit au cours de moment de recherche, soit dans des moments de synthèse, quand les résultats sont analysés et des conclusions sont formulées. Ils seront l occasion pour les élèves d apprendre à argumenter oralement (C1 et 6) L enfant apprend à lire et à écrire des textes, il doit être confronté à la lecture et à l écriture de dessins, schémas, croquis, point de vue, courbes etc. Celles-ci donnent lieu à des apprentissages qui doivent laisser la place à la spontanéité et à des langages des codes et des normes. Il s agit d ouvrir l élève aux langages techniques pour le faire accéder au monde scientifique et technologique et de lui faire approcher cette pluralité de modes de représentation des objets et systèmes techniques (C3 et 7) sans apprendre le dessin technique normalisé. Les écrits des élèves peuvent donc prendre différentes formes et ont leur place dans les différents moments de l activité (C 1.3.7) DEVENIR CITOYEN : L éducation à la citoyenneté s accompagne d une ouverture aux débats, à l écoute et à la discussion, d une répartition des rôles et des taches. DEVELOPPER LA MAITRISE DES TUIC LA CULTURE HUMANISTE : L élève peut être amené à travailler sur le passé et le présent (évolution des connaissances, des objets), à être confronté à une œuvre d art. Des liens s établissent donc entre les cultures scientifiques et humanistes (C5). Sciences et maitrise de la langue. L ORAL : Les sciences sont l occasion pour les élèves de s exprimer, de dire et de s exercer à la pratique de la langue orale. Ils sont amenés à formuler une idée, décrire un objet, un dispositif ou un phénomène, argumenter en prenant en compte les arguments des autres LIRE : Tout travail sur document nécessite une lecture active, au cours de laquelle les élèves doivent trouver et prélever les informations en relation avec le problème à résoudre. Les écrits peuvent être des textes, mais ils sont le plus souvent accompagnés de photographies, de dessins et de schémas légendés, de tableaux etc

4 ECRIRE : Ecrits intermédiaires : observation Phrases déclaratives construction de questions ou texte descriptif d hypothèses, de critères pour dessin, schéma l observation et pour protocole expérimental l expérimentation texte injonctif Définition de la problématique fiche d essais préparation d une expérimentation cahier des charges ou d essais sur un objet technique construction d un objet Définir et observer la situation matérielle sur laquelle on travaille Prévoir et organiser l investigation Mettre en relation les observations avec des conceptions ou des savoirs précédemment acquis Aider à argumenter et à confronter aider à communiquer ses résultats et ses propositions préparer la construction de la nouvelle connaissance Formulations d idées, de question, ou d hypothèses exposition des résultats compte rendu de lectures Confrontation de résultats retour sur les hypothèses texte, dessin, schéma relevé de mesure sous forme de liste, de tableau ou de graphique résultats d expériences ou d essais synthèse partielle sous forme de texte descriptif, explicatif, argumentatif, de dessin, de schéma et de graphique, d organigramme. Ecrits finaux Modélisation Conclusion Synthèse interpréter, comprendre, expliquer Structure les connaissances aider à mémoriser communiquer aux autres ce que l on sait, ce que l on a appris compte rendu final pouvant comprendre un texte, des schémas, des graphiques Ecrits d évaluation Evaluation à l issue de l activité Montrer ce que l on sait montrer que l on est capable de réinvestir ce que l on a appris sur une situation nouvelle Repérer ce que l on sait et ce que l on a appris Auto-évaluation après l activité Réponses à des questions pouvant comprendre du texte, des schémas, des graphiques Appréciations codées par les élèves des écrits d évaluation finale précédents. Ecrits pour montrer les écarts entre «ce que je pensais» et «ce que je sais»à l issue de l activité Les liens avec d autres champs disciplinaires. Outre la maitrise de la langue, les activités en sciences et technologie permettent d établir des liens de façon privilégiée avec les mathématiques et l éducation civique.

5 LES MATHEMATIQUES : On va pouvoir s appuyer sur un travail mené en sciences et l utiliser ensuite pour introduire une nouvelle connaissance mathématique. Ou bien on va donner l occasion aux élèves d exercer des compétences mathématiques lors d une activité en sciences et technologie. - découverte des grandeurs et de leurs mesures : masse, contenance, longueur, durée - situations d additivité, de proportionnalité, - lecture de graphique, de tableau etc L instruction civique et morale : Expérimenter en groupe suppose le respect de l autre et du matériel. Echanger des idées, des arguments exige écoute et respect des autres. On facilite également une amorce de la réflexion sur les gestes citoyens : développement durable.

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