MENER DES APPRENTISSAGES AUX CAPACITES DE LA DEMARCHE SCIENTIFIQUE AFIN D'IDENTIFIER ET DE RESOUDRE DES PROBLEMES

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1 MENER DES APPRENTISSAGES AUX CAPACITES DE LA DEMARCHE SCIENTIFIQUE AFIN D'IDENTIFIER ET DE RESOUDRE DES PROBLEMES PILOTER DES APPRENTISSAGES EN REFERENCE A DES CRITERES DE REUSSITE UN EXEMPLE DE DEMARCHE EN CLASSE DE 6EME

2 Précisions et précautions pour une utilisation optimale de cet outil Afin d'illustrer les travaux réalisés en , ce travail propose, à partir d'une problématique relative au programme de sixième, différentes opportunités de mise à l'apprentissage des capacités de la démarche scientifique (Compétence 3 du socle commun de connaissances et de compétences). Il présente des éléments pour mener l'apprentissage à ces capacités dans des situations identifiées. Ces apprentissages prenant du temps, il est nécessaire de faire des choix. Ces choix répondront aux besoins des élèves et à la mise en œuvre des programmes. Ces capacités doivent être travaillées au sein d'une démarche d'investigation. Celle-ci n'est pas explicitée ici. L'apprentissage à la maîtrise de ces capacité est le plus fréquemment conduit au sein de tâches complexes nécessitant la mobilisation de plusieurs d'entre elles. En situation pédagogique, afin de favoriser l'apprentissage, les productions non conformes pourront servir de bases à l'identification des critères de réussite des témoignant de la bonne maîtrise des capacités. Auteurs : Patrick AUGE Frédéric HAMELIN Cathy LEVASSEUR-LEONARDI

3 Situation-problème: la croissance d'êtres vivants présents dans la classe A partir de quoi les êtres vivants produisent-ils leur matière? Ils produisent leur matière à partir de ce dont ils se nourrissent. De quoi se nourrissent-ils? Conception d'expériences sur les besoins nutritifs Proposer d'observer des traces de l'alimentation animale Problématique et démarche, supports de l'illustration

4 Situation-problème: constater la croissance d'êtres vivants présents dans la classe Effectuer des mesures Construire un tableau Tracer un graphique A partir de quoi les êtres vivants produisent-ils leur matière? Sélectionner l'information Ils produisent leur matière à partir de ce dont ils se nourrissent. Émettre une hypothèse De quoi se nourrissent-ils? Concevoir un protocole Proposer une méthode pour résoudre un problème Concevoir des expériences sur les besoins nutritifs Proposer d'observer des traces de l'alimentation animale Suivre un protocole Valider ou rejeter une hypothèse S'exprimer en français Capacités intégrées à la démarche choisie

5 Exemples : légende des codes utilisés dans les pages suivantes Étapes précédentes de la démarche Situation d'apprentissage Capacité travaillée Exemples de productions réussies conforme exact complet pertinent lisible Exemple de production non conforme à cet indicateur Exemple de production non conforme à cet indicateur Exemple de production non conforme à cet indicateur Exemple de production non conforme à cet indicateur Exemple de production non conforme à cet indicateur

6 Situation-problème: constater la croissance d'êtres vivants (gland/chêne, jeune/adulte) Observation d'animaux des élevages/de cultures de végétaux: Questionnement collectif sur ce qu'il est pertinent de mesurer Effectuer des mesures C'est l'occasion de développer chez les élèves les attitudes suivantes: Être rigoureux dans la façon de mesurer Prendre des initiatives S'impliquer: être actif L'appareil de mesure utilisé est conforme Les mesures sont effectuées en respectant le protocole La mesure est arrondie L'unité exacte est communiquée

7 Décision de mesurer la masse ou la taille d'un être vivant au cours du temps Nécessité de recueillir les résultats des mesures Construire un tableau à simple entrée Mesure de la taille d'un phasme au cours du temps Exemples de productions réussies L'élément inscrit est en relation avec les titres de ligne ou de colonne. La taille et la présentation rendent le tableau lisible, les traits sont rectilignes Le tableau ainsi que chaque ligne ou colonne possèdent un titre clair Inversion taille/âge Pas de tracé des cases Unités non précisées dans les titres

8 Mesure de taille ou de masse d'un être vivant Individuellement Tracer un graphique La grandeur qui est l'objet du problème est placée sur l'axe vertical Tous les points figurent sur le graphique de façon exacte Le graphique possède un titre clair. Les axes sont nommés et gradués, leur unité est précisée La courbe est lissée et ignore les points aberrants Des éléments de réponse au problème apparaissent (titre ou phrase accompagnant le graphique) Axes inversés Oubli du titre Oubli des titres des axes, pas d'unité Courbe tracée à la règle Aucune référence au problème posé

9 A partir de quoi les êtres vivants produisent-ils leur matière? Exploitation de documents complémentaires destinés à faire émerger l'hypothèse (animaux privés de nourriture) Sélectionner l'information Les escargots B fabriquent plus de matière que les escargots A car ils sont mieux nourris. Les escargots fabriquent plus de matière lorsqu'ils sont mieux nourris. Seules les informations qui ont un rapport direct ou non avec le problème sont sélectionnées Toutes les informations qui ont un rapport direct ou non avec le problème sont sélectionnées Les informations sélectionnées ne sont pas déformées Plus l'escargot vieillit, plus sa masse augmente Les escargots grossissent. L'escargot B grandit plus vite que l'escargot A

10 Graphiques de croissance d'êtres vivants + éventuellement sélection d'information sur les croissances différentes selon l'alimentation La question de l'origine de la matière est émise collectivement. L'émission d'hypothèse est individuelle. Émettre une hypothèse Les êtres vivants fabriquent leur matière à partir de ce dont ils se nourrissent. L'hypothèse isole un seul paramètre L'hypothèse reste dans le champ scientifique (se rapporte à la matière ou aux propriétés de celle-ci) L'hypothèse est émise sous la forme d'une phrase affirmative L'hypothèse répond au problème Les êtres vivants fabriquent leur matière en se nourrissant et en dormant en mangeant Les êtres vivants fabriquent leur matière en grandissant.

11 Hypothèse : les êtres vivants ont besoin de prélever des éléments dans leur environnement pour se développer. Émettre des hypothèses sur ce que les végétaux prélèvent dans leur environnement. Émettre une hypothèse Les végétaux absorbent de l'eau. Les végétaux ont besoin de terre. Les végétaux ont besoin d'engrais. Les végétaux ont besoin de lumière. L'hypothèse isole un seul paramètre L'hypothèse reste dans le champ scientifique (se rapporte à la matière ou aux propriétés de celle-ci) L'hypothèse est émise sous la forme d'une phrase affirmative L'hypothèse répond au problème Les végétaux ont besoin de soleil. Les végétaux ont besoin qu'on s'occupe d'eux. d'être arrosés Les végétaux poussent tout seuls.

12 Émission d'hypothèses sur l'origine de la matière Proposer une expérience destinée à tester les hypothèses Concevoir un protocole - montage test: Si on cultive une plante sans eau mais avec lumière et terre, elle ne va pas se développer - montage témoin: Si on cultive une plante avec eau, lumière et terre, elle va se développer Un témoin est prévu : il prévoit les conditions les plus proches de la réalité Le montage test ne diffère du montage témoin que par une variation du paramètre identifié dans l'hypothèse Les résultats attendus sont communiqués Pas de témoin Plusieurs différences entre le témoin et le montage principal Pas de résultat attendu

13 Protocole d'expériences sur les besoins des végétaux En binômes Suivre un protocole Le respect d'un protocole est l'occasion de développer chez les élèves les attitudes suivantes: Soigner son travail: respect du matériel Rigueur d'exécution : choix de plantes de taille identique,... Prendre des initiatives : repérage des montages S'impliquer: être actif Tous les gestes techniques sont réalisés, dans l'ordre Les outils sont choisis conformément à leur usage

14 Problème de l'origine de la matière consommée chez les animaux Collectif : proposition d'observations Proposer une méthode - Étudier des traces de repas et/ou des indices permettant de déterminer l'animal qui s'est nourri. - Analyser des excréments ou pelotes de régurgitation d'un animal connu pour y trouver des restes alimentaires - Observer un animal qui s'alimente Les observations attendues sont communiquées La méthode proposée permet de répondre au problème On analyse des excréments On propose différents aliments à un animal pour voir s'il les mange

15 Concevoir, puis suivre le protocole d'expériences destiné à tester les besoins nutritifs des végétaux Individuelle, en groupes,... Valider/rejeter une hypothèse Exemples de Les plantes ont besoin d'eau car dans le montage-témoin elles poussent alors que sans eau elles meurent. Sans minéraux, les plantes poussent mal alors que dans le montage-témoin elles poussent bien, donc l'hypothèse est validée. Les résultats obtenus sont comparés aux attendus La comparaison est utilisée comme argument pertinent pour valider, rejeter ou discuter l'hypothèse Les plantes ont besoin d'eau Les plantes n'ont pas besoin d'eau car dans le montage témoin elles poussent alors que sans eau elles meurent