La Géologie à l Ecole : un site internet interactif pour enseigner les Sciences de la Terre

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1 LOPEZ Laurence, CORSINI Michel, DELTEIL Jean, DELTEIL Françoise et ROUBAUD Jean-Louis (équipe Quartz, Iufm de Nice). La Géologie à l Ecole : un site internet interactif pour enseigner les Sciences de la Terre Mots clés : internet; école élémentaire; apprentissages; activités scientifiques; Sciences de la Terre. Un site internet interactif ayant pour thème la géologie à l école élémentaire a été imaginé et conçu par l équipe QUARTZ de NICE. Ce site se veut un véritable outil pédagogique, fournissant, entre autre, des activités réalisables en classe concernant les séismes, les volcans et l évolution des êtres vivants (recherche en cours pour ces deux derniers sujets). Cet environnement pédagogique doit à la fois faciliter l assimilation de notions et de concepts scientifiques liés aux séismes, susciter une réflexion sur la démarche à mettre en place lors des moments d activité en classe et être un lieu d échanges entre utilisateurs et concepteurs. Nous avons ainsi imaginé des séances d activités au cours desquelles, à l aide d un matériel approprié, les élèves peuvent construire des concepts scientifiques (en relation avec les vibrations, les déformations, la rupture, les forces) dans une démarche expérimentale. Ces séances ont été testées dans des classes de cycle 3 durant deux années consécutives. Des fiches d activité ont alors été produites, revues, corrigées ou améliorées puis mises en ligne à partir du site internet. L interactivité du site fait que ces dernières restent tout à fait modifiables en fonction des expériences de chacun des utilisateurs. Fig.1

2 La conception d'un site interactif, tel que nous l imaginons, soulève cependant un certain nombre de problèmes à la fois techniques et pédagogiques. Une première difficulté survient lorsqu'il s'agit d'insérer les activités proposées aux enseignants dans une démarche pédagogique. L'attractivité doit alors être suffisante en regard de l'effort demandé au consultant pour organiser son savoir. L architecture du site et son principe de navigation doivent permettre de considérer l'ensemble des fiches d'activités dans une approche globale. C est ainsi qu il n est pas imposé d ordre au niveau de la mise en œuvre des séances. La conception même de la page d entrée (fig. 1) qui les introduit laisse au consultant le libre choix de les organiser selon la progression qu il aura envisagée. L'expérimentation en classe a également montré que les fiches d'activités livrées sans aucun accompagnement pouvaient générer certains problèmes, tant au niveau technique qu au niveau des objectifs à atteindre. Un premier exemple peut-être illustré par l image ci-après (fig. 2) obtenue lors de la séance de simulation d un séisme en classe. Fig. 2 Il s agit dans cette activité de proposer un modèle qui permettra aux enfants d établir une relation entre la propagation de l énergie libérée par une rupture ou un choc superficiel, son amortissement et la répartition des destructions à la surface du sol (mise en évidence des zones isoséistes). L expérimentation telle qu elle est pratiquée consiste donc à placer divers objets (sucres empilés, feutres ) en plusieurs endroits d une plaque de plexiglass. La rupture d un coin de la plaque génère des vibrations qui se propagent. Les objets placés au plus près du point de rupture (point de départ de l onde) seront plus sensibles à son passage (déplacement ou chute). L analyse de la photo précédente montre cependant que tous les «édifices» proches

3 du point de rupture ne sont pas tombés. La position de la pince étau à cet endroit-là du dispositif expérimental crée un effet de site, lequel ne permettra pas la construction par l enfant des notions d épicentre et de zones isoséistes. Un autre exemple est présenté au travers de cette photographie (fig. 3) : Fig 3 Ce dispositif expérimental doit pouvoir permettre à l enfant d observer qu une déformation souple précède la rupture, que la rupture survient suite à une sollicitation (poids de plus en plus importants) puis, dans un second temps, que cette rupture génère des vibrations qui se propagent. A la suite de cette expérimentation en classe deux remarques enfantines ont été notées : «Dès qu on lâche le poids, ça tremble», «Quand le poids tombe sur le sol, ça tremble aussi». Ces deux constats montrent donc que les enfants restent focalisés sur la notion de tremblement et s intéressent à toutes les sources possibles capables de les générer. Rappelons que, dans le cadre de l étude des séismes, seuls les tremblements produits par la rupture nous intéressent. Afin d aider l enfant à construire ce savoir scientifique, un certain nombre de précautions est donc à respecter au cours des phases expérimentales : il convient ainsi «d accompagner» le poids avant de le lâcher et de prévoir sur le sol, de quoi amortir sa chute.

4 Une dérive des objectifs de départ peut aussi être à l origine de problèmes rencontrés par l enseignant dans sa classe. Les expérimentations sur la rupture de différents matériaux (bois, polystyrène et béton cellulaire) ont ainsi pour objectifs de faire comprendre à l enfant qu une déformation souple précède généralement la rupture (fig. 4), que cette rupture est le résultat d une sollicitation et que tous les matériaux ne réagissent pas de la même façon à une force. Fig. 4 En testant cela en classe, les enfants ont proposé d autres conclusions : «Grâce à ces expériences, on comprend que les maisons construites en bois seront plus solides que celles construites en polystyrène ou en béton cellulaire». De telles remarques montrent que les concepts initialement visés n ont pas été construits et nous obligent donc à réfléchir à la nécessité de placer ces fiches activités dans un environnement pédagogique adapté. Ces fiches ne sont alors pas les seuls documents mis à la disposition des enseignants : ressources (apports notionnels, bibliographie, images, liens avec d autres sites ) lexique scientifique, conceptions enfantines, témoignages, programmes et instructions officielles, conseils sont également des espaces importants du site. L ensemble des points (problèmes matériels, difficultés d interprétation ) dont il a été fait mention ci-dessus nous font croire qu il est indispensable d'entrer dans une logique interactive. Une fois le site ouvert, les échanges autorisés entre les utilisateurs et les concepteurs doivent permettre son évolution. La prise en compte des remarques des enseignants doit pouvoir entraîner la révision, la modification ou l amélioration du site, des fiches d'activités notamment.

5 Nous encourageons donc cette démarche qui permet de faire évoluer le site par l'intégration continue de l'expérience et du questionnement des utilisateurs. La mobilisation d un groupe d experts reste parallèlement proposée au consultant pour l'aider dans la mise en œuvre des séances d'activités. BIBLIOGRAPHIE ANTHEAUME Pierre, DUPONT Michelle, MAUREL Maurice, Découverte du vivant et de la terre, Pédagogies pour demain. Didactiques, Hachette Education, Paris, 1995 ASTOLFI Jean-Pierre, CAUZINILLE-MARMECHE Evelyne, GIORDAN André, HENRIQUES-CHRISTOFIDES Androula, MATHIEU Jacques, WEIL-BARAIS Annick, Expérimenter, sur les chemins de l expérimentation scientifique, Mésopé, Privat, Toulouse, 1984 CHARPAK Georges, La main à la pâte, Les sciences à l école primaire, Flammarion, 1996 DE VECCHI Gérard, GIORDAN André, L enseignement scientifique. Comment faire pour que «ça marche»?, Collection André GIORDAN et Jean-Louis MARTINAND, Guides pratiques, Z EDITIONS, CDDP Alpes-Maritimes, NICE 1996 MINISTERE DE L EDUCATION NATIONALE, Qu apprend-on à l école élémentaire?, Les nouveaux programmes, CNDP Editions XO, 2002 MINISTERE JEUNESSE, EDUCATION, RECHERCHE, DIRECTION DE L ENSEIGNEMENT SCOLAIRE, Documents d accompagnement des programmes, Enseigner les sciences à l école Cycle 3, Coll. ECOLE, SCEREN, CNDP, 2002 MINISTERE JEUNESSE, EDUCATION, RECHERCHE, DIRECTION DE L ENSEIGNEMENT SCOLAIRE, Fiches connaissances, Cycles 2 et 3, Coll. ECOLE, SCEREN, CNDP, 2002 MINISTERE JEUNESSE, EDUCATION, RECHERCHE, «LES ACTES DE LA DESCO», La pluridisciplinarité dans les enseignements scientifiques tomes 1 et 2, SCEREN, CRDP Basse-Normandie, 2003