De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation

1. De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation 150 ans d’enseignement des sciences à l’école • Fin XIXème: Jules Ferry: enseignement des sciences fondé sur l’observation: la leçon de choses • 1923: la leçon de choses prend un caractère expérimental abandonné 20 ans après • 1957: déclin de l’enseignement des sciences réduit à un simple exercice d’observation • 1968: les activités d’éveil • 1985: observer, analyser, expérimenter, représenter • 1996: « la main à la pâte » • 2000: le PRESTE • 2002: les programmes sont centrés sur l’approche expérimentale Animation Le Havre Ouest

2. De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation Quelques extraits des documents d’accompagnement aux programmes • Pourquoi enseigner les sciences et la technologie à l’école ? • Construire un premier niveau de représentation de la matière et du vivant • Solliciter le raisonnement, stimuler l ’imagination, développer un esprit rationnel • Donner les repères pour aborder les disciplines expérimentales au collège • Comment enseigner les sciences et la technologie à l’école ? • Permettre aux élèves de construire leur propre savoir par: • Un questionnement guidé par le maître • Des investigations menées par les élèves • L’acquisition de savoir faire et de connaissances Animation Le Havre Ouest

3. De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation • Situation de départ bisRecueil des représentations des élèves ( relever les obstacles) Confrontation Formulation du problème ( questions productives)  Élaboration des hypothèses Investigation conduite par les élèves Expérimentation directe Modélisation Observation directe Recherche Sur documents Enquêtes Visites Structuration des connaissances Animation Le Havre Ouest

4. De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation • Le choix de la situation de départ • En fonction: • des objectifs du programme • de sa maîtrise des connaissances sur le sujet • des ressources locales • du caractère productif du questionnement • de l’intérêt des élèves (ancré sur le concret, l’actualité) • Le support: • Un article de journal • une affiche, un document audiovisuel Animation Le Havre Ouest

5. De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation bis Recueil des représentations des élèves • « Faire avec pour aller contre » • Quel support pour les représentations? • Questionnaire, dessin, texte à rédiger, situation mixte… • Anticiper les difficultés éventuelles des élèves • Analyser les productions des élèves • identifier les conceptions sous-jacentes • repérer les obstacles à la connaissance Animation Le Havre Ouest

6. De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation • Formulation du problème Les questions productives • Permettre de passer d’une formulation peu scientifique, souvent factuelle, finaliste, à une formulation plus scientifique Animation Le Havre Ouest

7. De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation • De l’élaboration des hypothèses à la conception de l’investigation • Hypothèse = affirmation testée = conséquences vérifiables • Gestion des modes de groupement • Élaboration de protocoles expérimentaux • Formulations : oral/écrit • Synthèse Animation Le Havre Ouest

8. De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation Investigation conduite par les élèves • Modalités de sa mise en œuvre • Contrôle de la variation des paramètres • Description • Reproductibilité • Gestion des traces écrites personnelles et collectives Expérimentation directe Le développement des végétaux Animation Le Havre Ouest

9. De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation Investigation conduite par les élèves • Documents adaptés (analyse à priori) • Aides à l’appropriation des informations • Dans le cas d’un support, mettre en place des situations-images • Traces pertinentes Recherche documentaire Les séismes Animation Le Havre Ouest

10. De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation Investigation conduite par les élèves • Concevoir des aides à l’observation • Recueil des traces Observation directe Le mouvement Animation Le Havre Ouest

11. De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation Investigation conduite par les élèves • Modèle descriptif: représentation des invariants • Modèle fonctionnel: explications nouvelles • Limites du modèle: ce n’est pas le réel Modélisation Le mouvement, la respiration Animation Le Havre Ouest

12. De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation Structuration des connaissances • Comparaison et mise en relation des résultats • Confrontation avec le savoir établi, avec ses représentations initiales • Communication des résultats en réponse aux questions initiales • Trace écrite: formulation des connaissances nouvelles  Évaluation Animation Le Havre Ouest

13. préciser un dispositif • anticiper sur des résultats • planifier agir • garder des traces • revenir sur des activités antérieures • rendre disponibles des résultats mémoriser • réorganiser , trier • mettre en relation des écrits • reformuler des écrits comprendre De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation Le cahier d’expérience : Écrire , pourquoi? Écrire pour soi Animation Le Havre Ouest

14. ce que l ’on a compris • une conclusion transmettre questionner • une autre classe, un scientifique • ce que l ’on a fait • ce que l ’on a compris expliquer synthétiser • hiérarchiser • mettre en relation De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation Le cahier d’expérience : Écrire , pourquoi? Écrire pour les autres Animation Le Havre Ouest

15. Être capable de :- poser des questions précises et cohérentes à propos d'une situation d'observation ou d'expérience,- imaginer et réaliser un dispositif expérimental susceptible de répondre aux questions que l'on se pose, en s'appuyant sur des observations, des mesures appropriées ou un schéma ;- utiliser des instruments d'observation et de mesure : double décimètre, loupe, boussole, balance, chronomètre ou horloge, thermomètre ;- recommencer une expérience en ne modifiant qu'un seul facteur par rapport à l'expérience précédente ;- mettre en relation des données, en faire une représentation schématique et l'interpréter, mettre en relation des observations réalisées en classe et des savoirs que l'on trouve dans une documentation ;- participer à la préparation d'une enquête ou d'une visite en élaborant un protocole d'observation ou un questionnaire ;- rédiger un compte rendu intégrant schéma d'expérience ou dessin d'observation,Avoir compris et retenu :- des fonctions du vivant qui en marquent l'unité et la diversité : développement et reproduction ;- les principes élémentaires des fonctions de nutrition et de mouvement à partir de leurs manifestations chez l'homme ;- une première approche des notions d'espèce et d'évolution ;- le rôle et la place des vivants dans leur environnement ;Ces compétences et ces notions sont détaillées dans le document d'application. De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation Compétences devant être acquises en fin de cycle Animation Le Havre Ouest

16. De la leçon de choses à la démarche d ‘investigation • Activités pratiques: • 4 groupes sur 4 thèmes différents • Les séismes • La respiration • Le mouvement • Le développement des végétaux • Objectifs: • Concevoir, mutualiser, expérimenter au retour dans la classe • Analyser Animation Le Havre Ouest

17. Travail de groupe Animation Le Havre Ouest

18. Les représentations initiales en géologie Réponses d’élèves de CM2 d’écoles situées en Anatolie à la question: Définition: « Qu’est-ce qu’un tremblement de terre? » Animation Le Havre Ouest

19. Les représentations initiales en géologie Demande d’explication Animation Le Havre Ouest

20. 1 2 3 4 Les représentations initiales en géologie Schématisation des élèves après la définition Animation Le Havre Ouest

21. 6 8 7 Les représentations initiales en géologie Animation Le Havre Ouest

22. Les représentations initiales en géologie Synthèse des causes invoquées • Les causes terrestres • Les causes naturelles internes • Energie interne • Mouvements de gaz ou de liquides • Les vibrations • Les causes tectoniques • Le volcanisme • Les causes liées à l’homme • Les causes extra terrestres • Les causes atmosphériques Animation Le Havre Ouest

23. Les représentations initiales en géologie Les obstacles Prégnance du négatif : phénomènes destructeurs, largement diffusés dans les médias, vision mythique Vision statique de la surface de la terre (un petit nombre) Origine centrale des séismes Anthropomorphisme Raisonnement analogique (chaleur) Fait accidentel L’animisme Animation Le Havre Ouest

24. « Dessine le trajet de l’air dans ton corps quand tu respires et indique ou explique ce qu’il devient » Animation Le Havre Ouest

25. « Dessine le trajet de l’air dans ton corps quand tu respires et indique ou explique ce qu’il devient » Animation Le Havre Ouest

26. 3 1 2 Animation Le Havre Ouest

27. Critère Analyse Numéro Conception Obstacle Trajet L’air va partout dans le corps et ne ressort pas à l’extérieur 5 Respiration= apport d’air aux organes par des tuyaux confusion avec la circulation sanguine les poumons sont étanches Aller et retour de l’air L’air va aux deux poumons en même temps L’air va à un poumon puis à l’autre 1 2 Les poumons aspirent et refoulent un air identique Un bon et un mauvais poumon 4 Tri préalable selon la nature de l’air L’air va aux poumons puis au cœur avant de ressortir 3 Lien cœur poumon confusion avec la circulation sanguine Devenir L’air reste inchangé L’air se transforme 1-5 2-3 La respiration ne modifie pas la composition de l’air Pas de différence entre l’air inspiré et l’air expiré Analyse de quelques représentations sur la respiration Animation Le Havre Ouest

28. Les documents d’application Animation Le Havre Ouest

29. Les documents d’application *Le programme comprend des parties précédées d'un astérisque qui désignent des champs du savoir pouvant, de façon optionnelle, servir de support à des activités d'investigation supplémentaires. Il ne leur correspond pas de connaissances et de compétences exigibles. Animation Le Havre Ouest

30. Les documents d’application Animation Le Havre Ouest

31. Les documents d’application Animation Le Havre Ouest