5. Des activités diversifiées
1. Comment faire dans la classe ?
Proposer des activités variées qui permettent aux élèves :
1) de comprendre ce que sont les sciences aujourd'hui (contexte, enjeux de société, explosion des connaissances, pensée systémique, ...), comment elles se sont construites et ont évolué au cours du temps...
...en proposant des activités qui montrent le rôle des sciences aujourd'hui, en étudiant l'histoire des sciences, en discutant de l'actualité scientifique, en débattant de sujets socialement vifs ayant des liens avec les sciences, ...
2) de développer une attitude scientifique et de s'approprier différentes démarches scientifiques...
...en proposant aux élèves des situations problèmes dont on ne connait pas forcément l’aboutissement, en leur lançant des défis, en partant d’observations ou de manipulations qui permettent d’identifier des problématiques et d’engendrer des questions, en vérifiant leurs modèles par la mise en place d’expérimentations.
3) de construire des outils propres aux sciences et d'apprendre à les utiliser...
...en utilisant et en faisant réaliser différentes représentations à propos d’un phénomène : des schémas, des graphiques, des tableaux de données,… En recourant à divers instruments de mesure (thermomètres, règles graduées, chronomètre, …). En mettant en place des activités de tri, de rangement, de classification, de comparaison (par exemple, pour la distinction vivant/non-vivant ou pour la classification animale en demandant aux élèves d’organiser des images en fonction de différents critères et de justifier leur organisation).
4) de construire des notions scientifiques et des connaissances conceptuelles...
...en travaillant à partir de et sur les conceptions des élèves. En leur faisant élaborer des modèles et en étudiant des modèles (par exemple en demandant aux élèves de représenter les os à l’intérieur des membres et d’élaborer différentes maquettes en carton pour expliquer les mouvements possibles et impossibles – en étudiant un squelette, en regardant des vidéos, en comparant avec des schémas, …).
5) de s'approprier une culture générale en sciences (prendre conscience de la place des sciences dans notre société, apprendre à rechercher et à traiter des informations, développer l'esprit critique)...
...en organisant régulièrement des sorties, des visites, des projets à caractère scientifique, en visionnant des films, en consultant des ouvrages scientifiques (tout en développant une éducation aux médias et en discutant du statut de chaque document, écrit ou audiovisuel). En développant une approche interdisciplinaire et systémique, en faisant des liens entre différentes problématiques, en participant à des projets, en réalisant des enquêtes.
C'est d'ailleurs ce qui est clairement explicité dans le Plan d'Etudes Romand de 2010
"Le domaine "sciences de la nature" vise à permettre aux élèves :
- d'acquérir un certain nombre de notions, de concepts et de modèles scientifiques développés progressivement par l'humanité et de réaliser la manière dont les savoirs scientifiques se sont construits ;
- d'identifier des questions, de développer progressivement la capacité de problématiser des situations, de mobiliser des outils et des démarches, de tirer des conclusions fondées sur des faits, notamment en vue de comprendre le monde naturel et de prendre des décisions à son propos, ainsi que de comprendre les changements qui sont apportés par l'activité humaine ;
- de se montrer capable d'évaluer des faits, de faire la distinction entre théories et observations, et d'estimer le degré de confiance que l'on peut avoir dans les explications proposées."
PER (2010)
2. Varier les activités
Afin que les élèves soient actifs/actives non seulement avec leurs mains, mais aussi avec leur tête, il est important :
- d'une part, de varier les activités en tenant compte des 5 visées prioritaires explicitées dans le module 1 ;
- d'autre part, d'engager les élèves dans des situations motivantes, qui les obligent à se creuser la tête, à recourir à diverses démarches, à mobiliser et/ou à construire diverses connaissances. Cela passe souvent par des tâches d'explicitation, de justification, de débat, de communication et par de la modélisation.
2.1 Comprendre ce que sont les sciences aujourd'hui (contexte, enjeux de société, explosion des connaissances, pensée systémique, ...), comment elles se sont construites et ont évolué au cours du temps
Visionnez cette vidéo - Des activités pour comprendre ce que sont les sciences
Fiches mentionnées dans la vidéo
Comparer des représentations - Ptolémée - Copernic
Utiliser des documents authentiques - Les notes de Galillée
Consulter des documentaires - L'histoire de l'astronomie
Étudier des documents tirés de l'actualité - Les exoplanètes
Lien avec Odysséo Enquêtes 1, 2, 3, 4 et 5
Les documents anciens
L’étude de documents anciens permet de comprendre que la science est en constante évolution. Il est ainsi important, dans l’enseignement des sciences, de décrypter différents documents authentiques, des récits, des textes de vulgarisation, des notes, des dessins, des cahiers de recherche, produits par des personnalités diverses, des chercheurs, des savants ou des explorateurs. Il s’agira donc de prendre connaissance de ces documents en essayant de les situer dans leur contexte historique et d’identifier, sans prétention de totale compréhension, des éléments en lien avec le thème étudié en classe. Il est important de préciser que la plupart du temps les révolutions scientifiques ne sont possibles que grâce à des échanges et des collaborations entre plusieurs équipes, et qu’elles dépendent beaucoup du contexte historique, des progrès techniques et de l’évolution des idées.
Utiliser des documents tirés de l’actualité
Pour établir des liens entre les savoirs et savoir-faire développés en sciences de la nature avec les enjeux scientifiques actuels, il est pertinent de recourir à des documents tirés de l’actualité et ce dans tous les domaines. Toutefois, le travail sur ce type de document ne va pas de soi. Il s’agit d’apprendre aux élèves à décrypter ces genres textuels particuliers. La lecture seule de ces documents ne sera pas source d’apprentissage. En effet, ils comportent de nombreux obstacles à la compréhension pour des élèves du cycle 2. Notons par exemple la richesse du vocabulaire utilisé, la diversité des concepts scientifiques qu’il est nécessaire de mobiliser et les connaissances contextuelles (contextes historique, politique, social, économique, environnemental...) qu’il s’agit de maîtriser pour saisir leur contenu. Il est également essentiel de pouvoir rappeler les connaissances construites lors des activités des unités effectuées pour que les élèves puissent mobiliser les connaissances à bon escient.
2.2 Développer une attitude scientifique et s'approprier différentes démarches scientifiques
Pour développer une attitude scientifique et s'approprier différentes démarches scientifiques, il s'agit de placer les élèves en situation de recherche... ...de manière la plus authentique possible, c'est-à-dire que les élèves devront élaborer des dispositifs leur permettant de répondre à des questions ou de vérifier des hypothèses.
Le projet "Dans la peau d'un chercheur" est à ce titre très représentatif d'une mise en place d'une situation de recherche.
La consigne proposée aux élèves tente de placer les élèves... ...dans la peau d'un chercheur ou d'une chercheuse :
"Voici une boite en carton. Sans endommager la boite et sans l’ouvrir, vous allez identifier ce qu'il y a à l'intérieur le plus précisément possible".
Visionnez cette vidéo - Dans la peau d'un chercheur - Étapes 1 et 2
Effectuer une recherche - Soulever une maison avec des ballons
Effectuer une recherche - Construire une tour en papier
Lien avec Odysséo Enquêtes 3, 4, 9, 28, 36 et 51
2.3 Construire des outils propres aux sciences et apprendre à les utiliser
Visionnez cette présentation - Des activités pour construire des outils propres aux sciences
Présentation Prezi avec commentaire audio - temps de chargement assez long - navigation par les flèches
Version vidéo : cliquez ici
Décoder des schémas - Les volcans
Décoder des schémas - Le cycle de l'eau
Produire et utiliser des graphiques - L'énergie
Lien avec Odysséo Enquêtes 7, 12, 28, 30, 31, 32, 33
Lien avec les séquences : "Classer le vivant - Diversité du vivant" - (DGEO, 2018)
2.4 Construire des notions scientifiques et des connaissances conceptuelles
Les activités présentées au début de ce module font partie de séquences complètes qui permettent, tout en mettant l'accent sur certaines visées (comprendre ce que sont les sciences et comment elles se sont construites, développer une attitude scientifique et s'approprier des démarches scientifiques, construire des outils propres aux sciences et apprendre à les utiliser), de construire des notions scientifiques et des connaissances conceptuelles.
Ces notions scientifiques et ces connaissances conceptuelles se construisent progressivement dans un mouvement spiralaire dans lequel un ensemble de notions et de concepts viennent peu à peu donner de plus en plus de sens à de la connaissance systémique.
Prenons un exemple. Qu'est-ce qu'un œuf ? Au sens biologique du terme. Et bien il faudra passer par des étapes où certaines connaissances seront peut-être dissociées :
- Un œuf est pondu par une poule, il contient un jaune et un blanc ;
- Pour se reproduire, les animaux ont besoin d'un animal femelle et d'un animal mâle ;
- Lors de la fécondation, il y a rencontre entre un spermatozoïde et une ovule ;
- Les poissons pondent des œufs ;
- Dans un œuf fécondé, l'embryon se développe jusqu'à l'éclosion ;
- ...
Le concept "œuf" se construit donc en établissant des liens entre toutes ces propositions. Et les élèves devront passer par des remises en question qui viendront peut-être bousculer leurs conceptions.
Visionnez cette vidéo "Qui pond des œufs ?" - RTS Découverte
La fiche en lien avec la vidéo
Lien avec Odysséo Enquêtes 38 et 40
Consultez vos moyens d'enseignement habituels. Identifiez dans une unité que vous choisissez, les notions scientifiques et les connaissances conceptuelles visées.
Ne pas confondre mot de vocabulaire et concept scientifique
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Si l'apprentissage du vocabulaire spécifique est un élément important au cycle 2, en sciences et technologie il ne doit pas être considéré comme une fin en soi, ni donc être évalué comme tel. La mémorisation de définitions des mots utilisés dans les unités ne permet en effet pas aux élèves de comprendre les phénomènes scientifiques. L'apprentissage des concepts scientifiques est complexe et leur maîtrise doit être systémique et progressive. Cela signifie que les concepts se construisent tout au long des cycles et qu'il est surtout important de travailler sur les relations entre les différents concepts. Ainsi, comme nous l'avons vu dans le module 2, le concept de «fruit» prend du sens lorsqu'il mis en relation avec d'autres concepts, celui d'organe, de fleur (une fleur est l'organe sexuel des angiospermes, des plantes à fleurs), de fécondation, de graine. Les énoncés opératoires établissent des liens entre les différents concepts : « un fruit résulte du développement d'une fleur»; «la fécondation permet le développement d'un fruit » ; « les ovules se développent en graines ». S'approprier des concepts scientifiques c'est donc réussir à la fois à identifier leurs caractéristiques, mais aussi et surtout établir des liens avec d'autres concepts. |
3. ressources complémentaires
Deux activités d'investigation :
Giordan, A., (2016). Le modèle allostérique de l'apprendre
Giordan, A., (1991). La modélisation dans l'enseignement et la vulgarisation scientifique
Campus Junior le magazine scientifique de l’Université de Genève destiné aux 8-12 ans. Un dossier, des reportages, des jeux, des découvertes… A télécharger ou à commander gratuitement.
La fabuleuse histoire de la science
Ce qu'en dit le PER - Partie theorique (PDF)
Comment enseigner les sciences - Michel Develay (PDF)