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FORMATION INITIALE COMPLÉMENTAIRE – ANNÉE 2013/2014 LA DÉMARCHE DINVESTIGATION AU CŒUR DE LENSEIGNEMENT DES SVT 14 décembre – Tamara Rollinde de Beaumont.

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1 FORMATION INITIALE COMPLÉMENTAIRE – ANNÉE 2013/2014 LA DÉMARCHE DINVESTIGATION AU CŒUR DE LENSEIGNEMENT DES SVT 14 décembre – Tamara Rollinde de Beaumont 1 Séance 4

2 LES DÉMARCHES DANS LES PROGRAMMES DU COLLÈGE « La démarche expérimentale, au-delà de la simple observation, contribue à une représentation scientifique, donc explicative, du monde. » « Dans la continuité de lécole primaire, les programmes du collège privilégient pour les disciplines scientifiques et la technologie une démarche dinvestigation. Comme lindiquent les modalités décrites ci-dessous, cette démarche nest pas unique. Elle nest pas non plus exclusive et tous les objets détude ne se prêtent pas également à sa mise en œuvre. » « Par ailleurs, au cours des quatre années du collège, chaque élève simplique selon une démarche de projet dans des activités contribuant à développer sa responsabilité face à la santé et à lenvironnement, ce qui constitue des occasions de développer son esprit dinitiative. » « En classe de troisième, comme dans les classes précédentes, l'enseignement des sciences de la vie et de la Terre met fortement l'accent sur la pratique dune démarche scientifique, les manipulations et les expérimentations qui permettent de l'exercer, lexpression et lexploitation des résultats des recherches. » Extraits du programme de SVT des classes de collège, BO août

3 LES DÉMARCHES DANS LES PROGRAMMES DU LYCÉE « La démarche dinvestigation, déjà pratiquée à lécole primaire et au collège, prend tout particulièrement son sens au lycée et sappuie le plus souvent possible sur des travaux délèves en laboratoire. » Extraits du préambule des programmes de SVT du lycée, BO du 29 avril 2010 « Lapproche historique dune question scientifique peut être une manière originale de construire une démarche dinvestigation. » « Pratiquer une démarche scientifique (observer, questionner, formuler une hypothèse, expérimenter, raisonner avec rigueur, modéliser). » « La poursuite des objectifs de formation méthodologique implique généralement que lon mette en œuvre une pédagogie active, au cours de laquelle lélève participe à lélaboration dun projet et à la construction de son savoir. » 3

4 Pour chacun des exemples présentés : Retrouvez les différentes étapes de la démarche suivie afin de résoudre le problème posé. Précisez le type de stratégie adopté afin de trouver une solution. Comparez les différentes démarches présentées. 4 COMMENT TROUVER LA SOLUTION DUN PROBLÈME ? Travail par 2 Documents à disposition: Comment trouver la solution dun problème ? Durée: 30 min Production : schéma présentant les différentes étapes

5 ORDRE DU JOUR Que nous disent les instructions officielles? La démarche dinvestigation, comment ça marche? En pratique… Elaborer une démarche dinvestigation Les tâches complexes, une démarche dinvestigation? En pratique… Elaborer une tâche complexe (1ieres étapes) Gestion de la classe : Evaluation des attitudes comme outil de la gestion de classe 5

6 QUE NOUS DISENT LES INSTRUCTIONS OFFICIELLES? Depuis 1990, de profonds changements dans lenseignement des sciences entre autre sur deux points: La démarche dinvestigation La coordination des disciplines scientifiques En 2006, des innovations pédagogiques sont mises en place dans ce sens: Préconisation de mise en œuvre de démarche dinvestigation dans les apprentissages Convergence des disciplines : socle commun de connaissance et de compétences 2008, MPS..) Définition La démarche scientifique est un outil d'investigation pour décrire et comprendre le réel. Elle est surtout utilisée dans les sciences, technologie et mathématiques (avec des spécificités disciplinaires). Elle repose sur le questionnement. Académie de Créteil Continuité primaire – collège – lycée Démarche partagée avec dautres disciplines 6

7 Identifier les modalités de mise en œuvre et les différentes étapes de la démarche dinvestigation. Comparez les préconisations au collège et au lycée. 7 Travail en groupe Documents à disposition: BO préambule des programmes de collège, BO préambule au programme de la terminale. Durée: 30 min Production : tableau QUE NOUS DISENT LES INSTRUCTIONS OFFICIELLES?

8 RÉSOLUTION DE PROBLÈMES ET DÉMARCHES E EXPLICATIVES - SABINE BOBÉE –IA-IPR ORLÉANS-TOURS 8

9 « Sans hypothèse, cest-à-dire sans une anticipation de lesprit sur les faits, il ny a pas de science, et le jour de la dernière hypothèse serait le dernier jour de la science». « La méthode expérimentale, en tant que méthode scientifique, repose toute entière sur la vérification expérimentale dune hypothèse scientifique ». Claude Bernard la notion de démarche scientifique à celle dhypothèse la notion de démarche expérimentale à celle dhypothèse et dexpérience. 9

10 CONTRIBUTION DES SVT À LACQUISITION DUNE CULTURE SCIENTIFIQUE ET TECHNOLOGIQUE ET À LA MAÎTRISE DES AUTRES COMPÉTENCES DU SOCLE COMMUN. (EXTRAIT DU BO) Lobjectif de lenseignement des sciences de la vie et de la Terre est de comprendre le monde. Il sagit dexpliquer le réel. Pour ce faire, on sappuie sur une démarche dinvestigation fondée sur lobservation de phénomènes perceptibles à différentes échelles dorganisation et des manipulations, expérimentations ou modélisations permettant de répondre à des questions, déprouver des hypothèses explicatives et de développer lesprit critique. La connaissance est alors construite et non imposée. A tout moment de la démarche, on sassure que lélève perçoit le sens de ce quil fait et ce pourquoi il le fait. 10

11 LA DÉMARCHE DINVESTIGATION COMMENT ÇA MARCHE? 11 Faire émerger les conceptions des élèves Analyse Conception erronée Obstacle à lapprentissage Conception valide Elaboration dune situation- problème susceptible de créer une rupture...

12 LA DÉMARCHE DINVESTIGATION COMMENT ÇA MARCHE? qui présente une certaine complexité et offre différentes stratégies possibles de résolution Indispensable pour quil y ait activité scientifique Permet de donner du sens au travail de lélève. Un problème scientifique se construit au fur et à mesure Capacité : formuler un problème scientifique Attitude : esprit critique, louverture desprit, curiosité intellectuelle Propositions provisoires à vérifier - Une hypothèse implique des conséquence ou implications vérifiables. Un modèle inventé… Faire appel à ses connaissances (valide ou erronées), à limagination, à lintuition… Capacité : proposer des hypothèses explicatives Attitude : développer la créativité, limagination 12 Problème Hypothèse

13 13

14 LA DÉMARCHE DINVESTIGATION COMMENT ÇA MARCHE? Démarche d'observation Démarche expérimentale Démarche documentaire Démarche de modélisation Daprès ac-creteil.fr très utilisée en biologie ou en astronomie. C'est une démarche d'analyse. très utilisée en physique (matière, optique … ) Elle a des limites évidentes dans l'étude du vivant ( éthique, séparation des variables souvent difficile… ).Il est parfois impossible d'expérimenter en classe (digestion, circulation sanguine, astronomie…) adaptée à toutes les disciplines mais il faut penser aux difficultés de lecture des textes et des images que comportent les documents. A l'école élémentaire, modéliser consiste à remplacer le réel trop complexe par un schéma, une maquette, un organigramme… pour répondre au problème posé. Le modèle ne sera jamais satisfaisant et aura toujours des limites. Par exemple les modèles en astronomie ne tiennent pas compte des échelles de longueur et peuvent entraîner des erreurs de raisonnement. Ni l'utilisation d'élastiques ni celle de ficelles pour modéliser les muscles ne sont par exemple pleinement satisfaisant. De très nombreuses capacités et attitudes mises en œuvre…

15 LA DÉMARCHE DINVESTIGATION COMMENT ÇA MARCHE? Interprétation des résultats, retour vers les hypothèses et le problème. Capacité: traiter des informations Débat, étape importante déchanges dans la classe Capacité et attitude: confronter des arguments Confrontation aux connaissances établies (professeur, bibliographie etc…) Validation Conceptualisation et modélisation Capacité: élaborer un modèle explicatif 15

16 Elaborer une « activité élève » permettant de travailler tout ou un partie de la démarche dinvestigation sur le thème: Activité interne du globe (séismes-volcanisme – répartition – bases de la tectonique globale). Pour cela vous pourrez construire une démarche basée sur lobservation, lexpérimental, la modélisation ou les documents. 16 En pratique… Elaborer une démarche dinvestigation Travail en binôme Documents à disposition: extraits de BO et de manuel Durée:1h Production : fiche de préparation dactivité élèves

17 BILAN Attitude, capacités et connaissances sont déterminées Indicateurs dévaluation précisés Indicateurs : description des signes observables ou mesurables, propres à chaque situation, permettant de statuer sur le respect des critères. Ils doivent être formulés de façon suffisamment explicite pour que l'élève puisse s'autoévaluer. vademecum 17

18 BILAN Développer une attitude scientifique: porter un certain regard sur le monde qui nous entoure -chercher à apporte à ses propres réponses -Cherche à vérifier ses thèses -Cherche des arguments pour conforter ses idées A. Giordan Démarche dapprentissage permettant de travailler: connaissances, capacités et attitude Décloisonner les disciplines Appropriation du problème par lélève lélève doit trouver une signification à ce quil fait En rendant lélève acteur de ses apprentissages Motiver les élèves Susciter des vocations scientifiques Évaluation par compétence 18

19 PAUSE 19

20 LES TÂCHES COMPLEXES, UNE DÉMARCHE DINVESTIGATION? 20

21 LES TÂCHES COMPLEXES, UN EXEMPLE DE DÉMARCHE DINVESTIGATION Ce sont des activités plutôt autonomes avec au moins trois objectifs : -mettre les élèves en situation dinvestigation -leur faire acquérir de nouvelles connaissances -leur faire travailler des capacités et/ou des attitudes. 21

22 UN EXEMPLE…LE DEVENIR DES PLAQUES LITHOSPHÉRIQUES VADEMECUM A partir des différentes ressources proposées, montrer quune plaque formée à laxe dune dorsale peut disparaître en profondeur sous une autre plaque au niveau dune fosse océanique. Consigne : Tu présenteras ta réponse sous la forme dune coupe réalisée en profondeur à l'aide du logiciel Sismolog Junior (à imprimer et à annoter). Ressource 1 : Maquette illustrant le devenir dune plaque lithosphérique formée à laxe dune dorsale Ressource 2 : Logiciel Sismolog Junior Ressource 3 : Quelques rappels Les séismes ne se produisent que dans des matériaux rigides (solides et cassants), sous leffet de contraintes de compression ou dextension La lithosphère est une couche rigide denviron 100 Km dépaisseur Lasthénosphère est une couche solide mais non cassante située sous la lithosphère 22

23 UN EXEMPLE DE TÂCHE COMPLEXE VADEMECUM Aide à la résolution : niveau confirmé 1. Repérer une frontière de convergence de plaques comportant une fosse océanique 2. Observer la répartition des foyers sismiques de part et dautre de cette frontière (carte, vue 3D et coupe) 3. Proposer une explication à la répartition des foyers sismiques visible sur la coupe en lannotant Aide à la résolution : niveau débutant 1. Zoomer sur la fosse océanique bordant le Pérou (frontière de convergence entre la plaque de Nazca et la plaque Sud Américaine) 2. Remarquer laugmentation en profondeur* des foyers sismiques depuis les côtes continentales vers lintérieur de lAmérique du sud (carte) 3. Observer la profondeur* des foyers sismiques associés aux reliefs visibles (vue 3D) 4. Comparer la répartition en profondeur* des foyers sismiques de part et dautre de la fosse océanique (coupe). Utiliser les informations de la ressource 3 pour annoter la coupe de sorte à montrer que la plaque de Nazca « plonge » sous la plaque Sud Américaine au niveau de la fosse océanique * : Dans Sismolog Junior, la profondeur des foyers sismiques est indiquée par un code couleur (jaune = foyers superficiels ; rouge = foyers intermédiaires ; noir = foyers profonds) 23

24 UN EXEMPLE DE TÂCHE COMPLEXE VADEMECUM 24

25 LA TÂCHE COMPLEXE… EN 7 POINTS! il sagit d une consigne et non dune question elle introduit des données réalistes qui font échos à la réalité de lélève, et scénarisées pour accroître sa motivation elle oblige lélève à intégrer différentes ressources déjà vues en classe, mais indépendantes les unes des autres elle laisse une place à la créativité, linitiative et lautonomie elle peut être traitée de différentes façons elle ne donne pas dindication pour la résolution Elle peut être transdisciplinaire Daprès Virginie Sathicq - professeur de lettres classiques au collège Albert Camus, Plessis Trévise 25

26 A partir dun des deux exercices guidés, élaborez le début dune tâche complexe (situation problème et consignes) 26 En pratique… Elaborer une tâche complexe Travail en groupe Documents à disposition: deux exercices guidés Durée:1h Production : élaborez les 1ieres étapes dune tâche complexe

27 POUR LA PROCHAINE FOIS… Élaborez une tâche complexe à partir dune de vos activités. 27

28 BILAN LA TÂCHE COMPLEXE, QUEL INTÉRÊT POUR LES ÉLÈVES? Un atout important pour les élèves car cela permet : de relever un défi motivant; La mise en œuvre de la démarche dinvestigation dacquérir des compétences mobilisables dans la vie quotidienne ; de prendre davantage dinitiative (pour résoudre cette tâche complexe); de bénéficier daides ciblées. 28

29 BILAN LA DÉMARCHE DINVESTIGATION Développer des compétences Construire une relation enseignant /élève horizontal Développer une culture scientifique Susciter des vocations scientifiques Apprentissage de lautonomie pour les élèves, prise dinitiative, collaboration, argumenter…. Possibilité de se tromper Éprouver des représentations initiales Permet la gestion de lhétérogénéité Lenseignant est en premier lieu une personne ressource Aide différentie Lélève sautoévalue au cours du processus Contribution à donner une image plus fidèle de la science, de la pratique scientifique, source de questionnement et non catalogue de savoirs Réhabilitation du statut de lerreur et du doute en science Orientation plus importante des jeunes vers les sciences 29

30 BILAN Chaque fois que cela est possible… Une autre façon de travailler lenseignant devient une personne ressource au coté de lélève Source de plaisirs pour les élèves et ….pour lenseignant! Toutefois cette démarche nest pas exclusive, certains sujets ne sy prêtent pas… 30 Mais il existe dautres démarches La démarche de projet : Indispensable pour former à lautonomie et à lesprit dinitiative Préparer aux enseignements dexploration (MPS), aux TPE (épreuve anticipée du baccalauréat). Préparer à lenseignement supérieur, à la vie dadulte. Lexposé par le professeur : Parfois nécessaire pour structurer le savoir Ne doit jamais constituer la totalité dune séance.

31 GESTION DE LA CLASSE 31 Travailler en groupe - collaborer Evaluation des attitudes comme outil de la gestion de classe Définir des attitudes par rapport au travail de groupe

32 CONSEILS POUR MENER UN TRAVAIL DE GROUPES DAPRÈS LA BANQUE DE SITUATIONS DAPPRENTISSAGE ET DÉVALUATION COMPÉTENCE 3 Un temps dappropriation individuel du problème posé. En cas de blocage : formuler la question à lécrit, fournir quelques pistes Répartition en groupe, chaque élève noter ses propres recherches et sa propre démarche Restitution orale, moment privilégié pour valoriser la prise de parole de certains élèves. mises en commun et débat bilan collectif lors dune phase de structuration des savoirs et des savoir-faire développés. Deux remarques : Le professeur a un rôle de personne ressource (aide ciblée), modérateur prévoir des prolongements pour les groupes les plus rapides. 32

33 QUESTIONS….. 33


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