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Rapport de recherche scientifique démarche expérimentale Numératie 7e et 8e année Nathalie Gilbert et Guylaine Fortin.

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1 Rapport de recherche scientifique démarche expérimentale Numératie 7e et 8e année Nathalie Gilbert et Guylaine Fortin

2 SécuritéSécurité Avant de commencer ton expérience, révise les consignes de sécurité et prévois le matériel nécessaire à ton expérience.

3 o La pluie a cessé et le soleil est apparu. Sur le trottoir, tu remarques quune flaque deau a disparu. o Quest-il arrivé à cette flaque deau? o Tu pourrais répondre rapidement à cette question, mais comment le prouverais-tu? o Tu pourrais faire un rapport de recherche scientifique. o La pluie a cessé et le soleil est apparu. Sur le trottoir, tu remarques quune flaque deau a disparu. o Quest-il arrivé à cette flaque deau? o Tu pourrais répondre rapidement à cette question, mais comment le prouverais-tu? o Tu pourrais faire un rapport de recherche scientifique. Observer et se questionner

4 À noter Tout rapport dexpérience devrait être écrit à la troisième personne (éviter le « Je… » ou le « Nous … »). On … Il … Ils … Tout rapport dexpérience devrait être écrit à la troisième personne (éviter le « Je… » ou le « Nous … »). On … Il … Ils …

5 Rapport de recherche scientifique Un rapport de recherche scientifique est une démarche qui comporte de nombreuses étapes. Il y en a 8.

6 Étapes de la recherche scientifique 1.Énoncé du problème 2.Formuler une hypothèse tout en expliquant le raisonnement scientifique 3.Liste du matériel 4.Procédure 5.Résultats et observations 6.Analyse 7.Discussion et évaluation de la méthode utilisée 8.Conclusion

7 Énoncé du problème Est habituellement une situation qui a été observée. Est parfois de trouver une solution à un problème observé ou autre. chaque expérience devrait répondre à une question Est donné sous forme de question …chaque expérience devrait répondre à une question. Est habituellement une situation qui a été observée. Est parfois de trouver une solution à un problème observé ou autre. chaque expérience devrait répondre à une question Est donné sous forme de question …chaque expérience devrait répondre à une question.

8 Prédire Prédire Pendant que tu te prépares à observer, tu peux faire une prédiction, cest-à-dire une prévision sur ce que tu penses observer. Cest la base de ton hypothèse. Dans ce cas, tu pourrais dire que les flaques deau qui sont au soleil sévaporent plus vite que les flaques placées à lombre. Les prédictions peuvent être des observation qualitatives et quantitatives. Pendant que tu te prépares à observer, tu peux faire une prédiction, cest-à-dire une prévision sur ce que tu penses observer. Cest la base de ton hypothèse. Dans ce cas, tu pourrais dire que les flaques deau qui sont au soleil sévaporent plus vite que les flaques placées à lombre. Les prédictions peuvent être des observation qualitatives et quantitatives.

9 Les observations qualitatives et quantitatives sont utilisées dans lhypothèse et dans la section «résultats et observations» de ton rapport dexpérience. Ces observations pourraient être : « La flaque deau est presque toute partie, elle sest évaporée. » Ainsi, tu ferais une observation qualitative, cest-à-dire une observation qui ne se base pas sur des chiffres. Les observations qualitatives et quantitatives sont utilisées dans lhypothèse et dans la section «résultats et observations» de ton rapport dexpérience. Ces observations pourraient être : « La flaque deau est presque toute partie, elle sest évaporée. » Ainsi, tu ferais une observation qualitative, cest-à-dire une observation qui ne se base pas sur des chiffres. Différence entre observations qualitatives et quantitatives

10 Un peu plus tard, tu pourrais dire: « La flaque a complétement disparue en 5 heures. » Tu aurais alors fait une observation quantitative, soit une observation qui comporte des mesures et des chiffres qui viennent appuyer tes observations. Exercices : o Transcris les observations sur une feuille ou dans ton cahier. Après chacune, indique « qual. » si tu crois que cest une observation qualitative et « quant. » si tu crois quelle est quantitative. Un peu plus tard, tu pourrais dire: « La flaque a complétement disparue en 5 heures. » Tu aurais alors fait une observation quantitative, soit une observation qui comporte des mesures et des chiffres qui viennent appuyer tes observations. Exercices : o Transcris les observations sur une feuille ou dans ton cahier. Après chacune, indique « qual. » si tu crois que cest une observation qualitative et « quant. » si tu crois quelle est quantitative.

11 a) Une boule du jeu de quilles est plus pesante quun ballon de basketball. ______ b) La balle rouge pèse 5 g de plus que la balle bleue. ______ c) La température a augmenté de plusieurs degrés. _____ d) La température a augmenté de 2 ° C. ______ e) Leau était tiède. _____ f) Leau était plus froide que lhuile. _____ a) Une boule du jeu de quilles est plus pesante quun ballon de basketball. ______ b) La balle rouge pèse 5 g de plus que la balle bleue. ______ c) La température a augmenté de plusieurs degrés. _____ d) La température a augmenté de 2 ° C. ______ e) Leau était tiède. _____ f) Leau était plus froide que lhuile. _____

12 a)Le hibou a mangé 3 souris. _____ b) Le hibou était plus gros que la souris. ______ c) La 2 e ampoule électrique était la plus brillante. _____ d) Lampoule de 60 W était plus brillante que celle de 40 W. ______ e) La surface de leau du lac était verte. _____ f) Le lac contient 15 espèces de poissons. _____ a)Le hibou a mangé 3 souris. _____ b) Le hibou était plus gros que la souris. ______ c) La 2 e ampoule électrique était la plus brillante. _____ d) Lampoule de 60 W était plus brillante que celle de 40 W. ______ e) La surface de leau du lac était verte. _____ f) Le lac contient 15 espèces de poissons. _____

13 LhypothèseLhypothèse Une explication des résultats de la personne qui fait lexpérience sattend ou prévoit davoir selon linformation quil ou quelle a. Doit être proposée avant de commencer lexpérience. Ne commence jamais avec « Je pense» ou « Je crois ». Cest une à deux phrases courtes, claires et précises qui prédisent ou prévoient les résultats attendus de lexpérimentation. Une explication des résultats de la personne qui fait lexpérience sattend ou prévoit davoir selon linformation quil ou quelle a. Doit être proposée avant de commencer lexpérience. Ne commence jamais avec « Je pense» ou « Je crois ». Cest une à deux phrases courtes, claires et précises qui prédisent ou prévoient les résultats attendus de lexpérimentation.

14 Lhypothèse Lhypothèse (suite) Propose une relation de cause et à effet « Si … (cause, on parle ici de la variable contrôlée), alors … (effet, quest-ce qui change?) ». Dans le «alors», mettre des données quantitatives dans la mesure du possible. Lhypothèse doit être justifiée ou supportée en suivant un raisonnement logique et en lien avec des connaissances scientifiques basées sur des faits. Propose une relation de cause et à effet « Si … (cause, on parle ici de la variable contrôlée), alors … (effet, quest-ce qui change?) ». Dans le «alors», mettre des données quantitatives dans la mesure du possible. Lhypothèse doit être justifiée ou supportée en suivant un raisonnement logique et en lien avec des connaissances scientifiques basées sur des faits.

15 Formuler une hypothèse Tu peux maintenant formuler une hypothèse basée sur les observations de tes variables AVANT lexpérience, ou un énoncé sur une idée que tu veux vérifier. Ta vérification consistera à comparer 2 choses afin de trouver la relation qui existe entre elles. Tu sais que le soleil est une source dénergie thermique, tu pourrais donc utiliser cette connaissance pour formuler lhypothèse suivante: Si une flaque deau est exposée au soleil pendant 30 minutes, alors leau diminuera de 5 ml de plus que pour une flaque non exposée au soleil parce que leau sévaporera. Tu peux maintenant formuler une hypothèse basée sur les observations de tes variables AVANT lexpérience, ou un énoncé sur une idée que tu veux vérifier. Ta vérification consistera à comparer 2 choses afin de trouver la relation qui existe entre elles. Tu sais que le soleil est une source dénergie thermique, tu pourrais donc utiliser cette connaissance pour formuler lhypothèse suivante: Si une flaque deau est exposée au soleil pendant 30 minutes, alors leau diminuera de 5 ml de plus que pour une flaque non exposée au soleil parce que leau sévaporera.

16 Justification de lhypothèse Il faut expliquer lhypothèse en suivant un raisonnement scientifique. Tu dois indiquer les connaissances scientifiques qui taident ou tinfluencent à formuler ton hypothèse. Tu dois donc expliquer sur quoi se base ton hypothèse. Il faut expliquer lhypothèse en suivant un raisonnement scientifique. Tu dois indiquer les connaissances scientifiques qui taident ou tinfluencent à formuler ton hypothèse. Tu dois donc expliquer sur quoi se base ton hypothèse.

17 Pour texercer – Formule une hypothèse 1.La relation entre la température de leau dune piscine et le soleil. 2.La durée de vie dune plante sans eau. 3.Linfluence du compost sur lagriculture des légumes. Pour texercer – Formule une hypothèse 1.La relation entre la température de leau dune piscine et le soleil. 2.La durée de vie dune plante sans eau. 3.Linfluence du compost sur lagriculture des légumes.

18 MatériauxMatériaux Faire une liste de matériel et déquipements qui seront utilisés pour lexpérimentation. Cette liste est toujours présentée sous forme télégraphique. Pour les montages complexes ou instruments de mesure spécialisés, inclure un diagramme ou un schéma de linstallation expérimentale dans la section OBSERVATIONS. Faire une liste de matériel et déquipements qui seront utilisés pour lexpérimentation. Cette liste est toujours présentée sous forme télégraphique. Pour les montages complexes ou instruments de mesure spécialisés, inclure un diagramme ou un schéma de linstallation expérimentale dans la section OBSERVATIONS.

19 ProcédureProcédure Écrire clairement les étapes à suivre, en phrases complètes. Chaque phrase débute par un verbe à linfinitif. Ces étapes décrivent comment lexpérimentation saccomplie. Ces étapes sont essentielles pour vérifier la validité de vos résultats. Écrire clairement les étapes à suivre, en phrases complètes. Chaque phrase débute par un verbe à linfinitif. Ces étapes décrivent comment lexpérimentation saccomplie. Ces étapes sont essentielles pour vérifier la validité de vos résultats.

20 Résultats et observations Quest-ce qui sest passé durant lexpérimentation? La personne qui fait lexpérimentation enregistre seulement les faits observables sans faire de commentaires personnels. Peut inclure des résultats quantitatifs autant que des résultats qualitatifs, des diagrammes, des tableaux ou des graphiques selon les besoins de lexpérimentation. On organise les données. Quest-ce qui sest passé durant lexpérimentation? La personne qui fait lexpérimentation enregistre seulement les faits observables sans faire de commentaires personnels. Peut inclure des résultats quantitatifs autant que des résultats qualitatifs, des diagrammes, des tableaux ou des graphiques selon les besoins de lexpérimentation. On organise les données.

21 Résultats et ) Recueillir les données Résultats et observations (suite) Recueillir les données Une autre tâche à lintérieur des résultats et des observations consiste à recueillir et à organiser les données. Lorsque applicable, tu pourras les noter dans un tableau comme celui-ci. Le temps dévaporation de la flaque Une autre tâche à lintérieur des résultats et des observations consiste à recueillir et à organiser les données. Lorsque applicable, tu pourras les noter dans un tableau comme celui-ci. Le temps dévaporation de la flaque FlaqueTemps dévaporation (min) A37 B34

22 ) Organiser les données Résultats et observations (suite) Organiser les données Après avoir recueilli tes données, tu devras les présenter de manière à pouvoir les analyser. Souvent, les scientifiques font un graphique, comme celui-ci à bandes:

23 ANALYSEANALYSE Questionner Interpréter Comparer Organiser Expliquer Justifier Faire des liens réalistes Faire des déductions logiques Vérifier leurs vraisemblances Utiliser des graphiques et des tableaux. Questionner Interpréter Comparer Organiser Expliquer Justifier Faire des liens réalistes Faire des déductions logiques Vérifier leurs vraisemblances Utiliser des graphiques et des tableaux. Voici ce que vous devez faire avec vos résultats… Faire tout cela en ayant recours à vos habiletés supérieures de la pensée.

24 ANALYSE (suite) Reconnaître les variables Pendant que tu regardes de nouveau tes observations, tu te dis: Il y avait un bon vent aujourdhui. Quel effet pourrait- il avoir eu sur mon expérimentation? Le vent est un facteur qui pourrait influencer lévaporation. Le soleil est un autre facteur qui peut influencer lévaporation. Les scientifiques considèrent tous les facteurs possibles pouvant influencer les expériences quils conduisent. Ces facteurs sont appelés les variables. Pendant que tu regardes de nouveau tes observations, tu te dis: Il y avait un bon vent aujourdhui. Quel effet pourrait- il avoir eu sur mon expérimentation? Le vent est un facteur qui pourrait influencer lévaporation. Le soleil est un autre facteur qui peut influencer lévaporation. Les scientifiques considèrent tous les facteurs possibles pouvant influencer les expériences quils conduisent. Ces facteurs sont appelés les variables.

25 On doit toujours effectuer des mesures sur une seule variable à la fois. Tu dois garder constantes certaines variables: o Tu ne dois donc changer quune seule variable à la fois. o La variable que tu modifies est appelée la variable indépendante (aussi appelé variable explicite ou contrôlée). o Dans le cas présent, la variable dépendante est la condition lorsque tu observes la flaque. o Une variable indépendante serait lajout de chaleur, une autre serait de provoquer un déplacement dair au- dessus de la flaque. On doit toujours effectuer des mesures sur une seule variable à la fois. Tu dois garder constantes certaines variables: o Tu ne dois donc changer quune seule variable à la fois. o La variable que tu modifies est appelée la variable indépendante (aussi appelé variable explicite ou contrôlée). o Dans le cas présent, la variable dépendante est la condition lorsque tu observes la flaque. o Une variable indépendante serait lajout de chaleur, une autre serait de provoquer un déplacement dair au- dessus de la flaque.

26 Selon ton hypothèse, lajout de chaleur modifiera le temps nécessaire à lévaporation de la flaque. Dans ce cas, le temps est appelé la variable dépendante (aussi appelée variable expliquée). Il arrive souvent que les expériences nécessitent un témoin; qui na aucune variable indépendante. Trouve le meilleur aliment pour favoriser la croissance des plantes Selon ton hypothèse, lajout de chaleur modifiera le temps nécessaire à lévaporation de la flaque. Dans ce cas, le temps est appelé la variable dépendante (aussi appelée variable expliquée). Il arrive souvent que les expériences nécessitent un témoin; qui na aucune variable indépendante. Trouve le meilleur aliment pour favoriser la croissance des plantes Témoin (aucune variable indépendante) Variable dépendante (croissance) Aliment pour plante A Aliment pour plante B Variable indépendante (aliment pour plante)

27 Si tu utilises plus quune variable indépendante dans une expérience, tu neffectues pas dexpérience objective (expérience valable ou non biaisée) et tes résultats ne tindiqueront rien dutile. Tu ne seras pas en mesure de déterminer si cest le soleil ou le vent qui a fait évaporer leau. Si tu utilises plus quune variable indépendante dans une expérience, tu neffectues pas dexpérience objective (expérience valable ou non biaisée) et tes résultats ne tindiqueront rien dutile. Tu ne seras pas en mesure de déterminer si cest le soleil ou le vent qui a fait évaporer leau. Déterminer la variable pour une expérience objective

28 Vérifier, valider et/ou discuter de tes variables. Est-ce que ta variable identifiée comme indépendante (cause, soit la variable contrôlée) est vraiment indépendante? Est-ce que la variation de ce facteur a vraiment eu un effet? Vérifier, valider et/ou discuter de tes variables. Est-ce que ta variable identifiée comme indépendante (cause, soit la variable contrôlée) est vraiment indépendante? Est-ce que la variation de ce facteur a vraiment eu un effet? ANALYSE (suite) Validation de tes variables

29 DiscussionDiscussion Expliquer les sources derreurs possibles présentes dans lexpérimentation. Peut inclure des faits intéressants ou inattendus qui se sont développés si ceux-ci pourraient avoir un effet sur les résultats. Évaluer la méthode utilisée. Déterminer les sources derreurs possibles. Discuter de la fiabilité et de la validité des résultats. Proposer des changements et/ou des améliorations. Expliquer les sources derreurs possibles présentes dans lexpérimentation. Peut inclure des faits intéressants ou inattendus qui se sont développés si ceux-ci pourraient avoir un effet sur les résultats. Évaluer la méthode utilisée. Déterminer les sources derreurs possibles. Discuter de la fiabilité et de la validité des résultats. Proposer des changements et/ou des améliorations.

30 Discussion (suite) Expliquer ce qui a été appris de lexpérimentation et élaborer des applications possibles en dehors du contexte du laboratoire. Proposer des changements et/ou des améliorations. Expliquer ce qui a été appris de lexpérimentation et élaborer des applications possibles en dehors du contexte du laboratoire. Proposer dautres expérimentations possibles, basées sur les résultats obtenus. Le tout peut se faire sous forme de réponses à des questions données suite à lexpérimentation. Expliquer ce qui a été appris de lexpérimentation et élaborer des applications possibles en dehors du contexte du laboratoire. Proposer des changements et/ou des améliorations. Expliquer ce qui a été appris de lexpérimentation et élaborer des applications possibles en dehors du contexte du laboratoire. Proposer dautres expérimentations possibles, basées sur les résultats obtenus. Le tout peut se faire sous forme de réponses à des questions données suite à lexpérimentation.

31 Tirer des conclusions Une conclusion est un énoncé qui indique si tes résultats confirment ou non ton hypothèse de départ.

32 Les scientifiques élaborent souvent des expérimentations sans savoir ce qui va se produire. Parfois, ils cherchent délibérément à prouver que quelque chose ne se produira pas. Finalement, lorsquune hypothèse a été vérifiée à fond et que presque tous les scientifiques sentendent pour dire que les résultats confirment lhypothèse, celle-ci devient une théorie. Les scientifiques élaborent souvent des expérimentations sans savoir ce qui va se produire. Parfois, ils cherchent délibérément à prouver que quelque chose ne se produira pas. Finalement, lorsquune hypothèse a été vérifiée à fond et que presque tous les scientifiques sentendent pour dire que les résultats confirment lhypothèse, celle-ci devient une théorie.


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