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1 Investigation scientifique et modélisation pour lenseignement des sciences de la Terre contribution à létude de la place des technologies numériques.

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Présentation au sujet: "1 Investigation scientifique et modélisation pour lenseignement des sciences de la Terre contribution à létude de la place des technologies numériques."— Transcription de la présentation:

1 1 Investigation scientifique et modélisation pour lenseignement des sciences de la Terre contribution à létude de la place des technologies numériques dans la conduite dune classe de terrain au lycée E. Sanchez 11 décembre 2007 Sous la direction de Christian Orange & Luc Trouche

2 2 Plan de la présentation… Contexte Ce sur quoi je me suis appuyé… Problématique de la recherche Méthodologie de la recherche Résultats Conclusions et perspectives

3 3 Plan de la présentation… Contexte Ce sur quoi je me suis appuyé… Problématique de la recherche Méthodologie de la recherche Résultats Conclusions et perspectives

4 4 Éléments de contexte « J'aimerais également que les enseignants de collège disposent de l'aide nécessaire pour faire des expériences, des leçons de choses sur le terrain. Je crains enfin un abus de l'usage des ordinateurs qui donnent instantanément une réponse conduisant à affranchir l'enfant d'une véritable démarche d'investigation. » Edouard Brézin « Installer un enseignement qui fasse place à l'observation »

5 5 Éléments de contexte « J'aimerais également que les enseignants de collège disposent de l'aide nécessaire pour faire des expériences, des leçons de choses sur le terrain. Je crains enfin un abus de l'usage des ordinateurs qui donnent instantanément une réponse conduisant à affranchir l'enfant d'une véritable démarche d'investigation. » Edouard Brézin « Installer un enseignement qui fasse place à l'observation »

6 6 Éléments de contexte Institutionnel un renouvellement des pratiques dans un contexte de crise de lenseignement scientifique Personnel une expérience denseignant et de formateur, un détachement à lINRP

7 7 Des questions initiales La place du travail de terrain dans lenseignement de la géologie Le développement de lautonomie des élèves dans le cadre de la conduite dune classe de terrain La place des TIC dans le cadre dune telle démarche

8 8 Plan de la présentation… Contexte Ce sur quoi je me suis appuyé… Problématique de la recherche Méthodologie de la recherche Résultats Conclusions et perspectives

9 9 Limportance des situations, du milieu Une situation didactique met en scène un élève, des savoirs et un milieu (Brousseau 1990)

10 10 Lapprentissage comme résultant dinteractions « Cest en sadaptant aux choses que la pensée sorganise elle-même et cest en sorganisant elle-même quelle structure les choses » (Piaget, 1963).

11 11 La médiation instrumentale des interactions (Rabardel, 1995) Sujet Objet Artefact Instrumentation Instrumentalisation

12 12 La médiation instrumentale des interactions (Rabardel, 1995) Sujet Objet Instrument

13 13 Un cadre socio-constructiviste « Lélément central pour toute la psychologie de lapprentissage est la possibilité de sélever dans la collaboration avec quelquun à un niveau intellectuel supérieur » (Vygotski, 1934)

14 14 Plan de la présentation… Contexte Ce sur quoi je me suis appuyé… Problématique de la recherche Méthodologie de la recherche Résultats Conclusions et perspectives

15 15 Démarche dinvestigation et modélisation Des tâches liées : à lappropriation dun modèle à la constitution dun registre empirique à la confrontation de ces deux registres

16 16 Démarche dinvestigation et modélisation Des tâches liées : à lappropriation dun modèle à la constitution dun registre empirique à la confrontation de ces deux registres

17 17 Démarche dinvestigation et modélisation Des tâches liées : à lappropriation dun modèle à la constitution dun registre empirique à la confrontation de ces deux registres RM Identifier les caractéristiques dun modèle Identifier les propriété dun modèle

18 18 Démarche dinvestigation et modélisation Des tâches liées : à lappropriation dun modèle à la constitution dun registre empirique à la confrontation de ces deux registres

19 19 Démarche dinvestigation et modélisation Des tâches liées : à lappropriation dun modèle à la constitution dun registre empirique à la confrontation de ces deux registres RE Situer des données empiriques dans lespace ou dans le temps Mettre en forme ces données …

20 20 Démarche dinvestigation et modélisation Des tâches liées : à lappropriation dun modèle à la constitution dun registre empirique à la confrontation de ces deux registres

21 21 Démarche dinvestigation et modélisation Des tâches liées : à lappropriation dun modèle à la constitution dun registre empirique à la confrontation de ces deux registres RM Déterminer les implications du modèle en termes dobservables de terrain Argumenter ladéquation des données au modèle …

22 22 Registre empirique Registre du modèle Registre théorique modèles scientifiques RM Tâches centrées sur le modèle EM Utilisation du modèle pour établir des prévisions EM Confrontation des données au modèle RE Tâches centrées sur la maîtrise du registre empirique Un modèle de démarche dinvestigation Registre empirique Registre du modèle Registre théorique

23 23 Démarche dinvestigation et TIC Les TIC pour élaborer des situations permettant aux élèves de se construire un registre empirique de mettre en relation un modèle scientifique et dun registre empirique

24 24 Plan de la présentation… Contexte Ce sur quoi je me suis appuyé… Problématique de la recherche Méthodologie de la recherche Résultats Conclusions et perspectives

25 25 Une ingénierie didactique Lingénierie didactique est une méthodologie de recherche qui permet de préciser dune part les « rapports entre la recherche et laction sur le système denseignement » et, dautre part, « le rôle quil convient de faire jouer aux réalisations didactiques en classe » (Artigue, 1988)

26 26 La conception dun Environnement Informatique pour lApprentissage Humain

27 27 Une ingénierie didactique A Préparation 2h00 B Terrain 2 jours C Exploitation 2h00 Les Alpes sont elles une chaîne de collision ?

28 28 Une ingénierie didactique A RM identifier les caractéristiques et propriétés dun modèle REM élaborer le protocole dobservation B RE recueillir des indices, les photographier C REM géolocaliser des images commentées Rédiger une histoire des Alpes argumentée

29 29 Une ingénierie didactique A RM identifier les caractéristiques et propriétés dun modèle REM élaborer le protocole dobservation B RE recueillir des indices, les photographier C REM géolocaliser des images commentées Rédiger une histoire des Alpes argumentée

30 30 Une ingénierie didactique A RM identifier les caractéristiques et propriétés dun modèle REM élaborer le protocole dobservation B RE recueillir des indices, les photographier C REM géolocaliser des images commentées Rédiger une histoire des Alpes argumentée

31 31 Une ingénierie didactique A RM identifier les caractéristiques et propriétés dun modèle REM élaborer le protocole dobservation B RE recueillir des indices, les photographier C REM géolocaliser des images commentées Rédiger une histoire des Alpes argumentée

32 32 Le traçage de lactivité des élèves Fichier.txt Fichier.xml « Une suite dobservés temporellement situés »

33 33 La réalisation de chronogrammes

34 34 Inf Trace informatique

35 35 Traces audio E1 E2

36 36 Sélection dune image

37 37 Sélection dune image E1 : Ah oui, génial. Ça c'est pour voir les gros blocs…

38 38 Sélection dune image E1 : d'abord on fait prisme d'accrétion.

39 39 Rédaction du commentaire de limage

40 40 Rédaction du commentaire de limage E1 : … présentant des plis en S. témoin d'un raccourcissement et d'un phénomène de subduction.

41 41 Géolocalisation de limage

42 42 Géolocalisation de limage E2 : non, on ne voit pas les routes. Faudrait plus le mettre là.

43 43 Géolocalisation de limage E1 : ça cen n'est pas une le truc qui serpente ? On se met là ?

44 44 Plan de la présentation… Contexte Ce sur quoi je me suis appuyé… Problématique de la recherche Méthodologie de la recherche Résultats Conclusions et perspectives

45 45 Motifs informatiques et démarche dinvestigation Binôme 1 Binôme 2 Binôme 3 Géolocalisation de limage sur la carte Rédaction du commentaire de limage Sélection dune image Tâches de type RE Tâches de type EM Tâches de type RE

46 46 Motifs informatiques et démarche dinvestigation Sélection dune image Constitution du registre empirique Géolocalisation de limage Constitution du registre empirique Rédaction du commentaire de limage Mise en relation du registre empirique et du modèle

47 47 Des genèses instrumentales

48 48 La reconfiguration du processus dapprentissage

49 49 1jaime2 1 :05 [photographie] E1 : viens là jai une auréole… E2 : au milieu cest du pyroxène, cest une auréole de quoi ? E3 : pyroxène et là cest actinote… E1 : … et chlorite. Ben on va tout prendre… Regarde là ya… le vert, le noir et là ya de la hornblende. Il faut que tu prennes les tr… deux. E2 : les deux côtés il faut que je prenne ? E1 : ouais E2 : ben cest gentil, je vais me faire […]… E1 : mais non… tu prends une fois ça, une fois ça […] E1 : tu prends ça, le but cest de prendre ça… E2 : prends un bon zoom là dessus, tu veux pas plutôt zoomer complètement, parce que cest important… non mais zoome carrément sur le…Moi je la tiens si tu veux la pièce. […] E2 : Ce quon veut voir cest ça. La reconfiguration du processus dapprentissage

50 50 1jaime2 1 :05 [photographie] E1 : viens là jai une auréole… E2 : au milieu cest du pyroxène, cest une auréole de quoi ? E3 : pyroxène et là cest actinote… E1 : … et chlorite. Ben on va tout prendre… Regarde là ya… le vert, le noir et là ya de la hornblende. Il faut que tu prennes les tr… deux. E2 : les deux côtés il faut que je prenne ? E1 : ouais E2 : ben cest gentil, je vais me faire […]… E1 : mais non… tu prends une fois ça, une fois ça […] E1 : tu prends ça, le but cest de prendre ça… E2 : prends un bon zoom là dessus, tu veux pas plutôt zoomer complètement, parce que cest important… non mais zoome carrément sur le…Moi je la tiens si tu veux la pièce. […] E2 : Ce quon veut voir cest ça. La reconfiguration du processus dapprentissage Début de léchange

51 51 1jaime2 1 :05 [photographie] E1 : viens là jai une auréole… E2 : au milieu cest du pyroxène, cest une auréole de quoi ? E3 : pyroxène et là cest actinote… E1 : … et chlorite. Ben on va tout prendre… Regarde là ya… le vert, le noir et là ya de la hornblende. Il faut que tu prennes les tr… deux. E2 : les deux côtés il faut que je prenne ? E1 : ouais E2 : ben cest gentil, je vais me faire […]… E1 : mais non… tu prends une fois ça, une fois ça […] E1 : tu prends ça, le but cest de prendre ça… E2 : prends un bon zoom là dessus, tu veux pas plutôt zoomer complètement, parce que cest important… non mais zoome carrément sur le…Moi je la tiens si tu veux la pièce. […] E2 : Ce quon veut voir cest ça. La reconfiguration du processus dapprentissage Identification des minéraux

52 52 1jaime2 1 :05 [photographie] E1 : viens là jai une auréole… E2 : au milieu cest du pyroxène, cest une auréole de quoi ? E3 : pyroxène et là cest actinote… E1 : … et chlorite. Ben on va tout prendre… Regarde là ya… le vert, le noir et là ya de la hornblende. Il faut que tu prennes les tr… deux. E2 : les deux côtés il faut que je prenne ? E1 : ouais E2 : ben cest gentil, je vais me faire […]… E1 : mais non… tu prends une fois ça, une fois ça […] E1 : tu prends ça, le but cest de prendre ça… E2 : prends un bon zoom là dessus, tu veux pas plutôt zoomer complètement, parce que cest important… non mais zoome carrément sur le…Moi je la tiens si tu veux la pièce. […] E2 : Ce quon veut voir cest ça. La reconfiguration du processus dapprentissage Choix de la photographie à réaliser

53 53 1jaime2 1 :05 [photographie] E1 : viens là jai une auréole… E2 : au milieu cest du pyroxène, cest une auréole de quoi ? E3 : pyroxène et là cest actinote… E1 : … et chlorite. Ben on va tout prendre… Regarde là ya… le vert, le noir et là ya de la hornblende. Il faut que tu prennes les tr… deux. E2 : les deux côtés il faut que je prenne ? E1 : ouais E2 : ben cest gentil, je vais me faire […]… E1 : mais non… tu prends une fois ça, une fois ça […] E1 : tu prends ça, le but cest de prendre ça… E2 : prends un bon zoom là dessus, tu veux pas plutôt zoomer complètement, parce que cest important… non mais zoome carrément sur le…Moi je la tiens si tu veux la pièce. […] E2 : Ce quon veut voir cest ça. La reconfiguration du processus dapprentissage Fin de léchange

54 54 Les modèles, des outils « pour penser » APrieur7 [Recherchent la limite des différentes formations] E2 : là ça change non ? E1 : non, tu retrouves la même chose. E2 : ouais cest vrai mais… E1 : parce que ça doit virer vers le gabbro E2 : tes sûre ? E1 : moi je dis gabbro, métagabbro, vers les complexes… et après basalte E2 : ouais mais justement, basalte ça devrait être les plus au dessus car tu sais, quand la truc elle sest Crac. Donc on va trouver le basalte là bas et en bas si ça se trouve cest les métagabbros E1 : ou de lautre côté… E2 : ouais peut être de lautre côté ouais. Ben on verra quand on mettra en commun

55 55 Les modèles, des outils « pour penser » APrieur7 [Recherchent la limite des différentes formations] E2 : là ça change non ? E1 : non, tu retrouves la même chose. E2 : ouais cest vrai mais… E1 : parce que ça doit virer vers le gabbro E2 : tes sûre ? E1 : moi je dis gabbro, métagabbro, vers les complexes… et après basalte E2 : ouais mais justement, basalte ça devrait être les plus au dessus car tu sais, quand la truc elle sest Crac. Donc on va trouver le basalte là bas et en bas si ça se trouve cest les métagabbros E1 : ou de lautre côté… E2 : ouais peut être de lautre côté ouais. Ben on verra quand on mettra en commun Début de léchange

56 56 Les modèles, des outils « pour penser » APrieur7 [Recherchent la limite des différentes formations] E2 : là ça change non ? E1 : non, tu retrouves la même chose. E2 : ouais cest vrai mais… E1 : parce que ça doit virer vers le gabbro E2 : tes sûre ? E1 : moi je dis gabbro, métagabbro, vers les complexes… et après basalte E2 : ouais mais justement, basalte ça devrait être les plus au dessus car tu sais, quand la truc elle sest Crac. Donc on va trouver le basalte là bas et en bas si ça se trouve cest les métagabbros E1 : ou de lautre côté… E2 : ouais peut être de lautre côté ouais. Ben on verra quand on mettra en commun Le modèle géologique est convoqué

57 57 Les modèles, des outils « pour penser » APrieur7 [Recherchent la limite des différentes formations] E2 : là ça change non ? E1 : non, tu retrouves la même chose. E2 : ouais cest vrai mais… E1 : parce que ça doit virer vers le gabbro E2 : tes sûre ? E1 : moi je dis gabbro, métagabbro, vers les complexes… et après basalte E2 : ouais mais justement, basalte ça devrait être les plus au dessus car tu sais, quand la truc elle sest Crac. Donc on va trouver le basalte là bas et en bas si ça se trouve cest les métagabbros E1 : ou de lautre côté… E2 : ouais peut être de lautre côté ouais. Ben on verra quand on mettra en commun Des prévisions sont formulées

58 58 Plan de la présentation… Contexte Ce sur quoi je me suis appuyé… Problématique de la recherche Méthodologie de la recherche Résultats Conclusions et perspectives

59 59 modèles scientifiques RM Tâches centrées sur le modèle EM Utilisation du modèle pour établir des prévisions EM Confrontation des données au modèle RE Tâches centrées sur la maîtrise du registre empirique Les modèles scientifiques : des outils pour conduire une démarche dinvestigation Inquiry Based Learning Model Based Reasoning

60 60 Les TIC et classe de terrain TIC et médiatisation des interactions TIC et renouvellement des pratiques Influence des TIC sur les activités cognitives des élèves

61 61 Des questions qui restent ouvertes Modéliser, simuler pour apprendre les sciences


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