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Enseigner les sciences expérimentales et la technologie au cycle 3 Animation pédagogique – Mai 2011 – Circonscriptions dAurillac 1-2-3 « Lessence même.

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1 Enseigner les sciences expérimentales et la technologie au cycle 3 Animation pédagogique – Mai 2011 – Circonscriptions dAurillac « Lessence même de la réflexion cest de comprendre quon navait pas compris. » G. Bachelard

2 PLAN : - Rappel des programmes et du socle commun - La démarche dinvestigation, la démarche technologique - Le rôle des élèves et celui de lenseignant - Le langage dans les activités scientifiques - Les traces écrites - Les différents types décrits et leurs fonctions - Le carnet dexpériences - Programmations de cycle, programmation annuelle - Ressources : Sites et documents

3 Les programmes 2008 « Les sciences expérimentales et les technologies ont pour objectif de comprendre et de décrire le monde réel, celui de la nature et celui construit par lHomme, dagir sur lui, et de maîtriser les changements induits par lactivité humaine …» « Observation, questionnement, expérimentation et argumentation pratiqués, par exemple, selon lesprit de la Main à la pâte sont essentiels pour atteindre ces buts; cest pourquoi les connaissances et les compétences sont acquises dans le cadre dune démarche dinvestigation qui développe la curiosité, la créativité, lesprit critique et lintérêt pour le progrès scientifique et technique… » « Les travaux des élèves font lobjet décrits divers consignés, par exemple, dans un carnet dobservation ou un cahier dexpériences… » B.O n°3 du 19 juin 2008

4 Le ciel et la Terre : Le mouvement de la Terre (et des planètes) autour du Soleil, la rotation de la Terre sur elle- même, la durée du jour et son changement au cours des saisons. Le mouvement de la Lune autour de la Terre. Lumières et ombres. Volcans et séismes, les risques pour les sociétés humaines. La matière : Leau : une ressource; états et changements détat ; le trajet de leau dans la nature ; le maintien de sa qualité pour ses utilisations. Lair et les pollutions de lair. Mélanges et solutions. Les déchets : réduire, réutiliser, recycler. Lénergie : Exemples simples de sources dénergie (fossiles ou renouvelables). Besoins en énergie, consommation et économie dénergie.

5 Lunité et la diversité du vivant : Présentation de la biodiversité : recherches de différences entre espèces vivantes. Présentation de lunité du vivant : recherche de points communs entre espèces vivantes. Présentation de la classification du vivant : interprétation de ressemblances et différences en termes de parenté. Le fonctionnement du corps humain et la santé : Les mouvements corporels (les muscles, les os du squelette, les articulations). Première approche des fonctions de nutrition : digestion, respiration et circulation sanguine. Reproduction de lHomme et éducation à la sexualité. Hygiène et santé : actions bénéfiques ou nocives de nos comportements.

6 Les êtres vivants dans leur environnement : Ladaptation des êtres vivants aux conditions du milieu. Places et rôles des êtres vivants; notions de chaînes et de réseaux alimentaires. Lévolution dun environnement géré par lHomme: la forêt; importance de la biodiversité. Les objets techniques : Circuits électriques alimentés par des piles. Règles de sécurité, dangers de lélectricité. Leviers et balances, équilibres. Objets mécaniques, transmission de mouvements. Le fonctionnement du vivant : Les stades du développement dun être vivant (végétal et animal). Les conditions de développement des végétaux et des animaux. Les modes de reproduction des êtres vivants.

7 Socle commun : Validation du Palier 2 et de la Compétence 3 : les principaux éléments de Mathématiques et la culture scientifique et technologique Pratiquer une démarche scientifique et technologique : pratiquer une démarche dinvestigation manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter, mettre à lessai plusieurs pistes exprimer et exploiter les résultats dune mesure et dune recherche en utilisant un vocabulaire scientifique à lécrit ou à loral

8 Maîtriser des connaissances dans différents domaines scientifiques et les mobiliser dans des contextes scientifiques différents et dans des activités de la vie courante : le ciel et la Terre la matière lunité et la diversité du vivant lénergie le fonctionnement du vivant les objets techniques le fonctionnement du corps humain et la santé les êtres vivants dans leur environnement Environnement et développement durable : mobiliser ses connaissances pour comprendre quelques questions liées à lenvironnement et au développement durable et agir en conséquence

9 Compétence 1 : Maîtrise de la langue dire lire écrire Compétence 4 : Maîtrise des techniques usuelles de linformation et de la communication sinformer, se documenter créer, produire, traiter, exploiter des données communiquer, échanger Autres compétences sollicitées : Compétence 7 : Lautonomie et linitiative sappuyer sur des méthodes de travail pour être autonome faire preuve dinitiative écrire

10 La démarche dinvestigation « Lenseignement des sciences doit permettre aux élèves de participer à la construction de leur propre savoir, il doit mettre à profit leur curiosité… Les élèves sont donc engagés dans des activités dinvestigation et de réalisation à partir dun questionnement, de propositions de mises en œuvre expérimentales, suscitées et encadrées par le maître… » Sciences et technologie au cycle 3 Enseigner les sciences à lécole – cycle 1, 2 et 3 Vidéo de Charpak

11 La démarche obéit aux principes dunité et de diversité. - unité : elle sarticule autour du questionnement des élèves sur le monde réel qui conduit à lacquisition de connaissances et de savoir- faire, à la suite dune investigation. - diversité : elle recourt à diverses formes de travail, y compris au cours dune même séance : lexpérimentation directe la recherche dune solution technique et réalisation matérielle lobservation directe ou assistée par un instrument la recherche sur documents les enquêtes et visites La répartition entre ces méthodes daccès est à équilibrer en fonction de lobjet détude.

12 Cette démarche comporte trois temps forts : Le questionnement procure le sens ; la recherche induit les types dactivités dinvestigation ; les réponses conduisent aux savoirs. Phase de questionnement : Une question ouverte sélectionnée Phase dinvestigation: Une vraie recherche par les élèves Phase de structuration: Des réponses deviennent des connaissances Choix de la méthodologie la plus appropriée selon la nature du problème et des hypothèses : Par lobservation, Par lexpérience, Par la fabrication, Sur des documents, Par des enquêtes et visites.

13 1- Emergence des conceptions initiales des élèves : par écrit/par oral 2- Confrontation des conceptions, aide à la reformulation de questions : Ça passe par où ? Ça va où ? Quest-ce que ça devient ? Quest- ce qui sort ?... PHASE de QUESTIONNEMENT : Choix de lenseignant

14 Questionnement : Choix dune problématique

15 PHASE d INVESTIGATION : Construction progressive des savoirs 1- Stratégie de recherche : - Mise en groupe : débat interne au sein du groupe - Formulations orales dhypothèses - Prise de notes (premiers dessins, premiers écrits) - Elaboration éventuelle de protocole (liste de matériel, schéma, observations et conclusions envisagées) 2- Mise en œuvre : - Manipulations, observations, conclusions - Élaboration dune trace écrite intermédiaire Exemple de vidéo DVD sciences : lobjet poisson dossier%2F114-dossier dossier%2F114-dossier

16 PHASE de STRUTURATION : Construction progressive des savoirs 1- Confrontation : - Mise en commun des résultats (expériences, documents…) - Analyse critique des travaux effectués et proposition dexpériences complémentaires 2- Conclusion/synthèse : - Rappel par lenseignant des différentes étapes et recherches: échecs et réussites - Elaboration de la trace écrite de la classe (structuration des connaissances nouvelles, dun lexique spécifique)

17 La démarche technologique Objectifs : - Concevoir, analyser des objets qui répondent aux besoins de lhomme et créés par lui-même. - Mettre en évidence la ou leurs fonctions. Réaliser un objet qui existe déjà 1- Situation de départ : présentation de lobjet à partir dun besoin, à partir de sa fonction, de sa fiche de fabrication. Expl de l anémomètreExpl de l anémomètre 2- Investigation pour décomposer lobjet, lanalyser, rechercher des solutions technologiques simples, rechercher des matériaux Observer, tâtonner, modéliser, rechercher de la documentation 3- Réalisation de la fiche technologique (si elle nest pas utilisée dans la situation de départ) 4- Fabrication de lobjet 5- Utilisation de lobjet et ajustements nécessaires

18 Réaliser un objet que lon veut inventer 1- Situation de départ : à partir dun besoin, à partir de la fonction de lobjet 2- Définition du produit à fabriquer : cahier des charges 3- Investigation : recherche de procédures, des moyens de fabrication Tâtonner, expérimenter, rechercher de la documentation 4- Recherche des étapes de la fabrication : première mise en mots 5- Confrontation des résultats : 6- Réalisation de la fiche de fabrication qui est alors la trace écrite Observer un objet 1- Situation de départ : présentation de lobjet à partir dun besoin, de sa fonction 2- Investigation : pour découvrir la structure interne de lobjet, la représenter, découvrir les phénomènes physiques Observer, Tâtonner 3- Représentation de la structure interne de lobjet

19 CONCLUSION : La phase dinvestigation accorde toute sa place à lerreur, elle autorise de multiples essais qui ne débouchent pas immédiatement sur la solution ou qui remettent en cause les idées initiales et qui concourent ainsi à la construction de nouveaux savoirs. Cette organisation de travail permet de développer des attitudes découte, de respect et de coopération.

20 Le rôle de lenseignant et des élèves LES ELEVES : Sinterrogent, Réfléchissent, échangent Expérimentent concrètement, Observent, communiquent, Recherchent dans des documents, Échangent, Argumentent, confrontent, Formulent à loral comme à lécrit, Écoutent et respectent lautre. LENSEIGNANT : Crée les conditions dune réelle activité intellectuelle des élèves, enrichit le questionnement, Inscrit lactivité dans une démarche cohérente, douée de sens et interdisciplinaire, Suscite le raisonnement, Accepte la langue des élèves, Favorise lexpression juste, Vise la formulation précise et spécifique, Structure les acquis par des moments de synthèse, Incite à douter et critiquer.

21 Le langage dans les activités scientifiques Construction progressive des compétences langagières (orales et écrites) Individuellement ou collectivement, le langage, en sciences, est mobilisé pour : formuler des connaissances qui se construisent mettre en relation faire valoir son point de vue interpréter des documents de référence Un lexique exact et une syntaxe construite et claire.lexique exact

22 Les traces écrites Écrire « pour soi » en vue de… agir Préciser un dispositif Anticiper sur des résultats, des choix matériels Planifier… mémoriser Garder trace dobservations, de recherches, de lectures Revenir sur une activité antérieure Rendre disponibles des résultats comprendre Réorganiser, trier, structurer Mettre en relation des écrits antérieurs Reformuler des écrits collectifs

23 Écrire « pour les autres » en vue de… transmettre Ce que lon a appris, une conclusion, une synthèse questionnerUne autre classe, un scientifique… expliquer Ce que lon a fait Ce que lon a compris référer synthétiserHiérarchiser, mettre en relation

24 PHASESTYPES dECRITFONCTIONS Emergence des représentations Texte Dessin Mettre en mots ses connaissances initiales Formulation dhypothèses Notes, listes de matériel, « Schéma » de protocole Pour agir, sorganiser, faire des choix matériels Observation Description dun phénomène Dessin, Mots, « légende » Prise de notes personnelles dans le but de mémoriser, garder trace des observations Relevé Expression des résultats Tableaux, croquis Graphiques, notes… Prise de notes dun groupe en vue dorganiser une synthèse, un compte-rendu communicable à lensemble de la classe Communication des résultats Compte-rendu de visite, dexpérience, affiche collective… Texte à la fois narratif et descriptif agrémenté de croquis, de schémas convenablement légendés, dans le but de communiquer des savoirs. SynthèseTexte avec schémas légendés, tableaux… rédigé avec/par lenseignant et les élèves Structurer les connaissances. Les différents types décrits

25 Le carnet dexpériences Principes 5 et 6 de la charte de la main à la pâte (1998) : « Les enfants tiennent chacun un cahier dexpériences avec leurs mots à eux.» « Lobjectif majeur est une appropriation progressive par les élèves, de concepts scientifiques et techniques opératoires, accompagnée dune consolidation écrite et orale. » Cest un outil qui accompagne lélève tout au long de la démarche dinvestigation. Ce que contient le carnet dexpérience : - des écrits personnels - des écrits collectifs de groupe - des écrits collectifs de la classe accompagnés parfois de documents

26 Lécrit personnel : - Il donne de la valeur à lexpression de chacun. - Cest une mémoire : chronologie des actions, évolution de ses savoirs. - Il alimente les débats de groupe. - Il aide à organiser la pensée. - Il renseigne lenseignant. Conditions favorables aux écrits personnels : - Donner à lélève loccasion décrire. - Le mettre en confiance. - Identifier en quoi ses écrits sont importants pour lui et pour les autres. - Identifier en quoi ses écrits sont importants pour lenseignant.

27 Lécrit collectif de groupe : - Il incite les élèves à élaborer ensemble un support commun intermédiaire. - Il favorise les coopérations. - Il encourage largumentation. - Il incite au respect de lautre. - Il apprend aux élèves à produire un écrit compréhensible par les autres groupes. Lécrit collectif de la classe : - Il constitue une référence collective. - Il permet didentifier et de mieux formaliser ce que lon sait. - Il favorise la rigueur de lexpression orale et écrite, lacquisition dun vocabulaire scientifique.

28 Que peut-on trouver dans un cahier dexpérience ? Formulation dhypothèses : Comment influencer la vitesse dévaporation de leau ? Prise de notes: liste de mots Phrase dessin

29 Comptes-rendus intermédiaires : dessin, histogramme…

30 Compte-rendu collectif final : schémas, phrases

31 Trame pour aider les élèves dans leur recherche: Fiche expérienceFiche expérience Autres propositions : une trame proposée par lAriège ; un cahier pour la scolarité primaire du cycle 2 au cycle 3 (IA du Lot),une trame proposée un cahier pour la scolarité primaire

32 Programmation de cycle Programmation annuelle - Programmations groupe Preste du LotProgrammations groupe Preste du Lot - Répartition annuelle et Programmations groupe départemental de la CorrèzeRépartition annuelle Programmations groupe départemental de la Corrèze Annualisation des heures (78h) : - construire des programmations sur le cycle et des programmations annuelles. - veiller à maintenir un équilibre annuel entre les 8 domaines et le volume horaire de séance dans chaque domaine.

33 Ressources - Les documents daccompagnement des programmes : enseigner les sciences à lécole cycles 1, 2 et 3; sciences et technologie cycle 3; fiche de connaissances cycles 2 et 3 - Le site Eduscol sur lequel vous trouverez: des-sciences-et-des-technologies-a-l-ecole.html Le document daide à lévaluationdaide à lévaluation BO n°10 du 10 mars 2011: promotion des disciplines scientifiques et technologiques, accompagnement en sciences et technologie à lécole primaire (Astep) par des étudiants scientifiques Le site de la main à la pâte: - Les malles pédagogiques de chaque circonscription

34 Quelques sites Sites dinspections : Sites partenaires : Sciences en ligne : (payant pour télécharger les ressources) maj/Perso/manipulations/riviere/index.htm


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