La démarche d’investigation à l’école primaire

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1 La démarche d’investigation à l’école primaire
Suite à la mise en place du Plan de Rénovation l’Enseignement des Sciences Technologie à l’Ecole en référence aux instructions officielles du BO n°23 de juin 2000, l’élève et le maître sont mis en situation de recherche grâce à l'utilisation de la démarche d'investigation © 2008 D. CHAMPION, CREST45 Sous la direction de H. REGNIER I.E.N Orléans Nord

2 Elément de la démarche d’investigation
•La situation déclenchante Les étapes de la démarche d’investigation •L'appropriation de la question •Les hypothèses et les protocoles •Expériences, Recherche documentaire, observation •Réinvestissement et Evaluation •Les résultats •La conclusion

3 Le rôle de l'enseignant dans la démarche d’investigation
La posture de l’enseignant. •Un scientifique accepte de ne pas immédiatement trouver une réponse à un problème soulevé, il accepte aussi de remettre en question la validité des questions soulevées. Pour cela, il essaie de mettre en œuvre une démarche comprenant des expérimentations qui, en principe, lui permettront de trouver des éléments de réponse. •L’élève accompagné par le maître se met en situation de recherche. Le maître ne sait pas tout et n'a pas à tout savoir. Il peut dire : "Je ne sais pas. Essayons de trouver ensemble." Il encourage les enfants à poser des questions, à faire des observations et des recherches bibliographiques pour se familiariser avec leur objet d'étude, à émettre des hypothèses qu'ils testent, à communiquer avec les autres. Le maître n'est pas l'unique détenteur de tout le savoir, •Il se place en position d'apprendre avec les enfants. •Le maître dispose d'une compétence logique de traitement des informations qui lui permet de cerner ce qui doit être recherché comme information. Il sait où et comment chercher. Il accompagne les élèves dans cette recherche. •Une question d'élève peut conduire le maître à proposer d'organiser une recherche, soit par de nouvelles expériences, soit dans la documentation. Le maître doit "maîtriser la situation" sans donner directement la réponse, pour cela il prépare les activités de recherche et il structure les travaux en recentrant ceux-ci sur les questions et en favorisant le passage de l’expérience sensible à la conceptualisation.

4 Le rôle de l'enseignant dans la démarche d’investigation
Le rôle de l’enseignant est d’être un médiateur entre la science et l’élève. Il lui faudra s’efforcer d’être peu partisan, de prendre en compte les opinions de chacune des parties afin d'aboutir à les concilier, par exemple, en "interrogeant une situation expérimentale" (identification des facteurs, modification des facteurs) comme il interroge les élèves… Ou encore en laissant aux élèves la possibilité de se tromper, de refaire, de reprendre un parcours, un raisonnement (sans que cela entraîne de sanction).

5 Le rôle de l'enseignant dans la démarche d’investigation
L'enseignant est aussi médiateur entre les élèves. Il a alors comme rôle d'organiser la communication en apparaissant le moins possible comme partie prenante. Il ne doit pas perdre de vue son but qui est de construire une connaissance scientifique ainsi qu’une formalisation de cette connaissance. Pour cela, il doit tout au long du dialogue faire appel aux présupposés connus de tous, recadrer le réel (la situation expérimentale) dans le questionnement en cours. Ainsi, il reprend, reformule, répète mais aussi distribue les rôles, il apporte des informations, il privilégie une démarche scientifique et insiste sur le rôle de l’expérience. L’élève doit être conscient de ce qu’il fait et pourquoi il le fait.

6 Le rôle de l'enseignant dans la démarche d’investigation
L’enseignant ne doit pas donner la bonne réponse aux élèves •Il doit structurer des activités qui recherchent une réponse aux questions des élèves soulevées par la situation de départ. C’est-à-dire proposer des situations d’exploration, des moments de confrontation, des moments d’expérimentation, des moments de productions écrites individuelles et collectives et il doit laisser la possibilité de cheminements différents dans la mesure où l’objectif reste bien présent.

7 Le rôle de l'enseignant dans la démarche d’investigation
Le maître organise des allers et retours entre l’observation du réel, les actions sur le réel, lecture et productions d’écrits variés. L’expérimentation et les réalisations ne suffisent pas en elles-mêmes, c’est le regard sur cette manipulation, aussi bien en amont qu’en aval qui valide la démarche scientifique et implique l’élève dans l’activité car « une pédagogie fondée sur la seule action reste le plus souvent stérile ». Il faut donc qu’elle soit « couplée à d’autres relations (d’expression, d’écoute, d’échange) propre à l’apprendre et passée par des phases de confrontation » pour permettre une réelle construction de savoirs scientifiques. Faire des sciences nécessite de questionner, les élèves doivent apprendre à questionner et à organiser leur action pour pouvoir proposer une réponse. Le passage d’une question initiale à une question opérationnelle demande un travail de reformulation. Celui-ci nécessite une étape par une recherche d’informations, par une recherche des moyens disponibles pour essayer de répondre. Il faudra donc aménager le temps et l’espace de la classe pour favoriser ce passage d’une étape à une autre. Il s’agit d’apprendre à être scientifique, d'apprendre à ne pas se contenter de réponses dogmatiques mais à rechercher la compréhension de la construction de la réponse. André GIORDAN, «Apprendre», Edition BELIN, Col. Débats, Baume-les Dames, 1999, p.116

8 Science et maîtrise de la langue
Chaque activité pédagogique, chaque situation scolaire sont autant d’occasions d’un travail sur l’expression qui constitue la moitié de l’horaire. Le maître organise des allers et retours entre l’observation du réel, les actions sur le réel, lecture et productions d’écrits variés. L’oral: pour concevoir des actions et les confronter De l’oral à l’écrit: pour anticiper l’action, pour passer d’un langage oral nourri d’implicites à un langage plus précis. L’écrit: pour objectiver, pour mettre à distance pour produire des connaissances Ecrire pour les autres: -Transmettre -Questionner -Expliquer -Synthétiser Ecrire pour soi -Agir -Mémoriser -Comprendre

9 Science et maîtrise de la langue
“ Qu’apprend-on à l’école élémentaire ? ”, CNDP, 2002, p 244 Le carnet d’expériences est un écrit personnel où l’élève “raconte ” l’aventure scientifique qu’il vit. C’est un cahier de travail qui lui permet de structurer sa pensée et qui renferme un savoir qui se construit et qui a donc du sens. Il permet permet de produire différents types d’écrits en fonction des compétences méthodologiques travaillées :  Compte rendus Observation, description d’un phénomène Relevés : expression de résultats •Ecriture de textes courts avec dessins, schémas explicatifs, notes, photographies numériques, •Dessin d’observation, •Schéma, •Mots, légendes. •Tableau •Graphique •Notes

10 Science et maîtrise de la langue
Le terme de carnet est pris au sens large : il désigne tout recueil de documents (classeur, dossier, carnet, cahier, fichier...) •C’est un recueil de «traces» d’expériences vécues par l’élève sous la forme de dessins, de photos, d’images légendés par l’adulte (dictée à l’adulte). •Les différentes traces écrites possibles ont pour but de développer les compétences langagières des élèves, d’aider l’enfant à passer du langage d’action à celui d’évocation. •Souvent, il s’agit d’un cahier collectif, «de classe». Cycle 1 Caractère obligatoire pour ce cycle. •Utilisation d’un classeur, d’un cahier, de feuilles de couleurs pour différencier les traces individuelles et la trace collective qui prend le statut de savoir. •Le format utilisé est variable d’un enseignant à l’autre. Importance de mettre les familles au courant de ce fonctionnement (présence des erreurs orthographiques dans les traces personnelles). •Utilisation d’un document cadré, préformaté ou non, qui conduit l’élève à travers les différentes étapes •Transmission indispensable sur les années du cycle. Cycle 3 •Reprises des traces personnelles, réécriture (en différé ou non) des textes produits pour aller vers la trace institutionnelle qui est le savoir validé et transmissible. •Continuité des travaux entrepris en maternelle. •Au cours de ce cycle, on passe régulièrement de la dictée à l’adulte aux traces personnelles. •On n’est pas seulement dans le constat final. Le maître accompagne à la construction d’écrits aux différents moments de la démarche. Cycle 2

11 Découverte du Monde Cycle 1 Découverte du Monde Cycle 2
Les points du programmes 2007 Découverte du Monde Cycle 1 •Exploration du monde de la matière : -Action sur les matières pour appréhender les propriétés de la matière. -Existence de l’air et de l’eau -Classer, comparer, sérier….. •Découvrir le monde du vivant : -Observation du monde du vivant -Découverte du milieu -Découverte du corps et sensibilisation aux problèmes de la santé et d’hygiène •Découvrir le monde des objets, éducation à la sécurité: Découverte du Monde Cycle 2 •La matière -Utilisation de thermomètres -L’eau dans la vie quotidienne -Existence de l’air •Le Monde du vivant -Le corps de l’enfant: 5 sens, croissance, mouvements, dents, alimentation -Règles de vie et Hygiène -Animaux et Végétaux -Naissance, croissance, reproduction -Nutrition et régimes alimentaires -locomotion des animaux -interactions avec l’environnement La biodiversité •Les objets et les matériaux -Réalisation de maquettes ou de constructions -Distinguer les sources d’énergie et les fonctions -Réalisation d’un circuit simple -Usage d’un axe, d’une manivelle.

12 Les points du programmes 2007
•Le Ciel et la Terre -Lumières et ombres -Les points cardinaux et la boussole -Le mouvement apparent du Soleil -Rotation de la Terre sur elle-même -Le Système solaire -Mesure de durées -Volcans et séismes Sciences expérimentales et Technologie Cycle 3 •La matière -Etats et changements d’états de l’eau -Mélanges et solutions -L’air (caractère pesant) -Plan horizontal et vertical •Unité et diversité du vivant -Les stades de développement -Divers modes de reproduction -Approche de l’Evolution -Histoire de la Terre •Education à l’environnement et au développement durable. -Mode de nutrition des végétaux -Notions de chaînes alimentaires -Adaptation des êtres vivants au milieu -Trajet de l’eau -La qualité de l’eau •Le corps humain et l’éducation à la santé -Les mouvements corporels -Nutrition ( respiration, digestion, circulation) -Conséquence de l’hygiène •Le Monde construit par l’homme -Circuits électriques -Principes élémentaires de sécurité électrique -Leviers, balances équilibres -Objet mécanique, transmission de mouvements •L’énergie (travail sur des illustrations) -Exemples simples de sources d’énergie -Consommation et économie d’énergie -Chauffage solaire

13 Fabriquer du beurre en MS et G.S: transformation de la matières
Une démarche d’investigation en C1 Fabriquer du beurre en MS et G.S: transformation de la matières

14 Mélanges et Solutions en C.P
Une démarche d’investigation en C2 Mélanges et Solutions en C.P Question de départ: en utilisant les différentes matières apportées : essayer de mélanger et dire ce que vous observez. Compétences : Déterminer les différents types de mélanges de liquides. Matériel : Contenants divers transparents Diverses matières à mélanger à l’eau : sel, sucre morceaux ou poudre, vinaigre, huile, chocolat, café, sable, colorant, sirop, farine, etc… Avec une étiquette portant le nom de chaque matière Par groupe: plusieurs récipients, des agitateurs, des étiquettes pour repérer ce qui a été fait, une fiche récapitulative des expériences et des observations Etape 1: L’enseignant recentre la question et précise la question, il fait reformuler la question aux enfants. En faisant préciser ce qu’il faut faire. Etape 2: les enfants en groupe de 3 essayent d’effectuer des mélanges Plan de l’affiche : -Matière mélangée à l’eau -Comment mélanger -Dessins, schéma -Ce que l’on observe. L’enseignante passe de groupe en groupe pour aider à écrire ce qui a été observé. Etape 3 : Chaque groupe, vient exposer aux autres les essais effectuées. En mettant l’affiche au tableau. L’enseignant favorise l’expression des enfants aussi bien ceux qui exposent et les autres élèves.

15 Mélanges et Solutions en C.P
Une démarche d’investigation en C2 Mélanges et Solutions en C.P Etape 4:Toutes les affiches sont affichées au tableau, les différents essais sont comparés, les difficultés sont repérées. L’enseignante note sur une affiche similaire à celle distribuée les différents type de mélanges qui sont apparus : La matière a ajouté « a disparu » : (on peut noter toutes les remarques apparaissant sur la dissolution : saturation, épaisseur du liquide, liquide gluant ….) La matière ajoutée s’est mélangé : ( Il faudra distinguer ce qui est stable dans le temps et ce qui va décanter) La matière ajoutée est tombée au fond : Le rôle de l’enseignant est de favoriser l’expression des enfants et de mettre en évidence ce qui est commun et ce qui est différent. Compétences : Déterminer les différents types de mélanges de liquides. Matériel : Contenants divers transparents Diverses matières à mélanger à l’eau : sel, sucre morceaux ou poudre, vinaigre, huile, chocolat, café, sable, colorant, sirop, farine, etc… Avec une étiquette portant le nom de chaque matière Par groupe: plusieurs récipients, des agitateurs, des étiquettes pour repérer ce qui a été fait, une fiche récapitulative des expériences et des observations Etape 5: . Mise en place d’un écrit collectif reprenant les dessins et la synthèse de l’enseignant avec fabrication d’une trace collective sous forme d’une affiche et sous forme d’une feuille A4 pour aller dans le carnet d’expérience et d’ observation. La trace écrite individuelle comprendra la partie collective et une photo de e l’affiche du groupe. Séquence 2: Question de départ : Avant d’essayer pouvez-vous dire quel type de mélanges va apparaître avec les matières apportées. Puis vérifier en essayant

16 Une démarche d’investigation en cours en C3
Que savez-vous, dessiner, confronter? Le Ciel et la Terre Sur une feuille blanche, les enfants dessinent la terre, la Lune, et la soleil en représentant les mouvements de chaque objet et expliquant l’alternance jour nuit, la position du soleil et de la Lune, l’année astronomique

17 Une démarche d’investigation en cours en C3
Le Ciel et la Terre En groupe, faire une affiche expliquant l’alternance Jour/Nuit Astronomie Bilan des affiches sur l’alternance Jour/Nuit: •Sur toutes les affiches -la Terre et les Soleil sont ronds ( des sphères) -Le soleil provoque le jour, il fabrique la lumière. Eléments différents dans les affiches: -Le mouvements des objets célestes -La forme de la Lune varie Les questions à étudier: -La forme des objets célestes, -La forme de la Lune varie, -Les mouvements des objets célestes: le Soleil, La Terre, la Lune Le Terre tourne autour du Soleil et sur elle-même Le Terre tourne autour du Soleil et sur elle-même Le Soleil et la Lune tourne autour de la Terre •On a trouvé plusieurs explications pour expliquer l’alternance jour/nuit

18 Une démarche d’investigation en cours en C3
Nos observations et connaissances Le soleil: -C’est la source de la lumière et de la chaleur -En fonction de l’heure, le Soleil n’est pas au même endroit dans le ciel. -Le soleil se lève à un point cardinal et se couche au point cardinal opposé, il est à un autre point cardinal le midi. -Il y a l’ombre des objets l’ombre varie en fonction du soleil. -Il fait plus chaud en été qu’en hiver ( en fonction de la saison). -L’ombre varie en fonction de la position du Soleil. -Il y a une relation entre l’heure et le Soleil. Après observation vers midi le Soleil est au Sud et va vers l’Ouest. Le Ciel et la Terre Les saisons à Patay: -La chaleur varie en fonction des saisons. -Il y a 4 saisons qui reviennent régulièrement. -La durée de la nuit et la durée du jour varient en fonction de la saison -Durée du jour + durée de la nuit = 24 heures Remarque: Il y a 6 mois de jour et 6 mois de nuit aux Pôles. Est Ouest Sud La Lune -La Forme de la lune change ( croissant, pleine, pas de Lune) -Il y a une relation entre la Lune et les marées -La chaleur varie en fonction des saisons. -Il y a 4 saisons qui reviennent régulièrement. -La durée de la nuit et la durée du jour varient en fonction de la saison -Durée du jour + durée de la nuit = 24 heures Remarque: Il y a 6 mois de jour et 6 mois de nuit aux Pôles. Remarque: L’Etoile Polaire indique le Nord (c’est une étoile fixe)

19 Une démarche d’investigation en cours en C3
Le Ciel et la Terre Comment montrer que la Terre est une sphère Utiliser du matériel, réfléchir en groupe, puis présenter ses idées

20 Une démarche d’investigation en cours en C3
Comment montrer que la Terre est une sphère Le Ciel et la Terre En se déplaçant sur la terre, on ne voit pas les mêmes étoiles La Terre est une Sphère Plusieurs choses peuvent prouver que la Terre est une sphère: L’horizon ( on ne voit pas les objets hauts et éloignés, on voit la bateau descendre en s’éloignant) On ne peut pas voir les objets hauts Dans toutes le directions, on voit l’horizon. Quand on regarde au loin, on ne voit que les clochers des églises. Quand le bateau s’éloigne, on a l’impression que le bateau s’enfonce.. Seule sur une sphère en allant en ligne droite on revient au point de départ; Les autres objets célestes visibles ont une forme de sphère pourquoi la Terre aurait-elle une forme différente? En cas d’éclipse, l’ombre la terre est circulaire. Seule une sphère a toujours un cercle comme ombre quels que soient les mouvements qu’elle effectue Etoile polaire Croix du Sud

21 Pourquoi y-a-t-il 6 mois de nuit et 6 mois de nuit aux pôles?
Une démarche d’investigation en cours en C3 Le Ciel et la Terre Question en cours de recherche Pourquoi y-a-t-il 6 mois de nuit et 6 mois de nuit aux pôles?