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La démarche dinvestigation à lécole primaire Suite à la mise en place du P lan de R énovation l Enseignement des S ciences T echnologie à lE cole en référence.

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2 La démarche dinvestigation à lécole primaire Suite à la mise en place du P lan de R énovation l Enseignement des S ciences T echnologie à lE cole en référence aux instructions officielles du BO n°23 de juin 2000, lélève 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

3 Elément de la démarche dinvestigation La situation déclenchante L'appropriation de la question Les hypothèses et les protocoles Expériences, Recherche documentaire, observation Les résultats La conclusion Les étapes de la démarche dinvestigation Réinvestissement et Evaluation

4 Le rôle de l'enseignant dans la démarche dinvestigation La posture de lenseignant. 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. Lélève 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 lexpérience sensible à la conceptualisation.

5 Le rôle de lenseignant est dêtre un médiateur entre la science et lélève. Il lui faudra sefforcer dêtre 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). Le rôle de l'enseignant dans la démarche dinvestigation

6 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 quune 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 lexpérience. Lélève doit être conscient de ce quil fait et pourquoi il le fait. L'enseignant est aussi médiateur entre les élèves. Le rôle de l'enseignant dans la démarche dinvestigation

7 Il doit structurer des activités qui recherchent une réponse aux questions des élèves soulevées par la situation de départ. Cest-à-dire proposer des situations dexploration, des moments de confrontation, des moments dexpérimentation, des moments de productions écrites individuelles et collectives et il doit laisser la possibilité de cheminements différents dans la mesure où lobjectif reste bien présent. Lenseignant ne doit pas donner la bonne réponse aux élèves Le rôle de l'enseignant dans la démarche dinvestigation

8 Lexpérimentation et les réalisations ne suffisent pas en elles-mêmes, cest le regard sur cette manipulation, aussi bien en amont quen aval qui valide la démarche scientifique et implique lélève dans lactivité car « une pédagogie fondée sur la seule action reste le plus souvent stérile ». Il faut donc quelle soit « couplée à dautres relations (dexpression, découte, déchange) propre à lapprendre et passée par des phases de confrontation » pour permettre une réelle construction de savoirs scientifiques. Le maître organise des allers et retours entre lobservation du réel, les actions sur le réel, lecture et productions décrits variés. André GIORDAN, «Apprendre», Edition BELIN, Col. Débats, Baume-les Dames, 1999, p.116 Le passage dune question initiale à une question opérationnelle demande un travail de reformulation. Celui-ci nécessite une étape par une recherche dinformations, par une recherche des moyens disponibles pour essayer de répondre. Il faudra donc aménager le temps et lespace de la classe pour favoriser ce passage dune étape à une autre. Il sagit dapprendre à être scientifique, d'apprendre à ne pas se contenter de réponses dogmatiques mais à rechercher la compréhension de la construction de la réponse. Faire des sciences nécessite de questionner, les élèves doivent apprendre à questionner et à organiser leur action pour pouvoir proposer une réponse. Le rôle de l'enseignant dans la démarche dinvestigation

9 Science et maîtrise de la langue Chaque activité pédagogique, chaque situation scolaire sont autant doccasions dun travail sur lexpression qui constitue la moitié de lhoraire. Le maître organise des allers et retours entre lobservation du réel, les actions sur le réel, lecture et productions décrits variés. Loral: pour concevoir des actions et les confronter Lécrit: pour objectiver, pour mettre à distance pour produire des connaissances De loral à lécrit: pour anticiper laction, pour passer dun langage oral nourri dimplicites à un langage plus précis. Ecrire pour soi -Agir -Mémoriser -Comprendre Ecrire pour les autres: -Transmettre -Questionner -Expliquer -Synthétiser

10 Il permet permet de produire différents types décrits en fonction des compétences méthodologiques travaillées : Quapprend-on à lécole élémentaire ?, CNDP, 2002, p 244 Le carnet dexpériences est un écrit personnel où lélève raconte laventure scientifique quil vit. Cest 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. Observation, description dun phénomène Compte rendus Relevés : expression de résultats Ecriture de textes courts avec dessins, schémas explicatifs, notes, photographies numériques, Tableau Graphique Notes Dessin dobservation, Schéma, Mots, légendes. Science et maîtrise de la langue

11 Le terme de carnet est pris au sens large : il désigne tout recueil de documents (classeur, dossier, carnet, cahier, fichier...) Cest un recueil de «traces» dexpériences vécues par lélève sous la forme de dessins, de photos, dimages légendés par ladulte (dictée à ladulte). Les différentes traces écrites possibles ont pour but de développer les compétences langagières des élèves, daider lenfant à passer du langage daction à celui dévocation. Souvent, il sagit dun cahier collectif, «de classe». Cycle 1 Continuité des travaux entrepris en maternelle. Au cours de ce cycle, on passe régulièrement de la dictée à ladulte aux traces personnelles. On nest pas seulement dans le constat final. Le maître accompagne à la construction décrits aux différents moments de la démarche. Cycle 2 Caractère obligatoire pour ce cycle.Utilisation dun classeur, dun 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 dun enseignant à lautre. Importance de mettre les familles au courant de ce fonctionnement (présence des erreurs orthographiques dans les traces personnelles). Utilisation dun document cadré, préformaté ou non, qui conduit lélève 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. Science et maîtrise de la langue

12 Les points du programmes 2007 Découverte du Monde Cycle 2 La matière -Utilisation de thermomètres -Leau dans la vie quotidienne -Existence de lair Le Monde du vivant -Le corps de lenfant: 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 lenvironnement La biodiversité Les objets et les matériaux -Réalisation de maquettes ou de constructions -Distinguer les sources dénergie et les fonctions -Réalisation dun circuit simple -Usage dun axe, dune manivelle. Découverte du Monde Cycle 1 Exploration du monde de la matière : -Action sur les matières pour appréhender les propriétés de la matière. -Existence de lair et de leau -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 dhygiène Découvrir le monde des objets, éducation à la sécurité:

13 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 détats de leau -Mélanges et solutions -Lair (caractère pesant) -Plan horizontal et vertical Unité et diversité du vivant -Les stades de développement -Divers modes de reproduction -Approche de lEvolution -Histoire de la Terre Education à lenvironnement et au développement durable. -Mode de nutrition des végétaux -Notions de chaînes alimentaires -Adaptation des êtres vivants au milieu -Trajet de leau -La qualité de leau Le corps humain et léducation à la santé -Les mouvements corporels -Nutrition ( respiration, digestion, circulation) -Conséquence de lhygiène Le Monde construit par lhomme -Circuits électriques -Principes élémentaires de sécurité électrique -Leviers, balances équilibres -Objet mécanique, transmission de mouvements Lénergie (travail sur des illustrations) -Exemples simples de sources dénergie -Consommation et économie dénergie -Chauffage solaire

14 Une démarche dinvestigation en C1 Fabriquer du beurre en MS et G.S: transformation de la matières

15 Une démarche dinvestigation en C2 Mélanges et Solutions en C.P Compétences : Déterminer les différents types de mélanges de liquides. Matériel : Contenants divers transparents Diverses matières à mélanger à leau : 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 Question de départ: en utilisant les différentes matières apportées : essayer de mélanger et dire ce que vous observez. Etape 1: Lenseignant recentre la question et précise la question, il fait reformuler la question aux enfants. En faisant préciser ce quil faut faire. Etape 2: les enfants en groupe de 3 essayent deffectuer des mélanges Plan de laffiche : -Matière mélangée à leau -Comment mélanger -Dessins, schéma -Ce que lon observe. Lenseignante 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 laffiche au tableau. Lenseignant favorise lexpression des enfants aussi bien ceux qui exposent et les autres élèves.

16 Une démarche dinvestigation en C2 Mélanges et Solutions en C.P Compétences : Déterminer les différents types de mélanges de liquides. Matériel : Contenants divers transparents Diverses matières à mélanger à leau : 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 dun écrit collectif reprenant les dessins et la synthèse de lenseignant avec fabrication dune trace collective sous forme dune affiche et sous forme dune feuille A4 pour aller dans le carnet dexpérience et d observation. La trace écrite individuelle comprendra la partie collective et une photo de e laffiche du groupe. Etape 4:Toutes les affiches sont affichées au tableau, les différents essais sont comparés, les difficultés sont repérées. Lenseignante 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 sest 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 lenseignant est de favoriser lexpression des enfants et de mettre en évidence ce qui est commun et ce qui est différent. Séquence 2: Question de départ : Avant dessayer pouvez-vous dire quel type de mélanges va apparaître avec les matières apportées. Puis vérifier en essayant

17 Une démarche dinvestigation en cours en C3 Le Ciel et la Terre Que savez-vous, dessiner, confronter? Sur une feuille blanche, les enfants dessinent la terre, la Lune, et la soleil en représentant les mouvements de chaque objet et expliquant lalternance jour nuit, la position du soleil et de la Lune, lannée astronomique

18 Une démarche dinvestigation en cours en C3 Le Ciel et la Terre Astronomie Sur toutes les affiches -la Terre et les Soleil sont ronds ( des sphères) -Le soleil provoque le jour, il fabrique la lumière. Le Soleil et la Lune tourne autour de la Terre Le Terre tourne autour du Soleil et sur elle- même 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 On a trouvé plusieurs explications pour expliquer lalternance jour/nuit Bilan des affiches sur lalternance Jour/Nuit: En groupe, faire une affiche expliquant lalternance Jour/Nuit

19 Une démarche dinvestigation en cours en C3 Le Ciel et la Terre Nos observations et connaissances Le soleil: -Cest la source de la lumière et de la chaleur -En fonction de lheure, le Soleil nest 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 lombre des objets lombre varie en fonction du soleil. -Il fait plus chaud en été quen hiver ( en fonction de la saison). -Lombre varie en fonction de la position du Soleil. -Il y a une relation entre lheure et le Soleil. Après observation vers midi le Soleil est au Sud et va vers lOuest. E st Ouest SudSud 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. 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: LEtoile Polaire indique le Nord (cest une étoile fixe)

20 Une démarche dinvestigation 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

21 Une démarche dinvestigation en cours en C3 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 : Lhorizon ( on ne voit pas les objets hauts et éloignés, on voit la bateau descendre en séloignant) On ne peut pas voir les objets hauts Dans toutes le directions, on voit lhorizon. Quand on regarde au loin, on ne voit que les clochers des églises. Quand le bateau séloigne, on a limpression que le bateau senfonce.. 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 déclipse, lombre la terre est circulaire. Seule une sphère a toujours un cercle comme ombre quels que soient les mouvements quelle effectue Etoile polaire Croix du Sud Comment montrer que la Terre est une sphère

22 Une démarche dinvestigation 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?


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