Une progression spiralaire de l’apprentissage en technologie Formation disciplinaire Technologie Faire en sorte que les élèves construisent de façon régulière sur ce qu'ils ont déjà appris Jean-Michel Baron, Bruno Cirefice, Vincent Montreuil, Romuald Tomasini, Christian Vaylet Groupe IA-IPR STI

Une complexification progressive Niveau d’acquisition *** ** Compétence Apprendre est un processus continu qui suppose une reprise constante de ce qui est déjà acquis et une complexification progressive.  ATTENTION ! le spiralaire n’est pas du circulaire, c'est-à-dire qu'au lieu de progresser vers le concept, on tourne facilement autour sans progression véritable. A chaque tour de spire dans l'apprentissage doit correspondre le franchissement d'un obstacle identifié". Il revient donc au professeur "d'identifier des obstacles franchissables" qui serviront de repères pour évaluer les étapes franchies. » Source: http://www.educ-revues.fr/DIOTIME/AffichageDocument.aspx?iddoc=39409 http://pgfplots.net/tikz/examples/spiral-cone/ * Temps

Une architecture des programmes en trois volets Chaque programme de cycle est organisé en trois parties complémentaires : le volet 1 précise les principaux enjeux et objectifs de formation du cycle le volet 2 précise les contributions essentielles des différents enseignements au socle commun le volet 3 : précise les enseignements et les niveaux de maîtrise attendus à la fin du cycle

Les spécificités du cycle de consolidation Le volet 1 (cycle 3) Les spécificités du cycle de consolidation « Permettre une meilleure transition entre l’école et le collège en assurant une continuité et une progressivité entre les trois années du cycle. » « les différentes étapes des apprentissages doivent être adaptées par les équipes pédagogiques à l'âge et au rythme d’acquisition des élèves » « le programme fournit également des repères de programmation afin de faciliter la répartition des thèmes d’enseignement entre les trois années du cycle, cette répartition pouvant être aménagée en fonction du projet pédagogique du cycle ou de conditions spécifiques » Le volet 1 (cycle 3) précise qu’une progressivité doit être mise en place . Il précise également : « La classe de 6e occupe une place particulière dans le cycle : elle permet aux élèves de s’adapter au rythme, à l’organisation pédagogique et au cadre de vie du collège tout en se situant dans la continuité des apprentissages engagés au CM1 et au CM2. »

Les spécificités du cycle des approfondissements Le volet 1 (Cycle 4) Les spécificités du cycle des approfondissements « Ces compétences, évaluées régulièrement et validées en fin de cycle… » « Lors des trois ans de collège du cycle 4.......L’élève œuvre au développement de ses compétences, par la confrontation à des tâches plus complexes » « La créativité des élèves, qui traverse elle aussi tous les cycles, se déploie au cycle 4 » Le volet 1 (cycle 4) précise la nécessité de construire une progressivité des apprentissages tout au long du cycle. (Rappel définition tache complexe: La tâche complexe est une tâche mobilisant des ressources internes (culture, capacités, connaissances, vécu...) et externes (aides méthodologiques, protocoles, fiches techniques, ressources documentaires...). Elle fait donc partie intégrante de la notion de compétence. Dans ce contexte, complexe ne veut pas dire compliqué.) Les résultats obtenus lors des différentes enquêtes de PISA montrent que les élèves français réussissent très correctement les tâches simples mais rencontrent des difficultés lorsqu’il s’agit d’effectuer une tâche dite « complexe » exigeant d’articuler plusieurs tâches simples non précisées.

Le volet 2 Contributions essentielles des différents enseignements au socle commun Domaine1 Les langages pour penser et communiquer Domaine 2 Les méthodes et outils pour apprendre Domaine 3 La formation de la personne et du citoyen Domaine 4 Les systèmes naturels et les systèmes techniques Domaine 5 Les représentations du monde et l’activité humaine Un socle plus clair, qui est le programme des programmes Les savoirs ne sont pas premiers / compétences Réforme du collège

Le volet 3 – Les enseignements Le volet 2 précise les Contribution essentielles des différents enseignements au socle commun classés en 5 domaines. La première partie du volet 3 (fond grisé) précise pour chaque discipline les compétences travaillées qui participent à l’acquisition des compétences du socle. Il est indiqué également à quels domaines du socle elles sont rattachées.

Le volet 3 -Les enseignements Exemple de lien entre le volet 2 et le volet 3 Socle Commun Compétences travaillées Cet exemple montre le lien entre : Le volet 2 (socle commun) Le volet 3 – pages grisées (compétences travaillées) Le volet 3 (Connaissances et compétences associées) Connaissances et compétences associées volet 2 volet 3

Le volet 3 -Les enseignements Exemple de progression spiralaire quand le programme indique des repères de progressivité (cycle 4) Partie : L’informatique et la programmation Compétences travaillées : Concevoir, créer, réaliser Domaine du socle : 4 » Imaginer, concevoir et programmer des applications informatiques nomades Pratiquer des langages Domaine du socle 1 » Appliquer les principes élémentaires de l’algorithmique et du codage à la résolution d’un problème simple. Mobiliser des outils numériques Domaine du socle : 2 » Piloter un système connecté localement ou à distance » Modifier ou paramétrer le fonctionnement d’un objet communicant Connaissances : » Notions d’algorithme et de programme. » Notion de variable informatique » Déclenchement d’une action par un événement, séquences d’instructions, boucles, instructions conditionnelles » Systèmes embarqués » Forme et transmission du signal » Capteur, actionneur, interface Compétences associées : - Analyser le comportement attendu d’un système réel en fonction d’événements, de données ou d’informations transmises - Écrire, mettre au point (tester, corriger) et exécuter un programme commandant un système réel et vérifier le comportement attendu - Écrire un programme dans lequel des actions sont déclenchées par des événements extérieur

Le volet 3 -Les enseignements Exemple de progression spiralaire quand le programme indique des repères de progressivité (cycle 4) Partie : L’informatique et la programmation Repères de progressivité En 5e : traitement, mise au point et exécution d’un programme simple avec un nombre limité de variables d’entrée et de sortie, développement de programmes avec des boucles itératives En 4e : traitement, mise au point et exécution de programme avec introduction de plusieurs variables d’entrée et de sortie En 3e : introduction du comptage et de plusieurs boucles conditionnelles imbriquées, décomposition en plusieurs sous-problèmes

Le volet 3 -Les enseignements TRAITEMENT savoir-faire Exemple de progression spiralaire quand le programme indique des repères de progressivité (cycle 4) Niv. DONNÉES TRAITEMENT savoir-faire PRODUCTION(S) 3 Description du comportement souhaité Diagramme de séquence Algorithme à compléter Programme à compléter Application nomade - Décomposer le problème posé en sous-problèmes afin de structurer un programme de commande. - Écrire un programme dans lequel des actions sont déclenchées par des événements extérieurs. Progressivité : En 3ème : introduction du comptage et de plusieurs boucles conditionnels imbriqués, décomposition en plusieurs sous-problèmes  (boucles conditionnelles imbriquées) Document de synthèse comprenant l’algorithme et programme complétés par l’introduction de boucles conditionnelles imbriquées et les essais et modifications successives apportées. 4 Un système fonctionnant Algorithme et programme Insatisfactions  à corriger ou variation(s) de situations de fonctionnement - Écrire, mettre au point (tester, corriger) et exécuter un programme commandant un système réel et vérifier le comportement attendu. Progressivité : En 4ème : traitement, mise au point et exécution de programme avec introduction de plusieurs variables d’entrée et de sortie (boucles conditionnelles) Algorithme et programme adapté à la nouvelle situation par une modification ou l’ajout d’une condition logique. Compte-rendu des essais réalisés 5 Un système fonctionnant (Diagramme de séquence Algorithme et programme) Dysfonctionnement constaté dépendant d’une variable (temporisation, régulation, détecteur de luminosité…) - Analyser le comportement attendu d’un système réel en fonction d’événements, de données ou d’informations transmises Progressivité : En 5ème : traitement, mise au point et exécution de programme simple avec un nombre limité de variables d’entrée et de sortie, développement de programmes avec des boucles itératives. Document synoptique, mettant en relation l’algorithme et le programme à partir du diagramme de séquence, comportant  la modification de variable permettant de résoudre le dysfonctionnement constaté Construire une progression respectant les repères de progressivité indiqués dans le programme E X E M P L E

Le volet 3 -Les enseignements Exemple de progression spiralaire quand le programme indique des repères de progressivité (cycle 4) Exemples de production attendues Rappel des repères de progressivité En 5e : traitement, mise au point et exécution de programme simple avec un nombre limité de variables d’entrée et de sortie, développement de programmes avec des boucles itératives. En 4e : traitement, mise au point et exécution de programme avec introduction de plusieurs variables d’entrée et de sortie En 3e : introduction du comptage et de plusieurs boucles conditionnels imbriqués, décomposition en plusieurs sous-problèmes Attention, la réalisation d’un programme seul comme présenté dans la diapositivze ne permet pas de mobiliser l’ensemble des connaissances et compétences de cette partie du programme 5ème 4ème 3ème

Le volet 3 -Les enseignements Exemple de progression spiralaire quand le programme n’indique pas de repères de progressivité Etape 1 : Choisir les connaissances et compétences associées aux compétences travaillées Partie : La modélisation et la simulation des objets et systèmes techniques Compétences travaillées : Concevoir, créer, réaliser Domaine du socle : 4 » Identifier le(s) matériau(x), les flux d’énergie et d’information, dans le cadre d’une production, technique sur un objet et décrire les transformations qui s’opèrent. Pratiquer des langages Domaine du socle : 1 » Décrire, en utilisant les outils et langages de descriptions adaptés, la structure et le comportement des objets. Connaissances : » Représentation fonctionnelle des systèmes »  Structure des systèmes »  Chaîne d’énergie » Chaîne d’information »  Sources d’énergies »   Outils de description d’un fonctionnement, d’une structure et d’un comportement Compétences associées :   - Analyser le fonctionnement et la structure d’un objet, identifier les entrées et sorties - Identifier le(s) les flux d’énergie sur un objet et décrire les transformations qui s’opèrent - Décrire, en utilisant les outils et langages de descriptions adaptés, le fonctionnement, la structure et le comportement des objets Pour certaines compétences aucun repère de progressivité n’est indiqué (comme dans l’exemple de la diapositive). C’est l'enseignant qui doit faire des choix pédagogiques pour proposer une progression sur l’ensemble du cycle 4.

Le volet 3 - Les enseignements TRAITEMENT savoir-faire Exemple de progression spiralaire quand le programme n’indique pas de repères de progressivité Etape 2 : Définir une progression des tâches possibles selon plusieurs niveaux Niv. DONNÉES TRAITEMENT savoir-faire PRODUCTION(S) *** Cahier des charges ou fiche produit   OST et dossier technique Contexte Situation problème Tâche : - Réaliser  un diagramme de de blocs interne : constituants de la chaîne d’énergie ; constituants de la chaîne d’information ;  flux d’énergie (forme d’énergie à l'entrée et à la sortie de chaque bloc) ; flux d’information en précisant la nature des informations,  la nature des signaux et la nature des transformations réalisées. Diagramme de bloc interne réalisé avec l’indication de la nature des flux. ** Tâche - Compléter  un diagramme de bloc interne : constituants de la chaîne d’énergie ;  constituants de la chaîne d’information Diagramme de bloc interne complété. Le diagramme précise les constituants de la chaîne d’énergie  et d’information. * Tâche – Repérer les constituants du système Diagramme de définition de blocs réalisé E X E M P L E Cet exemple montre une progressivité avec trois niveaux, ces trois niveaux ne correspondent pas obligatoirement au niveau de classe 5ème- 4ème – 3ème

Le volet 3 : Les enseignements Exemple de production attendue : Niveau * Les constituants du système sont repérés

Le volet 3 : Les enseignements Exemple de production attendue : Niveau ** Les constituants de la chaine d’information et d’énergie sont repérés

Le volet 3 : Les enseignements Exemple de production attendue : Niveau *** La nature des flux sont indiqués

Le volet 3 -Les enseignements Une progression spiralaire pour le cycle 3 Pour chaque partie du programme des repères de progressivité sont indiqués selon les niveaux de classe: CM1-CM2/6e Exemple pour la compétence: Identifier les principales familles de matériaux En CM1 et CM2, les matériaux utilisés sont comparés selon leurs caractéristiques dont leurs propriétés de recyclage en fin de vie En classe de 6e, des modifications de matériaux peuvent être imaginées par les élèves afin de prendre en compte leurs impacts environnementaux. .

À propos de l'usage de la métaphore de la spirale en didactique et pédagogie Jérôme Bruner introduit en 1960 l'idée de pédagogie spiralaire dans « The process of education ». Les curricula devraient, selon lui, être établis de façon spiralaire, en sorte que les élèves construisent de façon régulière sur ce qu'ils ont déjà appris. Jerome Seymour Bruner, né à New York le 1ᵉʳ octobre 1915, est un psychologue américain, dont le travail porte en particulier sur la psychologie de l'éducation