L’aménagement des laboratoires et des ateliers à la formation générale des adultes 25 février 2014, Québec 14 participants Par Christophe Gagné et François Guay-Fleurent Conseiller pédagogique et formateur-accompagnateurs en science et technologie christophe.gagne@cscotesud.qc.ca Enseignant et formateur-accompagnateurs en science et technologie guayfleuref@ecole.csriveraine.qc.ca

Plan de l’atelier 1. Introduction 2. L’aménagement des locaux Rappel : les nouveaux cours de Science et technologie à la FGA L’implantation des nouveaux programmes de science : état de la situation Aménagement des laboratoires et des atelier et exemples de SAÉ possibles 2. L’aménagement des locaux Équipements et matériel nécessaire pour les laboratoires Équipements et matériel nécessaire pour les ateliers Des exemples de solutions 3. Impacts sur l’organisation scolaire 4. Conclusion

Les nouveaux cours à la FGA FBC : Relation à l’environnement Technologie FBD : Science et technologie (S&T) 3e secondaire 4e secondaire Chimie Physique Biologie

Les buts du programme Ce programme vise à développer chez l’élève une culture scientifique et technologique qui permet : de réaliser son potentiel intellectuel; de participer de manière active, critique et informée aux débats de la société; d’utiliser les produits de la science et de la technologie dans son quotidien; d’agir de manière concrète, pratique et innovatrice en science et en technologie. Ces visées du programme de S&T sont issues du programme de formation du secteur des jeunes, lequel à fortement inspiré celui de l’ÉDA. Vous pouvez retrouver ces buts du programme dans la présentation du domaine de la S&T, p. 4, en ligne au http://www1.mels.gouv.qc.ca/sections/programmeFormation/secondaire2/medias/MathSciencePres_f.pdf

L’implantation des nouveaux programmes de S&T : état de la situation FBC : Matériel d’apprentissage : 2 situations disponibles sur Alexandrie pour le sigle SCT-P121 Situations d’apprentissage et exercices en cours de rédaction ou mises à l’essai dans certaines régions du Québec. Dans l’ensemble de la province, ces sigles sont rarement offerts. On note malgré tout la volonté de les implanter en Outaouais. Les informations ci-dessus proviennent des discussions entre les formateurs-accompagnateurs d’une dizaine de régions du Québec. Ils représentent donc la situation pour une portion appréciable du territoire québécois, même s’il ne s’agit pas d’une étude formelle. Rédactions de SA pour la FBC en science : Outaouais, Lac-St-Jean, peut-être d’autres régions; Mise à l’essai « Technologie au quotidien » : projet pilote au Lac-St-Jean de 2011 à 2013.

L’implantation des nouveaux programmes de S&T : état de la situation FBD : Matériel d’apprentissage : SOFAD : guides disponibles pour les sigles SCT-4061, 4062 et 4064. Pas l’intention de publier de guide en SCT-4063 pour l’instant. Autres maisons d’édition : rien pour le moment. Peut-être LIDEC… Alexandrie : plusieurs SAÉ disponibles pour les cours de 3e et 4e secondaire. Examens : pas encore disponibles. Rend incertain l’implantation du programme pour 2014-2015. Quelques projets d’intégration d’éléments ciblés du nouveau programme en utilisant des sigles maison (Capitale Nationale et Chaudière Appalaches) Les informations ci-dessus proviennent des discussions entre les formateurs-accompagnateurs d’une dizaine de régions du Québec. Ils représentent donc la situation pour une portion appréciable du territoire québécois, même s’il ne s’agit pas d’une étude formelle.

Aménagement des laboratoires et des ateliers? Quelle importance accordez-vous à l’aménagement des laboratoires et des ateliers? Pourquoi? Quel est l’état d’avancement des travaux dans vos centres? Quels sont vos questionnements et vos besoins? Quelles sont vos attentes par rapport à notre présentation?

Il est important d’avoir un atelier et un laboratoire… Parce que l’utilisation d’outils et de machines-outils fait partie des techniques prescrites au programme, en plus d’être en accord avec les visées du programme. Parce que la partie pratique des évaluations comptera pour 40% de la note de chaque sigle de S&T. Programme d’études de science et technologie de la formation de base diversifiée, version février 2012

Il est important d’avoir un atelier et un laboratoire… Parce que ça permet de varier les approches pédagogiques et les élèves apprécient cela. Parce que ça donne du sens aux apprentissages. Parce que ça augmente l’intérêt des élèves et leur engagement dans la tâche. Parce que ça facilite l’apprentissage des S&T. (Lacasse et Barma, 2012) Lacasse, M., & Barma, S. (2012). Intégrer l'éducation technologique à l'éducation scientifique : pertinence pour les élèves et impacts sur les pratiques d'enseignants. Canadian Journal of Education, 35(2), 155-191.

Les démarches en science et technologie Tiré du Programme d’études de science et technologie de la formation de base diversifiée, version février 2012, chapitre 3, section 3.5 : Démarches. p. 30

Les techniques prescrites Tiré du programme d’études de science et technologie de la formation de base diversifiée, version février 2012, chapitre 4, section 4.1 : Savoirs, sous-section 4.1.2 : Techniques p. 40

Comment intéresser les élèves à la S&T, selon le CRIJEST La contextualisation des apprentissages Hulleman et Harackiewicz (2009), dans la revue Science, ont montré que « des élèves à qui l’on demande de réfléchir sur les liens que les S&T peuvent entretenir avec leur vie personnelle voient leur intérêt et leurs performances scolaires augmenter plus que si l’on investit le même temps à faire des révisions de contenus. Ces résultats sont particulièrement positifs pour les élèves qui présentent des performances scolaires plus faibles habituellement. »

Exemple à la FGA Analyse technologique d’un moteur à quatre temps* Analyse technologique d’instruments de cuisine** Prise de position sur l’exploitation des gaz de shale Prise de position sur le choix d’une centrale électrique *Projet en développement à la FGA, mais actuellement en application à l’école secondaire de Rivière-du-Loup par messieurs Patrick Gagnon et Christian Plourde pour les élèves d’ATS de 4e secondaire (SCT-4063). **Écrivez à François si vous voulez plus de détails sur ces documents.

Comment intéresser les élèves à la S&T, selon le CRIJEST L’enseignement par projets Favorise l’apprentissage de la résolution de problèmes et des habiletés scientifiques. Cependant, pas n’importe quel projet… Doit être ancré dans la « vraie vie » et conduire à la réalisation d’un produit concret et signifiant. Qui permet la compréhension des concepts et leur application.

Exemple à la FGA Projet du haut-parleur Projet de la chambre branchée Projet de la petite lampe de poche Projet du détecteur de faux billets Projet de l’éolienne Projet du moteur à interrupteur magnétique Projet du microscope Projet du détecteur de conductibilité électrique* Projet du chargeur solaire * Cette activité a été développée sous forme d’évaluation formative et sera disponible sous peu.

Comment intéresser les élèves à la S&T, selon le CRIJEST Les démarches d’investigation scientifique L’engagement intellectuel des élèves dans le processus scientifique fait la différence. Pas juste hands on, aussi minds on. Défi raisonnable pour l’élève.

Exemple à la FGA Il faut le boire pour le croire Des petits organismes dans ma bouche! Un choix éclairé Le meilleur café pour l’environnement

L’aménagement des locaux Images de laboratoire et de produits chimiques : Wikimédia Commons Images d’atelier : photos prises par des formateurs accompagnateurs

Équipements et matériel nécessaires pour les laboratoires* Idéalement, un local séparé du reste de la salle de classe Comptoirs de travail résistants à la corrosion Hottes ventilées** Fenêtres qui peuvent être ouvertes Verrerie scientifique et instruments de mesure*** Produits chimiques courants : HCl, NaOH, etc. Matériel d’optique**** Poulies, engrenages, plans inclinés, masses, ressorts, etc. *L’équipement pour les laboratoires est le même que pour les cours SCP. Si vous êtes déjà équipés en matériel scientifique, vous n’avez probablement pas à faire d’ajouts. **La plupart des hottes sont fixes et doivent être raccordées à une sortie d’air, mais il existe des hottes mobiles sur charriot. ***Verrerie : cylindres gradués, éprouvettes, béchers, fioles coniques, ballons, tiges agitatrices, etc. Instruments de mesure : balance de précision, ruban à mesurer, chronomètre ****Matériel d’optique : banc optique, lentilles, sources lumineuses, miroirs, etc.

Équipements et matériel nécessaires pour les laboratoires Une occasion en or de faire l’intégration des TIC : Utilisation de sondes d’ExAO* Intégration de la robotique pour de l’ExAO pour des exercices de physique (machines simples ou complexes) Pour réaliser des SAÉ complexes & intégratrices! Pour plus de détails, référez-vous à la liste d’achats du MELS : Guide Atelier-Labo MELS.pdf *ExAO = expérimentation assistée par ordinateur

Exemple de classe-laboratoire Classe-laboratoire du CEA Monseigneur Beaudoin, St-Georges de Beauce, CS de la Beauce-Etchemin. La porte au fond donne sur le mini-atelier.

Laboratoire de Nicolet Ajout de rangement (couleur bois) -»

Équipements et matériel nécessaires pour les ateliers Ici, il reste beaucoup à faire! D’emblée, démêlons les cartes : atelier = fabrication et assemblage principalement avec des outils manuels salle des machines-outils = outillage électrique plus lourd

Équipements et matériel nécessaires pour les ateliers : recommandations Local séparé du reste de la salle de classe fortement recommandé (atelier) ou obligatoire (salle de machines-outils). S&T sans atelier? Difficile à imaginer. Prévoir aussi quelques machines-outils pour les cours SCT-3065 et SCT-4063.* Ponceuses ou scies électriques = dépoussiéreur.** L’équipement pour soudure à l’étain = un « must » en SCT-4061. Achetez des outils de qualité… « You get what you pay for » *Dans le programme de science et technologie, la technique « utiliser des machines-outils de façon sécuritaire » fait partie des savoirs prescrits des cours SCT-3065 et SCT-4063. On peut trouver ces informations aux pages 112 et 152. Notez également que les élèves qui souhaitent faire le cours de physique devraient normalement faire le cours SCT-4063. Conséquemment, pour offrir les préalables à la physique de secondaire 5, il faudrait que votre centre soit équipé d’un minimum de machines-outils (exemple : au moins une perceuse à colonne). **Le dépoussiéreur est obligatoire pour les ponceuses à ruban, à disque ou à tambour, ainsi que pour les scies à ruban et les scies à onglet. Bien que leur utilisation soit moins probable, les dégauchisseuses, banc de scie et raboteuses l’exigent également. Heureusement, la perceuse à colonne ne nécessite pas l’installation d’un dépoussiéreur, bien qu’il soit préférable d’en avoir un pour certains types de mèches ou de forets.

Équipements et matériel nécessaires pour les ateliers Des trucs pour vous faciliter la vie! Priorité sécurité. Prévoyez de l’espace! Pour plus d’information sur les normes à respecter, consultez le document « Règlement de la CSST- annoté » d’Érick Sauvé. Embêté pour la taille des locaux ou les achats? Contactez le secteur des jeunes ou vos ressources matérielles! Impliquez vos enseignants de sciences et votre TTP (si vous en avez un) dans le projet… Après tout, ce seront les principaux utilisateurs! Si ce n’est pas déjà fait, contactez le formateur-accompagnateur de votre région!!! Pour plus de détails sur les achats, référez vous à Guide Atelier-Labo MELS.pdf ou à Liste_outils_ateliers_FGF.doc *Dans le programme de science et technologie, la technique « utiliser des machines-outils de façon sécuritaire » fait partie des savoirs prescrits des cours SCT-3065 et SCT-4063. On peut trouver ces informations aux pages 112 et 152. Notez également que les élèves qui souhaitent faire le cours de physique devraient normalement faire le cours SCT-4063, ce qui rend la salle de machines-outils pratiquement obligatoire pour être en mesure d’offrir l’option physique en 5e secondaire…

Solutions alternatives Aller plus loin en électronique ou en robotique. Utiliser davantage d’outils manuels : boîte à onglet et scie à dos, perceuse à main avec ou sans fil, blocs de ponçage, etc. Projets plus longs, mais possibilités à peine restreintes! La perceuse à colonne (perceuse sensitive) est votre meilleure amie. Même si vous ne prévoyez pas faire de salle de machines-outils.

Solutions alternatives Adapter les SA (cahier des charges) pour l’utilisation de petits outils. Au besoin, revoir les dimensions ou matériaux. Sélectionner des SA déjà adaptées : haut-parleur, détecteur de faux billets, boîte à nivelage automatique, etc. À ÉVITER : acheter seulement le matériel inscrit sur la future « liste minimale pour l’évaluation » préparée par Mme Lalancette. Équivaut à enseigner l’examen…

Organisation des laboratoires/ateliers Exemple nicolétain

Organisation des laboratoires/ateliers Environ 12’ par 12’ pour l’atelier

Atelier technologique à Nicolet. Nouvelle construction Atelier technologique à Nicolet. Nouvelle construction. Table de travail mobile.

Atelier technologique à Nicolet Atelier technologique à Nicolet. Établi pour machines et meuble de rangement du CDP.

Atelier technologique à Nicolet. Porte vitrée Atelier technologique à Nicolet. Porte vitrée. Local pour le travail d’équipe également.

Exemple de classe-laboratoire Victoriaville

Organisation des laboratoires/ateliers

Organisation des laboratoires/ateliers

Espace restreint? La pièce montrée ci-dessus fait 1,6m x 4m, soit environ 5’ x 13’. Cette mini-salle de machines-outils, prévue pour admettre 1 élève à la fois, est très fonctionnelle pour sa taille!

Poste de travail mobile S’il est difficile pour vous d’aménager un local dédié pour l’atelier ou la salle de machine-outils, il serait possible de faire fabriquer des stations de travail mobiles en construisant des meubles adaptés à cette fin. Les règlements de la CSST ne semblent pas interdire cette possibilité; toutefois, il faudrait s’assurer que le poste de travail puisse être immobilisé complètement pendant son utilisation et être verrouillé dans cette position de façon à rendre impossible tout mouvement accidentel du poste de travail. Une tâche complexe, côté design…

Chariot mobile (comptoir mobile) Cette table est fixe, mais avec des roues de qualité munies d’un bon système de verrouillage, cela pourrait devenir un comptoir de travail mobile. C’est la solution retenue au centre St-François de la CS de la Riveraine.

Roulotte mobile !!! Solution originale proposée par la Commission scolaire de la Rivère-du-Nord : un atelier complètement mobile, construit dans le but de faire explorer la formation professionnelle. Dans notre contexte, on peut se questionner sur la rentabilité d’un tel aménagement…

Si l’espace ne manque pas… L’idéal, la “Cadillac” des salles de machines-outils. La zone de travail de chaque machine est suffisamment large et elle est très clairement indiquée sur le plancher. Cela crée également une division facilement identifiable entre la zone de travail et la zone de circulation. Plusieurs élèves peuvent donc travailler simultanément sans poser de risque pour les autres.

Autres impacts sur l’organisation scolaire « Faire du neuf [renouveau] avec du vieux [organisation scolaire actuelle] ce n’est pas évident. » « Il faut repenser l’organisation avant l’implantation et bien entendu ajuster le tir en cours d’implantation. » -Jacques St-Onge et Martin Lahaie En effet, avec l’aménagement des ateliers et une place accrue à l’expérimentation et à la pratique, il faudra bien repenser certaines choses et adapter le tout à votre contexte particulier... et à votre budget*. *Côté budget, il n’y aura pas de nouvelles sommes allouées pour l’aménagement des laboratoires ou des ateliers, ni pour des ressources humaines ou matérielles supplémentaires.

Autres impacts sur les budgets et sur l’organisation scolaire La formation des enseignants en exercice est un besoin essentiel pour une implantation réussie. Des initiatives de pratique guidée seront plus formatrices que des discours idéologiques et théoriques. (Potvin et Dionne, 2007. Traduction libre) Potvin, P., & Dionne, E. (2007). Realities and challenges of educational reform in the province of Quebec: exploratory research on teaching science and technology. McGill Journal of Education (Online), 42, 393-410.

Impacts sur l’organisation scolaire Évaluation : 40% pratique, 60% théorique ! Pour préparer les élèves adéquatement, prévoir beaucoup plus de temps en laboratoire et en atelier qu’avant. Évaluation : il est prévu que l’enseignant ou le technicien* soit là pour observer l’élève en tout temps (ou presque) lors de la passation de l’épreuve pratique. À considérer dans la tâche! *Technicien qualifié détenteur d’un DEC

Impacts sur l’organisation scolaire Un seul prof à la fois responsable de superviser l’atelier, le laboratoire et une classe conventionnelle? La recette par excellence pour négliger la partie pratique! Pas bon pour la réussite et la sécurité des élèves… Repenser l’organisation scolaire : périodes ciblées, nombre d’heures/semaine, remédiation/atelier, TTP, etc.

Impacts sur l’organisation scolaire L’idéal, petite classe où tout s’y fait (laboratoire et atelier annexés) avec du temps de libération pour l’enseignant ou ajout d’un TTP… Comme ça s’est fait au secteur des jeunes avec l’arrivée du renouveau!

Pistes d’implantation Graduellement, mathématiques en premier ? Chimie/physique en premier? Atelier prêt avant l’implantation. TTP pour aider ? Ou libérer un enseignant?

En bref Développons une culture scientifique chez nos élèves. Le laboratoire et l’atelier sont obligatoires à aménager. Les enseignants auront besoin d’être soutenus dans tout cela. De gros, gros changements en S&T!

En bref Des solutions alternatives existes. Pas de recette miracle, mais il ne faut pas « tasser » les activités de laboratoire et le temps en atelier. Il faut encourager ça le plus possible. De cette manière, les élèves seront, on l’espère, plus motivés et « meilleurs ». Avis du CSE sur les S&T. Documents disponibles au www.ppfgf.com/quebec.html

Quelques ressources incontournables pour terminer… Centre de Développement Pédagogique pour la formation générale en science et technologie (CDP) : http://www2.cslaval.qc.ca/cdp/ Alexandrie FGA : http://www3.recitfga.qc.ca/alexandrie/ Document « Règlement CSST annoté » d’Érick Sauvé, disponible ici : www.ppfgf.com/quebec.html (voir section « autres documents utiles pour l’aménagement ») Banques de situations d’apprentissage du secteur des jeunes (exemples : Pistes, SAÉ LLL, etc.)

Bibliographie Barma, S. (2007). Point de vue sur le nouveau programme science et technologie du secondaire au Québec: regards croisés sur les enjeux de part et d’autre de l’Atlantique. Didaskalia, 30, 109-137. Barma, S. (2008). « Vers une lecture systémique du contexte, des enjeux et des contraintes du renouvellement des pratiques en éducation aux sciences au secondaire au Québec ». CJNSE/RCJCÉ. En ligne. Volume 1, no 1, juillet 2008. http://www.cjnse-rcjce.ca/ojs2/index.php/cjnse/article/view/19 Barma, S. (2010). Analyse d'une démarche de transformation de pratique en sciences, dans le cadre du nouveau programme de formation au secondaire, à la lumière de la théorie de l'activité. Canadian Journal of Education, 33(4), 677-710. Si vous voulez lire ces textes et ne les trouvez pas sur Internet, écrivez-moi et j’essaierai de vous les faire parvenir. guayfleuref@ecole.csriveraine.qc.ca

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