La démarche d’investigation Applications à la technologie Différentes situations Etude de cas : travail d’un stagiaire lors d’une séance sur « la découverte des fonctions techniques d’un moyen de transport » Activité application en 6ème : Cas d’étude - ‘’Objets Techniques’’ : « Découverte des objets qui nous entourent » Activité application en 6ème : cas d’étude - ‘’Processus de réalisation’’ «Découverte du mode de branchement d’un moteur d’un moteur électrique » en vue de la réalisation d’un robot téléguidé réinvestissements : « Energie » étude de la chaine d’énergie du robot filoguidé et des ‘’Modes de représentation’’ croquis et schémas. Activité application en 5ème : Etude de stabilité de la structure d’un arc, Pourquoi cette structure ne s’effondre-telle pas ? Préliminaire à la construction de voûtes. Activité application en 5ème : Découverte des sollicitations et des déformations que peut subir une poutre, préliminaire à la construction de ponts en treillis Présentation du 26 juin 2012 : Pascal CANCEILL À l’IUFM de Rangueil

-> Mieux comprendre Introduction « Cette séance est construite dans l’objectif de donner une culture scientifique et technologie à l’élève pour développer son esprit critique, sa capacité d’analyse et acquérir des concepts, en lui donnant des méthodes et des outils de réflexion, pour mieux comprendre le monde qui l’entoure et devenir un acteur responsable du monde futur » Thème en 6 ème le transport -> Mieux comprendre le monde qui l’entoure Caisse à outils – Réinvestissement dans le monde réel

Cas d’étude séance : fonctions techniques Liens avec le programme de technologie, p12 « 1. L’analyse du fonctionnement d’un objet technique » Pré-requis Objectif

Présentation du contexte et de la séance Durée 50 minutes Extrait du rapport de visite d’un stagiaire Le contexte : le professeur stagiaire est affecté en collège de la 6ème à la 3ème. Je lui rends visite ce jour, en compagnie de son conseiller pédagogique, au cours d’une séance avec une classe de 17 élèves de 6ème. La séance observée : le stagiaire accueille ses élèves de façon plutôt ferme. Fait l’appel puis commence la séance du jour en faisant rappeler aux élèves ce qu’ils ont « vu » depuis le début de l’année. Il fait ainsi rappeler les définitions des objets naturels et techniques, de la fonction d’usage, et les différentes formes d’énergie. Il annonce qu’à partir de ce socle de connaissances, ils allaient maintenant s’intéresser à répondre à la question : « Un objet technique, comment ça marche ? ».

Présentation des documents et matériels - Il fait alors distribuer une feuille présentant l’activité du jour, - puis chercher les matériels nécessaires : des patinettes et des mini-vélos. Consignes Les élèves doivent, par groupe, placer à terre 3 étiquettes (A, B et C) matérialisant un parcours formé de deux segments de droite qu’ils vont faire parcourir aux engins, puis repérer et décrire leurs états successifs. Le professeur stagiaire exige un travail de groupe dont il rappelle les règles : négociations au sein du groupe, puis une seule réponse.

Elèves en activité – Le professeur fait le tour des Groupes L’expérience est renouvelée à chaque point Après une dizaine de minutes, il appelle au tableau les représentants de chaque groupe pour rendre compte. Il rappelle les consignes : écouter, et intervenir après si nécessaire en sollicitant la parole.... Chaque représentant expose alors ses observations aux différentes phases et le professeur fait échanger les élèves sur ce qui a été dit. A l’issue de l’échange, chacun reprend sa place et le professeur stagiaire annonce qu’il va donner la correction. Il fait ressortir, en animant un échange nourri, que les actions réalisées par l’objet technique consistent à permettre de : - se propulser, - se diriger et freiner.

Fin de la séance En conclusion : Il explique pour conclure que ces trois actions sont indispensables à la réalisation de la fonction d’usage, et qu’ils vont voir la semaine prochaine comment elles sont réalisées. La séance, qui s’est déroulée sous le pilotage extrêmement ferme du professeur, a toutefois permis une participation satisfaisante des élèves. Son rythme m’est toutefois apparu assez lent… Verso de la feuille distribuée Questions : 1 – Quelles sont vos remarques ? 2 – Quel est le pour et quel est le contre ?

Bilan après la séance Sur le plan de la pédagogie générale, le professeur stagiaire a fait globalement une bonne prestation. Si sa conclusion est un peu courte, l’introduction de la séance était parfaite. Les consignes de travail qu’il donne sont très claires, dans tous les domaines (écoute, crayon, stylo…). Tout est parfaitement préparé, mais exécuté comme à la parade, et la rigueur quasi militaire avec laquelle il conduit sa classe interroge… - Certes, madame la Principale m’a confié que cette classe était LA classe « catastrophe » du collège, et elle a assisté au début de la leçon pour voir comment cela se passait. Autres Remarques : Mais tout de même, quelle distance mise entre le professeur et les élèves ! Et tout en appréciant positivement le fait qu’il « s’en sortait » avec cette classe qui posait des problèmes à tous, nous avons invité le stagiaire à réévaluer en permanence son positionnement afin de trouver la forme et le ton d’un pilotage qui bien sûr encadre, mais surtout suscite et favorise les échanges nécessaires à la conduite efficace de l’action pédagogique.

Bilan après la séance Sur le plan scientifique, Nous avons relevé une erreur, dont le stagiaire a tout de suite convenu, dans le bilan des différentes sources d’énergie puisqu’il met au même plan l’énergie électrique (qui n’est pas une source) avec les énergies fossiles, l’énergie solaire, et l’énergie éolienne… - Nous avons apprécié l’attention qu’il porte à la maitrise du langage, notamment lorsqu’il s’agit de définir une action par un verbe à l’infinitif…. Dans ce sens, les titres de ses documents pourraient être améliorés… Sur le plan didactique : Je me suis interrogé lors de la séance sur la pertinence de l’activité au regard des objectifs… était-elle attrayante et porteuse de sens ? A l’issue de la séance, je reste interrogatif sur le côté attrayant, et réponds sans ambiguïté OUI au sens. Et, comme nous avons pu le discuter, la séance était une illustration très intéressante de mise en œuvre d’une démarche inductive. L’objectif était de déboucher sur la définition de ce qu’est une « fonction technique ». Le stagiaire a mis en place la situation problème, bien organisé les phases de négociations au sein du groupe, puis au sein de la classe… et a maladroitement stoppé le processus d’élaboration d’une formulation collective du savoir pour introduire SA correction.

Bilan après la séance Suite Sur le plan didactique, - Quel dommage, c’était presque parfait ! Et c’est pris par le temps (temps qui aurait pu être gagné en accélérant un petit peu le rythme de la séance) qu’il conclue rapidement sans même prononcer les mots « fonction technique » qui constituaient pourtant l’objectif de la leçon… - Nous avons reconstruit ensemble cette séance et j’ai la conviction que la stratégie est maintenant parfaitement comprise par le professeur stagiaire.   Le classeur d’élève témoigne d’un travail sérieux et plutôt bien organisé. C’est bien. ....................

La séance dans la progression Séquence I « l’analyse du fonctionnement » Séances préliminaires : « Objet technique, Besoin, Fonction d’usage, ...» Séquence II « les énergies » : les différentes sources et formes d’énergies Suite Séquence I « l’analyse du fonctionnement » La connaissance : notions de fonctions techniques Les capacités : dresser la liste des fonctions techniques qui participent à la fonction d’usage. Séances suivantes -> Rappel des fonctions techniques Pour chacun des trois dessins, colorier à l’aide de crayon de couleurs les éléments utilisés à chaque étapes différentes du trajet. Etudes des mêmes fonctions techniques sur des objets différents, ...

- De l’activité à la SYNTHESE : un processus à part entière - Processus de conceptualisation (Inductif) La démarche d’investigation 1 La situation problème 2 Appropriation du problème 3 La formulation d’hypothèses 4 La résolution de problèmes Investigation - expérience 5 Échanges argumentés 6 La structuration des connaissances 7 Opérationnalisation des savoirs - Situation problème « Un vélo comment ça marche ? » Synthèse (Conceptualisation, structuration, organisation) activité Document préparant la synthèse Lancement Observation Exploration « A l’aide des objets étudiés » - Perception - Restitution « Réflexion individuelle, puis au sein du groupe, formulation d’une réponse commune par groupe » passage de l’Oral et à l’écrit - Comparaison « Groupe classe » - Abstraction – Validation « Gr Classe »  - Généralisation « Loi classe » Généralisation Evaluation « formative » Cf M. MUSIAL

élaboration d’une formulation collective Rappel des règles du processus de conceptualisation - Une situation déclenchante qui interpelle l’élève, elle s’appuie sur un fait, un phénomène observable qui va permettre d’enrôler l’élève dans un processus d’apprentissage. 1 La situation problème 2 Appropriation du problème 3 La formulation d’hypothèses 4 La résolution de problèmes Investigation - expérience 5 Échanges argumentés 6 La structuration des connaissances 7 Opérationnalisation des savoirs La démarche d’investigation Observation – Exploration : l’élève est plongé dans un contexte de résolution de problème : il émet des hypothèses, essaie, se trompe, trouve des réponses. À l’aide de plusieurs situations particulières - Perception – Restitution : pour une situation particulière donnée, cette phase de verbalisation doit permettre à un élève de communiquer sa pensée aux autres : dire ce qu’il a fait, trouvé et pense. (il a le droit à l’erreur – surtout ne pas émettre de jugement de valeurs) La Comparaison doit permettre aux élèves de distinguer des ressemblances ou des différences à travers les solutions particulières d’études proposées, et ceci en fonction de critères qui sont de même nature et du même niveau d’abstraction. élaboration d’une formulation collective du savoir

Rappel des règles du processus de conceptualisation 7 Opérationnalisation des savoirs - L’abstraction consiste à identifier des similarités malgré les différences, et à retenir celles dont la relation est constante dans tous les cas particuliers. Sous la conduite du professeur, une proposition collective formalise le nouveau savoir. - La validation (vérification), on apporte la preuve dans tous les cas particuliers La généralisation est une opération mentale qui nécessite un effort, on étend à la classe entière ce qui a été observé par abstraction sur un nombre limité de cas singuliers appartenant à cette classe. -> Loi, règle, principe. Comme le dit PIAGET, « généraliser c’est accepter de perdre de la précision pour gagner en puissance. » Attention à la « bonne mémoire » des élèves peut être particulièrement trompeuse pour le professeur car elle peut lui laisser croire que l’élève a « généralisé » alors que face à une situation différente, l’élève ne sera pas capable d’opérer un transfert ou un réinvestir la connaissance. L’évaluation on demandera à un élève une reformulation et de donner ses propres exemples ou contre-exemples en les justifiant, cette phase d’évaluation formative collective doit porter que sur les différents niveaux d’acquisition du savoir appréhendé. Cf. Manuel MUSIAL

A vous de jouer ! Autres application à la démarche d’investigation Etude de cas : travail d’un stagiaire lors d’une séance sur « la découverte des fonctions techniques d’un moyen de transport » Application en 6ème : Cas d’étude - ‘’Fonctionnement des Objets Techniques’’ : « Découverte des objets qui nous entourent » Exercice d’application en 6ème : cas d’étude - ‘’Processus de réalisation’’ «Découverte du mode de branchement d’un moteur électrique » en vue de la réalisation d’un robot filoguidé, Réinvestissement « Energie » sur l’étude de la chaine d’énergie du robot filoguidé et des ‘’Modes de représentation’’ croquis et schémas Exercice d’application en 5ème : Découverte des efforts et des déformations que peut subir une poutre, préliminaire aux ‘’Processus de réalisation’’ pour la construction d’une voûte. Activité application en 5ème : Découverte des sollicitations et des déformations que peut subir une poutre, préliminaire à la construction de ponts en treillis A vous de jouer !

Fin : démarche d’investigation Conclusions Travaux complémentaires : Ingénierie didactique : Marc RUBAUD Présentation de Brigitte Mabille sur le transfert de la chaleur Présentation du 26 juin 2012 : Pascal CANCEILL À l’IUFM de Rangueil