Enseigner les Sciences et la technologie à l’école primaire. Stage départemental Du 19 avril au 7 mai 2004

La rénovation de l’enseignement des sciences BREF HISTORIQUE Dans un contexte de régression de cet enseignement, mise en place de l’expérimentation « La main à la pâte » à partir de 1995. En 1999, demande d’une évaluation de l’opération (2% des classes sont touchées). Le rapport de l’IGEN propose de faire bénéficier toutes les classes d’un enseignement rénové inspiré de cette méthode positive sans qu’il soit concevable de pouvoir la généraliser. En juin 2000 le ministre décide de mettre en œuvre le plan de rénovation de l’enseignement des sciences et de la technologie à l’école. (concerne d’abord le cycle 3). Le plan est distinct de l’opération « La main à la pâte » laquelle poursuit son action en tant que pôle innovant.

LES MOYENS DE MISE EN ŒUVRE Le plan prend en compte le fait que tous les maîtres ne sont pas formés.Il est prévu des actions de formation ainsi que la mise à disposition d’outils d’accompagnement. Mise en chantier de plusieurs documents : guide méthodologique, aide au pilotage, bibliographie, plaquette d’information, documents d’accompagnement des programmes … Ces documents sont présents sur le site du CNDP à l’adresse www.cndp.fr/ecole (rubrique sciences et technologie). Le site www.eduscol.education.fr met en ligne les travaux du groupe technique. Des crédits sont affectés aux écoles pilotes et aux circonscriptions.

LES ENJEUX Le plan vise à développer l’intelligence concrète où l’omniprésence du virtuel rend la confrontation au réel particulièrement nécessaire. Il vise aussi à rendre les enfants avides de sciences dans un contexte de désaffection à l’égard de cette branche du savoir qui est préoccupant. Il importe d’apporter aux enfants les premiers éléments d’une culture scientifique qui fournit des clés indispensables à la compréhension du monde contemporain. Ces ambitions vont au delà du seul domaine scientifique. Il vise en effet des objectifs relatifs aux capacités d’expression orale et écrite des enfants et à leur comportement social. L’enseignement des sciences avait régressé à l’école en raison de la conviction que le temps qui lui était consacré était pris sur celui des apprentissages fondamentaux (parler, lire, écrire, compter). Le plan doit permettre de dépasser cette contradiction en mettant en œuvre une méthode d’enseignement qui s’intègre dans les apprentissages fondamentaux. Dans cette perspective d’intégration aux apprentissages fondamentaux, la rénovation de l’enseignement des sciences ne doit pas entraîner une régression d’autres domaines de l’enseignement. La répartition des activités à l’école reste régie par les instructions officielles.

Des outils et des références sur INTERNET education.gouv.fr/bo/2000/23 La note de service du 8 juin 2000, parue au BO n° 23 du 15 juin, est le texte de référence du Plan de rénovation de l’enseignement des sciences et de la technologie à l’école. eduscol.education.fr Le site eduscol, animé par la direction de l’enseignement scolaire (DESCO), informe sur les opérations nationales ou locales, explicite la politique scolaire et anime la réflexion pédagogique. Les académies, départements, circonscriptions et écoles sont invités à envoyer leurs contributions. En ce qui concerne l’enseignement des sciences et de la technologie on peur y trouver entre autres la réflexion du groupe premier degré de l’inspection générale. cndp.fr/ecole/rubrique.asp (rubrique sciences et technologies) Le site du Centre national de documentation pédagogique met en ligne, depuis août 2000, la documentation consacrée à l’enseignement des sciences et de la technologie à l’école. inrp.fr/lamap L’opération « La main à la pâte » constitue une solide référence pédagogique pour le plan de rénovation de l’enseignement des sciences et de la technologie à l’école. Hébergé sur le site de l’institut national de recherche pédagogique, le réseau de la main à la pâte réunit un site national et sept sites départementaux. Les enseignants y trouveront des informations sur cette opération, ainsi que des ressources pour guider les apprentissages des élèves.

Commande de l’Inspecteur d’Académie (juin 2000) Décider de la répartition des crédits alloués dans le cadre du plan de rénovation. Mettre en place le PRESTE en s’inspirant du dispositif « main à la pâte » Constituer un groupe départemental. Médiatiser. S’appuyer sur les partenaires.

Mise en place d’un groupe départemental. Piloté par un IEN chargé de mission. Un IA-IPR de Sciences physiques Un autre IEN (chargé des TICE) 2 Conseillers pédagogiques 1 chargé de mission FC 2 PIUFM 1 enseignant de collège 1 chargé de mission environnement 1 enseignant détaché SIDEAL 1 représentant Maine Sciences 1 directeur du CDDP. Principe des réunions mensuelles est retenu.

Définir des axes prioritaires Définir des axes prioritaires. (Proposés à l’Inspecteur d’Académie et validés par lui). Constituer un réseau d’écoles pilotes et de points sciences. Doter les circonscriptions et les écoles pilotes d’un matériel adapté. Former et animer. Suivre et accompagner. Produire des outils didactiques et pédagogiques. Promouvoir la maîtrise des langages dans l’ enseignement scientifique. Médiatiser, mutualiser avec les partenaires les actions en rapport avec les sciences. Participer aux travaux nationaux et académiques.

Doter les circonscriptions et les écoles pilotes d’un matériel adapté et constituer un réseau. Les sites pilotes : Ils sont à ce jour au nombre de 30 en fonction d’un maillage départemental équilibré. Ils sont dotés d’un matériel choisi par le groupe départemental à concurrence de 702 euros. Ils ont accepté une charte de fonctionnement (formation annuelle, projet d’école avec un axe sciences, contrainte de production annuelle, mise en réseau par un forum et des rencontres). Ils ont été démarchés par les équipes de circonscription. Les points Sciences : Ils sont au nombre de 10 (hors AIS). Ils sont dotés d’un matériel choisi par le groupe ou en complément d’un matériel existant à concurrence de 1526 euros. Ce matériel est destiné au prêt à toutes les écoles. Les points sciences entrent dans une tradition départementale : points arts plastiques, musique, TICE. Les permanences sont tenues par des enseignants volontaires.

Former et animer. 2 stages R1 sites pilotes à candidatures désignées. 1 stage départemental R 4 Sciences et technologie aux 3 cycles sous la procédure appel à candidatures. 1 stage à destination des CPC généralistes et EPS (volontaires). Ce dispositif est reconduit chaque année. A signaler : le bon partenariat IUFM et circonscription par la médiation du groupe départemental. Conception par le groupe de modules d’animations pédagogiques proposés aux circonscriptions.

Suivre et accompagner Pour les sites pilotes : Par les CPC : présentation du matériel, aide à la conception de modules d’apprentissage, animations spécifiques. Par le CPD : suivi sur le concept qui fait l’objet d’une restitution, aides ponctuelles. Par les PIUFM : mise en réseau des sites et animation du forum. Pour tous : Suivi habituel à la demande par les trois catégories dans un souci de généralisation.

Produire des outils didactiques et pédagogiques Le CDROM : distribué à tous les sites pilotes et à toutes les circonscriptions : le PRESTE, la démarche, les ressources documentaires, des apports théoriques en SVT, technologie et physique, modules insigth, modules pour utiliser le matériel, module sur le volcanisme… EDUSARTHE : revue de l’Inspection, distribué à toutes les écoles : le PRESTE, la démarche, le canevas, des exemples opérationnalisés par les sites, bibliographie, fiches connaissances.

Promouvoir la maîtrise des langages dans les sciences. Rencontre et travail en commun avec le groupe maîtrise de la langue. Journée - forum – exposition en commun. Impulsion dans le cadre de la liaison CM2 – 6ème des travaux sur les traces écrites en sciences. Proposition de différents cahiers d’expériences. Participation à des stages sur transversalité du lire, du dire (débat) et de l’écrire.

Médiatiser, mutualiser avec les partenaires. Base de données de ressources documentaires avec le CDDP. Conception de modules d’animations pédagogiques dans tous les cycles, mis à disposition des équipes de circonscription. Mise en place de mercredis sciences 1er et 2nd degré avec le CDDP, l’université du Maine. Partenariat (Sidéal, Maine sciences, la Villette, ANSTJ…)semaine sciences, fête de la science. Appui sur ARTEC. Chaque CR du groupe sont envoyés aux IEN et aux sites pilotes.

Participer à l’échelon académique et national. Participer au groupe académique de pilotage. Participer aux rencontres inter académiques. Participer au regroupement académique des personnes ressources en sciences. Participer aux enquêtes de l’Inspection Générale.

Faire un bilan pour dégager de nouvelles perspectives. Enquête sur l’évolution et l’impact du dispositif avec des items « impertinents » avec l’objectif de questionner les pratiques : Proposez-vous des documents à l’issue des moments de formation ? Existe-t-il des ateliers scientifiques hors temps scolaire ? Le champ disciplinaire sciences fait-il l’objet d’une liaison école – collège ? Existe-t-il une rubrique spécifique sciences dans les rapports d’inspections ? Fonctionnement des points sciences Pourcentage de projets d’écoles avec un axe sciences ?

Après le dépouillement de l’enquête : des perspectives… Concevoir des évaluations départementales d’élèves de fin de C3. Continuer les productions didactiques et pédagogiques. Réunir les sites pilotes avec l’objectif qu’ils aient un rayonnement sur leur secteur. Concevoir des modules d’animations sur séquence et séance, le cahier d’expériences, le débat scientifique. Créer un site internet Elaborer un partenariat avec l’université

Les programmes de 2002. A compter du 1er septembre 2002, on ne parle plus du PRESTE. En effet, les propositions de ce plan ont été entièrement intégrées dans les programmes. Ces programmes, très précis, insistent sur la démarche d’investigation en expliquant le rôle du maître et la place de l’élève, du groupe d’élèves. Ces programmes sont étayés par les documents d’application et les documents d’accompagnement.

Former et animer. Avant d’aborder les éléments propres à la didactique des sciences, il importe de se mettre d’accord sur les différentes conceptions de l’apprentissage : comment apprend – t – on ? Par groupes de 6, veuillez répondre aux questions du Q SORT qui font référence à trois conceptions différentes de l’apprentissage. Dans chacune de ces conceptions, discuter de l’image que l’on se fait de l’élève, du maître, de l’acte d’apprendre, de l’erreur et de l’évaluation ? Restitution sur transparent.

L’apprentissage en trois modèles ( J.P Astolfi / R. Charnay) L’empreinte Le conditionnement Le constructivisme Quelle image de L’élève? Un vase à remplir,une cire molle,une page blanche Individu semblable aux autres,ayant des besoins définis pour lequel on vise un comportement Une personne à part entière qui possède des savoirs naïfs, des représentations Quelle image de L’acte d’apprendre? Le savoir se transmet par empreinte sur la mémoire de l’élève, d’un exposé dans la logique du professeur Du concept à l’exercice Mémorisation / application Un conditionnement par l’activité, le moteur du changement réside dans la progression prévue par l’enseignant Le savoir s’acquiert par un processus circulaire d’assimilation du nouveau par accommodation de l’ancien Conflit socio-cognitif L’enseignant travaille sur: Les savoirs à transmettre Les procédures de conditionnement ; d’une difficulté à l’autre; Les situations didactiques permettant la transformation, objectifs obstacles, concepts, tâche complexe Du problème au savoir Quel est son rôle ? Il apporte des connaissances,montre,expose,démontre, explique, l’activité est centrée sur l’enseignant guidage progressif extérieur à l’élève; polarisation sur les savoirs Situations d’apprentissage visant des réponses normées Médiateur, metteur en scène, personne ressource, guide Image associée De l’Evaluation Contrôle objectif, sommatif, normatif Évaluation formative, régulation externe à l’élève Erreurs et remédiations envisagées a-priori Régulation interne pour l’élève Par la verbalisation, l’appropriation de critères de réalisation on vise l’auto-évaluation et du Statut de l’erreur C’est une faute, l’erreur c’est l’horreur (1,4,7,10,13) Indicateur de dysfonctionnement du dispositif pédagogique(2,5,8,11) Moteur de la connaissance ( Bachelard) (3,6,9,12,14,15)

Le triangle pédagogique (d’après Jean Houssaye) SAVOIR Pédagogie magistrale Situation-problème : Meirieu Apprendre Enseigner Cours dialogué Problème incitatif : Freinet MAITRE Non directivité : Neil,Oury ELEVE Former, animer

La situation – problème. L’élève doit pouvoir facilement s’engager dans la résolution du problème. Les connaissances de l’élève doivent être insuffisantes pour résoudre le problème. L’élève doit avoir un moyen de contrôler lui-même ses réponses. Le maître met en place des variables didactiques (que va faire l’élève, quelles connaissances va-t-il investir, quelles stratégies?) La gestion de la classe doit être pertinente en regard du problème (individuel, groupe, collectif) La gestion de la dévolution du problème.

Les phases de la situation-problème. Une phase d’action : souvent en groupe au cours de laquelle les élèves s’approprient le problème en investissant leurs connaissances anciennes. Une phase de formulation : les élèves explicitent oralement ou par écrit les solutions trouvées. Une phase de validation : les élèves doivent prouver aux autres que la solution est valable. Une phase d’institutionnalisation : il s’agit d’homogénéiser les connaissances et préciser les savoirs construits. Une phase d’exercices et d’évaluation : il s’agit d’aider les élèves à se familiariser avec les nouveaux acquis en les faisant fonctionner dans des situations différentes, sur des supports différents (le réseau peut trouver sa place à ce moment).

Conclusion : apprendre c’est : C’est être déséquilibré dans ce que l’on sait par un problème. C’est problématiser. C’est résoudre un problème. C’est stabiliser un nouveau savoir. C’est réutiliser, réinvestir, transférer un nouveau savoir. C’est enfin accepter que la connaissance n’est pas figée mais évolutive.

Une situation – problème en Sciences Afin de vous aider à vous approprier les étapes de la situation – problème, je vous propose d’en vivre une. Individuellement, sur une feuille, répondez à la question suivante : pourquoi y a –t- il des saisons sur la Terre ? (10’) Par groupe de 6, confrontez vos idées et essayez de concevoir des hypothèses qui proposent une ou des explications au phénomène des saisons. (45’) Elaborez des arguments pour le débat scientifique avec les autres groupes. Pensez à une forme communicante et compréhensible de vos cogitations. (15’)

Synthèse des étapes vécues par les stagiaires Émergence individuelle des conceptions. Confrontation avec les pairs. Émission d’hypothèses. Débat scientifique. Vérification des hypothèses à l’aide de documents. Vers quelle trace écrite.

Illustration en Sciences Pour le maître c’est Pour l’élève c’est Poser le problème Phase d’action. Choisir un contenu qui interpelle. Interroger le contenu. Anticiper les représentations, les obstacles. Extérioriser ses représentations Construire le problème Phase de formulation Confronter ses représentations à celles des autres (controverse). Émettre des hypothèses Quel sens ? Quel dispositif ? Favoriser l’acquisition des connaissances par tous Résoudre le problème Phase de validation Valider ses hypothèses ou les rejeter Construire une trace écrite qui résume le contenu et la méthode. Créer le paradigme de la classe Phase d’ institutionnalisation

Les étapes de la démarche scientifique. Tester chacune des hypothèses Formuler un problème. Emettre une ou plusieurs hypothèses. Prévoir pour chacune les conséquences observables. Tester chacune des hypothèses Expérimenter (conception du protocole expérimental, réalisation pratique, recueil des résultats, analyse et interprétation). Confrontation Résultats conformes Résultats non conformes Hypothèse conservée Hypothèse rejetée Certitude variable Certitude 100 %