« On apprend bien que ce qui répond aux questions que l’on se pose » J.J Rousseau

DEMARCHE D’INVESTIGATION Privilégier la construction du savoir par l’élève.

I- Divers aspects d’une démarche d’investigation Elle s’appuie sur le questionnement des élèves sur le monde réel. Le travail effectué débouche sur l’acquisition de connaissances, de compétences méthodologiques et sur la mise au point de savoir-faire techniques. Il est conseillé de privilégier l’observation, l’expérimentation ou l’action directe par les élèves Une telle séance doit être conclue par des activités de synthèse et de structuration organisées par l’enseignant.

II- Canevas d’une séance d’investigation Choix d’une situation - problème par le professeur. Appropriation du problème par les élèves. Formulation de conjectures, d’hypothèses explicatives, de protocoles possibles. Investigation ou résolution du problème conduite par les élèves. Echange argumenté autour des propositions élaborées. Acquisition et structuration des connaissances. Opérationnalisation des connaissances.

1- La situation-problème C’est une situation d’apprentissage organisée autour d’un obstacle à franchir. Elle présente un défi à la portée de l’élève qui ne dispose pas, au départ, des moyens de trouver la solution recherchée. Elle a du sens parce qu’elle fait appel à quelque chose que connaît l’élève. Elle est en lien avec sa réalité. Elle est concrète parce qu’elle a un but, elle sollicite une action réelle et requiert l’utilisation de connaissances, de techniques, de stratégies…

La situation doit amener l’élève à y investir ses connaissances antérieures, le conduire à une remise en cause des représentations et à l’élaboration de nouvelles idées.

2- Appropriation du problème par les élèves L’enseignant aide à reformuler les questions et les recentre sur le problème à résoudre. Émergence d’ éléments de solution permettant de travailler sur les conceptions initiales notamment par confrontation de leurs éventuelles divergences.

3- Formulation de conjectures, d’hypothèses explicatives, de protocoles possibles Formulation orale ou écrite de conjectures ou d’hypothèses par les élèves (groupes). Elaboration éventuelle d’expériences, destinées à tester ces hypothèses ou conjectures. Communication à la classe des conjectures ou des hypothèses et des éventuels protocoles expérimentaux proposés.

4- Investigation ou résolution du problème conduite par les élèves. Moments de débat interne au groupe d’élèves. Contrôle de l’isolement des paramètres et de leur variation, réalisation de l’expérience. Description et exploitation des méthodes et des résultats, confrontation avec les hypothèses formulées précédemment.

5- Echange argumenté autour des propositions élaborées. Communication au sein de la classe des solutions élaborées, des réponses apportées, des résultats obtenus, des interrogations qui demeurent. Confrontation des propositions, débat autour de leur validité, recherche d’arguments.

6- Acquisition et structuration des connaissances. Mise en évidence, avec l’aide de l’enseignant, de nouveaux éléments de savoir utilisés au cours de la résolution. Confrontation avec le savoir établi (documents, manuels) en s’inspirant des productions des groupes. Recherche des causes d’un éventuel désaccord, analyse critique des expériences et proposition d’expériences complémentaires. Reformulation écrite par les élèves, avec l’aide du professeur, des connaissances nouvelles.

7- Opérationnalisation des connaissances. Exercices permettant d’automatiser certaines procédures, de maîtriser les formes d’expressions (langage, symboles, représentations graphiques…) Nouveaux problèmes permettant la mise en œuvre des connaissances acquises dans de nouveaux contextes. Evaluation des connaissances et des compétences méthodologiques.

III- Mise en œuvre dans les classes Selon le profil de la classe, le temps dont on dispose et/ou l’objectif de la séance, plusieurs possibilités s’offrent à nous. Deux options vont être présentées, l’une suivant chronologiquement les 7 points et l’autre permettant un gain de temps.

1- Première option Elaboration d’une situation problème Appropriation du problème individuellement. (trace écrite) Mise en commun dans un groupe et formulation d’hypothèses explicatives, de protocoles possibles. Investigation ou résolution du problème conduite par les élèves au sein du groupe. Présentation à la classe puis échange argumenté autour des propositions élaborées. Acquisition et structuration des connaissances. Opérationnalisation des connaissances.

2- Seconde option Elaboration d’une situation problème Appropriation du problème individuellement. (trace écrite) Mise en commun dans un groupe et formulation d’hypothèses explicatives, de protocoles possibles. Présentation à la classe puis échange argumenté autour des propositions élaborées. Choix d’un protocole commun et réalisation des expériences. Acquisition et structuration des connaissances. Opérationnalisation des connaissances.

IV- Elaborer une situation d’entrée Comme dans tout cours, la première question à se poser est celle de (des) objectif(s) à atteindre. Elaborer la (les) consigne(s) présentant le travail à réaliser et qui donne du sens à leur investigation. Observation intrigante Accroche ludique Court document (histoire des sciences, documents techniques …) L’habillage de la tâche ne doit pas faire oublier la question scientifique parfois sous-jacente.

V- Elaborer la suite de la séance Prévoir les tâche successives que les élèves devront réaliser. Prévoir le type de production demandée pour chaque tâche. Prévoir comment contrôler la validité des productions lors des confrontations. Synthèse des résultats et des nouvelles connaissances. Enchainement sur une nouvelle tâche ou/et institutionnalisation des connaissances.