Enseigner en classe de 1ère STL biotechnologies Chimie Biochimie Sciences du Vivant Mesures et instrumentations Jeudi 19 janvier 2012, académie de STRASBOURG Vendredi 27 janvier 2012, académie de BESANCON Lundi 30 janvier 2012, académie de NANCY METZ (I Faller, IA-IPR STI bio) Cette journée s’inscrit dans la continuité de la journée de travail consacrée aux enseignements de biotechnologies et enseignements technologiques en langues vivantes. Elle privilégiera les échanges entre les professeurs : échanges d’expériences concernant la première partie de l’année scolaire bilan préparation de la suite, en classe de 1ère et en classe de Tale

Enseigner CBSV et MI en filière STL Organisation prévisionnelle : 9h30-10h30 : Rappel du cadre général des enseignements et présentations d’exemples de séances 10h30 -12h : Travail en groupe Analyse d’activités pédagogiques réussies, identification des facteurs de réussite 13h-14h : Mise en commun 14h-15h30 : Travail en groupe S’approprier de nouvelles pratiques pour construire séances et séquences 15h30- 16h30 : Mise en commun L’organisation de la journée fait apparaître deux temps de travail en groupe ainsi qu’un bilan collectif qui se situera en fin de matinée ou en début d’après-midi.

MISE EN ŒUVRE DES NOUVEAUX PROGRAMMES Activités expérimentales : Tous les élèves ne font pas nécessairement la même chose en même temps Importance de la réflexion préalable (conception de la manipulation, justification des étapes, organisation spatio-temporelle, calculs des volumes à utiliser, …), se fait en salle non spécialisée, éventuellement en classe entière. Des temps de synthèse collective, Exigence conservée pour l’utilisation du matériel et de la gestuelle Revenons tout d’abord sur les préconisations qui avaient été faites suite aux journées de travail préparatoires aux nouveaux programmes : janvier : travaux sur les progressions avec propositions d’activités pour chaque séance mars : détail d’une séance en s’inspirant de la démarche d’investigation et en utilisant la trame de la « fiche pédagogique » (pré acquis, objectifs en terme de connaissances, capacités et attitudes) Ces préconisations sont transférables aux 4 nouvelles disciplines. Elles sont plus ou moins développées selon les disciplines. Commençons par les activités expérimentales, qui pour MI et CBSV, doivent permettre de faire émerger des notions ou les illustrer. Tous les élèves ne font pas nécessairement la même chose en même temps  il est intéressant et souvent plus pertinent de partager une étude en plusieurs parties pour une mie en œuvre réduite et moins répétitive, suivie d’une synthèse collective. Importance de la réflexion préalable (conception de la manipulation, justification des étapes, organisation spatio-temporelle, calculs des volumes à utiliser, …), se fait en salle non spécialisée, éventuellement en classe entière.  on réfléchit avant de réaliser, en salle spécialisée ou non. Des temps de synthèse collective,  permet de développer respect, écoute, expression orale Exigence conservée pour l’utilisation du matériel et de la gestuelle  concerne toutes les disciplines, même lorsque l’activité est réduite (idée de cohérence)

MISE EN ŒUVRE DES NOUVEAUX PROGRAMMES Les connaissances : Ne doivent pas dépasser le cadre du programme Importance d’un support de travail personnel bien structuré faisant la distinction entre : Les notions à comprendre et à retenir Les documents complémentaires utilisés pour comprendre… Les acquis, sont à prendre en compte…tant pour les savoirs que pour les savoir-faire On évitera de « noyer » les élèves par trop de détails. Il y a l’essentiel à retenir ; il faut le comprendre. Cette compréhension s’appuie sur des expérimentations, des études de documents papiers ou numériques… Pour faciliter les apprentissages, il est important de guider les élèves en distinguant deux niveaux de supports : Synthèses de cours (l’essentiel à savoir et à retenir), complétées par des prises de notes plus personnelles Les documents complémentaires qui servent à comprendre ou supports d’études. On tiendra compte de ce que les élèves savent déjà ou savent déjà faire. Il est préférable d’évaluer ces acquis, donc d’interroger les élèves pour faire le point sur ce qui est déjà compris, plutôt que de faire des rappels. (idée d’interactivité en début de séance ou encore d’un petit contrôle de connaissances)

MISE EN ŒUVRE DES NOUVEAUX PROGRAMMES Travailler toutes les compétences et plusieurs fois (y compris celles qui apparaissent dans le préambule), compétences technologiques en biotechnologies, attitudes en CBSV. Formaliser les réflexions personnelles à l’écrit (cahier personnel : observations, réflexions, exercices  …) Les attitudes sont à développer tout au long de la formation (cf préambule du programme) Si l’on a parfois ou souvent recours à des documents lacunaires et polycopiés pour présenter une leçon structurer, en revanche, il est important aussi d’entraîner les élèves à s’exprimer par eux-mêmes à l’écrit : dans un polycopié dans lequel on laissera suffisamment de place, dans un cahier personnel qui duit être correctement tenu par l’élève (idée du cahier de laboratoire)

La nouvelle STL : des objectifs qui évoluent LMD : Bac+3, Bac+5 avec ou sans BTS Développer des compétences méthodologiques utiles à la démarche scientifique L’AP peut également enrichir, permet un autre regard du professeur sur l’élève et de l’élève sur le professeur Une ambition affichée : préparer à la poursuite d’études Quelles conséquences sur les enseignements de CBSV et MI? Quelle contribution de l’Accompagnement personnalisé ? Les diapos qui suivent ont été élaborées par Caroline Bonnefoy, dans le cadre d’une journée consacrée à CBSV qui s’est tenue en novembre dernier. C’est surtout CBSV qui est concerné, mais on peut étendre cette présentation à MI On rappelle ici que la réforme a pour objectif de mieux préparer les élèves à la poursuite d’études. Au delà d’un socle de connaissances scientifique à leur faire acquérir, on cherche à développer la démarche scientifique (aspects méthodologiques). Introduit avec la réforme du lycée, l’AP permet un autre regard du professeur sur l’élève et inversement

Quel impact sur les objectifs de l’enseignement de CBSV ? Acquérir les bases du raisonnement scientifique pratiquer une démarche, faire des liens, Acquérir une culture générale en biologie : comprendre et savoir les concepts fondamentaux Acquérir des compétences méthodologiques : s’approprier les outils d’analyse et de synthèse Activités d’analyse de documents Activités pratiques au laboratoire L’impact de la réforme STL sur les objectifs de CBSV peut être résumé de la façon suivante. Les activités d’analyse de documents et les travaux pratiques de laboratoire servent de support pour acquérir les bases du raisonnement scientifique, c’est à dire pratiquer une démarche, faire des liens. Cette démarche vise à faire acquérir une culture générale de biologie : comprendre, savoir.. ; elle permet aussi de développer des compétences méthodologiques. Comme outils d’analyse et de synthèse, on peut citer la réalisation de tableaux, de graphiques, etc…. L’analyse développe la logique, indispensable à toute formation scientifique.

Quel impact sur les objectifs de l’enseignement de CBSV ? Acquérir les bases du raisonnement scientifique, interpréter une expérience : effectuer avec les élèves un raisonnement rigoureux qui soit réellement déductif sans implicite avec toutes les étapes du raisonnement éviter de « deviner » ou de « se rappeler » si l’on veut déduire Activités d’analyse de documents Activités pratiques au laboratoire Le raisonnement rigoureux, la démarche scientifique  c’est apprendre aux élèves à observer, analyser, interpréter, sans implicite. On insiste ici sur la rigueur et la logique d’une analyse L’interprétation d’une expérience doit être rigoureuse, en particulier, il faut des références, des témoins d’analyse des expériences L’élève doit pouvoir déduire de l’expérience les informations même s’il ne connaît pas à l’avance la conclusion . Sinon ce n’est plus de la déduction. L’analyse rigoureuse développe la logique, il faut permettre la vraie déduction

Comment atteindre les objectifs de l’enseignement de CBSV ? Diversifier les supports documentaires : Tableaux de données, schémas , organigrammes, photos, vidéos, textes, courbes, résultats expérimentaux …. ….. pour diversifier les compétences transversales Activités d’analyse de documents Activités pratiques au laboratoire Pour atteindre les objectifs de CBSV (et aussi de MI), il est important d’habituer les élèves à exploiter ou à construire des supports documentaires différents, ceci dans le but de leur apporter les outils méthodologiques indispensables à la formation scientifique Les outils méthodologiques indispensables à toute formation scientifique.

Comment atteindre les objectifs de l’enseignement de CBSV ? Acquérir une culture générale en biologie, en s’appuyant sur : l’approche historique retrace l’évolution de la complexité des concepts la contextualisation dans la vie quotidienne : la santé, l’environnement, l’économie, l’éthique…. les liens avec les autres disciplines Réinvestir et renforcer les concepts fondamentaux de la biologie , de la chimie,…. Pour atteindre ces objectifs, en l’occurrence l’acquisition d’une culture générale en biologie, il est conseillé de varier les entrées : approche historique, contextualisation dans la vie quotidienne. Les liens avec les autres disciplines permettront de renforcer les notions déjà abordées par ailleurs. La motivation pour un apprentissage durable

Les travaux pratiques en CBSV Les T.P pratiqués en CBSV illustrent des phénomènes connus se rattachent à des connaissances : introduites en amont ou en aval confortent un raisonnement : savoir faire, temps font bouger les représentations par une approche concrète. En plus des activités documentaires, les TP pratiqués en CBSV présentent plusieurs avantages : illustration, découverte, confortent un raisonnement (vérification d’une hypothèse, font bouger des représentations) La modélisation du réel la courbe qui modélise un phénomène biologique Les résultats sont vrais à l’incertitude près Pas dans les livres on est dans le concret on fait vraiment , on fait pas semblant même si on ne sait au départ ce qu’on va trouver à l’arrivée (différence de ce qui se passe pour la démarche technologique. Gestuelle et rigueur correspondent à l’attitude 11 11

Pourquoi pratiquer de l’EXAO ? EXpérimenter : pour faire soi-même AO : en utilisant des outils mathématiques et logiciels, en particulier : présenter et traiter des données chiffrées : tableaux, formules de calcul … analyser des courbes : construction et exploitation les axes : définir grandeurs et unités… Toujours dans le cadre des TP, l’EXAO et en complément des activités technologiques plus « classiques ». Spiromètre Choisir cet exemple pour faire des mathématique par ce que cela va les touches : c’est eux qui ont soufflé dans le capteur 6000 données en une minute 12 12

Quels est la plus-value de la pratique d’activités expérimentales au laboratoire ? Du faire Du réel Du temps Du savoir faire Des résultats Des images pour être actif pour donner du sens pour comprendre pour prendre confiance pour motiver pour se représenter l’intelligence du faire qui est différent de l’intelligence abstraite plus conceptuelles que tous les élèves ne possèdent pas. La manipulation permet de donner du temps pour comprendre. Elle fait appel à l’intelligence pratique.

Comment restituer les connaissances et les résultats expérimentaux ? La synthèse rédigée des connaissances scientifiques doit avoir du sens (rédaction) La présentation des résultats nécessite de concevoir et construire des outil d’exploitation (tableaux) Présentation de synthèse des documents exploités L’exploitation des résultats et la restitution des connaissances :la synthèse suit l’étape de « compréhension » : elle a du sens. La rédaction peut être proposée par le professeur, construite avec l’élève, ou lui confiée entièrement.Les phrases rédigées peuvent être complétées par la conception d’outils d’exploitation (tableaux, graphiques….)Il est question de développer ici des capacités de synthèse Trois aspects pour les activités d’analyse de dos et pratiques au labo : Le facteur temps laissé à la compréhension des phénomènes qui se produisent, Les élèves qui sont actifs et réfléchissent donc se forment Pas de restitution par cœur sans comprendre : il doivent acquérir une culture scientifique avec des connaissances qui ont dus sens et pour lesquelles on peut faire des liens entre différentes parties du programme. Ces trois enseignements contribuent à développer des capacités de synthèse, capacité fondamentale pour la poursuite d’étude, en particulier des capacités rédactionnelle courbes, tableaux, schémas… On peut envisager également de faire travailler els élèves à la synthèse, notamment pas la mutuaistion des expériecnes et des résultats en biotechnologies La restitution des résultats développent des capacités de synthèse. 14 14

Stra tégies pédagogiques Différents scénarios pédagogiques Questionner pour éveiller la curiosité de l’élève, le renvoyer à son quotidien, au monde professionnel Démarche d’investigation à partir de données à exploiter pour répondre à une question Définir les limites des connaissances Identifier dans chaque activité proposée les compétences transversales en construction En conclusion, faisons le point sur les stratégies pédagogiques :varier les scénarii pédagogiques, questionner les élèves, susciter leur curiosité, mener la démarche d’investigation (cf diaporama mars 2011)ce poser la question suivante : « que veut-on que l’élève retienne ? »ne pas perdre de vue les compétences transversales en construction. 15

Progression : répartition horaire 16/17 mai 2011 programme STL 15/05/11 Progression : répartition horaire Les durées permettent de donner une limite au niveau d’approfondissement des connaissances attendues Partie 1 Heures Partie 2 Partie 3 Partie 4 Partie 5 1-1 2 2-1 4 3-1 1 4-1 6 5-1 1-2 8 2-2 16 3-2-1   4-2 5-2 10 1-3 13 2-3 3-2-2 4-3 5-3 1-4 5 2-4 3-2-3 4-4 5-4 1-5 34 2.5 24 3-2-4 4-5 1-6 2-6 3-2-5 4-6 3-3 14 4-7 Pour CBSV : répartition horaire proposée Pour MI : maîtrise des notions, des concepts, connaissance des appareillages, de leur principe… expression des résultats, en lien avec l’enseignement de spécialité. Première : 62 + 30 + 17 + 6 = 115 h Terminale : 4 + 26 +22 + 42 + 26 = 120 h

Epreuves au baccalauréat Les épreuves du bac : coefficients et durée parus au JO du 25 août. Les définitions d’épreuve paraissent en février. CBSV : 2H d’épreuve commune aux 2 spécialités et s’appuie sur des documents. Deux parties sont prévues 8 points : évalue les connaissances, la capacité à les mobiliser et la communication en langage scientifique. (à partir de documents qui aident à la restitution…) 12  points: utiliser des documents permettant de résoudre un problème posé. MI est adossé à l’enseignement de spécialité, soit à l’écrit de biotechnologies soit dans le cadre des épreuves pratiques. (3H d’EcE)

Travail en ateliers Le premier objectif est d’échanger sur les pratiques pédagogiques mises en place afin d’en faire ressortir diverses démarches pédagogiques performantes. En identifiant les paramètres de réussite et les critères de l’évaluation. Dans un deuxième temps, les paramètres identifiés seront réinvestis pour la construction de nouvelles activités et permettre l’élaboration de futures séances. Présentations des travaux d’ateliers en 2 étapes

Travail en ateliers : premier temps Temps d’échanges d’expériences : Chaque participant présentera une ou plusieurs activités qui lui ont paru efficaces auprès de ses élèves en précisant : Les paramètres de cette réussite auprès des élèves ce qui lui a permis de considérer cette activité comme une réussite pédagogique (critère d’évaluation de réussite). Les formes d’évaluations seront également envisagées, en particulier celles qui permettent d’évaluer les compétences attendues dans le programme par la mise en activé des élèves. Présentations des travaux d’ateliers en 2 étapesTravaux d’ateliers à mener + groupes à constituer :MI : un seul groupe  fait le bilanCBSV : mélanger 1ère et autres (2 groupes préconisés) restitution des travaux de groupes à prévoir en fin de matinée. Aspects positifs Difficultés rencontrées et propositions de solutions Questions

Travail en ateliers : deuxième temps Temps de construction  : Proposer une séance de 2h portant sur une partie du programme de CBSV au choix. Indiquer les objectifs de formation de la séance Proposer une ou plusieurs activités au sein de cette séance dont au moins une s’appuie sur un ou plusieurs paramètres mis en avant. Proposer un support d’évaluation innovant dépassant la restitution de connaissances et s’appuyant sur les critères d’évaluation de réussite. Selon les groupes et l’état d’avancement de la progression : Construction d’une séance de 2H (classe de terminale) Echanges de documents pour les activités à mettre en œuvre en 2ème partie de classe de première Progression pédagogique ….

Quelques ressources Démarche d’investigation : « PNF biot, démarche d’investigation commentée », I Faller Démarche d’investigation, sciences collège, BO n°6 du 19 avril 2007, hors série CBSV, ressources 1ère : http://www.ac-nancy- metz.fr/enseign/GenieBiologique/Ressources%201ere%20STL%20Biotechn ologies.html MI : Acceptabilité et expression des résultats (version 2009), document inspection générale STL bio Autres ressources et documents : à venir….