CERTIFICAT
D'APTITUDE AU PROFESSORAT DES ECOLES (CRPE) L'enseignement
des sciences : Benoit
URGELLI
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Modalités d’évaluation :
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DIDACTIQUE voir de Philippe Meirieu
: «
Et sur les indications du diable, on créa l'école. Voir
aussi : |
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La didactique des sciences étudie les démarches, les méthodes et les discours mis en oeuvre par un éducateur afin de permettre à des apprenants d'atteindre des objectifs de connaissances, de compétences et de culture à propos des sciences et de leur nature. Elle s'intéresse donc aux modèles d'enseignement et d'apprentissage des sciences mais aussi à leurs déterminants socioscientifiques, psychologiques et communicationnelles. |
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RECOMMANDATIONS
POUR L'ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE
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La
Banque
de Séquences Didactiques de Réseau Canopé.(BSD)
permet d’analyser des cas pratiques d’enseignement dans le
primaire et le secondaire, à l’appui de questions didactiques
ou de démarches pédagogiques précisément définies.
C’est un espace de formation et de documentation professionnelles
accessible sur abonnement gratuit.
Elle propose des modules multimédias organisés autour de séquences vidéo filmées en classe. Ces films sont accompagnés d’explications et de commentaires émanant des enseignants praticiens eux-mêmes, de formateurs, de conseillers pédagogiques, d’inspecteurs, de didacticiens et de spécialistes de sciences de l’éducation. Ils sont complétés de documents originaux, de références aux programmes, de sélections documentaires, de liens vers des sites choisis, vers d’autres modules pertinents dans la BSD et vers des ressources disponibles sur sceren.com. |
CADRAGES
THEORIQUES POUR L'ENSEIGNEMENT DES SCIENCES
IMPLICATIONS PEDAGOGIQUES
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Dans les éditions 2001 et 2008 de l'ouvrage Eduquer et former (édition 2011), plusieurs articles doivent être parcourus : Intelligence et apprentissage de J.-Y. Fournier qui considère l'intelligence comme « faculté de résolution de problème », mais également Quand les désaccords favorisent l'apprentissage ou encore celui intitulé Les voies de l'évaluation : trente ans de recherches et de débats, qui évoque les forces et les faiblesses de l'évaluation formative. Ce sont des éléments de réflexion pour penser un enseignement des sciences visant une éducation aux sciences, à la nautre des sciences
Ces articles proposent de se détacher de deux conceptions bien présentes dans notre système éducatif : 1. comprendre et faire des sciences relèverait d'une faculté intellectuelle innée, 2. la conception scolastique d'une éducation par l'imprégnation de connaissances, selon laquelle c'est par l'acquisition d'un maximum de connaissances que se développe naturellement les compétences nécessaires à la pratique et à l'intelligence scientifique. Selon Fournier (2008), elle conduit à apprendre pour apprendre, et à subordonner l'intelligence à la connaissance. Dans l'Education fonctionnelle, le psychologue et pédagogue genevois Edouard Claparède, en 1968, promulgue que l'intelligence est la faculté première et qu'elle permet de "résoudre des problèmes". Comme le disait John Dewey au début de XXe siècle, "toute leçon doit être une réponse". Pour résoudre les problèmes, deux stratégies se présentent, parfois intereliées : soit l'on mobilise des connaissances déjà acquises, soit il nous faut construire ces connaissances. Cela implique qu'il est donc maladroit de lancer les élèves à l'aveuglette dans des activités non problématisées au préalable, avec l'espoir que de l'action aveugle naîtra la lumière. Même si cette vision théorique de l'apprentissage et de l'intelligence reste réductrice et ne témoigne pas de la diversité des manières d'apprendre dans l'enseignement des sciences, elle suppose de définir des problèmes permettant de mobiliser les élèves dans l'élaboration de connaissances et de concepts, mais également, ne l'oublions jamais, de compétences, de méthodes, de capacités et d'attitudes scientifiques. Cela implique d'élaborer des situations-problèmes, c'est à dire de commencer la séquence par un défi intellectuel à relever collectivement. Si le problème choisi est pertinent, il permet de stimuler deux dimensions fondamentales de l'activité scientifique qui sont la créativité et la justification. Mais comment problématiser son enseignement lorsqu'on doit enseigner des connaissances dont on a perdu le problème historique d'origine, (Chevallard, 1997) souvent socioscientifique et technique d'ailleurs ? A propos de la nature des sciences et de la démarche scientifique Selon les sociologues Callon et Latour en 1991 dans l'introduction de leur ouvrage La science telle qu'elle se fait, cette vision dualiste de la pensée scientifique (créativité et justification), qu'ils rattachent aux philosophes Bachelard et Popper, permet de considérer l'activité scientifique comme une pratique fondée sur une démarche rationnelle, en rupture avec les idées de sens commun et la subjectivité. Elle conduit à la construction de connaissances, notamment lors de la phase de généralisation qui doit permettre d'anticiper, de déduire et de vérifier les limites de cette généralisation, puis de conceptualiser. Une telle démarche n'est d'ailleurs pas propre aux sciences et se manifeste à chaque fois que l'on rencontre un obstacle que l'on tente de surmonter. Cette approche scientifique, que certains qualifieront de démarche d'investigation (notamment Cariou), donne des résultats intéressant de la maternelle à l'université. Elle suppose de laisser du temps au dialogue argumenté, à l'expression de réponses que l'on soumettra à une validation collective qui s'appuiera sur la récolte de preuves tangibles (c'est à dire des argumentations résistant pas « aux variations perceptuelles, instrumentales et argumentatives auxquelles la soumettent des acteurs dotés de représentations et d’intérêts divergents » (Chateauraynaud, 2004, p.168). Cette approche suppose de laisser les élèves émettre des hypothèses, et de retenir collectivement, pour la suite de la démarche, celles qui sont plausibles mais pas forcèment exactes, c'est à dire celles qui sont compatibles avec les données et observations de départ (Avel, 2010). C'est un temps fort de l'attitude scientifique qui mobilise créativité et logique, dont il faut nécessairement tenir compte dans les pratiques pédagogiques. Le doute et l'erreur sont permis et toutes les hypothèses, même les plus fantaisistes, peuvent être sousmises à l'épreuve d'une réfutation d'abord argumentative, fondée sur la logique explicative. L'hypothèse retenue sera alors une réponse provisoire cohérente vis à vis des données du problème et c'est cette cohérence qui doit être appréciée collectivement, avant même de chercher des activités destinées à tester cette hypothèse (recherche de preuves apportées par d'autres, observations complémentaires et/ou expérimentation). Signalons qu'en terme d'apprentissage des sciences, on pourrait aussi proposer de donner les réponses au problème choisi, et de montrer, dans une persective de socio-historique et épistémologique des sciences, comment on en est arrivé là, quels ont été justement les obstacles rencontrés (intellectuels, mais également humains, matériels, éthiques et politiques) et les manière de les surmonter, et qu'elles sont à l'heure actuelle les débats en cours sur le thème choisi. Cette approche n'étant pas dans la tradition constructiviste de l'enseignement des sciences (voir Hébrard, J. (1997). L'histoire de l'enseignement des sciences en France, sur le site La Main à la pâte), elle amène cependant une aide intéressante à qui tenterait de problématiser son enseignement, soit à partir de problèmes du passé, mais aussi (et surtout ?) à partir de problèmes actuels que posent les sciences. Les revues et documentations internet sur l'actualité des sciences (Science et vie, Sciences et Avenir, La Recherche, Journal du CNRS, Futura-Sciences, Rubrique sciences des quotidiens nationaux payants et gratuits, etc) sont un outil intéressant pour la phase de problématisation socioscientifique d'un enseignement des sciences. Actuellement, le débat entre pédagogues porte sur la place de cette phase de problématisation dans la séquence d'enseignement. Certains la placent à la fin de la séquence, dans une rubrique visant à aller plus loin et/ou à remobiliser les connaissances de la séquence (approche visible dans les manuels scolaires). D'autres l'utilisent en entrée de séquence, pour donner du sens aux savoirs scientifiques, motiver les élèves et leur donner envie de chercher des éléments d'éclairages du problème socioscientifique en se tournant vers les sciences. Mais attention ! la réponse au problème socioscientifique ne viendra pas forcèment et uniquement que de l'investigation scientifique, car en général ce problème nécessite certes des connaissances scientifiques, mais soulève également des incertitudes mais mobilise des systèmes de valeurs et de normes !). |
CONSTRUIRE
UNE SEQUENCE D'ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE
8 points pour évaluer "l'image des
sciences" que vous véhiculez ET
les "soins" que vous portez à vos jeunes publics
Rappel des enjeux de l'éducation scientifique
Commentaires de Francette EDET : Ces remarques [...] me semblent un idéal à atteindre dans la construction d'une séquence mais difficiles encore pour des étudiants qui n'ont pas eu beaucoup de contacts avec la classe, en particulier peu de connaissances sur les conceptions des élèves, donc il leur faut les imaginer.
1. Clarification des OBJECTIFS de connaissances, de compétences et aussi des OBJECTIFS EDUCATIFS (en gros pourquoi vous voulez transmettre ces connaissances et ces compétences à vos jeunes publics, à quoi ça sert ?...éducation à la santé, à la démarche scientifique, à l'alimentation, à la prévention et la prédiction des risques, à l'environnement, etc...).
2. Clarification de la LOGIQUE GENERALE de votre séquence (c'est à dire la logique d'articulation entre les différentes séances et la progression) en LIEN avec les objectifs précedemment exprimés.
Commentaires de Nathalie PINSARD : Aucun intérêt de faire s'exprimer les élèves si on n'utilise pas ce qu'ils pensent et ce qu'ils disent ; les élèves sentent très rapidement qu'on se moque d'eux car on leur demande d'expliquer ce qu'ils pensent intimement, ce qui les met en danger, et ensuite on ne s'en sert plus ... au contraire utiliser ces écrits tout au long de la séance permet à l'élève de se rendre compte de comment il progresse, comment il raisonne, ce qu'il comprend et ce qu'il ne comprend pas ; c'est beaucoup plus long que de faire coller le résumé du manuel ...on en revient à l'importance des choix en 1.
4. Certains enseignants engagent les élèves dans ce que j'appelle la CONVERGENCE des SCIENCES, c'est à dire vers l'obtention de réponses consensuelles. Certes, face à la diversité des représentations exprimées par les élèves, on peut identifier des représentations consensuelles mais l'intéret des sciences et des INVESTIGATIONS scientifiques, c'est aussi de travailler les points de désaccords, de CONTROVERSES pour tenter de les résoudre par la recherche méthodique de preuves.
Commentaires de Nathalie PINSARD : j'irais au-delà ; ce qui compte le plus, ce n'est pas le consensus mais la controverse justement, c'est ainsi que s'élaborent les savoirs en VRAI ! c'est bien le rôle de l'école que d'apprendre comment s'élaborent les savoirs scientifiques. Je conseille souvent de montrer en fin de séquence qu'il reste des questions en suspens parce qu'on n'a pas les moyens de rechercher ou parce que c'est trop compliqué ... et que ce que l'on sait à ce moment là il faudra le repréciser ("la boîte noire" ainsi que l'appelle Giordan et que les élèves doivent identifier pour apprendre à apprendre c'est-à-dire être curieux encore et toujours pour chercher et modifier ce que l'on sait vers quelque chose de plus juste (ou de moins faux ....). La curiosité n'est-elle pas une attitude scientifique ?
5. Concernant l'utilisation de MODELISATION / OBSERVATION / EXPERIMENTATION, je vous rappelle qu'il faut interroger leur sens, leur rapport à la REALITE, le choix des matériaux et leur intéret scientifique et didactique. Autant que possible, les élèves doivent être invités à participer à ces questionnements fondamentaux.
6. Si vous utilisez des SUPPORTS MEDIATIQUES, n'oubliez pas que l'on doit engager les élèves dans une DEMARCHE ACTIVE, en les questionnant sur ce que dit le médiateur, sur les images présentées qui permettent éventuellement de répondre à une question scientifique mais aussi sur le "comment sont réalisées les observations présentées ?". On tourne alors autour d'objectifs couplés d'EDUCATION AUX SCIENCES et AUX MEDIAS. Vos sources doivent être référencées en terme d'auteurs et de date, afin de pouvoir estimer le degré de fiabilité des informations utilisées.
7. Concernant les TRACES ECRITES (schématiques et textuelles), ce sont souvent des bilans d'activité et de connaissances essentiellement. Les élèves les montrent à leurs adultes responsables (dans le cas idéal...) et c'est donc une image de vous, de ce que vous avez fait, de votre vision de l'enseignement des sciences et du soin apporté à l'élève et aux apprentissages. Essayez de les co-construire avec les élèves, en utilisant des fragments de leurs propositions, plutôt que de demander aux élèves de recopier vos propositions de définition ou de protocole. Ces traces sont aussi un moment et un moyen d'évaluation des apprentissages.
Commentaires de Nathalie PINSARD : on en revient à l'utilisation des idées des élèves et des écrits qu'ils réalisent tout au long de la séquence ; la mise au propre et la réalisation de l'écrit par les élèves est une séance de Français ; penser à travailler une compétence (faire un écrit descriptif, faire un écrit explicatif ...)
8. ET justement ! Vos PISTES d'EVALUATION ne peuvent se résumer à des questions VRAIS ou FAUX, ou à des demandes de définition (genre "questions pour un champion", "exercice à trous", "Quizz" ou QCM...). Elles doivent être en ADEQUATION avec les objectifs de connaissances mais aussi de compétences scientifiques, avec des questions du type : "justifier...,argumenter..., expliquer..., quelles sont les observations qui vous permettent de penser que....,"... bref des questions qui demandent d'argumenter scientifiquement (allez chercher le POURQUOI et le COMMENT). Attention aux effets secondaires des évaluations sur les élèves, et à l'image d'eux mêmes ou des sciences que vous pourriez générer lors d'une évaluation fondée sur la compétition, plus que sur l'émulation et l'argumentation. Les évaluations peuvent se faire sous forme SOMMATIVE mais aussi et surtout sous forme FORMATIVE.
Commentaires de Nathalie PINSARD : En ce qui concerne l'évaluation, il faut arrêter de confondre contrôler des connaissances et évaluer [...]
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Evaluation
des élèves "Le
socle commun, « ensemble de valeurs, de savoirs, de langages
et de pratiques », renouvelle la façon de penser les
acquisitions scientifiques et oblige à les associer à
des pratiques (expérimentales, langagières,
d’observation). Il conduit à mener autrement
l’évaluation des élèves et l’identification
de leurs difficultés pour les aider à les surmonter.
Il reste pourtant indispensable de bien distinguer les moments d’investigation,
qui demandent des essais et des tâtonnements, des phases d’évaluation*.
*ndlr. je pense qu'il ne faut pas séparer en deux moments distincts... durant les phases d'investigation, il y a des erreurs et des tatonnements dont on peut essayer de comprendre les logiques et évaluer si elles mobilisent des méthodes scientifiques (rapport à la réalité des représentations et argumentations associées). |
A PROPOS DE L'EVALUATION FORMATIVE
Des définitions et problématisations de l'évaluation formative dans ces articles du magazine Sciences Humaines :
Voir aussi les article de l'ouvrage "Eduquer et former", chapitre Savoir, transmission et évaluation : Comment favoriser les progrès des élèves? (Pascal Bressoux), À quoi servent les notes ? (Pierre Merle) et Évaluation : faut-il supprimer les notes ? (Flora Yacine).
L'évaluation formative est une situation qui aide les élèves à progresser en situation justement, dans laquelle on explicite clairement des critères de réussite et des indicateurs, en laissant la possibilité aux élèves de percevoir leurs points forts et leurs faiblesses, de les expliciter mais également d'y remédier seul, en binome (peer-assessment) et/ou avec l'aide de l'enseignant. Cette évaluation doit également de tester, non seulement l'acquisition de savoirs et de méthodes scientifiques, mais aussi d'attitudes scientifiques.
ATTITUDES
SCIENTIFIQUES A DEVELOPPER
d'après Avel,
P. (2010). L’enseignement des sciences face au fait religieux : au-delà des
savoirs, un état d’esprit.
In Laurence Maurines (dir.). Sciences et religions.
Quelles vérités ? Quel dialogue ? (pp. 324-345). Paris : Vuibert.
EXERCICE
: Au moyen âge, la peste était une maladie assez
fréquente et terrible, mais sa cause réelle était inconnue.
On avait constaté qu’elle pouvait se transmettre d’un individu
à l’autre, certains pensaient que c’était le «
mauvais oeil », que la peste se transmettait par le regard du malade vers
un sujet sain. Cependant, on avait constaté que les aveugles qui n’ont
pas de regard sur les personnes qu’ils côtoient pouvaient transmettre
la peste.
Peut-on en conclure : « donc la peste ne se transmet pas par le regard
» ?
Réponses
des élèves de 6eme :
Evoquons ici une situation observée dans une classe de CM2. Il s’agit d’une séquence sur les volcans. Au début de la troisième séance, l’enseignant met à la disposition des élèves deux photographies. Il leur donne cette consigne : « Vous allez, par écrit, faire un texte pour décrire ces deux photographies. ». Les élèves rédigent chacun un texte pendant 10 minutes. |
Commence ensuite une phase dialoguée collective dont le début est retranscrit ci-dessous (P : le professeur ; E1, E2 : des élèves) :
Dans la suite de la séance, on ne parlera plus de l’hélicoptère à propos de ces photographies. Voici quelques extraits des textes que les élèves avaient écrits :
EXERCICE : selon vous, quelles étaient les intentions de l'enseignant de sciences ? que pensez-vous de sa réaction et des conséquences sur les représentations des élèves ? Comment aurait-on pu réagir autrement et pourquoi ? |
EXERCICE Une
histoire banale : |
EXERCICE
Pour
répondre à cette question, peut-on dire : |
EXERCICE : Histoire de papillons On a constaté que l’été, la nuit, quand les fenêtres sont ouvertes ou quand on est dehors dans le jardin et même dans les rues, des papillons viennent parfois, nombreux près des lampes allumées ; et cela peut arriver à 11h du soir quand il y a du monde, mais aussi à 3 heures du matin quand tout le monde est couché. Comment se fait-il que ces papillons se rassemblent près de ces lampes allumées ? |
Les élèves sont engagés à répondre à cette question, à « résoudre ce problème », individuellement par écrit. L’enseignant sélectionne ensuite cinq réponses parmi celles produites par les élèves de sa classe : L’enseignant invite les élèves à discuter de la qualité de ces cinq hypothèses. Pour cela, il engage les élèves à comparer le contenu de chaque hypothèse avec chaque élément du texte, chaque information. Les élèves parviennent à séparer ces hypothèses en deux groupes. D'après vous, quels sont ces deux groupes et qu'est-ce qui les distingue ? L’enseignant engage ensuite chaque élève à classer sa propre réponse dans l’un des deux groupes précédents. Puis, il demande : Pourquoi
peut-on abandonner les réponses d'un des groupes ? |
ETUDE
D'UNE SEQUENCE DE TERRAIN Ce DVD (Vidéo et ROM) met en lumière la singularité de l’école maternelle. Les cinq séquences permettent d’appréhender ce lieu d’apprentissages structurés, progressifs, pensés en équipe qui permettent à l’enfant d’observer, de comprendre, de dire le monde dans lequel il grandit. Chaque séquence est une illustration, via un projet de classe ou un projet d’école, de la progressivité des apprentissages langagiers des jeunes enfants. Les séquences illustrent la manière dont les enfants construisent de nouvelles connaissances, l’évolution des attitudes enfantines, la découverte de capacités inédites mais aussi la place, le rôle et la posture de l’enseignant à l’école maternelle. |
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Découvrir
le monde vivant : Experimentation et Recherche autonome - durée
totale : 37 min Le projet doit permettre à l'élève de construire progressivement des représentations plus précises des éléments caractérisant le vivant. Il s'interesse à la compétence "Reconnaitre des manifestations de la vie animale et végétale, les relier à des grandes fonctions : croissance, nutrition, locomotion, reproduction".
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L'éducation
scientifique citoyenne peut se comprendre comme un projet d'apprentissage
visant à construire une représentation sociale des sciences
capables de comprendre et d'expliquer méthodiquement le réel,
à travers la perception et l'investigation de phénomènes
qui se déroulent à des échelles de temps et d'espace
qui dépassent parfois la dimension humaine. La pratique scientifique
suppose une logique d'appréhension particulière, articulant
observations,
expérimentations et modélisations du réel. Exercice
: Je
propose un travail sur cinq axes [...]. Les trois premiers concernent
les différentes démarches de découvertes : découverte
d'un phénomène (1) ; découverte
que les effets sont variables et qu'il y a des facteurs de variation (2)
; découverte des relations (3). Le quatrième
axe concerne la modélisation (4). [...] : essayer
de participer à la construction d'une explication (et non comprendre
l’explication de l’enseignant), prédire des évènements
(en s’appuyant sur le modèle élaboré), et enfin
être capable de changer consciemment d'avis quand cette prédication
ne marche pas [...]. Le cinquième axe est la problématisation
(5). Bachelard a dit que l'important c'était de savoir
poser des questions, beaucoup plus que les résoudre. Or à
l'école c'est toujours l'enseignant qui pose les questions. Qu’est-ce
que problématiser à l'école maternelle ? Les problèmes
pratiques, comme par exemple vouloir faire couler un objet qui ne veut
que flotter, [...] débouchent sur des « concepts en acte
» de physique. La démarche part des défis que se donnent
les enfants et il y a donc déjà une prise en charge du problème,
même s’il reste concret. Ensuite on peut aller plus loin et
passer à une réelle problématisation, d'un problème
concret à un problème « théorique » avec
justification et /ou argumentation. D'après
C. Ledrapier (2010, p.61)
|
![]() Marceline GADPAILLE |
Quelques
remarques de Marceline GADPAILLE,
IPEMF à l’école maternelle d’application de
Venette (Oise) sur la découverte de la notion de vivant à
la maternelle (p.26-29): [...]
Selon Wallon et Piaget, la pensée de l’enfant entre trois
et six ans est caractérisée par le syncrétisme, et
dominée par l’égocentrisme, l’animisme et l’anthropomorphisme.
Ces notions revêtent une importance capitale dans la manière
dont l’enfant envisage la notion de vivant. |
FAIRE
DES SCIENCES A L'ECOLE MATERNELLE ?
d'après
Bisault J. (2011). Des moments de sciences à l'école primaire
: quelles référneces pour quels enjeux ?
et Ledrapier C. (2011). Découvrir le monde des sciences à
l'école maternelle : quels rapports avec les sciences ?
In Orange C. et Albe V. (dir.), Sciences des scientifiques et sciences scolaires.
Recherche en didactique des sciences et des techniques, n°2, p
79-102.
VOIR AUSSI : Une éducation scientifique est-elle possible à l'école primaire ?
La démarche d'investigation est au coeur des programmes de sciences à l'école primaire depuis le lancement de l'opération La Main à la pâte en 1996 et la mise en place du plan de rénovation de l'enseignement des sciences et de la techonlogie à l'école (PRESTE) en 2000. Cette démarche est associée à une forte prégnance dans les programmes et dans la culture professionnelle de la "maîtrise de la langue". Mais s'agit-il d'une démarche scientifique déclinée à l'école ou d'une démarche pédagogique déclinée en sciences ?
Une démarche à la fois pédagogique et épistémologique
Depuis de nombreuses années, et dans le programme 2008 de l'école primaire, la démarche d'investigation doit permettre d'acquérir des connaissances et des compétences, cette démarche développant aussi la curiosité, la créativité, l'esprit critique et l'intéret pour le progrès scientifique et technique (BOEN, 2008, p.24). Dans les textes de 1980, la démarche d'investigation était également présentée comme une méthode de pédagogie active, favorisant la construction de connaissances scientifiques, par des activités expérimentales d'éveil. Néanmoins en 1985, les textes présentent la démarche comme un contenu d'enseignement spécifique aux sciences. La référence est donc plus du coté de l'épistémologie que du côté de la pédagogique. La démarche d'investigation est considérée d'avantage comme une méthode propre à la démarche scientifique (observer, analyser, expériementer, puis représenter, in BOEN, 1985, p.49), sans lien explicite avec une démarche pédagogique de construction de connaissances. Dans les textes de 2002, la référence est double et il y a convergence, avec une démarche à la fois pédagogique et épistémologique : les élèves construisent des connaissances au cours d'une démarche pédagogique active guidée par le maître (BOEN, 2002, p.5).
La nécessité d'une mise en activité des élèves est revendiqué depuis les années 1882 et en 1923 : à l'observation qui laisse encore l'élève passif, nous préférons [...] l'expérimentation qui lui assigne un rôle actif. Et c'est probablement à cette époque que la référence épistémologique se tranforme en référence pédagogique quasi universelle. Dès 1882, l'importance accordée à l'observation puis à l'expérimentation dans les leçons de choses traduit l'influence de la référence épistémologique.
D'autres références et enjeux sociodidactiques pour comprendre les sciences scolaires
Les leçons de choses, dont la justification était le positivisme, et qui ont été remises en cause par les activités d'éveil, à l'époque de Bachelard, répondaient aussi au souci de rester dans le concret pour être accessible à tous. Plus récemment, l'importance accordée à l'argumentation est venue soutenir la démarche d'inverstigation, avec une référence épistémologique aux débats scientifiques, une référence pédagogique au rôle des interactions langagières entre élèves dans les apprentissages, avec des enjeux d'apprentissage de la langue et des enjeux d'apprentissage civique (compétences sociales).
La place scolaire de la démarche d'investigation peut donc se comprendre de différentes façons : comme moyen d'apprendre, comme démarche propre aux sciences, comme outil de construction de connaissances ou encore comme moyen de développer ou de réinvestir des compétences socioscientifiques. Selon Bisault (2010), cette compléxité et cette ambiguité des visées et des enjeux, prises dans une multiplicité des références, pourrait expliquer la diverstié des pratiques effectives dans les moments scolaires à visée scientifique.
Bisault constate dans ses analyses de moments de sciences à l'école primaire qu'interviennent parfois un enjeu cognitif double qui se rapporte à l'acquistiton de connaissances scientifique mais également de connaissance de la démarche scientifique. L'auteur évoque une double logique dans ces moments de sciences : une logique notionnelle et une logique méthodologique. Si l'on se réfère aux logiques d'éducation aux sciences, ces moments de sciences visent à l'acquisition de notions DE sciences (sciences pensées par leurs savoirs) et de notions SUR les sciences (sciences pensées par leurs pratiques) (Harlen et al. (2011). 10 notions-clés pour enseigner les sciences. Editions Belin Le Pommier).
Dans les moments scolaires à visée scientifique, les activités proposées (expérimentales, langagières, ...) pourraient se comprendre par la convergence de pratiques (scientifiques, scolaires et/ou domestiques) autour d'objets d'enseignement et d'apprentissage. Et cette convergence permettrait à l'enseignant de prendre en charge simultanément différents enjeux éducatifs. Mais cette convergence risque de brouiller les références et peut s'avèrer parfois discutable : par exemple si le rapprochement entre un protocole scientifique et une recette de cuisine est intéressant sur le plan pédagogique, il est discutable sur le plan épistémologique. Cette convergence peut donc conduire à certains confusions ou glissements de sens pour les élèves : pour certains, l'écriture d'un compte-rendu d'expériences devient une fin en soi et non plus un moyen mis en oeuvre dans une démarche scientifique scolaire (voire les travaux de Bisault).
Au final, si ces convergences peuvent permettre aux professuers d'organiser des pratiques cohérentes sur un ensemble de domaines d'apprentissage, elles peuvent être des pièges en raison des ambiguités qu'elles entrainent dans la définition de certaines tâches et objets scolaires. Les moments scolaires à visée scientifique ne sont donc pas de simples transpositions linéaires de références et de pratiques scientifiques : ce sont des lieux de rencontres de pratiques et de références diverses et des constructions hybrides dans un projet global d'éducation scientifique citoyenne.
Une éducation scientifique est-elle possible à l'école maternelle ?
Ledrapier (2011) s'intéresse à la même question que Bisault : Quelles relations entre les sciences et les « activités scientifiques » menées à l’école maternelle ? Mais ce qui concentre ses efforts est la problématique suivante : Les élèves de maternelle ont-ils acquis un développement cognitif suffisant pour « faire des sciences » ? Les recherches en psychologie cognitives ont mis en évidence chez les jeunes enfants des compétences restées longtemps ignorées, notamment par la théorie piagétienne. Ces compétences s’avèrent-elles suffisantes pour tenter dès l’école maternelle une éducation scientifique ? Une recherche en didactique a montré que oui, si on entend par là développer des postures heuristiques, modéliser et problématiser. Toutefois une enquête récente montre que sur le terrain les pratiques effectives sont très différentes et se réfèrent à une tout autre image de la Science. L’écart entre les pratiques réelles et les propositions didactiques issues de la recherche pose la question de la place de la recherche dans la formation des enseignants.
Albe (2011) précise que Ledrapier s’intéresse aux liens qui peuvent exister entre les activités scientifiques à l’école maternelle et les sciences que font les scientifiques. En se référant notamment à des travaux menés en psychologie, elle met en avant que les élèves de maternelle ont les compétences pour faire des sciences : les psychologues de la cognition parlent ainsi maintenant de conceptualisation, de prédiction, de catégorisation et de raisonnement bien avant l’âge de l’école maternelle, autant de processus caractéristiques du travail scientifique. Elle montre alors, à partir de ses travaux didactiques, qu’une éducation scientifique prenant en compte ces résultats est possible à l’école maternelle.
Les logiques d'engagement des enseignants du primaire
Pour Ledrapier, la combinaison de trois grands facteurs conduit chaque enseignant de l’école maternelle à une pratique globale qui est la sienne pour les « activités scientifiques » : sa conception de l’apprentissage pour des élèves de maternelle, les priorités qu’il pense devoir donner à son enseignement (logique éducative spécifique à la maternelle) et sa représentation des sciences et de leur enseignement-apprentissage.
En mettant en regard ce que la recherche a montré comme des « possibles » pour une éducation scientifique à cet âge et les pratiques réelles, C. Ledrapier ne peut que constater que celles-ci restent très en retrait, ce qui renvoie, selon elle, à la question de la formation de ces enseignants.
Et celles des enseignants du secondaire ?
Dans mon étude sur les logiques d'engagement de huit enseignants de lycée dans l'éducation au développement durable, je trouve les facteurs d'engagement décrits par Ledrapier, intereliés, mais avec une différence due à la prise en compte des convictions personnelles de l'enseignant sur la question scientifique traitée (ici les questions de santé et d'environnement). Lorsque la question traitée est socialement vive (Sadler et al. 2006), je constate que les croyances personnelles sont actantes dans les logiques d'engagement de l'enseignant, au delà des connaissances scientifiques, par exemple dans les pratiques d'éducation au développement durable.
A
l'école maternelle Ledrapier (2011) |
Au
lycée Urgelli (2009) |
|
Facteurs d'engagement
des enseignants
|
sa
conception de l’apprentissage |
ses
représentations des effets scolaires et médiatiques
sur les publics (communication et réception) |
sa
logique éducative |
ses représentations de la mission éducative |
|
sa
représentation des sciences et de leur enseignement-apprentissage |
ses
représentations de la nature des sciences |
|
- - - |
ses
représentations de la responsabilité de l'homme dans
l'évolution du monde (personal beliefs, Gray et Bryce, 2006) |
Dans ma thèse, c'est une approche sociodidactique (ou didactique et communicationnelle) qui m'a permis d'identifier et d'articuler l'ensemble de ces facteurs, pour tenter de modéliser les diverses orientations didactiques d'un enseignant (postures de communication à visée éducative) face à une question socialement vive (Urgelli, 2011) :
Dans ce schéma, les croyances personnelles interviennent sur les représentations de la question socialement vive mais également sur les effets de la communication, sur la nature des sciences, sur l'éducation et la formation (voir à ce titre Kaes R. et al., Fantasmes et fomation, Bordas, 1984, p.39-58). Ces représentations et ces croyances orientent les pratiques, qui, à leur tour, impactent les croyances.
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Pour reprendre Gray et Bryce (2006, p.186) : because beliefs play a central role in organizing knowledge and defining behaviour [...] because beliefs and knowledge are closely interwoven [...] because they provide a filter through which knowledge are interpreted and subsequently integrated into the conceptual frame-works [...] We can no longer accept that science education is treated as if it is only a body of facts or formulae to be delivered, or even artificially discovered through laboratory-based practical experiments and experiences. This awareness […] requires greater emphasis on discussion and appreciation of values, risks and uncertainties in relation to those aspects of science which have the greatest potential impact on society, culture and environment. School science must reflect modern thinking about nature of science and it should give young people confidence to engage in political debate about socioscientific issue and related ethical reasoning.
Selon Forissier et Clément (2003), en contexte de formation, les enseignants, lorsqu’ils ont en charge l’éducation à l’environnement pour une développement durable gagneront à devenir conscient de leurs propres valeurs, afin de ne pas en être prisonnier, de ne pas les imposer à leur insu et de mieux comprendre celles des élèves auxquels ils s’adressent.
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EXERCICES DE DIDACTIQUE DES SCIENCES
EXERCICE : Le concept de nutrition
Une
enseignante a programmé l'étude du concept de nutrition.
Elle commence sa séquence en demandant aux élèves
de réaliser un dessin à partir de la consigne suivante :
"Dessinez le trajet des aliments dans votre corps, comme s'il
était transparent".
Q1. Quelles sont les intentions de l'enseignante ?
Q2. Analysez les dessins produits par les trois élèves
Q3. Comment utiliseriez-vous ces dessins en classe ?
EXERCICE : L'origine des aliments
Un enseignant a construit une fiche de préparation de séance, en explicitant ces objectifs et les activités proposées aux enfants.
Pourquoi
mange-t-on ? OBJECTIFS
: |
Q1.
Critiquez cette fiche.
Q2. Quelles autres notions sur le concept de nutrition aborderiez-vous
dans votre progression, après avoir traité l'origine des
aliments ?
EXERCICE : L'organisation de l'appareil digestif
L'enseignante
distribue un document à ses élèves en leur demandant
de mettre en place chacune des vignettes à l'extrémité
des flèches.
Q1. Préciser les intentions de l'enseignante ?
Q2. A quel moment d'une séquence d'enseignement sur la digestion
cette activité peut avoir lieu ?
Q3. Proposez des évolutions à cette exercice.
EXERCICE : L'organisation des dents
Un enseignant propose l'exercice suivant :
Joue au dentiste Le
dessin 1 représente l'emplacement des dents
dans la bouche d'un adulte. A l'aide d'un papier calque, reproduis
ce dessin schématiquement. 1. Sur ton dessin, en t'aidant du dessin 2, colorie les dents visibles dans la bouche de Sophie. en jaune les dents de lait, en marron les dents définitives. 2.
La radiographie montre que deux molaires sont cariées. Laquelle
des deux doit être absolument soignée ? |
Q1.
Quand placer cette exercice dans une séance ? Justifiez
Q2. Quels sont alors les objectifs liés à cet exercice ?
EXERCICE : La respiration des animaux
Le texte ci-dessous, produit par un enseignant, figure sur le cahier des élèves. C'est le résumé bilan établi à la fin de l'étude de la respiration du poisson rouge. Durant cette étude, l'enseignant a montré l'appareil branchial de l'animal et mis en évidence l'existence d'un courant d'eau à l'aide d'un liquide coloré.
"L'eau renferemant de l'oxygène dissous entre par la bouche et sort par les ouies après avoir baigné les branchies. L'oxygène passe alors dans le sang. L'ouverture et la fermleture alternées de la bouche et des ouies assurent cette circulation d'eau".
Q1. Enumérez
les notions scientifiques présentes dans ce texte.
Q2. Commentez ce texte, en relation avec l'étude de l'appareil
branchial du poisson rouge.
Q3. Imaginez l'organisation de cette étude en contexte de classe.
Quelques semaines plus tard, l'enseignant décide d'évaluer les connaissances acquises par ses élèves. Il leur demande alors de dessiner le mécanisme de la respiration chez le poisson rouge, accompagné d'une explication sommaire.
Q4. Analysez
les cinq productions d'élèves ci-dessous.
Q5. Comment expliquez ces résultats d'évaluation.
a.
l'eau rentre par la bouche
b. l'eau va dans les branchies
c. l'oxygène contenu dans l'eau passe à travers la paroi
des branchies et va se perdre dans les petites veines avoisinantes.
d. Les muscles des branchies agissent et l'eau est recrachée dans
un tube respiratoire qui mène aux ouies.
e. L'ouie est une soupape. Les tubes respiratoires prenant et faisant
ressortir l'eau des branchies sont munis de soupapes. Elles sont placées
à l'endroit où les tubes respiratoires se confondent avec
les banchies.
EXERCICE : La reproduction des animaux
Ci-dessous,
vous trouverez les phrases écrites par trois élèves
en réponse à la question "comment naissent les
animaux ?"
Q1. Identifiez derrière chaque proposition la logique explicative
de l'élève et son éventuelle contradiction avec celle
des scientifiques.
Q2. Comment exploiter ces propositions pour élaborer des activités
de classe ? Autour de quels objectifs scientifiques et éducatifs
?
1. Les animaux font des petits en s'accouplant. Des mammifères le font directement c'est à dire qu'ils sortent comme ça. Les autres animaux qui volent pondent des oeufs que certains couvent sauf la chauve-souris qui est un mammifère.
2. Les animaux se reproduisent en se mettant dessus. Le mâle dépose des spermatozoïdes en mettant son sexe dans celui de la femelle.
3.Les animaux s'accouplent, le mâle fait passer son spermatozoïde dans le vagin de la femelle et les spermatozoïdes vont dans l'ovule de la femelle (en général).
EXERCICE : Expérimentation
sur les conditions de croissance et de développement d'un plant
de tomate
Ce
compte-rendu d'expériementation a été réalisé
par un élève.
Q1. Quelles sont les capacités de l'élèves révélés
par ce document ?
Q2. Quelles améliorations paraissent envisageables ?
Q3. Comment utiliser ce compte-rendu en contexte de classe ?
Q4. Comment a-t-on probablement amené cette culture expérimentale
dans la progression pédagogique ?
Q5. Quelles suites pourrait-on envisager ?
EXERCICE : La formation des volcans
Après avoir visionné un extrait du film "C'est pas sorcier" sur les volcans, un enseignant demande à ses élèves de répondre à la question suivante : Comment les volcans se forment ? Répondez en faisant un schéma. La production d'un élève est représentée ci-dessous :
Q. Analyser et commenter cette production.
EXERCICE : A partir des documents proposés et d'autres de votre choix, proposez une mise en scène pédagogique interdisciplinaire, sur 3 ou 4 séances, portant sur le thème des mouvements ventilatoires ou sur le thème des mouvements corporels :
Thème
|
Mouvements
ventilatoires |
Mouvements
corporels |
Instructions
officielles |
Le fonctionnement du corps humain et la santé Initiative et autonomie, compétence 7 du socle commun, avoir une bonne maîtrise de son corps et une pratique physique (sportive ou artistique) Apprendre à
porter secours (7) (APS) |
|
Respiration
(CM1) Vocabulaire : trachée, bronche, poumon, diaphragme, cage thoracique, inspiration, expiration, fréquence respiratoire, échanges respiratoires, air inspiré, air expiré, dioxygène, dioxyde de carbone. |
Les
mouvements corporels (CE2) Vocabulaire : flexion, extension, os, muscle, tendon, articulation, ligament |
|
Représentations
initiales |
"Où
va l'air que tu respires ?"
|
"Placer
les os de la jambe sur les deux personnages (statique et en mouvement)"
Qu'est-ce qui explique le maintien en flexion ?"
|
Discussion
éthique (science et société) |
exploration
sur l'homme : quelles conditions ? exploration sur l'animal : quelles conditions ? (pertinence du modèle animal) |
exploration
sur l'homme : quelles conditions ? exploration sur l'animal : quelles conditions ? (pertinence du modèle animal) |
Observations |
Radiographies
pulmonaires (inspiration - expiration) |
Dissection
des membres inférieurs de Grenouille |
Modélisations |
Maquette de Funke : lung model |
Maquette du bras |
Expérimentations |
Mesure
de la fréquence respiratoire, avant et après effort
(course d'endurance, natation,...) |
Dissection des membres inférieurs de Grenouille et mesures des raccourcissement-élongation musculaires et changements de forme |
|
Les
textes fondateurs du système éducatif 2. La loi d'orientation pour l'avenir de l'École de 2005 : annexe 3.
Histoire et philosophie de l’enseignement du premier degré
: 5.
Jules Ferry - Lettre
adressée aux instituteurs - 17 novembre 1883 6. Voir les recommandations du jury de l'Agrégation externe de Sciences de la vie et de la Terre (session 2011) concernant l'épreuve "Agir en fonctionnaire Ethique et responsable dans l'enseignement de sciences" |
Regard
croisés d'instituteurs sur le devenir de la profession
(1970) : VIDEO Télévision Suisse Romande Jean Piaget et les chemins de la connaissance : Dossier VIDEO de la Télévision Suisse Romande "Le 16 septembre 1980 disparaissait Jean Piaget. Cet éminent scientifique, mondialement salué, a transcendé les frontières des disciplines. S'il a marqué la recherche sur la psychologie de l'enfant, son itinéraire scientifique – du biologiste au philosophe – s'est confronté à résoudre cette seule énigme: rendre compte de la construction des connaissances" |