Embed Size (px)
Citation preview
INTRODUCTION…………………………………………………………………… 3
I- L’ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE ………………….………….. 4
A-L’évolution………………………………………………………..………….. 4 B-Orientations actuelles et place en général de cet enseignement…….. 5 C-Pourquoi enseigner les sciences à l’école ?…….……………………… 6
1-En Cycle 1 ……………………………………………………………….. 62-En Cycle 3………………………………………………………………….6
D-Comparaison des programmes de la maternelle/de l’élémentaire……7 1-Les différences…………………………..…………………………………7 2-Les similitudes…………………………………………………………… 8
E-Les sciences physiques…………………………………………………..… 9 1-Définition………………………………………………………………… 9 2-La notion scientifique étudiée en classe……………………………………9
a-Comparaison des objectifs généraux et spécifiques C1/C3…………10 b-Comparaison des compétences spécifiques…………………………11
c-Comparaison du vocabulaire utilisé…………………………………11 d-Comparaison des connaissances……………………………………11
II- LES CONCEPTIONS INITIALES………………………………….13
A-Définition………………………………………………………………………13B-Différentes attitudes face à ces conceptions………………………….…13C-Pourquoi est-il important de les prendre en compte ?…………………14D-Comment faire émerger les conceptions initiales ?……………………15
1-En théorie………………………………………………………………15a-En cycle 3……………………………………………………………15b-En cycle1 …………………………………………………………... 15
2-Déroulement en classe…………………………………………………16 a-En cycle 1………………………………………………………….. 16 b-En cycle 3………………………………………………………….. 16
E-Comment les analyser et intégrer?……………………..…………………17 1-En cycle 1…………………………………………………………….. 17 a-Les difficultés…………………………………….………………….17 b-Les analyses…………………………………………………………17 2-En cycle 3…………………………………………………………….. 18
a-Les difficultés……………………………………………………… 18b-Les analyses……………………………………………………….. 18
F-Peut-on les transformer et comment ?……………………………………18 1-En théorie………………………………………………………………18
2-Déroulement en classe………………………………………………… 20 a-En cycle 1………………………………………………………….. 20b-En cycle 3………………………………………………………….. 20
1
III- VERS LA DEMARCHE SCIENTIFIQUE………………………21
A-L’o.h.e.r.i.c....................................................................................................... 22 B-L’activité du chercheur et l’activité de l’élève………………………….22 C-Déroulement en classe : analyse des séquences……………………... 23 1-Vers la démarche scientifique…………………………………………..23
a-Le problème/les hypothèses…………………………………………23b-Les expériences…………………………………………………….. 25c-Les constats/les conclusions…………………………………………26
2-Le rôle de l’enseignant dans les différentes phases de la situation d’apprentissage…………………………………………………………27 a-En théorie……………………………………………………………28
b-Le guidage de l’enseignant est-il le même dans les deux cycles ?…..29 c-Déroulement en classe……………………………………………… 29
3-La production d’écrit…………………………………………………. 30 a-En théorie……………………………………………………………30 b-Déroulement en classe……………………………………………….31 c-Les productions sont-elles différentes ?…………………………… 32
IV- ET SI C’ETAIT A REFAIRE………………………………………..33
A-A propos de la notion étudiée…………………………………………… 33 1-La réversibilité………………………………………………………… 33 2-Les conceptions initiales……………………………………………… 34 a-En cycle 1………………………………………………………… 34 b-En cycle 3……………………………………………………………34 c-Pour les deux cycles…………………………………………………34 3-La production écrite………………………………………………….. 34
a-En cycle 1……………………………………………………………34 b-En cycle 3……………………………………………………………34
4-La recherche documentaire…………………………………………… 35 a-Pour les deux cycles ………………………………………………. 35 5-L’évaluation…………………………………………………………… 35 a-Pour les deux cycles…………………………………………………35 B-Le rôle de l’enseignant……………………………………………………..35 C-Les conditions matérielles…………………………………………………36
CONCLUSION………………………………………………………………. ….. 37
BIBLIOGRAPHIE……………………………………………………………… .38
ANNEXES………………………………………………………………………… 39
INTRODUCTION
Dans un premier temps, je souhaite expliquer la raison pour laquelle j’ai réalisé ce mémoire. Il
s’agissait de me sentir plus à l'aise avec les sciences. N'étant pas vraiment scientifique, les
décisions que j'ai prises au cours de mon cursus scolaire m'ont progressivement éloignée de ces
matières qui ne me déplaisaient pas pour autant.
De plus, l'idée d'enseigner cette discipline m’inquiétait. Je me sentais assez démunie face aux
connaissances spécifiques qu'elle impliquait (tant sur les contenus que sur les méthodes
scientifiques). En effet, mes souvenirs d'un enseignement scientifique me paraissaient si
lointains! Cependant, il me semblait essentiel de vaincre cette inquiétude car la polyvalence est
un élément essentiel de notre métier.
En outre, comme nous le verrons plus loin, cette matière permet à l'enfant de s'ouvrir au
monde qui l'entoure, de s'interroger sur des choses diverses pour mieux les comprendre.
Progressivement, une problématique s’est construite autour de ce besoin. Si je réussissais à
adapter une même notion scientifique à des enfants issus de cycles radicalement différents (ce qui
me semblait très difficile à ce moment précis), je serais capable alors d’adapter n’importe quelle
notion scientifique. Il s'agissait donc de m'interroger sur la façon de traiter une même notion
scientifique en cycle 1 et cycle 3 et d’effectuer, ainsi, des comparaisons entre les différents
éléments trouvés. Il est vrai aussi que l'ordre des différents stages en responsabilité a également
conditionné le choix des cycles.
Dans un premier temps, il me semble essentiel de rappeler l’évolution de l’enseignement
scientifique à l’école. Nous dégagerons alors les objectifs et les différentes compétences de la
notion scientifique que j’ai choisie de travailler tout en comparant le cycle 1 et le cycle 3. Ensuite,
nous verrons l’importance de la prise en compte des conceptions initiales des élèves pour faire
acquérir le mieux possible des connaissances. Enfin, nous nous attacherons à définir la démarche
scientifique et nous analyserons plus particulièrement les séquences effectuées lors de mes deux
stages.
I -L'ENSEIGNEMENT DES SCIENCES
A-L’évolution à travers les siècles
« Il faut attendre la moitié du XIXème siècle pour que l'école s'ouvre véritablement aux
sciences » écrit Jean Hébrard. Cependant cet enseignement demeure facultatif. En effet, la loi
Falloux de 1850 explique : « L’enseignement primaire comprend […] le calcul et le système légal
des poids et mesures. Il peut comprendre en outre : […] des notions de sciences physiques et de
l’histoire naturelle applicables aux usages de la vie […] ».
En 1882, l’école primaire, devenue obligatoire, laïque et gratuite, met la science et les
techniques pour la première fois à son programme. Ainsi, la loi Ferry rend cet enseignement
obligatoire. Mais, l’enfant apprend la physique en lisant des manuels et répète ce qu’il lit. Il
acquiert alors la connaissance des mots par la lecture. Cet enseignement peut donc être
qualifié de livresque : il n’est pas du tout question de faire des expériences.
Au début du XXème siècle, on assiste à l’essor des pédagogies nouvelles. L’enseignement
scientifique « même élémentaire, doit armer les travailleurs, augmenter leur activité productrice ».
Pour cela, « la méthode… doit être fondée sur l’observation et l’expérience ». C’est le début des
« leçons de choses en classe et en promenade ». Le maître « montre les objets et réalise les
expériences ». Le livre est ainsi relégué au profit du monde concret qui est présenté à l’enfant par
le maître. La leçon de chose est prônée jusqu’aux instructions de 1957 où elle prend le nom
« d’exercice d’observation ». Ainsi, c’est le maître qui détient seul les clés de l’apprentissage
pour l’enfant.
Avec le mouvement général des années 1968, la rénovation des sciences à l’école va connaître
son essor. C’est la grande période de l’«éveil». Les disciplines de l’éveil ont pour but de donner
aux élèves les moyens de développer une attitude scientifique devant chacun des problèmes qu’ils
peuvent se poser. Les contenus sont alors relégués au second plan, au profit des démarches.
En 1985, on propose un programme notionnel. La démarche expérimentale n’est pas
supprimée mais elle est ramenée à une position moins centrale. Dès lors, on constate un déclin de
l’enseignement des sciences à l’école.
Au début des années 90, il devenait donc indispensable d’améliorer la formation scientifique
dans les écoles primaires. En effet, cet enseignement présentait des carences tels que les horaires
réduits, l’approche des notions encore trop théorique…
En 1992, une méthode d'enseignement destinée aux enfants de cinq à douze ans appelée
« Hands on » était présentée au professeur Georges Charpak, prix Nobel. Selon ses propres mots :
« Ma conviction est forgée en une journée en voyant, dans un ghetto de Chicago, des enfants aux
yeux pétillants de plaisir découvrir le monde et ses lois en manipulant des objets simples, bien
choisis, en discuter entre eux puis avec la maîtresse, en décrivant par l'écriture et le dessin leurs
observations, en s'imprégnant des concepts dont les scientifiques qui avaient imaginé les
expériences voulaient qu'il prissent conscience ». Sous l'impulsion de Georges Charpak et de
l'Académie des sciences, la « main à la pâte », dynamique de rénovation des sciences à l'école, a
été développée à partir de 1996 par le Ministère de l'Éducation nationale.
En 1999, l'opération s'étendait à environ 2% des écoles françaises et son rayonnement
dépassait largement ce pourcentage. Une enquête conduite à cette date a mis en évidence les
effets très positifs de la méthodologie de la « main à la pâte », non seulement en ce qui concerne
l'acquisition du savoir scientifique mais, de façon encore plus nette, dans les domaines du
comportement social et moral, de l'expression dans la langue française et de la formation générale
de l'esprit. Ces principes sont connus. Il s’agit de développer une approche pédagogique, visant la
découverte des sciences en suscitant la curiosité de l’enfant.
B-Orientations actuelles et place en général de cet enseignement
En juin 2000, le ministère de l’Education Nationale présente un plan de rénovation des
sciences et de la technologie à l’école. Ce plan doit permettre à l’école de mieux répondre aux
besoins de la société, qu’il s’agisse du développement d’une culture scientifique pour tous mais
également du souci de voir davantage de jeunes gens s’orienter vers des formations et des
professions scientifiques. La mise en place de ce plan dès l’école primaire traduit la volonté de
donner une impulsion nouvelle à l’enseignement des sciences en y intégrant l’opération « la main
à la pâte » en tant que pôle innovant.
Les nouveaux programmes de février 2002 confirment cette orientation. Ils donnent également
une plus large place à cet enseignement (l’horaire hebdomadaire lui étant consacré passant à 2h30
au minimum).
C- Pourquoi enseigner les sciences ?
1-En cycle 1
« La science familiarise l’élève à un monde régi par des lois et de surcroît profondément
marqué par la technique : elle le forme à saisir des relations de cause à effet, des
propriétés, des constantes […]. On amène les élèves à les envisager dans un esprit
rationnel et curieux qui prenant ses distances avec la pensée magique, cherche à les
restituer dans un cadre d’intelligibilité ».
2- En cycle 3
« L’enseignement des sciences contribue ainsi à la formation des élèves. Effectivement
par l’aller et retour constant entre réalité sensible et réflexion intellectuel, -qui est le
propre de toute recherche-, il entraîne l’élève à établir des liens méthodiques entre son
expérience personnelle et les connaissances scolaires ».
Ainsi, l’enseignement des sciences permet de développer la personnalité, l’intelligence,
l’esprit critique et le rapport au monde de l’enfant. Il permet d’aborder l’univers naturel et
technique : par l’observation plus ou moins active d’abord, laquelle suscite la curiosité et les
interrogations des élèves ; par la formulation des représentations premières ; ensuite par
l’élaboration des questions ; par l’expérimentation qui permet de répondre aux questions et de
tester les explications données ; par le raisonnement qui structure l’expérimentation et qui permet
de tirer des conclusions et aboutit à une connaissance objective du monde.
D- Comparaison des programmes de la maternelle/de l’élémentaire
Si l’on compare de plus près les programmes concernant l’école maternelle et l’école
élémentaire, on trouve des différences.
1- Les différences
Les sciences ne sont pas nommées de la même façon, ce qui éclaire véritablement les
différents objectifs poursuivis par ces deux cycles :
En cycle 1, « découverte du monde »
En cycle 3, « les sciences expérimentales »
L’approche est également différente d’un cycle à l’autre :
En cycle 1, on privilégie l’exploration active du monde par l’enfant, il découvre alors le
monde qui l’entoure avec d’autres yeux :
« L’école maternelle permet à l’enfant d’exercer sa curiosité en découvrant, au-delà de
l’expérience immédiate, quelques-uns des phénomènes qui caractérisent la vie, la
matière ou encore les objets fabriqués par l’homme ».
En cycle 3, on prolonge évidemment cette découverte, cependant le principal objectif est de
poursuivre la construction des connaissances par l’observation et l’analyse de certains
phénomènes :
« L’enseignement des sciences et de la technologie à l’école vise la construction d’une
représentation rationnelle de la matière et du vivant par l’observation puis l’analyse
raisonnée de phénomènes qui suscitent la curiosité des élèves ».
Toutefois, lorsqu’on compare, on peut s’apercevoir qu’il existe également de nombreusessimilitudes.
2 -Les similitudes
Dans les deux cas, il faut partir de la curiosité des enfants pour déclencher leurs questions et
leur permettre d’exprimer leurs idées.
De plus, il est important que les enfants observent et expérimentent qu’ils soient
en cycle 1 ou en cycle 3 :
« Il manipule, il observe, il cherche comment utiliser un instrument. Il s’interroge […] ».
(C1)
« Les compétences et les connaissances sont construites dans le cadre d’une méthode
qui permet d’articuler questionnement sur le monde et démarche d’investigation.
Cette démarche peut recourir à diverses formes de travail : expérimentation directe…,
observation… ».(C3)
En outre, on insiste particulièrement sur l’importance du langage et de la langue française dans
les deux cycles :
« L’enfant apprend à conduire ses actions, à en prévoir les résultats,
à anticiper les évènements et à les expliquer. Il raconte ses expériences,
verbalise ses actions […] ».(C1)
« Le renforcement de la maîtrise du langage et de la langue française est un
aspect essentiel. Le questionnement et les échanges, la comparaison des résultats
obtenus, leur confrontation aux savoirs établis sont autant d’occasions de découvrir les
modalités d’un débat réglé visant à produire des connaissances ».(C3)
La démarche dans ces deux cycles s’articule autour d’un questionnement guidé par le maître et
conduit à des investigations menées par les élèves :
« Issue d’un questionnement provenant le plus souvent de l’activité de l’enfant,
l’investigation menée en maternelle n’est pas conduite uniquement pour elle-même : elle
débouche sur des savoir-faire et des connaissances ».(C1)
« L’enseignant incite à une formulation précise. Il amène à sélectionner les questions qui
se prêtent à une démarche constructive d’investigation débouchant sur la construction de
savoir-faire, de connaissances et de repères culturels prévus par les programmes.» (C3)
La lecture documentaire joue un rôle important en cycle 1 et en cycle 3 :
« L’enrichissement des connaissances […] passe aussi par la découverte de documents
(imprimés ou numérisés) grâce à la médiation de l’adulte qui lit, explique, commente les
textes comme les images et les schémas ».(C1)
« Une initiation à la lecture documentaire en sciences est mise en œuvre lorsque les
élèves rencontrent un nouveau type d’écrit scientifique : fiche technique, compte rendu
d’expérience, texte explicatif, texte argumentatif… ». (C3)
E- Les sciences physiques 1-Définition
Avant d’expliquer la notion scientifique que j’ai choisie de travailler dans le cadre de ce
mémoire, il me semble important de définir la spécificité des sciences physiques par rapport aux
autres matières scientifiques :
« La physique concerne les propriétés externes et visibles du monde environnant […].
Un objet peut donc changer d’état, de forme, de fonction, peut agir avec d’autres et
renvoyer à des lois ou des phénomènes, il ne change pas sa nature profonde :
l’agencement intime de sa matière est toujours le même, ses molécules et ses atomes
gardent la même structure. Des corps ne disparaissent jamais vraiment, même si
l’illusion en est donnée (cas de l’évaporation) ».
2-La notion scientifique étudiée en classe
Lors de la visite de classe, avant mon stage en responsabilité, un enfant a raconté un
phénomène qui l’intriguait « ce matin, papa a gratté la voiture, c'était tout blanc ». C’est ainsi que
j’ai choisi de créer une situation d’apprentissage autour de la notion de solidification-fusion.
Effectivement, il m'a semblé intéressant de partir du vécu des enfants, donc d’un fait quotidien dû
aux conditions météorologiques, pour expliquer avec eux un phénomène qui suscitait leur
curiosité. En plus de ce phénomène, je souhaitais également démontrer que ce changement d'état
était réversible. Il me semblait que ces deux notions étaient indissociables l’une de l’autre.
Les deux séquences que j'ai élaborées ont de nombreux points communs : la même notion
abordée, les mêmes défis, le même déroulement. Effectivement, pour établir une comparaison
entre ces séquences il ne pouvait en être autrement. Néanmoins, elles diffèrent sur quelques
points tels que : les objectifs, les compétences, le guidage de l'enseignante, les connaissances
abordées.
a-Comparaison C1 / C3 des objectifs généraux et spécifiques
CYCLE 1 CYCLE 3 Les
objectifs
généraux
Découvrir la notion de changement d'état à
travers les différentes transformations de
l’eau : « […] En rapprochant l’eau du
robinet, la pluie, la neige, la glace, l’enfant
élabore un premier niveau d’abstraction et
comprend que ces diverses réalités
renvoient à une même substance : l’eau ».
Consolider la connaissance de la
matière et de sa conservation.
L’élève apprend à repérer un petit
nombre de propriétés de la
matière en relation avec ses
changements d’états.
les
objectifs
spécifiques
- amener les enfants à faire la relation
entre un glaçon qui fond et la présence
d’eau qui en découle. Comprendre qu’il y
a transformation et non disparition
- les amener à repérer les conditions de
fusion de la glace en accumulant des
expériences
- amener les enfants par des fabrications
multiples à repérer les grandes étapes de la
fabrication de glaçons et les conditions
nécessaires
- amener les élèves à étudier un
changement d’état de la matière.
- comprendre que la matière ne
disparaît pas au cours des
transformations et qu’il y a
conservation.
b-Comparaison des compétences spécifiques
CYCLE 1 CYCLE 3- verbaliser les actions réalisées - être capable de mettre en évidence que le
mélange intime de glace et d’eau à l’état liquideest à O°C
- formuler des observations - imaginer et réaliser 1 dispositif expérimentalpour vérifier les hypothèses émises
- s'initier aux démarches scientifiques - utiliser un instrument de mesure (le thermomètre)
- vérifier les hypothèses par desexpériences.
- développer des attitudes et descomportements scientifiques (explorer,s'étonner, être patient, avoir envie dechercher...)
c-Comparaison du vocabulaire
CYCLE 1 CYCLE 3fondre / geler Fusion / solidification
chaud/froid/très froid Thermomètre, Degré Celsius, températurechaleur, effet de la chaleur
congélateur/réfrigérateur congélateur/réfrigérateur
Lois : O°C
d- Comparaison des connaissances abordées
Voici un plan détaillé des deux séquences mises en oeuvre en cycle 1 et en cycle 3 :
Cycle 1 (grande section de maternelle)séquence composée de 3 séances :
Cycle 3 (CE2) Séquence composée de quatre séances
séance 1 : situation déclenchante : langageoral (manipulation des glaçons +description des glaçons )
séance 1 : situation déclenchante (la fusion)un défi : comment faire fondre un glaçon leplus vite possible?
séance 2 : défi : comment faire fondreun glaçon le plus vite possible ?
séance 2 : pourquoi le glaçon fond-il plus vite ? mise en place d'hypothèses ?
séance 3 : défi : comment fabriquer desglaçons ?
séance 3 : expériences pour vérifier leshypothèses
séance 4 : la solidificationun défi : arriver à geler l'eau dans le tube àessai.
Remarques :
En ce qui concerne le cycle 1, j'ai consacré plus de temps à la découverte et à l'observation
d'un glaçon. De plus, il était intéressant de travailler ce phénomène au cours d’une séance de
langage oral. En revanche, il ne m'a pas semblé nécessaire en cycle 3 de passer du temps sur ce
point sachant que les enfants avaient déjà acquis des bases solides concernant les changements
d'état. En outre, lors du défi les élèves avaient la possibilité de manipuler les glaçons puisqu'ils
devaient préparer eux-même leur expérience. Ce n'était pas vraiment le cas en maternelle en
raison d'un guidage beaucoup plus fort de l'enseignante. De plus, une séance en cycle 3 a été
pleinement accordée à l'explication des facteurs de la fusion alors qu'en cycle 1 ce travail a été
abordé de manière plus nuancée. Enfin, la séance 4 du cycle 3 propose aux enfants un défi
différent de celui du cycle 1 en raison des objectifs notionnels à atteindre par ce cycle.
Toutes ces remarques nous permettent dans un premier temps de mettre en lumière l'écart
important qui existe entre ces deux cycles. Effectivement, en les comparant, des différences
apparaissent tant sur le plan des contenus que des objectifs. Néanmoins, et cela semble plus
étonnant lorsqu’on connaît ces deux cycles, on trouve également de nombreuses similitudes.
CYCLE 1 CYCLE 3Découverte des changementsd’état de l’eau (fusion etsolidification)
Les facteurs favorisant la fusionLes facteurs favorisant la solidification
Découverte des effets de lachaleur sur les glaçons
Découverte de la lois régissant la fusion/la solidification ( T°O C)
La fabrication des glaçon L’utilisation du thermomètre
Avant d'aller plus loin dans ces analyses, il me semblait essentiel d'aborder la question des
conceptions initiales. En effet, elles sont le point de départ de tout travail impliquant des élèves.
Nous allons justement voir comment et pourquoi.
II-LES CONCEPTIONS INITIALES
A-Définition
Lorsqu’on parle de conceptions, il s'agit de l'ensemble d'images mentales, de modèles présents
chez l'apprenant avant même qu'une activité quelconque ne débute. Les conceptions font parties
intégrantes du bagage intellectuel de l'enfant. Elles traduisent en effet à la fois son image de la
réalité et les instruments dont il dispose pour analyser la réalité. En fait, tout le monde a des
conceptions, y compris les enseignants. Déjà à l'école maternelle, l'enfant possède une foule de
questions, d'idées et de façons de raisonner sur la société, l'école, les savoirs, l'environnement,
l'univers. Tous ces éléments orientent son approche. On sait qu’il existe différentes attitudes face
à ces conceptions et nous allons voir lesquelles.
B-Différentes attitudes face à ces conceptions
faire sans faire avec faire contre faire avec pour aller contre
-ne pas lesreconnaître
-les ignorer parcequ'on les considèrecomme parasitaires
-les éviter
- les prendre encompte commeoutil pédagogique - en les utilisantcomme simplemotivation - en les traitant defaçon implicite sansles faire émerger - en les faisantseulement exprimer- en les opposant
- les réfuter enles remettant encause
- les purger pourles détruire
- les faire se confronter
... tout en s'appuyantsur elles
... pour les transformer
Pendant très longtemps, un des fondements principaux de la pédagogie a pu se résumer à
considérer l'enfant comme une "tête vide". Or, à présent, on sait que ces représentations
correspondent à une réalité et qu'il n'est pas très efficace de les ignorer puisque dans ce cas les
connaissances visées par l'enseignant ne sont pas réellement acquises. En effet, elles
correspondent à une pellicule placée artificiellement sur les conceptions préalables qui n'en
persistent pas moins et empêchent ainsi la progression de la construction des savoirs. En outre,
les éliminer si elles sont fausses juste après les avoir fait émerger est également un leurre. En
effet, lorsqu'une erreur correspond à une représentation sous-jacente et non à la simple
méconnaissance d'un savoir ponctuel, il s'avère utopique de penser qu'une explication claire
fournie par le maître puisse systématiquement régler le problème.
C- Pourquoi est-il important de les prendre en compte ?
Tenir compte des conceptions initiales présente un triple-intérêt pour l'enseignant :
mieux connaître les élèves, leurs intérêts, leurs questions, leurs attentes et leurs besoins
prévoir les obstacles possibles
orienter son action (évaluation diagnostique : indicateurs)
Ainsi, l'étude des conceptions initiales permet de mieux connaître le véritable niveau
conceptuel des apprenants. De plus, elles font prendre conscience de la lenteur des processus
d'apprentissage donc de la complexité du chemin à parcourir quand il s'agit de s'approprier les
savoirs. Il est donc très important de les prendre en compte et c’est dans cet esprit que j’ai
souhaité travailler lors des stages en responsabilité.
D-Comment faire émerger les conceptions ?
1 En théorie
Il n’y a pas qu’une méthode pédagogique spécifique mais plutôt une somme d’outils qui sont à
notre disposition.
a-En cycle 3
On peut donner aux élèves par exemple un questionnaire écrit directif ou semi-directif, à
questions ouvertes ou fermées, à choix multiples. Il est important de penser à varier les types de
questions, celles qui amènent la description d’un phénomène et celles qui peuvent demander son
explication. On peut aussi demander un schéma ou un dessin aux élèves.
b-En cycle 1
On peut demander également un dessin aux enfants cependant il faut savoir que même si un
dessin représente un moyen de communiquer une observation, il peut aussi devenir un obstacle
dans sa réalisation :
Le manque de maîtrise gestuelle peut empêcher l'enfant de représenter ce qu'il souhaite
réellement. La solution serait alors de lui demander oralement ce qu'il veut représenter et le
transcrire par écrit à côté du dessin.
Des dessins, maladroits dans la forme, peuvent cependant témoigner d'une excellente
observation de l'enfant.
De plus le réalisme enfantin, associé à une grande imagination peut mener l'enfant à considérer
sa production comme très pauvre et le conduire :
soit à dessiner ce qu'il imagine plutôt que la réalité
soit à enrichir et à décorer son dessin. Ici il est préférable de ne donner qu'un crayon de
papier aux enfants.
En outre, l’enseignant peut réaliser une expérience qui est censé provoquer une réaction chez
les élèves et demander aux enfants d’expliquer un tel résultat. Il existe encore bien d’autres
façons de faire émerger les représentations des élèves, la liste serait exhaustive…
Dans les deux cas, je devais réussir à faire émerger les conceptions initiales de mes élèves sur
les changements d'état afin d’orienter mon action.
2-Déroulement en classe
J'ai choisi deux entrées volontairement différentes.
a-Pour le cycle 1
J'ai procédé à un découpage en plusieurs étapes de la situation déclenchante. J'ai décidé tout
d'abord de raconter une histoire pour introduire les changements d'état. Ensuite, j'ai organisé une
séance de langage oral à partir d’une manipulation au cours de laquelle je guidais les enfants
grâce à un questionnaire directif. La réussite de cette séance provient essentiellement du petit
nombre d’enfants présents par groupe (petit groupe de six ou sept enfants dû à un
décloisonnement de l’école). J'ai disposé des glaçons dans une assiette et je leur ai demandé de
les manipuler. Ils ont essayé de me décrire leur sensation. Ensuite, progressivement, j'ai posé des
questions sur la forme, la couleur. Puis, la discussion s'est axée plus particulièrement sur
l'intérieur du glaçon et sur l'eau qui se trouvait après dans l'assiette. Enfin, j'ai proposé un défi aux
enfants.
b-Pour le cycle 3
J'ai proposé directement le défi. Cette activité m'a parue plus adaptée à une classe de cycle 3.
De plus, lors des séances de sciences, aucun dispositif n’était prévu. J’avais donc la classe entière
(22 élèves).
En outre, ce défi a été accueilli avec enthousiasme et fut donc une réelle source de motivation
et d'implication pour les élèves.
E- Comment analyser et intégrer les conceptions ?
Une fois les conceptions initiales recueillies, ce qui constitue la première étape, une question
se pose alors : comment les analyser ? Une chose est sûre, il faut prendre des précautions
lorsqu’on fait l’analyse car les résultats ne sont pas forcément le reflet du véritable savoir de
l’enfant. En ce qui concerne les résultats de ces activités, je dois dire que plusieurs difficultés se
sont présentées.
1-En Cycle 1
a-Les difficultés
Tout d’abord, il n'a pas été évident d'interpréter les réponses des enfants. Ils peuvent
difficilement expliquer ce qu'ils savent ou comment ils le savent car ils fonctionnent sur la
perception immédiate.
Deuxièmement, j’ai trouvé qu’il était difficile de cerner les conceptions de tous les enfants. En
effet, lors de la séance 3, une enfant a fait des suggestions assez curieuses (voir IIIème partie) qui
semblaient indiquer que des conceptions avaient fait obstacle aux savoirs que j’avais essayés de
construire avec eux. Or, lors de la séance de langage oral, je n’avais rien détecté.
b-Les analyses
J’ai pu recueillir des propos qui m’ont permis de mieux comprendre leur raisonnement. La
conception-obstacle la plus flagrante fut celle qui consistait à croire que l’eau et la glace voire la
neige sont des réalités différentes alors qu’elles ne représentent qu’une seule et même substance,
l’eau : « Il y a de l’eau dedans », « Y’a quelque chose dedans » (pensée animiste).
Ainsi, il fallait que j’oriente mon action sur cette idée. Il restait à éclaircir aussi les notions de
chaleur et également de température.
2 -En Cycle 3
a-Les difficultés
Apparemment, les élèves avaient déjà tous travaillé sur la notion de changements d’état
auparavant, ce qui a été une première source de difficulté. En effet, il était difficile d’identifier
réellement leurs acquis (ne sachant rien du travail réalisé en amont).
De plus, ils travaillaient par groupe ce qui finalement permettait difficilement de repérer les
conceptions initiales de chaque enfant.
Ensuite, lors de la situation déclenchante, les sept groupes ont donné la même réponse pour
réaliser le défi : mettre le glaçon dans l’eau chaude. Ce résultat a été une source de problème pour
moi dans le sens où tout d’abord cela m’a obligée à intervenir au niveau des idées pour le défi.
J’ai dû solliciter les élèves et leur demander d’autres idées pour diversifier les expériences.
b-Les analyses
J’ai donc eu du mal à réellement analyser ce résultat. Effectivement, ce n’est pas parce que les
enfants semblaient connaître les facteurs qui influençaient la fusion des glaçons qu’ils
comprenaient et expliquaient clairement le phénomène de fusion (le fait que plus on apporte de
chaleur aux glaçons et plus les glaçons fondent vite). Le fait d’avoir donné la même expérience
pour le défi peut s’expliquer par le souvenir d’une expérience antérieure commune.
Néanmoins, ils avaient quand même dans l’ensemble des pré-requis concernant la fusion et la
solidification.
F - Peut-on les transformer et comment ? 1-En théorie
Il faut savoir que de nombreux obstacles peuvent empêcher un enfant de faire évoluer ses
conceptions :
L'enfant manque d'information.
Il n'a pas envie de changer de conception : le problème abordé ne le motive pas, les
questions qu'il se pose ne sont pas celles soulevées par l'enseignant, l'élève croit déjà
savoir : il pense avoir une explication.
L'enfant n'arrive pas à construire une nouvelle connaissance car il a déjà des idées
préconçues qui l'empêchent de percevoir la réalité ou d'intégrer une nouvelle information
qui vient en contradiction avec la représentation initiale.
Donc, pour transformer des conceptions initiales, il convient d'amener l'enfant à réorganiser
les données de son expérience. Ceci n'est possible qu'en confrontant ces conceptions avec le réel,
de façon à rompre cette certitude, à instaurer le doute propice au questionnement. Ici le doute
représente quelque chose de positif.
D'ailleurs, une confrontation entre paires peut s'avérer très efficace et plus marquante pour un
enfant. En effet, déjà cela permet à l'élève de prendre conscience de la diversité des idées et de la
nécessité de vérifier par une démarche rigoureuse. En outre, chaque enfant doit argumenter et
défendre son point de vue (on passe d'affirmation à hypothèse).
Le processus de transformation implique donc :
de s'appuyer sur les conceptions initiales des élèves, puisque celles-ci correspondent aux
seuls points d'ancrage dont dispose l'enseignant
de les laisser évoluer tant qu'elles permettent de progresser et jusqu'à ce
qu'elles...interpellent ou choquent l'élève
d'amener les élèves à formuler par une autre conception plus opératoire et de les convaincre
en les mobilisant dans d'autres situations que celle-ci est peut-être plus efficace.
Ainsi, les conceptions vont évoluer ou se modifier. Un savoir neuf oblige un modèle
préexistant à s'adapter afin que cette nouvelle structure puisse intégrer la connaissance
supplémentaire. Cela explique pourquoi j'utilise le terme de transformation. Néanmoins, il faut
savoir qu'il existe différentes étapes entre une représentation initiale et un savoir conceptuel. Un
concept ne s'apprend pas en une fois : il s'affine progressivement.
2-Déroulement en classe
Lors des stages en responsabilité, un paramètre supplémentaire est à prendre compte : le
manque de temps. En effet, il est difficile de pouvoir juger s'il y a eu transformation des
conceptions initiales ou non. De plus, n'étant pas vraiment expérimentée dans la pratique des
activités scientifiques à l'école, j'ai trouvé dans l'ensemble qu'il était difficile d'identifier les
conceptions initiales.
a-En cycle 1
Lorsque j'ai relevé les idées d'expériences que les enfants voulaient réaliser pour le défi
(Comment fabriquer des glaçons?), une réponse à laquelle je ne m'attendais pas m'a vraiment
surprise. L'élève proposait de mettre des morceaux de bâton dans une assiette posée sur un
meuble dans la classe. L'expérience que proposait cet enfant montrait clairement que le concept
que je souhaitais faire acquérir n'était pas compris. Et, pourtant, des enfants du groupe avaient
réussi à dégager de nombreuses pistes telles que l'utilisation du congélateur et celui du
réfrigérateur, le rôle du froid...
Donc, je pense que la question du temps est une dimension essentielle et personnellement
évaluer en si peu de temps les transformations réalisées est relativement délicat.
b-En cycle 3
Une représentation est apparue lors du deuxième défi : certains élèves avaient du mal à
accepter que l’eau se transformait à une température constante de O°C. Apparemment pour eux
ce n’était pas une température assez froide pour permettre ce changement d’état.
Ainsi, au cycle 1 comme au cycle 3, la prise en compte et l’analyse par l’enseignant des
conceptions initiales sont cruciales. Cela permet aux enseignants de ne pas tenir un discours trop
éloigné des réalités enfantines. Cela incite aussi à une certaine modestie, quant à la somme des
connaissances que chaque enseignant peut faire acquérir.
III VERS UNE DEMARCHE SCIENTIFIQUE
A-L'o.h.e.r.i.c On a proposé à un moment donné une démarche scientifique appelée la démarche
« o.h.e.r.i.c » :
Cette démarche expérimentale, comportant six étapes (Observation, Hypothèse, Expérience,
Résultat, Interprétation, Conclusions.), s'est avéré un modèle trop idéalisé pour permettre une
réelle utilisation par les élèves voire même par les chercheurs eux-mêmes. En effet, on remarque
qu’il y a des interactions constantes entre ces différentes phases et donc se cantonner à cette
démarche reste trop loin de la réalité. Comment caractériser alors toute démarche de type
expérimental?
Et bien, trois principaux moments sont présents en permanence :
une question voire plusieurs imbriquées les unes dans les autres, ce qui constitue un
problème.
une hypothèse donc une explication possible qui doit être l'objet d'une vérification
une argumentation pour étayer cette idée
Ces trois phases sont indissociables et fonctionnent comme un système :
Ainsi, une démarche scientifique est une tentative de réponse à une question ou du moins à
une situation qui pose problème. Le chercheur, le simple individu est face à quelque chose qui
l'intrigue, qui l'interpelle. Il a envie de savoir.
B L'activité du chercheur et l'activité de l'élève
Lorsqu'on compare l'activité quotidienne des chercheurs scientifiques avec l'activité de l'élève,
on peut constater que ces deux réalités ne sont pas si éloignées l’une de l’autre. En effet, la
recherche scientifique s'articule autour de dispositifs concrets (instruments, documents, locaux...).
Leurs résultats indiquent et rappellent que cela ne se réduit pas à une activité de réflexion
théorique mais que son efficacité réside dans l'art de mobiliser et de combiner des ressources très
différentes : protocoles d'enquêtes, instrumentations de mesure, méthodes de calcul et d'analyse.
C'est le mélange de ces différentes actions qui permet aux chercheurs d'expliquer de nombreux
phénomènes. A son échelle, avec les moyens dont il dispose dans la classe, l'enfant ne réalise-t-il
pas les gestes du chercheur ? En effet, l'enfant tente de comprendre ce qui se passe autour de lui,
il se pose des questions, formule des idées pour expliquer certains faits, argumente pour conforter
ces idées, conçoit et construit une expérience pour mettre à l'épreuve ce qu'il pense, collectionne,
classe, nomme, observe, cherche et utilise une documentation, questionne les résultats pour
susciter de nouvelles expériences...
Ainsi, les activités expérimentales (observation, expériences) favorisent l'élaboration du
savoir. Elles permettent à l'élève d'expliciter ses idées (surtout les conceptions initiales), de
prendre du recul par rapport à ce qu'il pense, mettre en oeuvre des démarches, de confronter son
idée à celle des autres, d'argumenter son point de vue, bref, de développer son raisonnement et
d'enrichir son expérience.
C-Déroulement en classe : analyse des séquences
1-Vers la démarche scientifique
a-Le problème/les hypothèses
M’appuyant sur la théorie pour guider ma pratique, lors des situations déclenchantes, j’ai
proposé deux défis différents (pour chaque cycle, un défi pour la fusion et un défi pour la
solidification). Comme je l’ai dit précédemment, j’ai choisi cette pratique parce qu’elle présente
de nombreux avantages. Tout d’abord, elle est une source de motivation certaine en particulier
pour le cycle 3. Il me semble que le défi a permis de susciter la curiosité de la plupart des élèves
ainsi que le désir de le remporter. Lors de la première séance, les grandes sections et les CE2 se
sont retrouvés face au même problème, le défi étant le même pour les deux cycles.
Défi 1 : Comment faire fondre un glaçon le plus vite possible?
Les élèves de maternelle et de CE2 ont alors chercher des idées pour réussir. Ce premier
problème soulève plusieurs questions :
Qu'est-ce qui permet de faire fondre un glaçon et de le faire fondre le plus vite possible ?
Quels sont les facteurs de la fusion et qu’est-ce qui va pouvoir me permettre d'accélérer ce
processus et d'arriver alors en tête du défi ?
Avant de comparer les deux cycles sur la façon dont s’est passé le défi, je tiens à préciser des
choses sur le mode de groupement. L'école maternelle décloisonnait tous les après-midis pour les
grandes sections (trois classes). Au cours de la même semaine, j'ai donc travaillé avec le même
groupe d'enfants (sept enfants) trois après-midis consécutifs. En cycle 3, je fonctionnais avec la
classe entière répartie en petits groupes de travail (6 groupes de 3, 1 groupe de 4).
Pour les élèves de CE2, ce défi a permis de re-mobiliser les connaissances acquises
antérieurement à propos des changements d'état. Les élèves ont d'ailleurs pensé à la même
expérience pour remporter le défi (faire fondre le glaçon dans l'eau chaude).
En stimulant leur imagination, d'autres idées ont émergé dans les groupes telles qu'utiliser un
sèche-cheveux ; mettre le glaçon au soleil ; mettre le glaçon dans un chiffon ; mettre le glaçon
sur le radiateur ; mettre le glaçon dans ses mains ; mettre le glaçon dans l’eau froide ; mettre le
glaçon dans l’eau chaude.
En cycle 1, chaque groupe a proposé des idées très diverses telles que mettre les glaçons dans
l'eau chaude, dans l'eau, dans les mains, sur un radiateur, dans un micro-ondes, dans une assiette
dans la classe, dans de l'eau sucrée, salée...) et certaines malheureusement n'ont pas pu être
réalisées à cause des contraintes des locaux (par exemple les radiateurs étaient situés au plafond,
le micro-ondes était inaccessible...).
Lors de cette phase, j'ai pu remarquer clairement une différence entre les deux cycles qui peut
s'expliquer par la différence d'âge de ces enfants. En effet, lorsque j'ai proposé le défi, les enfants
de cycle 1 ont eu beaucoup plus de mal à trouver des idées de solutions. Un groupe a été
particulièrement plus en difficulté que les deux autres (je n'ai pas spécialement pu m'expliquer les
raisons de cet écart). Comme nous l'avons dit précédemment, les hypothèses sont des solutions
possibles à un problème, provisoires et qui nécessitent d'être testées. Les jeunes enfants ne
maîtrisant pas la pensée hypothético-déductive, ne peuvent seuls imaginer une ou plusieurs
hypothèses plausibles. Ainsi cela peut expliquer cette différence d'attitude.
Défi 2 : Comment fabriquer un glaçon (cycle1) ?
Comment geler l’eau dans le tube à essai (cycle3)?
Chaque cycle s’est retrouvé devant un nouveau problème mais, cette fois, le problème posé
différait quelque peu.
En cycle 1, les enfants devaient se poser des questions concernant les conditions de la
solidification, sur les endroits qui pouvaient permettre la fabrication de glaçons (le compartiment
du haut du réfrigérateur, le congélateur…) et donc sur le facteur qui pouvait permettre cette
transformation alors que les élèves de CE2 devaient résoudre un autre type de problème : sans la
possibilité d’utiliser un congélateur ou un freezer, par autre quel moyen je pourrais geler l’eau
dans un tube à essai. La réflexion ici devient plus ardue : comment recréer les conditions de
solidification en dehors des endroits habituels, tels que le freezer, le congélateur ? Autrement dit
comment produire suffisamment de froid pour baisser la température de l’eau et réussir à la
solidifier ? De plus, je souhaitais que les enfants repèrent et relèvent la température de ce
changement particulier pour pouvoir introduire la question de la température constante lors de la
solidification et évidemment l’étendre à la fusion.
Une fois les idées clairement exprimées dans chaque groupe, une question se pose alors :
comment vérifier qui a raison?
b-Les expériences
Vient alors une nouvelle l'étape : je vérifie les hypothèses émises en mettant au point une
expérience. Lorsque les élèves sont d'accord dans les groupes et que chacun des membres sait
clairement ce qu'il a à faire ( celui qui écrit l'expérience, celui qui va chercher le matériel,...), il ne
reste plus qu'à observer les différentes expériences et à constater les résultats.
En cycle 1 :
Une difficulté que je n’avais pas anticipée est apparue. L'enfant a du mal à comprendre
l'importance de la vérification de ces hypothèses par la mise en oeuvre d'expériences.
Effectivement, les enfants éprouvent des difficultés à trouver des tests pour confronter les
solutions envisagées à la réalité. Ils ne mettent alors pas en doute les solutions, aussi il ne leur
apparaît pas nécessaire de vérifier les propositions qu'ils considèrent comme bonnes. J'ai donc dû
intervenir pour faire rechercher plusieurs solutions et pour faire apparaître le doute et la nécessité
de vérification (c'est peut-être...). Les enfants stimulés ont, ceci dit, réussi à proposer des
expériences intéressantes. La plupart des enfants ont compris l’importance du froid pour fabriquer
des glaçons, cependant, certains ne sont pas arrivés à faire la différence plus fine entre froid et
très froid. Cela explique pourquoi quelques enfants pensaient que mettre de l’eau dans le
réfrigérateur suffisait pour obtenir des glaçons (par exemple dans la porte du réfrigérateur).
D’autres n’ont pas compris que l’eau et la glace représentaient la même substance (les
morceaux de bois dans une assiette sans eau).
Enfin, certains enfants n’ont pas du tout compris le rôle du froid dans la transformation de
l’eau en glaçon (de l’eau dans la classe).
En cycle 3 :
Ce concept était acquis par la majorité des enfants. Le fait de ne pas pouvoir se servir du
congélateur ou du freezer les a mis face à un réel problème. Certains groupes ont proposé de
mettre des glaçons autour du tube à essai rempli d’eau, d’autres ont mis en plus du sel dans l’eau
du tube à essai, un groupe a laissé couler l’eau un moment et lorsque l’eau a été plus fraîche, ils
l’ont mise dans le bol.
c-Les constats/les conclusions
La dernière étape consiste enfin à analyser les résultats observés et à tirer des conclusions.
Défi 1 :
Avec les grandes sections et les CE2, on est tous arrivés aux mêmes constats et aux mêmes
conclusions : c’est la même expérience qui est arrivée en tête, l’eau chaude !!! Donc, plus on
apporte de la chaleur, plus les glaçons fondent vite !
Défi 2:
En cycle 1, le constat fut rapide, seule l’eau qui se trouvait dans le freezer ou dans le
congélateur s’était transformée en glaçon. Ainsi, on a cherché les raisons de ce résultat et on a
enfin conclu que c’est parce que ces deux endroits étaient suffisamment froids pour permettre de
fabriquer des glaçons.
En cycle 3, la mise en commun avec les élèves de cycle 3 fut révélatrice : tous les groupes sont
arrivés avec la même idée : il manque quelque chose car personne n’a réussi à geler l’eau dans le
tube et pourtant les groupes avaient proposé des expériences très diverses. Un groupe qui avait
mis le sel dans le tube à essai a cru avoir réussi à trouver la solution. Le sel s’était humidifié avec
l’eau et ils avaient l’impression qu’il s’était transformé en glace. Le manque de temps m’a
obligée à raccourcir le temps que je souhaitais passer sur cette phase qui me paraissait très
intéressante pour les élèves. J’ai donc aidé les élèves en leur expliquant que le sel avait un rôle
essentiel pour la réussite de cette expérience et qu’associé avec de la glace (le mélange
réfrigérant) il permettait de baisser suffisamment la température de l’eau pour la solidifier.
Ensuite, ensemble, nous avons dégagé des idées nouvelles d’expériences et on a retenté ces
expériences lors de la séance suivante. Lors de cette séance, tous les groupes ont donc réussi leurs
expériences.
Ils étaient en fin de compte assez surpris du résultat (lorsqu’ils ont retourné leur tube, l’eau n’a
pas coulé!). Une mise en commun a suivi ces expériences ainsi qu’une phase de synthèse.
Cependant, faute de temps, nous avons très peu abordé la question de la température.
Il est donc tout à fait possible de travailler avec des enfants de cycle 3 une démarche
scientifique.
Est-il alors possible de travailler la même démarche scientifique avec des enfants de cycle 1 ?
Il semble que la démarche expérimentale peut s'apprendre très tôt et sans aucun doute dès l'école
maternelle. Il n'est pas nécessaire d'attendre le stade des hypothèses et de la déduction logique
(stade hypothético-déductif chez Piaget) pour entreprendre des expériences en classe. En effet,
même si l'enfant ne peut pas faire d'hypothèses au sens rigoureux du terme, il peut tout de même
trouver des idées de solution et émettre des suppositions. En outre, l'enfant a une tendance
naturelle à cet âge-là : il se pose beaucoup de questions et il a soif de découvertes. Et, d’ailleurs,
j’ai pu constater par moi-même que les enfants peuvent tout à fait suivre ce type de démarche
l’ayant pratiquée avec eux.
Ainsi, la démarche scientifique proposée aux enfants pourrait alors être la suivante :
Observation et questionnement lors d'une situation déclenchante
Recherche des solutions possibles, d'idées d'expériences possibles
Expériences
Résultats : communication et confrontation
Conclusion : phase d'institutionnalisation et de structuration
2-Le rôle de l’enseignant dans les différentes phases de la situation d’apprentissage
J’ai souhaité regrouper dans cette sous-partie les différents rôles de l’enseignant dans les
diverses phases d’une situation d’apprentissage car je voulais mettre en lumière la complexité de
ses tâches, et, donc, faire apparaître l’importance de son rôle que ce soit en cycle 1 ou en cycle 3.
J’aurais pu tout aussi bien lors de chacune de mes parties réserver un passage à cet effet.
a-En théorie
Pour le cycle 1 :
Le rôle de l’enseignant est primordial et indispensable en particulier au cycle 1. C'est
évidemment l'élève qui apprend, à partir de ses structures de pensées propres, et nul ne peut le
faire à sa place. L’enseignant permet donc de faciliter les apprentissages. On a déjà parlé
précédemment d’une fonction importante de l’enseignant concernant les conceptions initiales. Et
bien, il a également d’autres fonctions :
Il a une fonction de conseiller : il encourage et stimule, il propose du
matériel, des documents, des expériences, et des observations. Il
permet de créer ou de relancer l'activité. Il incite l'enfant à agir, à
comparer, à faire des expériences.
Il a une fonction d'organisation : il favorise les échanges et les relations
entre enfants, il facilite la prise de paroles et l'écoute, il incite à la
verbalisation d'actions, à la communication des constats et la circulation
d'informations entre les individus.
Il a une fonction d'observation, d'évaluation. Tout au long des activités,
l'enseignant observe et note les comportements, les activités, les difficultés
des enfants. Cela lui permet de mieux connaître les enfants, de savoir où
ils en sont par rapport à l'activité et d'adapter les séquences ultérieures.
L’enseignant crée donc les conditions d'une réelle activité intellectuelle
des élèves.
Pour le cycle 3, le rôle de l’enseignant se précise :
Il organise la communication : l'élève doit être conscient de ce qu'il fait et
pourquoi il le fait. Il reprend, formule, répète, distribue la parole.
Il vise une appropriation progressive, par les élèves, de concepts et de
démarches scientifiques conformes aux programmes de l'école.
Il favorise l'expression la plus juste et la plus précise de leur pensée. Il
aide l'élève à exprimer ses idées et à expliciter ses conceptions. Pour ce
faire, il accepte en un premier temps la langue des élèves, même
approximative, pour ne rien limiter de l'expression de leur pensée, mais il
vise la précision de la langue qui est l'un des objectifs majeurs de l'activité,
tant à l'oral qu'à l'écrit.
Il inscrit l'activité scientifique dans une démarche cohérente qui privilégie
le sens et qui favorise les liens interdisciplinaires. La maîtrise de la langue,
les mathématiques, l'histoire et la citoyenneté sont notamment
concernées.
Il guide l'action en favorisant le questionnement des élèves et s'efforce
d'enrichir ce questionnement et les incite à douter. Il suscite donc leur
raisonnement et encourage leur sens critique.
Il crée les conditions d'une prise d'autonomie des élèves.
Il favorise le travail individuel et le travail de groupe ainsi que l'écrit en
distinguant l'écrit collectif de l'écrit personnel.
Il permet aux élèves de faire des erreurs et leur montre comment les
erreurs peuvent être bénéfiques.
b-Le guidage de l’enseignant est-il identique en cycle 1 et en cycle 3 ?
En cycle 1, il est évident que l'enseignant est omniprésent quelque soit la phase travaillée, que
ce soit une phase de langage, une phase d'expérimentation, une phase d'observation. L’enfant a du
mal à imaginer qu’il existe d’autres points de vue que le sien, donc, l’enseignant est là pour
distribuer la parole. L'enfant va progressivement acquérir une certaine autonomie. En revanche,
au cycle 3, l'enseignant peut laisser plus de liberté aux élèves lors des phases d'expérimentation,
de mise en commun dans un groupe, de recherches, de traces écrites individuelles. Ceci dit,
l’enseignant est là pour cadrer l’activité même s’il essaie de limiter ses interventions. Sa présence
est indispensable au moment de la mise en commun collective et, bien sûr, au moment de la
synthèse et de la production d’écrit collective.
c-Déroulement en classe
Effectivement, la difficulté du travail de l’enseignant vient du fait que son rôle est multiple et
prend donc des formes très diverses. J’ai ressenti cette difficulté à plusieurs reprises. J’ai, bien
entendu, tenu compte du public que j’avais en face de moi. Mon guidage était effectivement bien
plus prononcé en cycle 1. Je trouve même qu’il était peut-être un peu trop fort, ainsi la part
d’autonomie de l’enfant était très réduite.
En cycle 3, mon rôle apparaissait plus comme un médiateur (pour la prise de parole, pour
régler les conflits dans les groupes, pour permettre aux élèves d’accéder à un savoir …). J’aurais
aimé également leur permettre d’être le plus autonome possible. Or, évidemment sur trois
semaines, c’est difficile car les enfants doivent s’habituer au nouvel enseignant et à ses façons
d’enseigner. J’ai essayé de varier les phases de travail individuelles et collectives (groupes ou
groupe-classe), tout en restant dans les exigences des programmes et en privilégiant la démarche
scientifique.
Ainsi, le rôle de l’enseignant prend de multiples visages comme nous avons pu le montrer. Je
sais qu’il me faudra également du temps et plus d’expériences de classe pour pouvoir assurer
pleinement ces différents rôles ou fonctions et permettre de faciliter les apprentissages des élèves.
3-La production d'écrit : le cahier de sciences
a-En théorie
Le cahier d'expériences est un document progressivement élaboré et complété par l'élève au
cours de sa scolarité. Il relate les activités scientifiques pratiquées en classe sous forme d'écrits
personnels et collectifs. L'élève y consigne ses découvertes, ses hésitations, ses questionnements,
à travers des dessins d'observations, des schémas, des textes… . Dans l'espace personnel, l'élève
peut expliquer ce qu'il pense, ce qu'il a compris, il dessine ce qu'il a vu. Avant une
expérimentation, il écrit ses prévisions en essayant de justifier son choix. Après, il peut écrire un
compte-rendu de ce qu'il a observé et réalisé, puis il peut noter ses conclusions. Il est important
que l'enfant emploie ses mots à lui. En effet, le savoir qu'il élabore vient de la compréhension de
ce qu'il fait. Le cahier est l'endroit où l'enfant travaille à accomplir un passage : de son expérience
vécue, intuitive, sentie, il passe à la transcription écrite destinée à être lue à un autre moment, à
perdurer. L'enfant est amené à décentrer son point de vue, à trouver les meilleurs mots pour être
compris, à prendre du recul par rapport à ses représentations.
Cet écrit personnel amène donc l'élève à structurer sa pensée. Il s'interroge sur ce qu'il a fait,
sur ce qu'il veut faire, il analyse la chronologie des évènements passés ou à prévoir. En outre, cet
écrit représente également la mémoire du travail réalisé : c'est le témoin de son cheminement.
L'élève peut donc constater ses progrès, accepter qu'apprendre nécessite de faire des erreurs et des
tâtonnements.
Ainsi, il apparaît que l’élève est actif : il produit et c’est en aboutissant à une production qu’il
progresse.
b-Déroulement en classe
En cycle 1
Aucun cahier de sciences n'avait été mis en place avant mon stage. Dans ces conditions, j'ai
trouvé qu'il était difficile en une semaine (dispositif de l'école : un groupe par semaine) d'instaurer
un cahier.
Pour garder une première trace des idées d'expériences pour le défi 1, j’ai réalisé une fiche par
le moyen de la dictée à l’adulte. Ensuite, lors des résultats, j'ai noté l'ordre d'arrivée des différents
groupes. Les enfants ont alors effectué le dessin des expériences qu'ils ont réalisées. Certains ont
souhaité écrire des mots pour expliquer leur expérience tels que sucre+eau, eau chaude, sel + eau.
En revanche, d’autres ont été bloqués pour faire le dessin. Ils ne trouvaient pas d'idées pour
représenter leurs expériences. J'en ai alors suggéré quelques unes (par exemple pour dessiner une
assiette, un verre, le sel...). De plus, pour garder une trace collective plus visuelle, j'ai également
pris des photos lors des deux défis. Enfin, j'ai réalisé les deux productions d’écrit à l'ordinateur
(sur la fusion et sur la solidification). J’y ai alors inclus les dessins, la production écrite que j’ai
fait avec les enfants à l’oral et les photos des séances. Cependant, nous n'avons pas eu le temps de
faire le dessin des expériences sur la solidification.
Le stage s'étant fini très vite, je n'ai donc pas pu constater l'effet de cette production écrite
après l'avoir affichée dans le hall (endroit où les parents récupéraient les enfants le soir).
Pour le cycle 3
Il n'y avait pas de cahier de sciences non plus. Les élèves travaillaient sur des feuilles
perforées. Pour la plupart, le recours à une feuille pour expliquer ses idées et son expérience
n'était pas nécessaire. Au début, certains refusaient de noter leurs idées. Même à la fin des trois
semaines, certains enfants avaient encore du mal à écrire ce qu'il pensaient, ce qui montre que cet
apprentissage est long et nécessite du temps et surtout une pratique régulière.
c-Les productions écrites sont-elles différentes ?
Si l’on compare la production d’écrit réalisée en cycle 1 et celle réalisée en cycle 3, elles sont
effectivement très différentes. En effet, la production en cycle 1 était rédigée à l’ordinateur sur
une grande affiche. Elle comportait des photos et des dessins des expériences alors que celle
rédigée en cycle 3 comportait un schéma, et se trouvait avec les écrits personnels des élèves sur
une feuille A4 perforées (idées d’expériences, explications sur le phénomène de fusion,
hypothèses…). De plus, en cycle 3, j’ai imposé une couleur pour différencier l’écrit collectif de
l’écrit individuel. Evidemment, la production écrite des élèves de CE2 allait plus loin dans la
compréhension du phénomène de réversibilité fusion et solidification :
« Plus on apporte de chaleur au glaçon, plus on le fait fondre vite. Lorsqu’on fait fondre un
glaçon, on dit que c’est la fusion. Lorsqu’on transforme de l’eau en glace, on dit que c’est la
solidification. »
la solidification
eau liquide eau solide (glaçon)
la fusion
Pour des raisons de temps, je n’ai pas fait construire cette production d’écrit entièrement par
les élèves. Enfin, nous n’avons pas pu terminer l’ensemble de la séquence sur les changements
d’état. Il manque effectivement la partie concernant la loi constante : « Pendant les changements
d'état, il y a de l'eau à l'état solide et à l'état liquide. Ce changement d'état se passe à une T°C
constante égale à 0°C. »
En cycle 1, on a abordé la notion de chaleur et donc de température sous un angle beaucoup
plus nuancé :
« Pour faire fondre un glaçon le plus vite possible, il faut qu'il fasse chaud ».
« Pour fabriquer un glaçon, on doit mettre de l'eau au congélateur ou dans le compartiment
du haut du réfrigérateur car il fait très froid ».
Ainsi, les productions écrites jouent un double rôle dans la structuration des
activités scientifiques, d’une part dans la construction du savoir scientifique ; d’autre part dans le
renforcement des connaissances linguistiques. Les mots deviennent des outils pour traduire et
représenter la connaissance de l’enfant.
Tout ce travail m’amène à un dernier questionnement : quelles modifications réaliser si j’avais
l’occasion de construire une nouvelle séquence d’apprentissage sur une notion scientifique ?
IV- ET SI C’ETAIT A REFAIRE...
A- A propos de la notion étudiée
1-La réversibilité
J’ai trouvé qu’étudier la réversibilité d’un changement d’état était plus judicieuse en cycle 3,
du moins en si peu de temps. En effet, les élèves avaient déjà acquis un certain nombre de
connaissances sur ce sujet. Ainsi, travailler sur la même séquence, la notion de fusion et de
solidification a permis d’approfondir leurs connaissances.
En revanche, certains enfants du cycle 1 à la fin de la séquence commençaient à mélanger les
deux phénomènes. Ces deux notions n’étaient pas assez acquises par l’enfant pour lui permettre
d’appréhender et de comprendre le phénomène de réversibilité. De plus, les enfants ont eu peu de
temps pour aborder les changements d’état, ce qui, évidemment, est à prendre en compte
puisqu’ils ont besoin de temps pour aller jusqu’au bout de leur démarche (ils tâtonnent, ils
explorent différentes voies puis en tirent des idées, des hypothèses, ils expérimentent… ).
En outre, au cycle 1, je pense que je n’ai pas assez insisté sur la notion de chaleur et de
température ce qui peut expliquer en partie les réponses de certains enfants. J’avais peur d’utiliser
un vocabulaire trop compliqué pour leur capacité. Enfin, en cycle 3, j’ai manqué de temps pour
approfondir le travail commencé sur la loi constante qui régit la réversibilité. Nous avons eu juste
le temps de comparer les différentes températures relevées lors du deuxième défi.
2-Les conceptions initiales
a-En cycle1
enregistrer la séance de langage orale pour pouvoir garder une trace plus concrète et plus
fiable des conceptions initiales et ainsi les analyser plus tard.
b-En cycle 2
proposer un questionnaire écrit aux enfants ou un dessin légendé. Le défi ne m’a pas permis
facilement de voir les conceptions initiales (travail de groupe).
c-Pour les deux cycles
On est tenté assez rapidement de leur dire que leur conception est fausse alors qu’il est bon
de leur présenter des situations qui les obligent à se poser des questions d’abord puis à
accepter la réalité.
3-La production écrite
a-Pour le cycle 1
laisser une trace individuelle aux enfants et leur laisser plus de temps pour dessiner les
expériences, voire pour me dicter des mots ou des phrases.
les faire plus participer pour la production collective, qu’elle soit entièrement construite par
eux. Par exemple, on pourrait se servir des TICE. A l’école maternelle où j’ai réalisé mon
stage, cela n’était pas possible alors.
créer avec eux un cahier de sciences personnel
b-Pour le cycle 3
instaurer avec eux un cahier de sciences
laisser plus de temps aux enfants pour écrire dans leur cahier
que la production collective soit entièrement construite par eux
réaliser une trace collective, un affichage en classe
prendre des photos
4-La recherche documentaire
a-Pour les deux cycles :
leur apporter des documents divers pour compléter leurs connaissances
leur faire réaliser une recherche documentaire (pour le cycle 3 : sur les icebergs, sur la T°C
de solidification de la mer….)
5-L’évaluation
a-Pour les deux cycles :
évaluer après chaque séquence d’apprentissage l’effet de mon enseignement.
pratiquer l’évaluation formative en cours d’apprentissage de façon à vérifier qu’il n’y a pas
de décalages entre les objectifs de l’enseignant et les objectifs atteints par les élèves.
B-Le rôle de l’enseignant
Bien que ce rôle semble complexe à tout point de vue, je souhaiterais au moins améliorer les
points suivants :
laisser plus d’autonomie aux enfants qu’ils soient en cycle 1 ou en cycle 3
en cycle 1 : ne pas hésiter à utiliser le vocabulaire qui précise le mieux le concept abordé
l’observation de l’enseignant est essentielle et je pense ne pas avoir assez pris le temps
d’observer les enfants étant plus préoccupée par les contenus et la nécessité de réaliser les
séances dans les délais fixés.
une fois les conceptions repérées, plus inciter les enfants à douter de leur conception et à se
poser des questions.
C- Les conditions matérielles
J’ai eu quelques soucis d’accès au matériel tel que le réfrigérateur, le micro-ondes, le robinet.
En effet, en cycle 1, la salle était mobilisée par les moyens qui faisaient la sieste. Les enfants
n’ont donc pas pu voir les manipulations que j’ai réalisées même si j’ai essayé d’expliquer
oralement ainsi qu’à travers l’aide d’images.
Je souhaitais également mettre en place un « coin eau » malheureusement cela n’a pas été
possible pour plusieurs raisons (A.T.S.E.M à mi-temps + accès à l’eau impossible à gérer +
surveillance).
Pour les CE2, une salle de sciences était à disposition ce qui permettait un accès plus facile à des
robinets, éviers. Il y avait également beaucoup de matériels disponibles (thermomètres, tube à
essai, pot …cependant le réfrigérateur était dans la salle des maîtres (2 étages en dessous).
Il serait évidemment plus intéressant de trouver une meilleure solution pour travailler dans de
meilleures conditions.
CONCLUSION
En conclusion, je tiens à dire que ce travail de réflexion m’a permis tout d’abord de prendre du
recul par rapport à ma pratique.
A présent, je me sens tout aussi capable qu’un spécialiste de réaliser avec mes élèves des
séquences de sciences, même si ce domaine me paraît encore loin d’être maîtrisé. Se lancer n’a
pas été facile mais une fois cet obstacle franchi, il devient plus évident de continuer. Avant,
j’avais peur de me tromper tant sur les contenus que sur les méthodes. Bien sûr, au cours de mes
stages, il m’est arrivée aussi de me tromper, de trop induire les élèves ou pas assez, d’oublier de
vérifier du matériel… mais c’est ainsi que l’on apprend. Il est important de comprendre ses
sources de réussites mais également d’erreurs. C’est par ce moyen qu’on parvient à s’enrichir et à
progresser. De plus, en m’appuyant sur des lectures effectuées en cours d’année, j’ai pu
consolider mes connaissances sur la démarche scientifique, les conceptions initiales…
Cette réflexion menée sur la façon d’aborder un même thème en cycle 1 et en cycle 3 a donc
été très enrichissante pour moi. En effet, dans mon métier, je serai peut-être amenée à pratiquer
les sciences avec différents cycles. Ainsi, prendre le temps de réfléchir à tout cela avant ou
pendant permet de mieux anticiper et mieux adapter son enseignement. Comparer ces deux cycles
pour dégager les différences et les similitudes a été très positif. Cela m’a permis de mieux
comprendre des attitudes mais aussi des réactions et des représentations qui sont plus liées à un
âge particulier. La théorie m’a d’ailleurs beaucoup aidé de ce point de vue ( Piaget…). Je crois
qu’il est très important de tenir compte du public qui se trouve en face de nous, et que dans cette
perspective chaque notion étudiée nécessite d’être adaptée.
Enfin, je suis convaincue que l’apprentissage des sciences à l’école permet à l’enfant
d’acquérir de nombreuses compétences qui participent à sa construction, au développement de sa
propre personnalité. Ainsi, il est primordial de mettre en œuvre cet apprentissage le plus tôt et le
plus régulièrement possible.
BIBLIOGRAPHIE
La didactique des sciences, J.P Astolfi et M. Develay, éd.puf.
L'enseignement scientifique : comment faire pour que ça marche ?. G. de Vecchi.A.Giordan. Delagrave éd., Paris, 2002.
L'enseignement scientifique à l'école maternelle. Maryline Coquidé-Cantor. A.Giordan. Delagrave pédagogie et formation. Lassay-les châteaux.2002.
Les sciences à l'école primaire. La main à la pâte. Flammarion. Mayenne.1996.
Une pédagogie pour les sciences expérimentales. A.Giordan.éd du centurion. 1978.
Une didactique pour les sciences expérimentales. A.Giordan. éd Belin.
Les sciences physiques à l'école élémentaire. Claudette Balpe. Armand Colin.Paris.1998.
Faire des sciences à l'école. cahier n°2. CRDP.
http://www.inrp.fr/lamap/activités/insights/changements d’état
Comment les enfants apprennent les sciences? J-P Astolfi. Pédagogie Retz.1998
L'enseignement des sciences et de la technologie à l'école. M.E.N.
Qu’apprend on à l’école primaire ?, M.E.N, 2002.
Qu’apprend on à l’école maternelle ?, MEN, 2002.
Spécial sciences. Groupe français d’éducation nouvelle.
Etude Comparative
Les Changements d’Etat en Cycle 1 et Cycle 3
Résumé :
Dans ce mémoire, il s’agit, à travers une comparaison de deux cycles radicalement
différents, le cycle 1 et le cycle 3, d’engager une réflexion sur la façon de traiter
une même notion scientifique.
Mots clés :
- Comparaison
- Enseignement scientifique
- Changements d’état
- Démarche expérimentale
- Conceptions initiales
ANNEXE 5 : FORMULAIRE
N° de dossier du stagiaire04STA00514
Nom, Prénom VIDAL Nathalie
Titre du mémoire : Etude comparative : les changements d’états en cycle 1 et cycle 3
Lieu de soutenanceCentre IUFM d'Auxerre
Etablissement IUFM de Bourgogne
Date ( année civile)2005
Nombre de pages : 37 p.
Type de concoursCRPE
Résumé Il s’agit dans ce mémoire par de fréquents allées-retours de la théorie à la pratique et à travers unecomparaison des points communs et des différences, qui peuvent exister entre le cycle 1 et le cycle3, d’engager une réflexion sur la façon de traiter une même notion scientifique.
Mots clés
Comparaison/ Enseignement scientifique/ Changements d’état / Conceptions initiales / Démarcheexpérimentale /
Nom du directeur de mémoire : Alain Valtat
Champs réservés au Service Commun de la Documentation :
CollationCote
Concours de recrutement : professeur des écoles IUFM de Bourgogne
ETUDE COMPARATIVE
LES CHANGEMENTS D’ETAT
EN CYCLE 1 et CYCLE 3
VIDAL Nathalie Directeur de mémoire : A.Valtat
N°de dossier : 04STA00514 Année 2004-2005
