DI et gestes associés

LA DEMARCHE D'INVESTIGATION

Maisons pour la science

FORMULATION D'HYPOTHESES A TESTER

STRUCTURATION DU SAVOIR EN REPONSE AU PROBLEME POSE

Structuration du savoir en réponse au problème posé L’enseignant revient sur le questionnement de départ et sur les conclusions issues des investigations. Il formule une synthèse, fournie aux élèves. En reprenant le questionnement de départ, les élèves expliquent ce que les investigations leur ont appris. A partir de leurs formulations, l’enseignant propose une synthèse. . Les élèves reviennent sur leurs investigations et rédigent collectivement la synthèse*. Les élèves reviennent sur leurs investigations et rédigent individuellement une synthèse discutée ensuite collectivement*. * Attention : l'enseignant est garant de son contenu, de sa formulation et de l’apport de vocabulaire spécifique, si nécessaire - l’enseignant signifie lui-même que les conclusions sont conformes ou non au savoir établi.

• L’enseignant peut aussi donner aux élèves les moyens de confronter leurs conclusions provisoires au savoir établi (l’enseignant a recours à la recherche documentaire, organise une visite de musée, accueille un scientifique dans sa classe… et demande aux élèves de statuer sur leurs conclusions).

• Les élèves communiquent leurs résultats à destination d’un public extérieur à la classe (autres classes, familles…). Cette communication fait l’objet de séances permettant de formaliser des écrits, en choisissant des supports adaptés (posters, diaporamas, vidéos, photos légendées…).

STRUCTURATION DES CONNAISSANCES - REINVESTISSEMENT

Structuration des connaissances - réinvestissement

• L’enseignant permet aux élèves de réinvestir les nouvelles connaissances mises en évidence lors de l’investigation dans le contexte de la situation initiale ou dans des contextes proches. Cette phase d’entraînement donne à l’enseignant une image globale et individuelle de l’acquisition par les élèves des nouvelles connaissances et compétences visées (évaluation formative).

• L’enseignant planifie des séances spécifiques permettant de rendre explicites les liens existant entre des notions ou des compétences acquises lors de différentes séquences, au cours de la même année ou durant différents niveaux de la scolarité.

• L’enseignant engage activement les élèves dans un travail de structuration des connaissances en utilisant des outils adaptés, comme des cartes ou des scénarios conceptuels. Vous pouvez vous référer à l’article « Cartes et scénarios conceptuels : définition et outils au service des enseignants » : Cartes et scénarios conceptuels : définition et outils au service des enseignantsFondation-lamap

Expérimentation

Mettre en place des expériences permettant de recueillir des données (attention à ne faire varier qu'un seul paramètre à la fois et penser à l'expérience témoin, le cas échéant).

Observation

Recueillir des données par l'observation directe ou instrumentée.

Modélisation

Raisonner par analogie, construire un modèle pour vérifier son hypothèse.

ETABLISSEMENT ET MISE ENŒUVRE D'UN PROTOCOLE

Élaboration et mise en œuvre d’un protocole L’enseignant élabore avec la classe un protocole que les élèves mettent en œuvre. Chaque groupe d'élèves élabore et met en œuvre des protocoles, à partir du matériel proposé par l’enseignant. Chaque groupe d'élèves élabore et met en œuvre des protocoles faisant appel à du matériel proposé par les élèves.

• Dans le cas particulier de campagnes de sciences participatives, les élèves suivent un protocole déjà élaboré. Il est alors bon de discuter avec eux du contenu du protocole et de la nécessité d’utiliser un protocole unique.

Recherche documentaire

Lire des documents papier, livres documentaires ou supports numériques, ou encore interviewer des personnes compétentes.

& gestes professionnels associés

QUESTIONNEMENT - FORMULATION D'UN PROBLEME A RESOUDRE

Questionnement - Formulation d'un problème à résoudre L’enseignant apporte directement le questionnement (une consigne ou un défi) sans présenter de situation initiale. L’enseignant énonce un questionnement initial à partir du vécu des élèves ou d’une situation qu’il leur présente. L’enseignant fait vivre aux élèves une situation à partir de laquelle ils énoncent eux-mêmes un questionnement. Sur proposition d’un ou plusieurs élèves, la classe s’approprie un questionnement lié à une expérience individuelle ou collective.

• Le questionnement et la situation retenue vont permettre aux élèves de faire évoluer leur représentation initiale vers des connaissances scientifiques. Il est alors utile, tout au long de l’investigation, de recueillir les représentations des élèves au travers de questions posées, de schémas à compléter, ou sur la base des interactions entre eux.

ANALYSE DES RESULTATS OBTENUS

Engagement - maintien de l'implication

Engagement et maintien de l'implication Pour aider la majorité des élèves à s'impliquer :

• L’enseignant propose des moments de réflexion individuelle, en amont des temps collectifs.

• L’enseignant accueille avec bienveillance toutes les propositions des élèves et leur demande de faire de même. Il tient notamment compte de leurs représentations pour infléchir le cours de ses séquences.

• L’enseignant peut distribuer des rôles au sein d’un groupe d’élèves (par exemple : celui qui prend des notes, celui qui effectue les mesures, celui qui veille à une mise en œuvre expérimentale conforme au protocole établi, celui qui va rapporter les résultats…). Ces rôles évoluent au sein du groupe et des différentes investigations.

• L’enseignant veille à la bonne participation de tous, en sollicitant les élèves de façon égalitaire.

• L’enseignant les encourage et peut apporter des aides spécifiques (il s’assure de la bonne compréhension des consignes données, du lexique utilisé ou des documents fournis… Il peut adapter les supports pour des élèves à besoin spécifique, travailler avec un groupe d’élèves pendant que les autres groupes travaillent en autonomie...).

• L’enseignant précise les critères de réussite. Il insiste notamment sur le fait qu’invalider une hypothèse est aussi important que de la valider.

• L’enseignant fait de l’erreur un moteur d’apprentissage.

Production d'écrits

Production des écrits Préambule La production d’écrits fait partie intégrante des démarches scientifiques, les prises de notes régulières et rigoureuses étant indispensables à la production des connaissances scientifiques. A l'école, un cahier de sciences individuel apparaît comme l’outil idéal pour permettre aux élèves de consigner et structurer leurs investigations. Chaque étape de l’investigation (questionnement, émission d’hypothèses, définition du protocole expérimental, interprétation des résultats…) peut donner l’occasion aux élèves de produire des écrits individuels et/ou collectifs. L’enseignant décide du type de productions et des moments opportuns pour écrire, en fonction des objectifs poursuivis et du temps qu’il désire consacrer aux différentes étapes de l’investigation. Il peut parfois prendre en charge une partie de ces écrits. Cependant, l’enseignant ménage des temps réguliers d’écriture permettant aux élèves de garder la trace du processus d’investigation. L’enseignant propose aux élèves des supports (schémas ou tableaux à compléter…) pour faciliter la structuration de leurs écrits. L’enseignant organise des moments formels pour aider les élèves à produire des outils spécifiques (graphiques, tableaux…) aidant à la structuration des écrits. Les élèves consignent leurs investigations dans un cahier de sciences, en prenant en charge la production et l’organisation d’une partie des écrits.

• L’enseignant organise des moments formels permettant aux élèves de revenir sur leurs écrits et, ainsi, de mieux structurer leur pensée ou le déroulement de l’investigation.

Remarque Il est conseillé, pour ne pas brider la créativité et l’engagement des élèves, de tolérer la production d’écrits spontanés, dont les formulations ou la langue (orthographe, grammaire) ne seront pas corrigées systématiquement. Il sera alors utile d’en informer les parents et de différencier ces écrits de ceux ayant valeur de savoir stabilisé, qui ne devront pas, pour leur part, comporter d’erreurs.

Confrontation des idées

Confrontation des idées Préambule Au cours d’un enseignement des sciences fondé sur l’investigation, l’enseignant ménage des temps permettant aux élèves d’interagir et de débattre de leurs idées. Chaque étape de l’investigation peut donner l’occasion aux élèves d’échanger en petits groupes, puis avec les autres groupes. Le choix de cette organisation revient à l’enseignant, en fonction des objectifs poursuivis et du temps qu’il désire consacrer aux différentes étapes de l’investigation.

• L’enseignant organise des moments permettant l’expression des idées et des démarches des élèves (par petits groupes ou collectivement). Il ménage, a minima, un temps d’analyse des résultats obtenus durant les expériences, modélisations ou observations, pour établir des conclusions provisoires, acceptées par l’ensemble des élèves.

• L’enseignant crée les conditions permettant aux élèves d’exprimer leur accord ou leur désaccord au sujet des idées ou démarches rapportées par d’autres (principe de bienveillance de la part des élèves, neutralité de l’enseignant lorsqu’il accueille les propositions des élèves…).

• L'enseignant favorise le recours à l’argumentation en incitant les élèves à justifier leurs idées.

• Des supports sont réalisés, sous forme d’affiches par exemple, pour faciliter les échanges entre groupes (l’enseignant peut dupliquer ces écrits, afin que chaque élève archive individuellement l’écrit produit par son groupe dans son cahier de sciences).

Structurationdes investigations

Structuration des investigations Préambule L’enseignant aide les élèves à se repérer dans le processus d’investigation et à structurer explicitement ce type de démarche. L’enseignant ménage des moments où il rappelle explicitement les différentes étapes de l’investigation, celles déjà réalisées et celles qui restent à réaliser (il peut s’appuyer sur une iconographie* récurrente, et/ou sur les écrits produits par les élèves). L’enseignant sollicite régulièrement les élèves pour qu’ils énoncent eux-mêmes les étapes qu’ils ont déjà réalisées et celles qui restent à réaliser (ils peuvent s’appuyer sur une iconographie* récurrente, et/ou sur leurs écrits). L’enseignant propose aux élèves, une à deux fois dans l’année, par petits groupes, de prendre intégralement en charge le processus d’investigation et d’en rendre compte aux autres groupes, en mentionnant les différentes étapes de leur démarche et leurs objectifs. * Les iconographies récurrentes peuvent être des schémas reprenant l’ensemble des étapes de l’investigation ou des pictogrammes permettant de visualiser les différents moments de l’investigation.