Sommaire :

Comment les Sciences Physiques favorisent

le Lire, Dire, Ecrire

 

Introduction

 

I les instructions officielles

A ] Historique des sciences physiques

B ] Cycle 1

C ] Cycle 2

D ] Cycle 3

 

II ] Le projet pédagogique

 

III ] «la main à la pâte»

Préliminaire sur les différentes démarches

A ] Pour mettre «la main à la pâte»

B ] Quels écrits pour la main à la pâte ?

C]  Les avantages et limites

 

IV ] Partie pratique

            A] Une première séance

            B] Une deuxième séance

 

Conclusions

 

Les sciences physiques n’ont pas toujours la place de choix qu’elles mériteraient dans l’emploi du temps d’une classe. Pourtant, elles sont à l’origine d’un travail très pertinent dans la langue orale et la langue écrite.

 

Etant de formation scientifique, mon désir serait de les utiliser comme l’un de mes supports dans ma future carrière. Au cour de mes stages, les écrits originaux des enfants dans les activités scientifiques m’ont interpellé. D’autre part, les discussions avec les instituteurs m’ont éclairé sur l’opportunité d’un dossier sur ce thème. En effet l’enfant, à travers ses différents types d’intelligence, la conceptuelle, la concrète et la sensible, sera émerveillé, motivé. Certains pourront même  combler leurs  lacunes par une approche inhabituelle, intéressante par l’acquisition des sciences. L’intelligence de l’enfant pourra prendre, chercher et communiquer les savoirs ou les savoirs-faire. Dans les différentes formes d’apprentissage nécessaires à l’acquisition des compétences à l’école, nous allons voir comment les contenus des programmes officiels s’articulent de telle manière à favoriser l’acquis du lire, dire, écrire… En quoi les conditions d’apprentissages en sciences physiques motiveront-elles et influenceront-elles les enfants dans  leur  désir d’apprendre et de connaître ? Quels projets sont à mettre en place ? Comment la méthode de «la main à la pâte» révolutionne t-elle  l’enseignement des sciences  et enrichit-elle la langue parlée et écrite ?

J’insisterai également sur une analyse théorique de cette nouvelle façon d’apprendre plus efficace appuyée par ma courte pratique.

 

 

 

 

 

I ] Les instructions officielles

 

A] historique

 

Le Ministre de l’Education Nationale : Jack Lang, toujours pour améliorer les résultats scolaires, pour interpeller les enseignants et l’ensemble des intervenants pédagogiques dans sa conférence de presse du 20 juin 2000 relatif à l’école primaire insiste sur le fait que l’école soit ouverte à toutes les formes d’intelligence présentes chez l’enfant. Il précise les trois éléments de celle-ci. Ce sont :

§         l’intelligence concrète qui mobilise le sens de l’observation, de l’action et le goût de l’expérimentation,

§         l’intelligence sensible qui ouvre l’école à la contemplation et  à l’expression artistique

§          l’intelligence conceptuelle et formelle passe par la maîtrise du langage. Elle exige la formulation d’hypothèses dont il faut  vérifier la valeur.

Il est évident que ces trois formes d’intelligence s’entrelacent, s’imbriquent et se nourrissent mutuellement.

 

Les instructions officielles en physique mènent à l’oral, l’écrit et l’acquisition du langage.

La réflexion sur ses programmes se caractérisent par un déplacement d’une culture disciplinaire vers une culture des démarches d’apprentissage. On passe donc d’un champ disciplinaire statique, «la physique » à un champ interdisciplinaire qui est « l’apprentissage des sciences ». Comme l’affirme si bien Astolfi : « quelle éducation scientifique pour quelle société ? ». Cette évolution provient d’une demande de la société dans laquelle les instructions officielles sont complètement impliquées. Ces questions étaient déjà posées en 1867 dans les leçons de choses. Autrefois, l’objectif de l’enseignement des sciences apportait les connaissances, les outils utilisables par les adultes dans leur vie quotidienne : hygiène, appareils, sécurité… En résumé les leçons de choses se proposaient d’apprendre à « lire visible », par l’observation, l’évidence, des relations qui lient les objets et les phénomènes.  Dès 1960,  avec Piaget, un enfant apprend, construit son savoir. L’enfant agit pour apprendre avec le souci pour le maître à la démarche expérimentale. On passe  aux activités d’éveil.

 Ce déplacement des apprentissages va être mal vécu par les enseignants et très critiqué par les pédagogues :  faire concorder les thèmes de la période aux choix des activités.

En 1985, on revient à une vue d’ensemble de la physique, beaucoup trop disciplinaire et traditionnelle. Depuis 10 ans, Charpak et De Genes proposent de nouvelles solutions .

En 1995, les nouveaux programmes pour l’enseignement scientifique et technologique sont proposés aux enseignants avec l’ambition de réussir cet enseignement.

Le Bulletin Officiel du 9 mars 1995 proclame : «l’enseignement scientifique est une initiation à la démarche expérimentale au service de la culture générale ouverte à la connaissance scientifique ».

L’un des objectifs de l’éducation scientifique va être d’apprendre  aux enfants à changer de point de vue, à regarder autrement les phénomènes et les objets qui les entourent pour apercevoir autre chose par exemple : un verre « vide » est «plein » d’air. Cette capacité à adapter des points de vue différents se traduit par la construction progressive de grilles de lecture disciplinaires des phénomènes.

L’organigramme suivant la manière dont le monde réel est perçu et pensé par les enfants.

 

 

 B] Cycle 1

 

A l’école maternelle, au cycle 1 dans les programmes, les activités sont désignées sous forme de verbes : agir, découvrir, sentir, communiquer.

On explore l’environnement immédiat. On amène les enfants à éprouver des perceptions : à travers des expériences  sur la matière, pour construire des représentations de ces situations et ensuite se donner les moyens de les communiquer : c’est le rôle de la verbalisation, de l’importance  des activités langagières, du dessin, du texte dicté au maître.

Dans cette première école, les activités scientifiques ont pour but :

             *de socialiser l’enfant qui contrôle, mesure, compare, manipule, et  fabrique.

              Il coopère avec les autres.

            *d’augmenter les connaissances de l’enfant en expérimentant. L’enfant devance et organise des propriétés physiques et des changements d’état : il observe, utilise matière et matériaux, choisit des techniques (collage, pliage). Il observe et prend conscience du cycle de la vie. Il est sensibilisé à l’hygiène et à la santé. Manipulation et expérimentation tiennent une grande place dans ces enseignements scientifiques (jeux).

 

            L’apprentissage oral et écrit prend toutes leurs valeurs. L’enfant oralise, résume, prend la parole à bon escient. Il écoute les autres, s’exprime de façon compréhensible dans des situations diverses : le petit chercheur explique, justifie résume et dessine. Il fait varier les mots de liaisons permettant d’établir des propositions et pour ce faire, il sera obligé d’utiliser les connecteurs logiques (pour, et, ou, mais, parce que …).

  

            EN LECTURE, l’enfant réalise des fiches de fabrication, des résumés en les dictant au maître. En outre, il identifie des mots familiers ; air, eau, eau salée, …

           

A L’ECRIT, il utilise le crayon, le stylo, la craie… Il reproduit des formes, des trajectoires, copie correctement quelques mots et compare différents caractères. Il produit des (petits) textes - compte-rendu, résumé …- ou des récapitulatifs - schéma, tableaux…-

           

EN VOCABULAIRE, il pourra nommer des objets, des actions, des sentiments, des sensations.

            EN ORTHOGRAPHE, il doit pouvoir remarquer des graphies particulières, en mémoriser quelques unes, remarquer et identifier des régularités.

 

B] Cycle2

 

A l’école élémentaire «découvrir le monde » va permettre à l’enfant d’organiser de façon plus méthodique ses perceptions.

Dans les instructions officielles, les verbes d’action sont remplacés par «des points de vue » sur le monde.

Peu à peu, les élèves vont apprendre à questionner les phénomènes, non plus d’une façon globale mais en choisissant un point de vue. ( Par exemple dans les ateliers mettre en place une activité  de questionnement).

Des connaissances formulables en terme de savoir, seront conduites. (L’eau dans ses différents états, ou le thermomètre qui permet de repérer une température).

Pour amener les enfants à découvrir le monde, on ne dispose dans ce cycle, que d’un horaire restreint. En effet sur les 26 heures d’enseignement dans la semaine, seules 4 sont à partager avec l’éducation civique et l’histoire géographie, soit approximativement, 1 heure par semaine. Dans ce cycle, l’enfant doit s’approprier le monde de la matière et de l’objet. Les objectifs des programmes de sciences et technologie sont : observation, classement, comparaison des éléments pris dans le monde. L’élève sera capable d’utiliser des objets techniques tels que les ordinateurs (à travers un logiciel adapté), démonter des objets techniques simples, imaginer et construire des réalisations technologiques (petits circuits électriques).

Ces compétences, sont encore en relation avec l’apprentissage du français.

L’enfant sera capable :

 

EN LANGUE ORALE, d’organiser logiquement son propos pour traduire et commenter ses actions et ses productions : écouter, oser s’exprimer, avoir un discours cohérent, commenter, réinvestir du vocabulaire, formuler correctement des demandes.

 

EN LECTURE, comprendre des fiches de fabrication, repérer des indices morpho-syntaxiques, utiliser une bibliothèque.

 

EN PRODUCTION D’ECRIT, rédiger un compte-rendu (textes de quelques lignes), un questionnaire, soigner la calligraphie, utiliser une syntaxe correcte, un vocabulaire simple et précis,  reconnaître le rôle important de la grammaire et de l’orthographe.

 

D] Cycle 3

 

« La découverte du monde » au cycle II, va au cycle III se transformer en sciences et technologies. Le point de vue va se préciser en formulation de problèmes qui vont s’inscrire dans des préoccupations disciplinaires. Le programme officiel se décompose en 8 grandes zones dont 6 nous intéressent particulièrement.

 

1)      La terre et les astres

2)      Eléments de l’astronomie,

3)      L’énergie,

4)      Mécanismes et électromécanismes,

5)      Montages électroniques,

6)      Objets et systèmes informatiques.

 

Les compétences développées autour de ces thèmes  sont évidemment à mettre en relation avec les autres compétences disciplinaires :

 EN ECRITURE : écrire de façon soignée un texte, juger de la nécessité de réécrire un texte pour améliorer sa lisibilité

EN PRODUCTION D’ECRIT, rédiger un résumé, préparer un questionnaire, rédiger de façon simple un compte-rendu de visite, d’expériences, de lecture…

 

            DANS LA LANGUE ORALE : Questionner, répondre, expliquer, argumenter.

 

En conclusion, dans les programmes de 1995, l’idée de discipline n’est plus imposée à priori par l’enseignant à l’élève à travers une observation dirigée mais progressivement construite par celui-ci sur l’ensemble des 3 cycles et ce, par l’élaboration de grilles de lecture des phénomènes.

  

II ] La pédagogie de projet

 

Ce qui est implicite dans  «la main à la pâte », c’est la pédagogie de projet.

Et dans  un  projet concernant la classe,  l’important est de remédier aux carences et aux problèmes scolaires des enfants. En revanche, du point de vue pédagogique, dans les disciplines scolaires, adopter une pédagogie de projet, suppose d’axer la démarche sur un objectif concret à atteindre. Grâce auquel, en le réalisant, les enfants passeront par des apprentissages attendus : construire un objet technique, un jeu questions-réponses en électricité, réaliser un livre, parvenir à mettre en place une exposition sur le soleil, les étoiles, les constellations, réaliser une maquette du système solaire, visite d’un musée scientifique, visite à l’observatoire…

Donc c’est mettre l’enfant devant un objectif concret : celui de réaliser quelque chose de palpable, visible, concret qui peut et doit être décrit de façon opérationnelle.

Les avantages apportés sont de plusieurs ordres, en particulier  celui d’une forte motivation des enfants du fait qu’ils donnent du sens  à leurs activités. En somme pour comprendre et construire les principaux concepts en électricité, l’activité qui consiste à fabriquer  un jeu électrique  permet de se poser des questions, de formuler des hypothèses sur les  conducteurs et  isolants,  sur  la définition des contacts d’un circuit électrique et de ses règles.

 

Le maître ne va pas directement au savoir visé mais fait le détour par  une réalisation en sachant qu’elle sera l’occasion d’affronter les constructions de savoir (en parallèle). De plus ces savoirs ne sont plus ceux d’une seule discipline, mais peuvent être aussi historiques, mathématiques, en même temps que ceux de la maîtrise de la langue.

 

Le savoir devient un savoir intégré et porteur de sens. Il n’est plus découpé par les disciplines scolaires, même si, chaque partie du travail doit s’analyser à la lumière d’une discipline seule.

L’ensemble, au final, permet à l’enfant d’apprendre divers concepts des diverses disciplines. Toutefois, en regard des avantages, s’ajoutent quelques inconvénients. Le maître doit dominer, maîtriser chacune des disciplines du projet. Il doit savoir gérer le temps, les activités des enfants, maîtriser l’organisation des groupes (acculturation), la communication inter et intra groupe (mise en commun).

 

Les élèves ne sont pas livrés à eux-mêmes. Le maître est un pilote. Il doit anticiper les difficultés matérielles et cognitives pour aider les enfants.

La pédagogie de projet relie différents éléments qui sont en osmose, en relation à différents niveaux et qui interviennent sur la motivation. Les conditions dans lesquelles se déroulent ces apprentissages, les perceptions que l’élève a du lui-même et de l’activité proposée, la matière ne suffisent pas à motiver l’élève : ce sont ces conditions d’apprentissage que saura créer le maître qui influenceront les connaissances des savoirs visés.

 

            Les enfants s’enthousiasment pour les activités scientifiques à l’école. Premièrement parcequ’elles répondent à leurs questions, à leur besoin de comprendre le monde qui les entoure pour le maîtriser. De plus elles leur apprennent à trouver des réponses à d’autres questions par l’acquisition et la reproduction de la démarche scientifique. En outre, elles font appel à leurs sens par la manipulation. Cette approche sensorielle déclenche, ancre une construction mentale ; ce point de vue permet de privilégier les enfants sensibles à un champ différent. De même elles les valorisent, leur permettent de partager une expérimentation commune, leur apprennent à discuter et donnent raison à d’autres apprentissages. Et pour finir, elles les émerveillent en leurs procurant du plaisir. Ces nombreuses conséquences permettront à l’enfant de se situer dans des situations adéquates où le français et toutes les activités langagières ne seront plus vécues comme un mal obligatoire mais comme une nécessité ou tous les domaines de l’étude de la langue (vocabulaire, production d’écrit, …) seront liés  et formeront un tout.

 

Un exemple concret pour étayer ces écrits :

Une classe d’environnement à l’Observatoire des Makes constituerait un excellent exemple où se réuniraient projet, science, et maîtrise de la langue. L’astronomie représenterait une grande part des connaissances disciplinaires avec l’observation des différents astres : lune, soleil, les planètes, les éclipses, les constellations, les signes du zodiaque. Les enfants  décriraient, expliqueraient, comprendraient le  fonctionnement. On utiliserait des moyens audiovisuels. En parallèle, un autre champ serait travaillé : la technologie, la découverte et la manipulation d’instruments optiques, leur étude sommaire, leur mise au point. Le but du projet étant la production d’écrits,  à travers la création  d’un journal. On pourrait aussi étudier les récits à travers les légendes liées au zodiaque … Dans le dit journal, toutes les connaissances des matières étudiées seraient récapitulées, évidemment avec pour objectif d’insister sur leurs sens et leurs nécessités. N’oublions pas toutes les activités de lecture et de recherches documentaires (BCD).

L’organigramme s’articulerait également autour des mathématiques, de l’éducation civique, de la biologie et de l’histoire ; cette liste n’étant pas exhaustive.

               

                                

III ] «la main à la pâte»

Faisons dans un premier temps un avant-propos concernant les différentes démarches scientifiques à l’école primaire.

            L’objectif premier de l’enseignement scientifique à l’école primaire est de faire acquérir une démarche scientifique mais comment orienter l’activité des élèves afin de développer ce comportement chez eux ?

Les instructions officielles ne sont pas catégoriques ; elles laissent libre choix au maître dans sa méthode. Quelle que soit la méthode, l’important c’est l’observation, comme l’affirme  Bachelard :

« L’observation scientifique est toujours une observation polémique ; elle confirme ou infirme une thèse antérieure, un schéma préalable, un plan d’observation ; elle montre en démontrant, elle hiérarchise des apparences, elle transcende l’immédiat ; elle reconstruit ses schémas »

L’observation constitue ainsi un véritable outil que l’on doit faire acquérir et développer. Tout d’abord, il s’agit de faire développer chez l’enfant une attitude particulière face aux choses et au monde environnant. Mais comme le souligne J.P. Astolfi :

 «  Dès l’école primaire (maternelle y compris ) développer une attitude scientifique, cela commence par entraîner les élèves à suspendre leurs explications toutes faites, par leur apprendre à s’étonner, à se questionner à ne pas juger comme allant de soi tout ce qui les entoure  » 

Une fois ceci mis en place quelles démarches choisir ?

Il en existe quatre : la démarche d’observation, la démarche expérimentale qui inclut la démarche d’observation, la démarche modélisante et la démarche statistique.

               

a)la démarche  d’observation

Cette démarche est explicitée dans le paragraphe précédent. On peut donc dire qu’il existe pour l’observation, deux niveaux différents : une observation «immédiate » et une observation «scientifique », «non immédiate » et plus «réfléchie » (questionnement…). Le but recherché de l’enseignement scientifique est bien sûr de développer le deuxième type d’observation sans pour autant annihiler le premier.

 

b)la démarche expérimentale

Schématisée  à l’extrême, elle se présente en cinq étapes distinctes formalisées par C.Bernard :

            Observation (puis formulation d’un problème scientifique)

            Hypothèses (émission d’hypothèses )

            Expérience (conception et réalisation d’une expérience pour éprouver les hypothèses )

            Résultat (lecture des faits observables révélés par le protocole expérimental )

            Interprétation  

            Conclusion

Cette démarche se dit en abrégé O.H.E.R.I.C.. Trop rigoureuse, elle ne rend pas compte du processus véritable et de l’imprévisibilité d’une découverte. Par ailleurs, l’initiation à la démarche expérimentale doit rester modeste à l’école primaire. Un enfant, même de 12 ans, aura beaucoup de mal à retrouver par lui-même ces étapes successives lors d’une activité investigatrice. Le maître doit donc aider et guider pour avancer dans cette démarche.

 

c)la démarche modélisante ou modélisation

La réalité est souvent difficilement accessible directement. Il est alors important pour comprendre le phénomène complexe de simplifier en conservant uniquement les caractères qui sont indispensables à la compréhension globale (par exemple dans le domaine de la géologie, certains phénomènes naturels sont facilement modélisants comme le mécanisme de montée du magma et la formation d’une caldeira )

 

d)La démarche statistique : ( preuve par des lois statistiques, de la théorie des probabilités)

Elle est fondée sur l’observation d’un grand nombre de données : ne relève pas des compétences attendues de l’école primaire

 

Il n’existe pas de voie royale pour enseigner les sciences. Les »méthodes pédagogiques  » permettent de faire construire par les élèves une démarche expérimentale et en même temps  de leurs faire acquérir des connaissances. Le scientifique dispose d’un outil, d’une démarche expérimentale pour valider des connaissances. L’élève n’est pas dans une situation aussi favorable puisqu’il doit construire cet outil et qu’il ignore le plus souvent quelles sont les connaissances à valider. Il s’agira donc de privilégier la diversité des approches, ce qui n’exclut pas de démarche spécifique à l’enseignement scientifique.

Il faut donc favoriser l’attitude de questionnement, et l’aptitude à changer son regard.

Il s’agit donc d’une éducation scientifique : analyser, considérer les phénomènes dans un point de vue qui n’est pas  celui de tous les jours, amener les enfants à apprendre à communiquer ce qu’ils ont vu, ce qu’ils ont fait.

« La main à la pâte » s’inscrit en toutes lignes dans un aspect ensembliste de toutes ces méthodes.

 

 

A] Pour mettre «la main à la pâte»

 

« La main à la pâte», tant décriée ou sublimée par les médias : qu’est ce que c’est ?

Le support principal de cette méthode est une charte de dix principes auxquels le maître et les élèves doivent se plier. Ces principes sont :

           

1.     Les enfants observent un objet ou un phénomène du monde réel, proche et sensible et expérimentent sur lui.

2.     Au cours de leurs investigations, les enfants argumentent et raisonnent, mettent en commun et discutent leurs idées et leurs résultats, construisent leurs connaissances, une activité purement manuelle ne suffisant pas.

3.     Les activités proposées aux élèves par le maître sont organisées en séquences en vue d’une progression des apprentissages. Elles relèvent des programmes et laissent une large part à l’autonomie des élèves.

4.     Un volume minimum de deux heures par semaine est consacré à un même thème pendant plusieurs semaines. Une continuité des activités et des méthodes pédagogiques est assurée sur l’ensemble de la scolarité.

5.     Les enfants tiennent chacun un cahier d’expériences avec leurs mots à eux.

6.     L’objectif majeur est une appropriation progressive, par les élèves, de concepts scientifiques et de techniques opératoires, accompagnée d’une consolidation de l’expression écrite et orale.

7.     Les familles et/ou le quartier sont sollicités pour le travail réalisé en classe.

8.     Localement, des partenaires scientifiques (universités, grandes écoles) accompagnent le travail de la classe en mettant leurs compétences à disposition.

9.     Localement, les IUFM mettent leur expérience pédagogique et didactique au service de l’enseignant.

10. L’enseignant peut obtenir auprès du site Internet des modules à mettre en œuvre, des idées d’activités, des réponses à ses questions. Il peut aussi participer à un travail coopératif en dialoguant avec des collègues, des formateurs et des scientifiques.

 

De manière concrète l’opération «la main à la pâte » c’est en fait un moment laissé par le maître ou l’enfant va construire son savoir. En effet sur un problème de «base » lancé par le maître les enfants devront essayer de comprendre la notion visée. Pour ce faire, ils devront anticiper la ou les réactions qui se passeront durant l’expérience et ensuite ils devront vérifier leurs résultats en passant à l’expérience.

L’expérience avalise ou invalide les hypothèses de départ. On continue dans le cas défavorable jusqu’à trouver l’expérience qui est en accord avec les hypothèses.

Pendant toutes ces phases l’enfant doit noter toutes ces expériences sur son cahier d’expérience. En fin de séance la classe entière aide à la rédaction de la trace écrite sachant que le maître ne peut pas imposer d’écriture.

 

Les grandes innovations de l’opération concernent le cahier d’expérience. Ce cahier n’est pas  «pour » le maître. Il s’intègre dans un cadre plus général d’apprentissage ou l’oral et l’écrit joue un rôle important. Quant aux horaires, plus de temps est consacré aux sciences physiques (2 heures par semaine, réparties sur plusieurs semaines). Ceci semble excessif mais n’oublions pas que l’enfant s’exprime dans le cadre des activités langagières.

 

B ] Quels écrits pour «la main à la pâte  »  ?

 

Concernant le cahier personnel, l’enfant est invité à y noter ses différentes remarques, ses observations, ses propres idées… Il est évident que chez le jeune élève, cet écrit sera très limité (quelques mots ou des dessins simples). La particularité de cet écrit est qu’il est vraiment personnel à l’élève. Il peut y faire des erreurs d’orthographe, de grammaire ; il peut y inscrire des prévisions fausses, un questionnaire mal construit. L’enseignant peut lire mais sans corriger (sauf demandes particulières ). Toutefois une contrainte persiste, il peut écrire ce qu’il veut sur le thème étudié mais il doit absolument pouvoir se relire.

Chez l’enfant, il y a des lacunes sur la prise de notes, donc le maître pourra  l’aider, l’orienter sur son écrit (qu’est ce que tu as vu ? Qu’est ce qui a fonctionné ? Qu’est ce qui n’a pas réussi ?) .

Il sera surprenant pour l’enfant, voir angoissant au départ, qu’il aura à noter des choses qui n’ont pas fonctionné. L’enfant fait des prévisions et compare avec les résultats de l’expérience réalisée. Il va réfléchir avant toute expérimentation, et ensuite, faire une analyse de la situation étudiée.

 

Ce type d’écrit permet à l’élève d’expliciter ce qu’il pense, ce qu’il a compris, son raisonnement, et l’aide à structurer sa pensée. Par ailleurs, l’enseignant en lisant ces écrits peut avoir des informations sur ce que l’enfant  s’est représenté.

A côté de l’écrit personnel vient s’ajouter un écrit collectif. Dans les classes «la main à la pâte », les élèves travaillent en groupes de quatre. Différentes situations peuvent se présenter.

 

Deux exemples :

 

            Chaque élève du groupe réalise sa propre expérience. Mise en commun avec le groupe. Synthèse. Ils se mettent d’accord sur les résultats essentiels et les raisons de leurs choix. Naturellement, on rejoint les instructions officielles. L’enfant va discuter, argumenter, coopérer, classer différentes observations, avec les membres du groupe, expliciter les éventuelles contradictions. Cet écrit sera lu ou communiqué au reste de la classe. A ce niveau, cet écrit collectif n’a plus le même statut que l’écrit personnel : il doit être lisible et compris par tous.

 

            Chaque groupe va produire un protocole expérimental et proposer une expérience au groupe-classe. L’enseignant pourra alors demander à chaque groupe de faire une affiche, en expliquant le protocole. Là encore, cet écrit collectif devra être lisible et compréhensif car il sera présenté à la classe.

Quelles que soient les méthodes, les élèves en difficultés retrouvent à travers le groupe une motivation à écrire. Dans la classe où j’étais en observation, le cahier d’expérience devenait de plus en plus clair, de plus en plus net, de plus en plus soigné au fil des semaines. Avec la particularité que l’on passe d’un style narratif vers un discours explicatif. Les dessins deviennent des schémas.

Le type d’écrit collectif, confirme et finalise les connaissances du fait de l’interactivité  constante.

Cette interactivité amène la métacognition chez l’enfant. En effet, ce « scientifique» en herbe va devoir expliquer ce qu’il a fait devant ses camarades et donc va s’interroger sur le processus de compréhension du savoir et le savoir. Il va contrôler, réguler, organiser ses stratégies d’apprentissages.

 

C] Les avantages et limites

 

a) Effet sur le comportement social et moral

 

Ce qui est certain,  c’est que chaque début de séance d’initiation  est assez bruyante, mais  ce « chahut » a tendance à se dissiper très rapidement avec l’expérimentation. En résumé, je n’ai pas eu de problème d’autorité, si ce n’est celui d’avoir parfois  à organiser l’enthousiasme quelque fois excessif. Pour ce faire, je leur ai demandé de désigner un meneur de jeu  afin d’orienter les débats. Et progressivement, au cours des phases de réflexion et d’argumentation comme au cours des phases d’expérimentation ou de réalisation, les enfants se parlent et s’écoutent en se témoignant  un respect mutuel.

 Ainsi certains  sont capables de  se reprendre et de dire   sans  frustration  que l’hypothèse qu’ils ont formulée est fausse, qu’elle n’est pas validée par l’expérience. Puis ils cherchent une interprétation de cet échec. Ils la formulent et enfin, en imaginent une autre.

Cette manière de faire permet donc de prendre en compte les élèves en difficulté par la valorisation de leurs qualités d’initiative ou par celle de leurs aptitudes manuelles et pratiques.

 

b) effets sur les capacités d’expression

 

Tous les stades d’une séquence contribuent à l’amélioration des capacités d’expression, tant orale qu’écrite. La discussion interne à un petit groupe contraint les enfants à s’exprimer de façon mutuellement compréhensible, résultat qu’il faut considérer comme encourageant. La formulation orale d’une hypothèse par chaque représentant d’un groupe, l’écriture de celle-ci au tableau, sa discussion générale par la classe, la formulation et la rédaction de conclusions individuelles puis collectives, sont autant d’occasions de mettre en œuvre les capacités d’expression et de les améliorer.

 

c) acquisition de connaissance scientifique

 

L’examen du cahier d’expériences montre bien qu’en dehors de la notion visée lors de la séance concernée, l’élève va apprendre «plus que prévu ». En effet, lors de l’expérimentation du thermomètre,  par exemple, les enfants vont très rapidement se poser la question de l’élévation du liquide dans le tube. Les enfants vont de manière implicite comprendre ou du moins «s’habituer » à la notion de dilatation. De la même manière lors de la leçon sur la miscibilité : on a très rapidement abordé les problèmes de pollution …

 En faisant abstraction des connaissances scientifiques, la méthode «la main à la pâte  » amène chez l’enfant une connaissance générale, et une culture qu’il pourra après maturation réinvestir ou utiliser.

 

d) effet sur la formation de l’esprit logique

 

Ces effets pourraient se mesurer à long terme. Les enfants auraient la capacité une fois chez eux, de transférer  la méthode à  des situations  de sa vie réelle. Par exemple concernant  la  tenue d’un élevage,  des enfants, devant le problème, pourraient  en suivant une méthode apprise, déterminer le mode de nourriture d’un nouvel animal.

De la même manière, on peut  enseigner toutes les autres matières en se basant sur cette méthode par exemple pour des notions habituellement «compliquées » à faire passer.

 

 

e) La limite du temps

 

Le principal problème de «la main à la pâte » réside dans le temps. Une séance peut durer plus que les 45 minutes préconisées  par les horaires officiels de l’éducation nationale. Ce qui est important ce n’est pas que la notion visée seule soit acquise mais que pour l’acquérir,  l’enfant a été obligé d’écrire, de réfléchir, d’ordonner ses  pensées. Cette longue durée n’est pas uniquement à décompter  sur les heures  de sciences mais est à prendre aussi sur les heures d’expression orale, de production de textes…

Donc la longue durée de la séance est entièrement justifiée.

 

Nous allons maintenant essayer d’inventorier les différentes dérives à éviter :

 

La dérive «tout météorologiste » ou  «tout technologique » 

Il ne faut en aucune manière privilégier uniquement la méthode en elle-même ; car le but reste quand même de faire acquérir aux enfants la plus grande partie des programmes. La méthode de «la main à la pâte»  reste un outil au service de l’acquisition des connaissances et non pas l’inverse.

De la même façon on n'étudie pas une notion ou un objet sans intérêt en soit, il faut que l’enfant voie la problématique, le point d’entrée dans lequel on se situe par rapport au projet

 

La dérive «relativiste »

 

La phase la plus délicate à gérer est celle où il convient de faire énoncer des conclusions valides et de les confronter au savoir scientifique. Ce moment est bien évidemment délicat dans la mesure où il sollicite tout particulièrement les connaissances propres du maître ainsi que ses réflexions. Par exemple, lors d’une séance faite en stage sur la solubilité, les enfants devaient inscrire dans un tableau certains solides/liquides solubles. La leçon se déroulait normalement lorsque les enfants m’ont dit que le sel n’était pas soluble dans l’eau. En effet un groupe d’enfants avait mis un fond d’eau dans un verre avec une forte quantité  de sel. Le sel n’était alors «pas soluble ». Il aurait fallu, dès le départ, imposer à travers la consigne une quantité d’eau précise ce qui aurait évité cet écueil et fait prendre conscience que la solubilité dépendait des quantités mises en jeux.

 

IV ] Partie pratique

 

A ] Une première séance

 

Une situation de classe : la découverte ou la redécouverte de l’objet thermomètre dans

un CE2 (cycle 3 niveau 1)                                                       Effectif 25 élèves

                                                           Durée 65 minutes

 Les objectifs :

* Cognitifs :                 - l’enfant va être capable

de reconnaître et de nommer les différentes   parties du thermomètre

- de comprendre d’une façon simplifiée son

   fonctionnement(lire un thermomètre)

- se questionner sur un objet technique

                                   - de constater que la température est non seulement une sensation, mais

                                   aussi une grandeur repérable. 

- aborder la notion de nombres négatifs à l’aide des températures       

 au-dessous de zéro

*méthodologiques        - savoir observer

                                   - travailler en groupes

                                   - émettre des hypothèses

                                   - se poser des questions

                                   - s’exprimer

 

Matériels utilisés :         - six thermomètres

                                   - glaçons

 

Phase préalable : Le lundi, jour précédent la leçon, j’ai procédé pendant 20 minutes  à une phase de questionnement sur le thermomètre. Les élèves devaient écrire sur une feuille toutes les questions qu’ils se posaient. Pour ce faire, j’ai fait circuler dans la classe plusieurs thermomètres de tailles différentes, de couleurs différentes  Avec comme problématique pour les enfants la question suivante :

Quelles questions vous posez-vous à propos du thermomètre ?

 Voilà un aperçu des questions recueillies :

A quoi sert un thermomètre ? / Quelles sont les différentes parties ?

Comment fonctionne-t-il ?     /  Quand l’utilise-t-on ?

Des questions sur le chaud le froid, la neige (très froid ! !  ! )

A tous les niveaux le questionnaire des enfants  était pertinent.

On a donc ici tout un panel de situations afin de travailler les phrases interrogatives lors des activités de remédiation en grammaire.

 Après ces 20 minutes de questionnements on passe à la séance suivante

 Phase2

 

Les élèves sont disposés par groupes de quatre (plus un groupe de 5)

 

Les élèves observent silencieusement l’objet technique. Ils mettent ensuite les résultats de l’observation en commun dans le groupe. (Chaque groupe a un secrétaire et un rapporteur). Chaque groupe a à disposition une feuille A4 pour noter commentaires et actions. Il s’agit d’une interactivité, d’un travail oral et écrit, chacun se sentant concerné. Les enfants échangent les informations et émettent de nombreuses hypothèses.

Exemples :  « le thermomètre a des choses particulières … le tube sert à faire monter le liquide

le thermomètre  sert si on a de la fièvre…

si on touche le réservoir le liquide monte …

En rouge c’est le froid…. En bleu c’est le chaud…

Il y a un chiffre il sert à indiquer le temps…

Il est composé d’un tuyau…

Le liquide est rouge….

Avec les glaçons ça descend…

 

On a ici un lien avec le français car les enfants ont réinvesti  dans l’écrit : l’énumération, la phrase avec «et » et pour certain la notion de paragraphes (notion déjà vue par la maîtresse ).

On a par la suite réalisé la mise en commun avec l’ensemble de la classe. On a précisé les différentes parties du thermomètre  (description ) sa fonction, on a choisi les mots convenables (choix du vocabulaire tuyau/ tube réservoir/bouteille support/encadré)

Un groupe est venu faire la démonstration avec les glaçons.

Un autre groupe a justifié comment bien tenir le thermomètre 

On assiste là à une séance de justification. On écoute les autres, on décrit, on explique, on justifie.

 Phase 3

 

La phase suivante consiste en la réalisation d’un petit compte rendu collectif qui résume les principales idées : «Qu’est ce que j’ai appris ? »  Les enfants vont tout seuls faire le compte rendu le maître ne peut en aucun cas intervenir juste l’écrire sur le tableau (par souci de gain de temps) Puis on recopie le résumé sur le cahier.

 Phase 4

 

On schématise, on écrit  les légendes.

(un élève écrit au tableau, les autres sur leur cahier)

 

Le principal problème de cette séance réside dans le temps. En effet j’avais prévu 45 minutes et il m’a fallu 20 minutes supplémentaires.

Pour aborder la notion de nombres négatifs, par petits groupes j’ai  emmené les enfants devant un  récipient contenant un liquide réfrigérant. Ils ont constaté de visu le passage du liquide du thermomètre au-dessous de zéro vers des  points  notés -  ,  et leur dénomination  de nombres négatifs.

Puis le lendemain des exercices étaient proposés aux enfants : colorier le liquide, lire des températures, réaliser des courbes de températures.

Cette leçon s’inscrivait dans le cadre d’un sujet d’étude plus vaste concernant les climats à la Réunion : saisons, pluviométrie, température….

Le prolongement prévu est la  fabrication du thermomètre avec de l’encre rouge.

  

B] Une deuxième séance

  

Une situation de classe : notion de liquide miscible et non miscible.

 CE2 (cycle 3 niveau 1)                                                          Effectif 25 élèves

                                                           Durée 90 minutes

 

 Les objectifs :

*cognitifs

            - notion de liquide miscible et non miscible

            - un liquide se mélange à un autre / un liquide se mélange mal à un autre

                        - Vocabulaire : miscible, trouble, émulsion, limpide

*méthodologiques        - savoir observer

                                   - travailler en groupes

                                   - émettre des hypothèses

                                   - se poser des questions,  s’exprimer

 

Matériel : toutes sortes de liquides

            (Mis à part les liquides dangereux)

            Boîte pédagogique sur le thème de l’eau (contenant béchers et spatules).

 

5 groupes de 4 et 1 groupe de 5

 

Problématique : Qu’est ce qui se passe quand on mélange deux liquides ?

 

Préalable : on a demandé à chaque élève d’amener un ou deux liquides différents

Dans un premier temps on distribue à chaques groupe  les divers outils. Ainsi, ils disposent tous d’un mesureur, d’un bêcher et d’au moins  trois liquides différents parmi lesquels on trouve : eau, sirop, huile, vinaigre, alcool (sous la surveillance du maître).

 

Puis avant de commencer l’expérimentation on rappelle ensemble les règles de sécurité à suivre pendant toute la séance.

 

Ensuite on passe à l’expérimentation les enfants ont réalisé dans chaque groupe différents  mélanges, ils l’ont fait librement. Certains ont mélangé les liquides 2 par 2 puis observé les résultats.

A la fin de la séance, tous les liquides se sont retrouvés dans le même bocal de chaque groupe.

 

Au cours de l’expérimentation, chaque enfant représentait, schématisait ce qu’il voyait, ce qu’il observait, dans son cahier d’expérience.

Le principal problème des enfants résidait dans la méconnaissance du vocabulaire ; mon rôle  a donc été de passer dans chaque groupe pour le leur donner.

 

Après que chaque groupe soit passé avec moi on a réalisé la séance de récapitulation avec les élèves en se servant comme base de ce qu’ils ont écrit dans leur cahier. Rapidement j’ai remarqué que les enfants faisaient l’impasse sur tous les adjectifs caractérisant les mélanges.

 

Vint ensuite la fabrication par les enfants de la trace écrite. Ils  se sont alors  servis de ce qu’ils avaient écrit précédemment dans leur cahier d’expérience Voici leur compte rendu qui n’était pas complet mais  honnête pour une première séance :

« Des liquides miscibles sont des liquides qui se mélangent.

Des liquides non miscibles sont des liquides qui ne se mélangent pas et qui se troublent quand on les oblige à se mélanger. »  Le résumé n’était pas «complet » mais suffisamment explicite concernant la compréhension de la notion de miscibilité.

Avec cette manière de manipuler les liquides, lors de l’évaluation (quelques jours après) le pourcentage de réussite sur une question de transfert, de réinvestissement a été de l’ordre de 60 %. La question était : « lorsqu’un pétrolier fait naufrage, le pétrole reste en surface. Que peut-on dire de l’eau de mer et du pétrole ?  »

 

Conclusions

 

L’enseignement scientifique a évolué depuis ces dernières décennies. On est passé de «la leçon de choses », leçon disciplinaire statique à la méthode de «la main à la pâte ». L’évolution a été longue. Elle permet  à l’enfant de rester objectif vis-à-vis de la culture scientifique, elle doit aussi lui permettre de développer  sa créativité. C’est pourquoi l’enfant doit être actif toujours en action, toujours en phase de manipulation. Il ne s’agit pas uniquement d’enrichir son savoir disciplinaire, mais il s’agit aussi de lui faire acquérir des démarches, des méthodes afin qu’il puisse comprendre et analyser les phénomènes et les objets qui l’entourent. Cela commence, dés l’école maternelle par une première approche des sciences où les sens des enfants seront «éveillés » par les manipulations, par la mise en activité des enfants qui restent la caractéristique des «petites classes » où l’on doit en permanence faire parler l’enfant en ne lui donnant pas les solutions directement.

Puis progressivement au cycle 2 et enfin au cycle 3 le démarche des enfants devra se rapprocher de la démarche d’un chercheur.

Pour arriver au résultat de la connaissance disciplinaire l’enfant par la manipulation sera obligé de structurer ses dires et ses hypothèses en écrivant toutes les informations utiles sur son cahier d’expérience. Il va donc par la même manière structurer son langage en devant argumenter et comparer ses «trouvailles » avec ses pairs à l’intérieur du groupe de travail.

De plus l’élève devra faire attention au point de vue de la  graphie de son travail. En effet si le but de l’activité est de créer une affiche, lue par l’école tout entière ou faire un exposé – dans le groupe classe -, l’enfant devra prêter naturellement une attention particulière à sa présentation, à ses problèmes orthographiques.

Le plus important est d’arriver à faire prendre conscience à l’enfant qu’il faut qu’il s’investisse, qu’il  «rentre dans le travail », qu’il s’accapare  la problématique le problème.

Pour ce faire le maître doit élaborer un projet autour duquel toutes les activités vont tourner.

Ainsi chaque activité aura pour l’élève le sens nécessaire à ses apprentissages.

 L’élève verra dans quel cadre chacune de ces activités va s’inscrire.

Les projets peuvent être très simples comme la construction d’un thermomètre ou d’une girouette ou alors plus compliqués comme la visite d’un Musée ou la préparation d’une classe de mer ou encore l’écriture d’un roman….

Il faut donc mettre l’enfant dans une situation de curiosité où  il aura un besoin des connaissances que le maître va lui amener ou pour que l’enfant construise.

La méthode de «la main à la pâte » est une méthode qui permet à l’enfant, à travers son cahier d’expérience, de construire lui-même son savoir. Il va se poser des questions,  émettre des hypothèses, choisir des orientations,  écrire,  se remettre en question….Ses savoirs vont pouvoir se construire…

Il serait intéressant de compléter cette démarche par l’utilisation des médias : émissions (pédagogie du CRDP), par l’utilisation de CDROM, Internet.

L’idéal serait d’appliquer la méthode de «la main à la pâte »à toutes les disciplines.

Comme le préconise A.Jacquard :  «  Aller à l’école, c’est apprendre que l’on est. »