Thème : La dynamique interne de la Terre -Séquence 2

A-C

activités et tâche

L'activité est celle de l'élève et la tâche le but proposé (« un but donné dans des conditions déterminées ». ( Leontiev cité par Develay, 1992)).

Ainsi « la même tâche proposée à un groupe d'élèves peut correspondre, pour chacun d'eux à des activités très différentes, en fonction des problèmes qu'ils rencontrent » (Develay, 1992)

L'activité scolaire correspond à une tâche qui met l'élève en activité.

Une activité peut avoir différentes fonctions selon sa place dans la démarche :

• découverte ;

• problématisation ;

• structuration ;

• remobilisation ou consolidation.

Lors de la construction des activités scolaires il faut faire des choix en fonction

• des acquis des élèves et des difficultés d'apprentissage ;

• du matériel disponible, de son coût du fait que la matériel soit significatif au moment de l'étude ;

• de la pertinence de l'activité au regard de la compétence, du nombre d'occasions de travailler la compétence, de la diversification des compétences, des possibilités offerte par le chapitre du programme, de l'ordre de traitement du programme, de la formation complète des élèves.

La liberté pédagogique du professeur s'exerce dans un cadre défini par les objectifs de la discipline et le niveau d'enseignement considéré.

caractéristiques de la science

Construire des savoirs « scientifiques »… nécessite des interactions entre le monde « réel » et le monde des théories.

Caractéristiques de la « Science »

• " la science vise une « réalité » et en cela s'oppose à toute production que l'imagination construirait sans obstacle ;

• elle cherche une « explication », c'est-à-dire l'insertion de la réalité qu'elle décrit dans un système abstrait de concepts, dépassant les faits singuliers de l'expérience et nécessitant l'élaboration de modèles, de théories ;

• elle se soumet à des critères de « validation » :

  • interne (rationalité)

  • et externe (confrontation à la réalité)

  • qui sont explicitement formulables et font l'objet d'un consensus.

Cohérence

Le mot cohérence caractérise la liaison étroite des différents éléments constitutifs d'un ensemble.

Toutes les parties de cet ensemble

• ont un rapport logique, comportant une absence de contradiction entre elles (rapport harmonieux),

• et sont intimement unies (sont organisées dans une progression ordonnée.)

Cohérence verticale / contenu d'apprentissage (savoirs, savoir faire ou être)

• identification des différents contenus à enseigner aux différentes niveaux d'enseignement (éventuellement dans différentes disciplines scolaires) en relation avec le contenu d'apprentissage étudié

• analyse du rapport construit entre ces contenus identifiés (logique et ordre)

Quelle progression d'un niveau à l'autre est mise en place? :

• Qu'est-ce qui a déjà été acquis ? qu'est qui est nouveau?

• Quels pré-requis?

• Quelle succession des problèmes?

Cohérence horizontale/ contenu d'apprentissage (savoirs, savoir faire ou être)

• identification des différents contenus à enseigner en relation avec le contenu d'apprentissage étudié au même niveau d'enseignement

• analyse du rapport construit entre ces contenus identifiés (logique et ordre) (qu'est qui est nouveau? Quelle progressivité est mise en place? Quelle succession des problèmes)

Élaborer une séquence cohérente

= rechercher la cohérence entre

• les objectifs du programme

• les objectifs de la séquence,

• les objectifs de séances,

• les problèmes travaillés dans chaque séance

• les compétences travaillées pendant les activités

• et les bilans

Faire attention à la cohérence entre

• Les objectifs du programmes et les objectifs de séquence (CH- CV)

• Les objectifs de séquence et de séances

• Les objectifs de séance/ séquence, le problème, les activités qui y répondent et les connaissances (niveau de formulation notamment), capacités et attitudes construites (cf tableau de cohérence).

Compétence

Une compétence est un savoir agir complexe prenant appui sur la mobilisation et la combinaison efficaces d'une variété de ressources internes* et externes** à l'intérieur d'une famille de situations (Tardif).

*connaissances, capacités, habiletés

** documents, outils, personnes

Définition retenue dans le texte français du socle :

"chaque grande compétence du socle est conçue comme une combinaison de connaissances fondamentales pour notre temps de capacités à mettre en œuvre dans des situations variées mais aussi d'attitudes indispensables tout au long de la vie, comme l'ouverture aux autres, le goût pour le recherche de la vérité, le respect de soi et d'autrui, la curiosité et la créativité."

- La « capacité », (ou l' « aptitude »), correspond au domaine psychomoteur de Gronlund 1970 reprise dans la taxonomie de Bloom traduite en français en 1976.

- Les « attitudes » correspondent à la taxonomie du domaine affectif de Krathwohl, Bloom traduite en français en 1975.

Une compétence est un ensemble intégré et fonctionnel de savoirs, savoir faire, savoir être et savoir devenir qui permettront, face à une catégorie de situations, de s'adapter, de résoudre des problèmes et de réaliser des projets (Marc Romainville – Belgique).

La notion de compétence implique l'autonomie de la maîtrise.

Cela passe par la mise en synergie des

savoirs (= connaissances déclaratives dans la terminologie cognitiviste)

savoir-faire (= connaissances procédurales dans la terminologie cognitiviste)

savoir-être (= attitudes requises dans la terminologie cognitiviste)

Les compétences s'exercent dans des situations contextualisées mais diversifiées qui impliquent un processus d'adaptation (et non de reproduction de mécanismes) et de transfert d'une situation à l'autre. Une compétence est

opérationnelle dans un cadre curriculaire précis (structure, horaire, programme, pratiques pédagogiques et didactiques, matériels) ce qui donne toute son importance à la situation d'apprentissage dans chacune des disciplines impliquées.

Les objectifs visés dans les activités doivent être ciblés avec des critères de réussite précis et évolutifs suivant les niveaux →

Programmation des compétences travaillées sur l'année et sur un cycle →

Évaluation et validation des compétences.

D-E

Démarche d'investigation

Démarche : Manière d'avancer dans un raisonnement, manière de penser; p. méton. raisonnement, pensée. (source https://www.cnrtl.fr/definition/d%C3%A9marche)

Démarche d'investigation : cette démarche s'appuie sur le questionnement des élèves sur le monde réel.

Elle peut être présentée par une succession d'étapes pouvant être réalisées de manière variée, mais ne présente pas un déroulement figé.

La démarche d'investigation ne se réduit pas à la démarche hypothético-déductive qui en est une des modalités possibles.

Dans la démarche d'investigation l'élève recherche la solution au problème à résoudre et il conçoit la stratégie de résolution ou y participe.

Points importants :

• Démarche d'enseignement

• Se référant à une démarche scientifique (démarche explicative, dynamique, non linéaire, mettant en relation les théories et modèles explicatifs construits avec « le réel »; inscrite dans une communauté)

• Mettant en œuvre une pédagogie active (élèves en activité, construit le savoir)

• Où le rôle de l'enseignant est d'identifier les objectifs d'apprentissage (/ pg/ acquis des élèves); organiser les apprentissages (?ordre ? Démarche ? Activités ?niveau de formulation pour les notions) et d'accompagner l'activité des élèves lors des séances.

Intérêt pour les apprentissages :

• Développer une attitude scientifique : porter un certain regard sur le monde qui nous entoure

  • chercher à apporter ses propres réponses

  • chercher à vérifier ses thèses

  • chercher des arguments pour conforter ses idées

(A. Giordan)

→ appropriation du problème par l'élève

→ l'élève doit trouver une signification à ce qu'il fait

→ en rendant l'élève acteur de ses apprentissages

• Démarche d'apprentissage permettant de travailler : connaissances, capacités et attitudes

→ motiver les élèves

→ susciter des vocations scientifiques

• Décloisonner les disciplines

→ évaluation par compétences

Démarche scientifique :

"Observations, mesures, enregistrements de données, modélisations et simulations, enquêtes sont également des démarches scientifiques. L'important est de pouvoir faire émerger des éléments observables ou quantifiables, de les confronter à des hypothèses, de pouvoir maîtriser la démarche pour éventuellement la reproduire et de pouvoir discuter tous résultats." (Giordan, A.)

Démarche expérimentale :

On peut résumer celle-ci de la façon suivante :

• On observe le réel, on se pose des questions à propos d'un phénomène ;

• on formule ensuite une hypothèse pour l'expliquer et on en déduit si possible toutes les conséquences logiques ;

• on conçoit et on met au point toutes les expériences possibles permettant de vérifier cette hypothèse et ses conséquences. Si une seule expérience contredit l'hypothèse ou une de ses conséquences, on ne peut pas formuler de règle générale. Si toutes les expériences confirment l'hypothèse et ses conséquences, on peut formuler une règle générale appelée loi qui sera valide jusqu'au moment où quelqu'un éventuellement démontrera qu'elle ne l'est plus.

C'est une démarche hypothético-déductive.

On la résume par cet acronyme : OPHERIC

Extraits de Activités scientifiques et technologiques

Groupe national Classes-relais

Ministère de la jeunesse, de l'éducation nationale et de la recherche

Démarche déductive

Dans la démarche déductive l'élève recherche la solution au problème à résoudre mais le professeur va contraindre la stratégie de recherche en imposant les supports à exploiter pour rechercher l'explication.

En classe :

• Présentation de résultats scientifiques acquis par des chercheurs = apport indirect, argumenté de connaissances.

• Pour développer, éprouver la compréhension de documents, la mise en lien des informations par l'élève

• Choix non limité d'exemples

Côté professeur

• Explicitation du cadre de recherche

• Choix de documents accessibles et validés scientifiquement

• Cohérence et complétude par rapport au problème

Côté élève

• Mise ne œuvre d'un raisonnement logique (relations de causalité)

• Mise en relation d 'informations entre documents différents

• Construction d'une conclusion, d'uns synthèse...

  Source : Conférence pédagogique collège SVT 2016 IA IPR SVT Versailles

élaboration d'un modèle

modélisation

Évaluation formative

Quand ? à organiser tout au long de la séquence des apprentissages

Pourquoi ? intention de formation : identifier et renforcer les effets de l'apprentissage mis en place et proposer une aide adaptée en fonction des difficultés repérées

Comment ? discussion collective, analyse de travaux, élaboration de synthèse (orale, écrite sous forme de texte, schémas, tableaux), mise en œuvre des capacités , des attitudes

Non notée

Quelle exploitation ?

• Pour l'enseignant outil de pilotage de son enseignement, identification des besoins/ progression de chaque élève

• Pour l'élève : prise de conscience du niveau de maîtrise des compétences; proposition d'une aide spécifique

Ce type d'évaluation s'inscrit dans une logique de pédagogie de la réussite

Elle devient formatrice quand l'élève est conscient de sont cheminement vers la tâche à accomplir et qu'il s'inscrit dans une démarche d'appropriation du savoir.

Expliquer

rendre compréhensible un phénomène, un événement, un résultat, etc.. en donnant une plusieurs raisons rendant compte de sa survenue (origine, modalités de fonctionnement, histoire,...)

F-Z

Modèle

Différents sens existent

Modèle « idéal à imiter » : est ce qu'il faut imiter.

Modèle « référence »/ modèle d'étude : choix d'une partie du réel pour représenter une réalité plus large

= exemple concret qui sert à étudier, valider, illustrer, réfuter, une théorie ; c'est un cas concret d'étude qui permet de comprendre une généralité

L'exemple représente alors un type d'objet pour lesquels est supposée une proximité de fonctionnement, d'organisation, etc...

- modèle animal : (exemple : souris nude pour étudier le déficit immunitaire)

- île de la Réunion est un modèle d’île volcanique résultant d'un point chaud

Un modèle outil est simplifié, construit, partiel, provisoire et théorique. Il est donc hypothétique et modifiable. Il a pour fonctions de représenter, comprendre et prévoir.

Attention : le terme même de modèle peut constituer un obstacle pour els élèves par rapport à la compréhension de ce qu'est un modèle scientifique.

Modélisation :

démarche intellectuelle qui conduit à la construction d'un modèle.

Elle met en relation un champ empirique et un champ théorique. Elle obéit à des règles de cohérence (interne et externe) et d'économie.

L'élaboration d'un modèle est motivée par un ensemble de questions auxquelles ce modèle doit contribuer à répondre.

Elle se traduit par un choix, celui des variables que le concepteur jugera importantes.

=>identification des éléments pertinents à représenter; changement de l'échelle de l'espace et du temps; simplification ; analogie.

objectifs

Un objectif est le but déterminé d'une action.

Les objectifs pédagogiques sont "tout ce qu'un individu doit apprendre"¹.

Ils se situent du point de vue de l'enseignant

Ils sont définis selon :

• le niveau d'activité intellectuelle (connaissance, analyse, compréhension...)

• le type d'apprentissage (méthode stratégie, attitude...)

• une catégorisation des opérations cognitives et affectives (savoir, savoir faire, savoir être).

¹Raynal, F., & Rieunier, A. (2016). Pédagogie, dictionnaire des concepts clés : Apprentissage, formation, psychologie cognitive.

Les objectifs visés dans les activités doivent être ciblés avec des critères de réussite précis et évolutifs suivant les niveaux →

Programmation des compétences travaillées sur l'année et sur un cycle →

Évaluation et validation des compétences.

On distingue des objectifs de savoir, savoir faire, savoir être.

Les objectifs sont précisés à l'échelle du programme, de la séquence ou de la séance.

Les objectifs généraux sont des intentions formulées de manière peu précise. Il s'agit d'énoncer les résultats escomptés, les capacités concrètes qui portent sur des compétences ou des attitudes globales. Ils sont fournis par les programmes.

Les objectifs spécifiques peuvent concerner la séquence ou la séance. Ils désignent les "résultats escomptés dans des délais très brefs souvent au terme d'une leçon ou d'une séquence d'apprentissage" (Hameline, D., 1979).

Les objectifs opérationnels précisent, en plus du comportement terminal attendu et du contenu disciplinaire, les circonstances dans lesquelles le comportement sera effectué et les critères d'évaluation (seuil de réussite).

Je donne : contenu, conditions de réalisation, modalités

Je demande : consignes

J'exige : comportement attendu

Pour préciser un objectif, il faut se demander ce que l'élève fera pour prouver qu'il a acquis le comportement qu'on voulait lui faire acquérir.

problème

1. Il y a problème quand il y a obstacle par rapport

   1. à la compréhension d'un phénomène (par ex) ou

   2. à la réalisation d'une action

2. Il y a problème quand pour le traiter il faut élaborer une procédure, une stratégie, inventer (Hoc, 1963)

« Les problèmes pragmatiques visent l’aboutissement d'une action dans un contexte particulier (quelle recette pour cultiver le blé ?) »

« alors que les problèmes scientifiques, par le détour qu'ils nécessitent, conduisent à des acquis qui dépassent la situation concrète analysée. »

« Un problème pragmatique examine les conditions maximales de la réussite de l'action (comment faire grandir ma plante?) » (Astolfi)

« le problème scientifique recherche les conditions minimales d'un phénomène répétable (quels facteurs sont indispensables à la croissance d'une plante?). » (Astolfi)

D'après Jean-Pierre Astolfi (coord.) Procédures d'apprentissage en sciences expérimentales. Paris INRP 1985

Un problème est scientifique si sa résolution conduit à la formulation de savoirs à caractères généraux et universels.

S'il débouche sur la construction d'invariants (grandeurs, propriétés, relations qui se conservent). » (Develay)

Problématisation ou construction d'un problème :

étude d'un problème de façon à explorer et à délimiter le champ des possibles pour les solutions.

(Orange, 12)

Dans l'enseignement, la phase de problématisation est essentielle. Elle amène les élèves à participer à la construction du problème au cours des interactions en classe.

tâche

La tâche en situation d'apprentissage est « un but donné dans des conditions déterminées ». ( Leontiev cité par Develay, 1992)

exemple de tâches en biologie : concevoir une expérience, la monter, la schématiser, interpréter des résultats, réaliser un élevage, une culture...

Distinction entre tâche simple et complexe

Une tâche simple se limite à la reproduction d'une procédure (lire un tableau, construire un graphique...) ou au réinvestissement d'une connaissance simple : elle ne développe pas l'initiative de l'élève.

Une tâche complexe oblige l'élève à faire appel à plusieurs connaissances, capacités et attitudes simultanément pour gérer une situation problème ou concevoir une stratégie de résolution personnelle : en faisant appel à son initiative, elle motive l'élève et fait appel à son autonomie. Une tâche complexe est toujours contextualisée. C'est une stratégie pour construire des compétences, elle est également indispensables pour valider leur acquisition.

Typologie des tâches d'observation, d'expérimentation, de modèles ou de modélisation, de mesure en classe

Modèle / modélisation

• s'approprier/ faire fonctionner le modèle

• Exploiter un modèle

– soit pour lire le réel (quels faits en relation avec le modèle) (maîtrise du registre empirique)

– soit pour faire des prédictions (à partir des observations faites sur le modèle, en faisant ou pas varier des variables), les confronter aux données empiriques, améliorer le modèle (éprouver le modèle)

• élaboration d'un modèle (modélisation)

Observation

• S'approprier l'objet observé, les modalités, les visées de l'observation (nature, échelle, préparation, mode d'observation)- réalisation d'une observation,

• Rechercher, extraire, organiser l'information apportée par l'observation : quelle information doit être recherchée, quels descripteurs ↔ problème; cadre théorique

• Exploiter les données de l'observation : établissement de faits, les confronter aux hypothèses, prédictions des modèles, théories,

• Élaboration de dispositifs d'observation

Expérimentation

• S'approprier/ réaliser l'expérimentation : comprendre le dispositif ? Paramètre dont impact est testé sur quel phénomène? Quels paramètres sont contrôles?

• Description des résultats/ organiser la présentation des résultats : quels résultats de l'expérience? ↔ quelles hypothèses, quel pb ?

• Exploitation des résultats : interprétation des résultats, les confronter aux hypothèses (raisonner,argumenter)

• Elaboration d'une expérimentation

Mesures/ données

• Réaliser/ s'approprier des mesures/ données

• Organiser les résultats des mesures

• Exploitation des mesures/ données : interprétation des mesures/ données, les confronter aux hypothèses, aux prédictions des modèles (raisonner, argumenter)

• Élaboration d'un dispositif de mesures/ de recueil de données

Rechercher des informations :

observer, explorer, mettre en évidence, mettre en œuvre, produire un effet

Organiser et compléter les informations en les reliant aux connaissances :

situer, classer, identifier, reconnaître, récupérer, décrire, caractériser

Construire un raisonnement pour élaborer un savoir :

prendre conscience d'un lien, comprendre, mettre en relation, relier, expliquer

Élaborer des dispositifs de confrontation au réel, des modèles :

envisager, imaginer, concevoir

argumentation de la pertinence : argumenter