Conception de protocoles par les élèves dans le cadre de travaux pratiques en sciences expérimentales :une étape de la démarche d'investigation

Pourquoi cette formation ?

- L’importance de la phase de conception de protocole dans le cadre de la conduite d’un travail d’investigation

- Les difficultés de construire de telles situations dans la classe

- CoPEX, un projet de recherche sur la question de la conception de protocoles dans l’enseignement des SPC et SVT

Vos expériences…

Des thèmes variés

• SVT : – 6° : les besoins des végétaux– 5° : respiration,– 2° : réponse de l’organisme à l’effort ; besoins en gaz des

cellules ; contrôle de l’activité cardiaque par le système nerveux ; besoins nutritifs des cellules ; maintien des caractères cellulaires au cours des divisions ;

• SPC : – 4° : les couleurs, variation de la masse lors d’une

dissolution– 2° : en optique sur la réfraction, calcul du volume d’une

goutte d’eau – 2° : en chimie, sur les tests de présence d'espèces.

Des points positifs

Pédagogiques• motivation, investissement de l’élève, implication des élèves (« tous

les élèves ont produit quelque chose »)• efficacité des élèves lors de la manipulation• réinvestissement des connaissances de la semaine précédente

Didactiques• compréhension du problème, compréhension de l’objectif du

protocole (la question du sens)• permet de mettre en évidence des problèmes de logique chez les

élèves (apprentissage par l’erreur)• validation ou invalidation du protocole par l’expérimentation

Epistémologique• réalisation complète le la démarche scientifique, mise en évidence

de ce qu’est une conséquence vérifiable, (point de vue épistémologique)

• à associer à la démarche d’investigation sur le long terme

Des difficultés pour les élèves :

• cerner ce qu’est une hypothèse• difficulté à imaginer le protocole, découragement• cerner l’objectif pour pouvoir prévoir les résultats• penser au témoin, notion de témoin• ne faire varier qu’un seul facteur à la fois• oublier des étapes • difficultés de l’EXAO ; une mauvaise connaissance du

matériel à utiliser

Des difficultés pour l’enseignant

• guider les élèves– difficulté de faire émerger le principe du protocole– comment orienter les élèves sans leur donner le protocole (guidage

des élèves, certains s’égarent)– la présence du matériel oriente les protocoles des élèves– déviation possible vers des protocoles désirés par les élèves mais

non pertinents• gérer l’imprévu

– que faire des protocoles non réalisables ?– production de protocoles non pertinents (ne permettant pas de

conclure)– production de protocoles non prévus par le professeur

• organiser et gérer la classe : – gestion du temps (souvent TP chronophage)– gestion de la motivation (trop ou pas assez) et de l’excitation des

élèves– gestion d’un groupe avec plusieurs activités– gestion de l’hétérogénéité de la compréhension des élèves– gestion de la mise en commun (fastidieuse)– matériel dangereux, assurer la sécurité

Des objectifs…

• Préciser la notion de protocole expérimental en sciences expérimentales – une formation pluridisciplinaire

• Identifier/élaborer des outils permettant de construire des situations d’apprentissage dans lesquelles les élèves peuvent s’engager dans un travail de conception de protocole de manière autonome.

Des modalités…

Durée : 30 heures

Présence : 3 demi-journées de 13 h30 à 17 h30 le 20 janvier, à l’IUFM le 10 mars, à l’INRP le 31 mars, à l’IUFM

Travail personnel Essentiellement entre la séance 2 et 3 : réalisation d’une séance de conception de

protocole possibilité de valider des compétences du C2I  Expérimentation dans vos classes : intervention possible d’un formateur du

groupe et rapport de celui-ci.  Vous aurez tous une appréciation à l’issue de ce projet.

Un programme…

le 20 janvier, à l’IUFMMise en situation « élève » : conception d’un protocole de mesure d’angle facialAnalyse de la situation de classe

Travail à réaliser sur une séance dans sa discipline

le 10 mars, à l’INRPPrésentation du projet de recherche et du logiciel développéAnalyse de traces d’élèves

Élaboration d’une séance pour sa discipline

le 31 mars, à l’IUFMRéalisations croisées des séances produitesSynthèse

Un site pour récupérer les informations utiles

http://eductice.inrp.frhttp://eductice.inrp.fr/EducTice/projets/corise/copex/formation

Aujourd’hui…

• 1h30 - Conception d’un protocole expérimental : mesure de l’angle facial d’un crâne d’Homininé

• 45mn - Analyse de la séance réalisée : identification des caractéristiques de la séance qui permettent de rendre les élèves autonomes.

• 1h00 - Synthèse : mise en commun (une diapo par groupe) des travaux réalisés et construction d’une grille

• 20mn - Présentation du travail à réaliser pour la séance suivante