Progression, exemples d’activités et bilan de notre première année d’EIST

Collège Frédéric Hartmann Munster Académie de Strasbourg

Mise en place de l’EIST à la rentrée 2014 pour deux classes de 6ème sous l’impulsion de notre chef d’établissement

Répartition des deux classes en trois groupes de 19 élèves 3 séances hebdomadaires d’1 h + 1 h quinzaine Reconduction l’année prochaine, extension à 4 classes de 6ème (si 3h30 accordées)

Liaison CM2 – 6ème

Accueil des futurs 6ème en juin , présentation

de l’EIST

Vos indices

Boussole Longue-vue Loupe Etoiles

Naturaliste Amérique du Sud Microscope Bateau

Construire Se nourrir Océan

Alors, vous avez trouvé ?

Le voyage d’exploration scientifique

En route pour l’Amérique du Sud sur les traces de Darwin…

Voyage de Darwin autour du monde à bord du Beagle (1831 – 1836)

Le voyage vers l’Amérique du Sud

Progression

Étape 1 - La boîte à outil de l’explorateur

• Mesures de caractéristiques physico-chimiques de l’environnement : éclairement, température, humidité…

• Classement vivant / non vivant

• Notion d’espèce Comment nommer un être vivant inconnu ? Clé de détermination

• Qu’est-ce qu’un objet technique ?

Étape 2 - La construction du bateau • Qu’est-ce qui fait qu’un objet flotte ou coule ?

La poussée d’Archimède

• Quels matériaux pour quel bateau ? Comparaison avec matériaux actuels

• Propriétés des matières plastiques : avantages et effets sur l’environnement (action de l’Homme sur l’environnement)

• Energie et modes de propulsion

• Comment représenter un objet technique ?

• Réalisation de deux bateaux ; un bateau du XIXème siècle, un bateau actuel

Étape 3 – Le voyage vers l’Amérique du Sud A) Présentation du voyage de Darwin • Contexte historique + biographie de Darwin

(ses 22 premières années)

• Calcul de la distance séparant l’Angleterre de l’Amérique du Sud + recherches sur les arrêts possibles (Madère, îles Canaries et du Cap vert)

B) S’orienter en mer

• Découverte de la boussole et des aimants

• S’orienter en observant le ciel

• Repères géographiques : méridiens, parallèles, latitude, longitude… Réalisation d’un sextant simplifié en carton

• Instruments pour observer des objets éloignés : longue-vue, lunette astronomique

C) L’installation des végétaux sur une île vierge (îles du Cap vert d’origine volcanique)

• Etude de la graine, modes de dissémination, spores

• Fonctionnement et utilisation du microscope

D) Boire et se nourrir à bord

• Obtenir de l’eau potable à partir de l’eau de mer

• Produire du pain (action des levures), Observation des levures au microscope Notion de cellule, unité des êtres vivants

Étape 4 – Arrivée en Amérique du Sud et observations

A) 1ères Observations • Création de cartes d’identité des animaux rencontrés

(lien avec les langues)

• Etude des différents régimes alimentaires

B) Etude du milieu • Répartition des êtres vivants en fonction des

caractéristiques du milieu

• Peuplement des animaux/végétaux au cours des saisons : migrer, changer de forme, hiberner, rester actif / bourgeons, bulbes, plantes vivaces, annuelles…

• Etude du sol, décomposition, …

Étape 5 – De retour en Europe

A) Trier, classer la récolte • Regrouper par famille, classer les êtres vivants

dans les groupes emboîtés B) Réflexions, pistes d’améliorations (selon temps restant)

• Quelle est l’évolution du bateau ? • Quelle est l’évolution du microscope ?

Evaluation des élèves

Compétences en EIST

Mémoriser Savoir restituer son cours, une notion, un savoir-faire

Définir un mot scientifique

Annoter un schéma, dessin, … (vu en classe)

Comprendre

Trouver des informations à partir d’un texte, d’un tableau, d’un graphique, d’une illustration, ...

Décrire une courbe, un dessin d’observation, un croquis, … (l’annoter)

Pratiquer une ou des étapes de la démarche scientifique

(poser un problème ou formuler des hypothèses,

proposer un protocole expérimental, …)

Mettre en relation plusieurs informations (déduire), expliquer un phénomène (argumenter, justifier, comparer, critiquer, conclure)

Effectuer un calcul scientifique

Communiquer

Faire un dessin d’observation

Choisir ou proposer une représentation adaptée pour

synthétiser une notion (schéma fonctionnel, schéma,

croquis, tableau, carte heuristique, graphique,

texte, …)

Titrer un document

Savoir restituer et/ou expliquer aux autres sous forme d’une affiche, d’un diaporama

Réaliser

Utiliser une loupe, un microscope, un appareil de mesure, des outils…

Construire un tableau, graphique à partir de données

Réaliser une préparation microscopique, une dissection, un élevage, un herbier,…

Respecter un protocole (réalisation, façonnage, assemblage, consignes de sécurité)

Evaluation par compétences (bulletin sans notes)

Compétence commune : s’investir

S’organiser

Apporter ses affaires :

matériel, livres, cahiers,

classeurs, cahier de texte,

carnet de liaison…

Tenir avec soin ses affaires :

ses cahiers, ses classeurs,

son carnet de liaison, son

cahier de texte…

S’investir en classe

Avoir une bonne attitude :

lever le doigt, respecter ses

camarades et le professeur…

Respecter les consignes

Mener un travail à son

terme

Participer au cours : poser

des questions, répondre à

des questions…

Savoir travailler en groupe

S’investir à la maison

Apprendre les leçons

Faire les travaux écrits

Vérifier la tenue des cahiers

et classeurs

Les 4 paliers

1 La compétence est peu développée ou

non développée.

2 La compétence n’est que partiellement

maîtrisée et doit être renforcée.

3 La compétence est maîtrisée et

assurée.

E La compétence est maîtrisée de manière

optimale.

Exemples d’évaluation

Matière

Enseignant

Mém

oris

er

Com

prend

re

Réa

lise

r

Com

mun

ique

r

S’investir

Remarque

EIST

M Heyberger

2 2 3 2 2 Solène doit s'investir et participer

plus pour comprendre et réutiliser

les connaissances.

6ème4

Collège Hartmann Munster BULLETIN DE NOTES SPECIFIQUE EIST

Exemple de bulletin

Exemples d’activités

Etape 1 La boîte à outils de

l’explorateur

J’explore mon environnement

Sortie aux jardins de Wesserling en collaboration avec les professeurs de français

Exploitation de la sortie

Exemples de questions posées :

• Partez à la découverte des fleurs, fruits, aromates et légumes dans l’extraordinaire potager et concoctez une recette de soupe « folle » appréciée au pays des merveilles

• Choisissez une bête rencontrée. Dessinez et décrivez la, à la manière d’un explorateur naturaliste.

• Nommez les espèces d’arbres présentes dans le

parc, à l’aide de la clé de détermination de l’ONF

Je sais définir et reconnaître une espèce

Combien y a t-il d’espèces d’escargots ?

Documents de travail :

- boîte avec des coquilles d’escargots - document « expériences de

reproduction » - dictionnaire papier et / ou

numérique

Etape 2 La construction du bateau

Flotte ou coule ?

Influence de la masse Influence de la forme de l’objet

Influence du volume

Influence du liquide

eau douce eau salée éthanol

PE

PP PS

Prolongements

• Pourquoi la flottaison est-elle meilleure dans l’eau salée que dans l’eau douce ?

• Toutes les mers du globe ont-elles la même teneur en sel ?

• A quoi faut-il faire attention lorsqu’on charge

un navire ? (lignes de flottaison)

La poussée d’Archimède

• Qui était Archimède ? Que dit la légende ? (la couronne du roi Héron)

• Qu’est ce que la poussée d’Archimède ? Comment la mesurer ?

Mesure du poids Mesure du poids apparent

• La poussée d’Archimède dépend-t-elle de la masse ?

• La poussée d’Archimède dépend-t-elle du volume ?

Bilan de cette activité: - beaucoup trop longue

- des parties à supprimer, notamment la partie sur la poussée d’Archimède, compliquée pour des élèves de 6ème

Construction d’un bateau du XIXème siècle

Et voilà le travail !

Il ne reste plus qu’à mettre un mât et des voiles.

Construction d’un bateau actuel

Plans et notice disponibles sur le site académique Projet bateaux Munster https://www.ac-strasbourg.fr/pedagogie/technologie/niveau-6eme/projets-academiques/projet-bateaux-munster/

Etape 3 Le voyage vers l’Amérique

du Sud

S’orienter à l’aide d’une boussole

A ton avis de quoi est constituée une boussole ? Comment penses-tu qu’elle fonctionne ?

1) Hypothèse : « je pense que la boussole est constituée… »

Légende : Pôle sud magnétique : S Pôle nord magnétique : N

Répulsion

Attraction

N S

N N

Expériences réalisées par les élèves

N S

Boussole seule Boussole au voisinage d’une autre boussole

Boussole au voisinage d’un aimant

Résultats :

Conclusion : l’aiguille de la boussole est comparable à un aimant La Terre est comparable à un gigantesque aimant (avec un pôle nord et un pôle sud) puisqu’elle attire l’aiguille de la boussole.

N S

S

N N N

??

Comment expliquer cela ?

Il y a un problème !

Conclusion après discussion et recherche internet

Les pôles magnétiques et géographiques sont inversés !

pôle N géographique

Schéma très simplifié

Prolongement : pourquoi la Terre se comporte-t-elle comme un aimant ?

Comment fabriquer une boussole ?

La boussole est souvent perturbée au voisinage des appareils électriques.

Pourquoi ?

Fabrication d’un électro-aimant pour montrer que le courant électrique génère un champ magnétique

S’orienter en observant le ciel

Que voit-on dans le ciel la nuit ?

Sortie au planétarium de Strasbourg (fermé pour travaux) remplacée par la venue d’un conférencier

S’orienter

Coordonnées géographiques d’un point

Comment les marins mesuraient-ils leur latitude ?

en mesurant l’angle d’élévation de l’étoile polaire par rapport à l’horizon à l’aide d’un sextant

Source : Wikipedia

Fabrication d’un sextant en carton

1er sextant (descriptif trouvé sur le site du musée canadien de la guerre)

Difficile de viser l’étoile polaire avec une paille aussi fine !

2ème sextant amélioré

un tuyau plus large

un rapporteur permettant une lecture directe de l’angle d’élévation

Un élève vise. Un autre fait la lecture.

La nuit, il faut prévoir une lampe de poche.

Mesure de l’angle d’élévation du sommet de la grue que nous apercevons depuis la salle de classe

Et après test à la maison, ça marche !!! On lit environ 48° en visant l’étoile polaire,

ce qui correspond bien à la latitude de Munster !

S’orienter en regardant au loin

Comment concevoir une longue-vue ?

Recherche de critères permettant de distinguer les lentilles

Les élèves disposent de 8 lentilles à classer par famille. Ils doivent présenter leurs résultats sous forme de tableau.

Exemples de tableaux

Victor, Lucas, Corentin

Inès, Amandine, Iris, Marie

Notion de distance focale Un moyen simple pour retrouver la distance focale d’une lentille et la ranger ensuite dans le bon compartiment :

Recherche des meilleures combinaisons pour créer une longue-vue

Matériel : 5 lentilles (- 5 cm, + 5 cm, + 10 cm, + 30 cm, + 60 cm), un mètre ruban, 2 tubes en PVC coulissants l’un dans l’autre et munis de bagues amovibles pour fixer les lentilles

Tube porte objectif de longueur 45 cm

Tube porte oculaire de longueur 35 cm

Boire à bord

Filtration puis distillation de l’eau de mer

Se nourrir à bord

La fabrication du pain

Problème

Le boulanger du navire a fabriqué ce pain (ramener une miche de pain avec une mie peu aérée). Que s’est-il passé ?

Formulation d’hypothèses

Mise en commun des hypothèses

Je pense que la mie n’est pas aérée car :

Tests : confection des pâtes le matin

Dégustation l’après midi

Les élèves étaient tellement pressés de goûter les pains que nous avons complètement oublié

de faire des photos !

Miam !

Contre toute attente, le meilleur pain est le pain n°6 !

Une explication : le four à air pulsé de la cantine a asséché la pâte

Action des levures Recueil et identification du gaz formé

Observation des levures au microscope

Etape 4

Arrivée et observations

Quelques animaux rencontrés

• Cacatoès blanc • Renard de Darwin • Trachyderini (longicorne) • Cygne à cou noir • Tortue géante des Galapagos • Nestira • Puma • Nandou de Darwin • Pinson de Darwin

Création de cartes d’identité des animaux rencontrés

Pourquoi ces espèces végétales (yucca et arbres de la forêt amazonienne)

ne coexistent-elles pas ?

Extraits du carnet de bord de Darwin

Avril 1832

Nous jetons l ’ancre à Rio de Janeiro. J’explore les alentours à cheval

avec mes coéquipiers. Sous une chaleur étouffante entrecoupée de pluies

torrentielles, je collecte une grande diversité de plantes, insectes et autres

animaux. Dans la forêt amazonienne, le recours à la hache est parfois

nécessaire pour se frayer un passage…

23 juillet 1834

Nous atteignons la ville chilienne de Valparaiso.

La végétation du pays est bien maigre: yuccas, vilains palmiers, plantes

rappelant les cactus, vergers et quelques acacias rabougris. La faune

n’est pas plus abondante…

Extraits du carnet de bord de Darwin

Carte des vents

Carte des précipitations Carte des isothermes

Carte géographique Carte des domaines climatiques

Correction

Bilan de cette première année

Points positifs :

• Travail d’équipe enrichissant

• Effectifs allégés

• Meilleure connaissance des élèves et de leurs compétences

• Elèves davantage investis

• Activités et contenus variés, possibilité d’aborder plus longuement l’Histoire des sciences et des techniques

Points à améliorer :

• Contenus parfois trop ambitieux :

alléger voire supprimer certains points

consacrer davantage de temps à la méthodologie, à la remédiation et à chaque démarche d’investigation

• Mettre en place des blocs de deux heures ; gain de sens et de temps

• Repenser l’organisation du cahier de laboratoire de l’élève

• Encourager davantage la production écrite des élèves

• Impliquer davantage les autres matières (carnet de bord en collaboration avec le français et le CDI)

• Faire davantage de sorties mais plutôt au niveau local car collège en fond de vallée (problème du coût et de la durée des déplacements)

• Prévoir une ligne budgétaire Points négatifs

• Chronophage pour le professeur

• Problème pour l’enseignant de maîtrise d’une discipline qui n’est pas la sienne

Questionnement

• Devenir de l’EIST en termes de statut du professeur, d’effectifs des groupes ?

• Extension à tous les niveaux du collège ?

• Pérennité du projet selon la mobilité du personnel (mutation, retraite) et l’adhésion des nouveaux collègues ?

• Maintien de l’heure de concertation ?

Merci pour votre attention