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Année universitaire
2005 / 2006
Comment gérer les propositions
des élèves pour la démarche
expérimentale?Quels choix, pour quelles conséquences?
Concours de recrutement de professeur des écolesGOLFIER Béatrice Directeur de mémoire : GERMAIN François
N° dossier : 0363065L
SOMMAIRE
Introduction…………………………………………………………………….2
I.Origine de la problématique : un stage en PE1 ......................................……3
I.1. Présentation et analyse de la séance ……………………………………………….3I.2. Naissance d’un questionnement………………………………………………….. .7
II.Recherches théoriques ....................................................................................9
II.1. Historique de l’évolution de l’enseignement des sciences à l’école primaire…….9ΙΙ.1.1. A l’origine……………………………………………………………….9II.1.2. « La main à la pâte »…………………………………………………...10
• La démarche…………………………………………………………10II.1.3. Ce que disent les Programmes Officiels de 2002……………………...10
II.2. L a démarche expérimentale : qu’est-ce que c’est ? ……………………………...12II.2.1. Quelques définitions…………………………………………………...12II.2.2. La démarche « OHERIC » et ses limites………………………………12
III.Les points de remédiation à ma pratique ..................................................15
III.1. Quelques pistes de réflexion……………………………………………………15III.1.1. Comment prendre en compte les propositions des élèves ?…………..15
• Lors de la préparation de nos séquences.……………………………15III.1.2. Quel est le statut de l’erreur ?…………………………………………17III.1.3. L’intérêt du débat……………………………………………………..19
III.2. Une mise en pratique pendant le stage R1, en cycle 3………………………….21• Présentation …………………………………………………………21• Description et analyse de la séquence……………………………….21• Conclusion…………………………………………………………..25
III.3. Une mise en pratique pendant le stage R2, en Grande section…………………26• Présentation …………………………………………………………26• Description et analyse de la séquence……………………………….27• Conclusion…………………………………………………………..29
Conclusion……………………………………………………………………..30
Bibliographie…………………………………………………………………..32
Annexes……………………………………………………………………………………..33
- 1 -
INTRODUCTION
L’enseignement scientifique et technologique à l’école primaire, dans son état actuel,
résulte de nombreuses évolutions et réflexions pédagogiques. Mais ce n’est que depuis juin
2000, avec la mise en place du Plan de Rénovation de l’Enseignement des sciences et de la
technologie à l’école (PREST), institué par Jack Lang, alors Ministre de l’Education
Nationale, que toute cette démarche pédagogique a été repensée. Ainsi, les textes officiels
préconisent l’implication et la mise en activité des élèves, pour favoriser la construction de
leurs apprentissages grâce à l’expérimentation. Désormais, l’enseignement scientifique doit
explicitement se fixer comme objectif d’apprendre aux élèves à chercher et à trouver par
eux-mêmes.
Consciente des intérêts de la démarche et convaincue par son efficience en
m’engageant dans sa mise en pratique, je me suis rapidement rendue compte, dès l’issue de
ma première expérience, que cette démarche exigeait une très sérieuse préparation. En effet,
l’enseignant doit se placer dans une attitude très spécifique, pour laquelle j’ai éprouvé
quelques difficultés. Ainsi sont apparus plusieurs éléments d’interrogation, que je présenterai,
et pour lesquels des solutions me permettant d’améliorer ma pratique professionnelle dans
cette discipline ont été recherchées.
Pour expliquer ces éléments précisément, je m’attacherai dans un premier temps à
présenter et analyser la situation d’où ont émergé mes interrogations. Puis, je confronterai
cette analyse aux ressources documentaires théoriques et officielles, pour faire évoluer ma
réflexion et proposer des solutions de remédiation aux problèmes soulevés. Enfin, je
présenterai et j’analyserai deux séquences m’ayant permis de tester mes propositions.
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I. Origine de la problématique : un stage en PE1
Le souhait de faire porter mon mémoire sur le thème de la mise en place de la
démarche expérimentale et la prise en compte des propositions des élèves, m’est apparu au
cours d’un stage effectué pendant ma PE1. A cette occasion j’ai été amenée à conduire une
séance en sciences qui a fait émerger des interrogations sur cette pratique pédagogique.
I.1. Présentation et analyse de la séance
Mon stage s’est déroulé dans une classe de CM1 comptant 17 élèves. Ceux-ci avaient
déjà entamé une séquence de travail sur la matière, et plus particulièrement sur les mélanges,
qu’une PE2 avait adapté de l’ouvrage de Bruno HENNOQUE intitulé Mélanges et solutions
cycle 3, édité au CRDP de Dijon. Ainsi, ils avaient déjà travaillé sur la différenciation entre
mélanges homogène et hétérogène et s’étaient interrogés sur une solution d’eau salée. Ils
avaient procédé à une expérience d’évaporation pour prouver qu’il y avait bien du sel dans la
solution, alors qu’on ne le voit pas à l’œil nu.
La séance suivante à laquelle j’ai assisté, consistait en l’observation et l’analyse
d’étiquettes de bouteilles d’eau de différentes marques. Le but était de constater la présence
de nombreux éléments invisibles les composants, ainsi que les variations en teneur de ces
éléments selon les marques. L’enseignante a dirigé leur attention sur la teneur en sodium et
ses différences de concentration d’une marque à l’autre. Puis la discussion s’est engagée sur la
question de savoir s’il était possible de dissoudre autant que l’on veut du sel dans un volume
donné d’eau, tout en gardant un mélange homogène.
C’est à ce stade que je suis intervenue pour prendre en charge la séance suivante, dans
laquelle la question posée aux élèves était qu’ils imaginent et réalisent des expériences
permettant de constater s’il est possible de dissoudre indéfiniment du sel dans l’eau. Ainsi, les
objectifs visés relevaient de trois ordres différents : avant tout, de l'ordre du savoir-être
(savoir se comporter, coopérer pour travailler en groupes...), d’autre part de l’ordre de savoirs
- 3 -
scientifiques (comprendre la notion de saturation) et enfin, de l’ordre des savoir-faire
scientifiques inhérents à la démarche expérimentale (être capable d’imaginer et réaliser un
dispositif expérimental répondant aux questions que l’on se pose, observer attentivement,
prendre des notes lors d’une expérience, rédiger une synthèse de l’expérience réalisée et de ce
qu’on en retient).
J’ai donc organisé ma séance en 6 étapes (Annexe 1 : fiche de préparation séance 1
« Seuil de saturation de l’eau en sel) :
1) J’ai tout d’abord fait travailler chaque élève de façon autonome, en lui faisant
imaginer une expérience pour répondre à la question, et réaliser un schéma
accompagné de la liste du matériel qui serait nécessaire, avec ses explications.
Individuellement, chacun pouvait mieux s’investir et s’approprier l’activité que si des
groupes avaient déjà été constitués. Par ailleurs, cette étape était aussi l’occasion pour moi de
faire émerger les conceptions initiales des élèves sur lesquelles appuyer la suite de la séance.
Toutefois, cette organisation ne m’a pas permis d’avoir un réel retour sur les conceptions de
chaque élève car mon observation s’est faite sur le vif, se limitant à de brefs passages auprès
de certains compte tenu des multiples productions (elles restent malgré tout disponibles car
consignées dans le classeur de sciences de chaque élève).
Une alternative possible, aurait été de procéder au recueil de leurs premières
idées, ainsi j'aurai pu mieux les observer et les analyser, et y repérer d'éventuelles
difficultés dont j'aurai pu me servir pour anticiper sur la suite de la séquence.
2) Dans un second temps, je les ai fait confronter leurs idées par groupes de trois, pour
qu’après discussion, ils arrivent éventuellement à éliminer certaines propositions
directement réfutables par le groupe.
Ce moment d’échanges était l’occasion pour eux d’établir spontanément des critères de
validation ou invalidation, comme le fait de ne pas répondre à la question, ou la mauvaise
détermination d’une des étapes de la réalisation, ou bien encore son inutilité étant donné
qu’un des élèves du groupe apporte une réponse ignorée par les autres. Ainsi, chaque groupe a
redéfini une solution commune améliorée, compte tenu des évolutions apportées par les
échanges obtenus.
3) L’ensemble des propositions de protocole expérimental élaboré par chaque groupe,
a finalement été soumis au groupe classe afin de réaliser des comparaisons. De cette
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façon, les élèves ont pu constater que tous n’avaient pas pensé à la même solution,
mais que plusieurs groupes avaient envisagé la même expérience, à quelques détails
près ayant alors fait l’objet de débats (même but que précédemment dans les petits
groupes : étudier comment ces différences sont pertinentes et remédiatrices d’erreurs,
d’oublis ou de manques de connaissances de certains).
L’intérêt était que les élèves confrontent leurs idées pour les enrichir d’éléments
apportés par d’autres, en petits groupes d’abord, permettant de passer de façon rapide et
constructive de 17 à 6 expériences. Puis de confronter ces 6 expériences en conduisant un
débat cette fois-ci avec mon aide, afin de perfectionner les propositions faites, leur apporter
des réponses et, je dois au bout du compte l’admettre, conclure en les orientant finalement sur
une unique expérience correspondante à celle que j’avais prévue de leur faire mettre en
œuvre, conformément à ma fiche de préparation. (Annexe 2 : fiche de synthèse « La
saturation de l’eau en sel ») Elle consistait à ce qu'ils essayent d'ajouter petit à petit du sel
dans un verre d'eau, en prenant garde à n'en ajouter à nouveau que lorsqu'il aurait été
totalement dissout. Ainsi, ils auraient pu observer le phénomène de dissolution et vraiment se
rendre compte qu'au bout d'une certaine quantité de sel, elle ne se fait plus.
4) Les élèves ont réalisé par groupes de 3 l’expérience proposée. Après cela, chaque
groupe a été invité à présenter ses résultats d’expérience.
Le fait d’avoir voulu aboutir à un nombre limité d’expériences à réaliser a pour origine
la prise en compte d’un certain nombre de contraintes pratiques. L’une des difficultés de la
mise en place de l’expérimentation est, en effet, de dépendre de facteurs tels que le nombre
d’élèves dans la classe, d’un espace qui se limite à la salle de classe qu’il faut alors aménager
en conséquence, car il n’existe pas de salle polyvalente dans toutes les écoles, ou encore le
manque de matériel. Evidemment, ces contraintes sont à prendre en compte dans l'élaboration
de nos séquences et sont un facteur déterminant pour leur bon déroulement. Au même titre, on
peut être amené à prévoir une sortie pour se rendre à la salle de science du CDDP, ou bien on
organise les séances en décloisonnement, par exemple ; cela demande une organisation et une
planification préalable pour que ces contraintes ne soient pas un frein.
5) Cette mise en commun a permis de réaliser la trace écrite faisant la synthèse de la
séance, comprenant une liste du matériel nécessaire, un schéma légendé de
l’expérience et un texte de synthèse des connaissances à retenir, réalisé sous la forme
de dictée à l’adulte. Enfin, sachant ce que devait comporter à minima leur texte de
synthèse (Annexe 2 : fiche de synthèse « La saturation de l’eau en sel »), je les ai
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orientés par mon questionnement pour parvenir à organiser correctement leurs
propositions et ainsi approcher au plus près de ce que j’avais prévu.
En me faisant dicter par les élèves les connaissances à consigner dans le texte de
synthèse, je respectais bien les préconisations d’usage de la démarche dans laquelle je
m’inscrivais et estimais également ce qu’ils retenaient de la séance.
Ma séance était aussi parfaitement que possible planifiée, elle a d’ailleurs abouti aux
objectifs que je m’étais soigneusement fixés. Mais, au cours de sa mise en place, je me suis
rendue compte que ma pratique était en décalage avec la conception que j’en avais. C’est-
à-dire que je souhaitais théoriquement m’inscrire dans une démarche constructiviste, (et
mettais tout en œuvre pour cela), dans laquelle l’apprenant conçoit et construit sa réflexion
pour élaborer ses apprentissages, et où l’enseignant le guide de façon déterminante sans lui
imposer des conceptions qui ne seraient pas le fruit de sa réflexion ; ce que j’estime ne pas
avoir suffisamment réussi à mettre en place, compte tenu des différentes raisons déjà
pointées :
- Comme les conceptions étaient recueillies et l’expérience faite pendant la même séance, il
m’a été difficile de réellement les utiliser et construire la séance par rapport à elles.
- Je ne suis pas parvenue à instaurer une véritable situation d’interaction entre les élèves et
moi, dans le sens où j'attendais qu'ils me dictent le texte de synthèse, or, c'est moi qui leur ai
fait dire ce que j'attendais. Cette synthèse était davantage faite avec mes mots qu'avec les
leurs. Ceci en raison du fait qu'il m’était difficile de prendre le recul nécessaire pour me
détacher de ma préparation et réellement les laisser me dicter le résumé.
- J’ai senti qu’il était aussi important de développer un moyen permettant aux élèves de
prendre conscience qu’ils étaient soumis à des contraintes pratiques pour le choix de leurs
expériences.
Ces difficultés vont toutefois être complétées par d’autres.
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I.2. Naissance d’un questionnement
Il existait donc un décalage entre ma volonté de rendre les élèves acteurs dans la
construction de leurs savoirs par la mise en place d’une démarche expérimentale (ainsi qu’il
en est fait recommandation dans les programmes) et la réalité du déroulement de ma séance.
Tout d'abord se sont révélées une certaine confusion et inexactitude sur ce que doit
être la démarche expérimentale. De nombreux termes, techniques, proches les uns des autres,
mais néanmoins porteurs de nuances importantes, y contribuant fortement.
Un premier point d’interrogation consistera donc avant tout à définir avec exactitude
le déroulement que doit suivre la démarche expérimentale.
Il m’est aussi apparu nécessaire, dans ce premier temps, de clarifier un ensemble de
termes référents tels que l’expérience, l’expérimentation, la démarche de « la main à la pâte »,
la démarche expérimentale, le protocole expérimental, OHERIC et plus récemment, la
démarche d'investigation.
D’autre part, je me suis rendue à l’évidence que la mise en place de la démarche
expérimentale nécessitait un certain recul sur la pratique professionnelle et que lors d’une
première expérience en la matière, il était normal de se raccrocher à sa préparation pour éviter
d’être déstabilisée par certaines idées imprévues et déconcertantes des élèves qu'il est difficile
de gérer.
Un autre axe de ma réflexion sera donc de déterminer quand et comment prendre en
compte les propositions des élèves dans une séquence.
Même si cela devient évident avec du recul, ma première séance apparaît totalement
préétablie avec peu de place pour la prise en compte des propositions des élèves, autour
desquelles pourtant la séance doit théoriquement se construire. Puisque selon la démarche
expérimentale, je suis amenée à leur faire exprimer leurs idées pour qu'ils développent une
certaine logique et un certain sens critique des protocoles, comment alors ne pas les ignorer et
faire que cette étape ait réellement un intérêt pédagogique pour la construction des
connaissances des élèves ?
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D’une certaine façon, se pose aussi le problème de la "considération" (au sens moral
du terme) des propositions des élèves. Comment les amener à éliminer d'eux-mêmes des
propositions, mais pas parce qu’elles ne sont pas celles que nous attendions ou avions
prévues ? De là, découle une autre interrogation : si l’on demande aux élèves d’élaborer un
protocole expérimental, quel retour devons-nous avoir dessus ?
Autrement dit : quel est l'intérêt de l'erreur et qui la juge (nous ou les élèves, si c’est
eux de quelle façon, si c’est nous comment) ?
Lorsque nous portons un regard "expert" pour éliminer de façon parfois autoritaire et
abrupte des expériences " fausses ", cela suppose alors que les savoirs scientifiques prévalent
sur les savoir-faire scientifiques, or les deux sont étroitement liés et dépendent l’un de l’autre.
Au contraire, lorsque nous laissons une place à l’erreur, cela suppose de la considérer
constructive, en tant que sources d’apprentissages variées et peut-être plus durables encore.
C’est dans ces conditions qu’apparaît tout l’intérêt de mener un débat en classe.
Je présenterai donc dans la partie suivante, les sources m’ayant aidé à approfondir mes
connaissances, me forger une opinion et à envisager une remédiation à ma pratique.
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II. Recherches théoriques
Cette analyse rétrospective de ma pratique et les questions qu’elle a soulevées me
poussent à m’intéresser à l’histoire de l’enseignement des sciences, afin de mieux comprendre
d’où proviennent ses objectifs et ses démarches. Je porterai également un regard sur ce que
préconisent les Textes Officiels, et poursuivrai mes recherches aux théories de spécialistes de
la " bonne " conduite de la démarche scientifique, afin de trouver des solutions à mes
interrogations et des pistes de remédiation à ma pratique.
II.1. Historique de l’évolution de l’enseignement des sciences à l’école primaire
La place des sciences à l’école primaire n’est que très récente, et la forme sous laquelle
on la connaît actuellement l’est encore d’avantage.
ΙΙ.1.1. A l’origine
Ce n’est que vers le milieu du XIXème siècle que l’on introduit les sciences à l’école
primaire. On les trouve alors regroupées sous le terme d’« enseignement d’éléments de
sciences naturelles, physiques et mathématiques. » Elles ne présentent encore qu’un caractère
facultatif.
Plus tard, en 1887, le décret du 18 janvier réaffirme cet enseignement sous les termes
de « leçon de choses » qui consiste à faire observer aux élèves des phénomènes qui n’auraient
pas spontanément attiré leur attention. A cette fin, le maître pouvait, parfois, procéder à une
expérience, faite de façon totalement magistrale devant des élèves qui ne faisaient
qu’observer. De plus, cette expérience n’avait pas pour but de confirmer ou infirmer une
quelconque hypothèse.
Bien plus tard, en 1969, avec l’arrêté du 7 août qui instaure le tiers-temps à l’école
élémentaire, l’enseignement des sciences est inclus dans ce qui est appelé les « disciplines ou
activités d’éveil » au même titre que l’histoire, la géographie, les travaux manuels et les
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disciplines artistiques. Dorénavant, les objectifs sont de développer une "attitude scientifique"
chez l’élève. Celle-ci implique d’encourager la curiosité, la créativité, l’esprit critique,
l’objectivité et la rigueur faisant ainsi apparaître une nouvelle conception pédagogique dont la
tendance est résolument constructiviste et donc où l’élève est invité à agir pour apprendre.
Les programmes de 1985 et ceux de 1995, tout en donnant un cadre plus précis aux
contenus de cet enseignement, confortent cette orientation. Se développe même dans les
années suivantes l’opération « La main à la pâte » qui reste actuellement le fer de lance de
l’enseignement scientifique.
II.1.2. La main à la pâte
• La démarche
La démarche préconisée par « la main à la pâte » privilégie la construction des
connaissances par l’interrogation, l’expérimentation et l’argumentation. Les élèves sont à la
fois, concepteurs et acteurs de leurs expériences. Celles-ci sont discutées pour comprendre
leur pertinence et elles sont confrontées aux différents points de vue.
Plus concrètement, elle s’organise de la façon suivante :
- L’enseignant propose aux élèves un problème issu d’un phénomène réel et les aide à émettre
des hypothèses expliquant ce phénomène qui seront testées par des expériences.
- De là, les élèves doivent rédiger un protocole expérimental permettant de répondre au
problème posé. Ils doivent ainsi anticiper sur le résultat qu’ils pensent obtenir.
- Pendant l’expérimentation, les élèves notent leurs observations, puis relèvent les résultats.
Leur interprétation aboutit à la validation ou à l’infirmation des hypothèses émises. Alors, soit
le problème est résolu, soit il faut émettre et tester d’autres hypothèses. Dans cette démarche,
l’erreur fait partie intégrante des apprentissages et il n’y a pas d’expérience "ratée", mais bien
des expériences permettant de répondre au problème ou non.
II.1.3. Ce que disent les Programmes Officiels de 2002 1
L’enseignement scientifique à l’école primaire est conçu de façon à ce qu’il suive une
progression logique qui tienne compte de la maturité intellectuelle des enfants.
1 Qu’apprend-on à l’école élémentaire ? , CNDP /XO Editions, 2003. Qu’apprend-on à l’école maternelle ? , CNDP /XO Editions, 2003.
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Ainsi, au cycle 1, il repose essentiellement sur des expériences sensorielles, à travers
lesquelles l’enfant observe, manipule puis reproduit le phénomène étudié. Il s’agit de poser
les bases de la réflexion scientifique : « Un des objectifs important de la première éducation
scientifique à l’école maternelle est de confronter les élèves aux contraintes de la pensée
logique. »
Au cycle 2, les compétences développées au cycle précédent sont davantage
approfondies et commencent à être formalisées : les élèves « apprennent à se questionner, à
agir de manière réfléchie. Ils manipulent, construisent, observent, comparent, classent,
expérimentent. Le maître leur permet de structurer leur réflexion et leur action. »
Enfin, au cycle 3, l’objectif principal est d’amener les élèves à comprendre ce qu’est
une attitude scientifique et à exercer leur pensée rationnelle. La méthode de travail dans le
domaine des sciences expérimentales et de la technologie est essentielle : « il s’agit pour le
maître de créer les conditions d’une activité qui aiguillonne la curiosité des élèves, les incite
à élaborer une démarche d’investigation donnant accès à des connaissances. »
La logique développée par les programmes pour soutenir l’enseignement scientifique
est cohérente et l’on voit bien quelle progression est faite au cours des différents cycles, où
petit à petit, on formalise et spécialise les enseignements, dans le but d’élaborer une pensée
raisonnée et structurée chez l’élève construite, entre autre, par le cadre de la démarche
expérimentale. D’ailleurs, cette mise en parallèle de la démarche de « la main à la pâte » avec
les Instructions Officielles montre bien en quoi la démarche de l'une, répond aux
prescriptions de l'autre.
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II.2. L a démarche expérimentale : qu’est-ce que c’est ?
II.2.1. Quelques définitions
Expérience : « C’est le fait de provoquer un phénomène pour l’étudier : Chercher dans
l’expérience la confirmation d’une hypothèse. » 1
Expérimenter : « C’est soumettre à des expériences pour vérifier, contrôler, juger… »2
Démarche : « C’est la façon dont procède un raisonnement, une pensée »3
Protocole : « C’est l’énoncé des règles de déroulement d’une expérience scientifique. »4
Concrètement, et selon A. GIORDAN dans son ouvrage intitulé L’enseignement
scientifique. Comment faire pour que « ça marche ? » , la démarche expérimentale constitue
une tentative de répondre à une situation qui pose problème et peut, et doit même, recouvrir
une grande diversité d’activités ; elle ne se réduit pas à la réalisation d’une expérience.
L’expérience n’est qu’un moment de la démarche scientifique ; elle est entourée d’activités
diverses telles que la recherche documentaire, il faut aussi décoder, analyser des résultats,
argumenter et les synthétiser. Il faut absolument se dégager de l’a priori selon lequel
" expérimenter " reviendrait presque exclusivement à "manipuler". Ainsi A. GIORDAN
propose de retenir que la démarche expérimentale serait le fait que « les élèves se posent des
questions, émettent leurs propres hypothèses (et pas seulement, une, la bonne !), conçoivent
des montages expérimentaux pour mettre à l’épreuve leurs idées, recueillent et analysent les
résultats obtenus, en tirent des conclusions et présentent leurs recherches aux autres ». Tout
ceci n’est pas linéaire mais en interaction.
II.2.2. La démarche OHERIC et ses limites
Comme nous l’avons déjà détaillé dans le paragraphe consacré à la présentation de la
« main à la pâte », la démarche expérimentale comprend plusieurs étapes ainsi résumées :
1 Dictionnaire Hachette, 1980.2 Dictionnaire Hachette, 1980.3 Dictionnaire Hachette, 1980.4 Dictionnaire Couleur Hachette, 1993.
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-Présentation ou constat d’un problème
-Emission d’hypothèses
-Vérification de ces hypothèses par l’expérimentation
-Interprétation des résultats
-Conclusion ou résolution du problème
Cette démarche a été définie par Claude BERNARD dans son Introduction à l’étude de
la médecine expérimentale (1965), et nommée « OHERIC », sigle qui correspond aux initiales
des mots constituant les étapes de sa démarche expérimentale : Observation, Hypothèses,
Expérience, Résultat, Interprétation et Conclusion.
Seulement André GIORDAN, dans son ouvrage intitulé L’enseignement scientifique.
Comment faire pour que "ça marche" ? (2002), exprime quelques avertissements à ce propos.
En effet, selon lui, telle qu’elle est présentée, la démarche expérimentale aurait tendance à
« rigidifier le cheminement des apprenants et ne leur permettrait pas de comprendre,
réellement, ce qu’ils font. » Il reconnaît même que « les scientifiques ne procèdent jamais de
la sorte. » La façon dont elle est présentée ne reflète pas la réalité de la démarche scientifique,
en fait dit-il, ce n’est qu’une fois la « solution trouvée » qu’on en synthétise le cheminement
sous cette forme parfaitement organisée, élaborée et figée.
Ainsi, la démarche « OHERIC » n’est pas à prendre strictement comme "le modèle" à
suivre pour la construction et la succession des séances d’une séquence, mais plus comme un
cadre général sachant qu’il n’y a pas "qu’une expérience", ni "qu’une hypothèse" mais bien
des allers-retours continuels entre des hypothèses et leurs vérifications. « La démarche
scientifique n’est jamais une approche simple et linéaire. Il est très difficile d’imaginer
immédiatement la " bonne " hypothèse. De plus, une seule expérience ne suffit pas pour la
vérifier. »
Il est vrai que ce modèle très cadré, dans la construction du cheminement du
raisonnement, est difficile à rendre accessible aux élèves, et de plus, a-t-on réellement le
temps d’aller jusqu’au bout de la succession de notre raisonnement compte tenu du cadre
scolaire ?
Par contre, je pense que c’est une démarche que l’enseignant doit faire lorsqu’il conçoit
ses séquences. En effet, c’est celle que j’ai effectuée lorsque j’ai souhaité faire faire aux
élèves une expérience pour découvrir le seuil de saturation de l’eau en sel. J’en ai exactement
suivi le cheminement afin d’avoir une démarche claire et structurée sur laquelle baser ma
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séance. Seulement c’est justement le fait d’avoir suivi ce cheminement qui ne m’a pas permis
de prendre réellement en compte les interventions des élèves. Ainsi je ressens une certaine
culpabilité du fait de mon manque "d’honnêteté" envers eux, puisque je n’ai finalement que
"fait semblant" de prendre en compte leurs propositions. Bien entendu, c’est une chose dont
ils n’ont pas eu conscience, mais je pense malgré tout que cette séance n’a pas dû avoir de réel
sens pour eux. Le questionnement ayant été fortement suggéré, ça n’était donc pas un réel
besoin de leur part.
Une certaine contradiction commence ainsi à prendre forme. En effet, d’un côté,
l’enseignant doit être en mesure de proposer aux élèves une progression la plus structurée
possible, selon le schéma de la démarche expérimentale. D’un autre côté, il est recommandé
de proposer des situations à partir desquelles les élèves se questionnent et élaborent un
chemin de pensée qui guidera la démarche expérimentale. Ceci suppose de prendre en compte
leurs questions, hypothèses et solutions et de construire la séquence d’après celles-ci.
Quoiqu’il en soit, en ce qui concerne la démarche des élèves, je pense qu’effectivement
l’objectif de l’enseignement scientifique est de faire en sorte qu’ils se posent des questions
qu’ils essayent de résoudre ou qu’au cours de leur réflexion ils soient amenés à les faire
évoluer et à s’en poser d’autres et ainsi de suite, dans la mesure du possible. Un des objectifs
clairement cités dans les programmes est effectivement de les faire s’interroger et développer
leur curiosité et le raisonnement scientifique.
➢ Ainsi, se pose le problème de la prise en compte des propositions des élèves,
comment faire en sorte de construire notre séquence d’après celles-ci, dans quelle
mesure doivent-elles être considérées, comment les sélectionner ? Questions
auxquelles je m’efforcerai de répondre dans la partie suivante.
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III. Les points de remédiation à ma pratique
Grâce à l’analyse de ma pratique lors de ma séance réalisée en PE1, et à la lumière de
ces recherches documentaires, j’ai déjà pu pointer et répondre en partie à quelques-unes des
interrogations que je me suis posées quant à la conduite d’une démarche expérimentale.
Maintenant, pour poursuivre, je vais compléter ces éléments de réponse en focalisant mon
attention sur les points particuliers que j’ai éprouvés lors de mes stages en responsabilité.
III.1. Quelques pistes
III.1.1. Comment prendre en compte les propositions des élèves ?
J’ai dors et déjà pu faire apparaître qu’une de mes difficultés principales avait été de
prendre " réellement " en compte les propositions des élèves. Comment se dégager une telle
" marge de manœuvre " dans la préparation et la mise en pratique de notre séquence ? En
effet, ces propositions sont spontanées, on ne peut pas les anticiper toutes. D’où la difficulté
de construire le déroulement d’une séquence quand on ne sait pas d’avance sur quoi on va
s’appuyer.
• Lors de la préparation de nos séquences
Pour amorcer une démarche expérimentale ?
Outre le fait qu’il est primordial de proposer aux élèves des situations motivantes,
génératrices d’un réel questionnement, il n’est pas moins important de leur permettre de
s’investir dans la conception de cette situation. Or, souvent, la question de départ posée aux
élèves, est formulée par l’enseignant, qui en connaît d’ailleurs la réponse puisqu’elle lui sert
de point de départ pour aborder les notions visées. En somme, et selon A. Giodran, on peut
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dire que ce questionnement est " factice " puisque l’enseignant connaît déjà la réponse et a
totalement préétabli ce qu’il veut que les élèves fassent. Ceux-ci ne sont d’ailleurs pas dupes,
et cela se ressent bien à travers leur manque d’enthousiasme face à de telles situations. Il est
difficile pour les élèves de jouer le jeu, ce problème n’étant pas le leur. Or, nous avons déjà
fait apparaître que l’élément indispensable à un apprentissage réussi était de proposer aux
élèves des situations où ils pouvaient construire eux-même leurs propres savoirs, il faut donc
pour cela qu’elles les motivent.
Ainsi, la situation " idéale ", la plus motivante pour les élèves, est celle où le
questionnement et la recherche sont partagés entre les élèves et l’enseignant. Lorsque ceux-ci
sentent qu’ils construisent et choisissent eux-même, avec l’accord de l’enseignant bien sûr,
les pistes à suivre et à explorer, alors la motivation est extrême et les apprentissages sont
efficaces. Cela dit, une telle démarche requiert de la part de l’enseignant une grande maîtrise
dans la gestion de l’imprévu. En effet, s’il se contente de donner une situation de départ et
laisse les élèves élaborer leur propre questionnement, alors se pose, à juste titre, le problème
de savoir comment gérer les propositions des élèves de façon à les guider vers l’objectif
d’apprentissage scientifique sous-jacent ?
La réponse à cette question est assez simple. Il n’y a pas de technique, cela dépend
simplement des caractères ou de l’expérience de chacun. Ainsi, en ce qui me concerne, j’ai
bien pris conscience des différents dispositifs envisageables et de leurs conséquences, et suis à
même, je pense, de mieux savoir choisir la démarche pédagogique dans laquelle je souhaite
m’inscrire. Mon expérience étant justement limitée et mon assurance dans le domaine
scientifique ne l’étant pas moins, j’envisage donc de m’inscrire dans une démarche
relativement cadrée. Sans pour autant imposer mes choix et solutions aux élèves, je suis dans
l’obligation de limiter les imprévus.
Comment s’appuyer sur les propositions des élèves?
Une fois le choix de la situation déclenchante fait, comment tenir compte des
propositions des élèves pour l’élaboration de notre séquence ? Nous avons vu qu’il était
important pour la motivation des élèves que ce soient, autant que possible, eux qui élaborent
un questionnement. Comment et quand le recueillir ?
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Il est possible de faire en sorte que cette situation posée et le recueil des propositions
des élèves soient décalés dans le temps. ( C’est d’ailleurs ce que j’ai essayé de mettre en place
lors du stage R2) En effet, cela permet à l’enseignant de prendre connaissance des
propositions des élèves et, dès lors, de réfléchir à ce qui les préoccupe et donc définir la façon
dont va se dérouler la suite du travail. Ainsi, ces propositions prennent un peu le statut d’une
évaluation diagnostique. Malgré tout, cela ne veut pas dire qu’il ne faut pas se fixer d’avance
des objectifs très clairs et précis auxquels on veut aboutir, ce qui signifie que l’enseignant doit
avoir au préalable travaillé son thème et envisagé différentes possibilités d’entrée et
d’évolution de la recherche. Il doit avoir à l’esprit des objectifs à long terme : d’attitude, de
méthode et de connaissances.
Ces recommandations semblent assez évidentes, mais leur mise en pratique reste
difficile. Toutes les séquences de science ne peuvent pas être faites ainsi, tous les sujets ne s’y
prêtant pas. D’autre part, il est assez peu réaliste de dire qu’il faut toujours que ce soient les
élèves qui élaborent leur propre questionnement et sur des thèmes de leur choix. Parce qu’en
tant qu’enseignant, non seulement nous avons un programme à respecter, mais en plus, les
élèves ont besoin d’être aiguillés, guidés, orientés, ne serait-ce que parce qu’ils n’ont pas les
connaissances suffisantes pour tout élaborer eux-mêmes et qu’il faut les conduire à
s’intéresser à autre chose qu’à ce qu’ils connaissent déjà (c’est particulièrement vrai pour des
élèves de maternelle). On n’a pas à se culpabiliser de ne pas laisser assez de "liberté" à ses
élèves, et le fait de leur "imposer" un programme à respecter n’est pas un problème en soit, ce
qui importe c’est la façon dont on le fait.
III.1.2. Quel est le statut de l’erreur ?
Définition, repères : « La façon de considérer l’erreur en pédagogie a évolué. On est
globalement passé d’une conception de l’erreur tenue pour une faute et donnant lieu à une
sanction, à une conception nouvelle : l’erreur est un témoin qui permet de repérer les
difficultés auxquelles se heurte le processus d’apprentissage ; c’est autour de sa
transformation que se situe l’essentiel du travail didactique. » 1
1 J-P. ASTOLFI et al. , Mots clés de la didactique des sciences. Repères, définitions, bibliographies, De Boeck Université, Pratiques pédagogiques, 1997.
- 17 -
Une de mes préoccupations était de savoir quoi faire des propositions des élèves,
savoir si je devais les prendre en compte toutes, attendues ou non.
Par là se pose la question de la " bonne " proposition. Est-il dans notre intérêt
d’ignorer les propositions " fausses " des élèves ? Ne sommes-nous pas sensés faire évoluer,
dans le sens de progresser, les conceptions, c’est-à-dire les connaissances des élèves ? Nous
avons déjà répondu à cette question, et comme le dit très justement A GIORDAN, « il faut
faire avec pour aller contre. » « Faire seulement émerger les conceptions, ou vouloir
directement " en détruire " certaines par la démonstration qu’elles sont fausses ne donne
guère plus de résultat que de les ignorer. En réalité, il semble nécessaire de s’appuyer sur
celles qui sont " erronées " afin qu’elles se transforment. Mieux vaut laisser aux élèves
l’occasion de prendre conscience de leurs propres erreurs. »1 Nier les propositions des
élèves, et particulièrement celles qui sont erronées, revient à imposer une vérité absolue que
l’élève se contente d’accepter le temps de l’évaluation mais qu’il ne réinvestira pas dans une
situation concrète et décontextualisée, ses conceptions initiales étant persistantes. On se rend
alors bien compte qu’il n’y a pas eu d’apprentissage.
Il faut donc se rendre à l’évidence qu’il est indispensable de tenir compte des
propositions des élèves, même si cela n’est pas aisé. Il est très constructif pour l’élève, de le
laisser éprouver ses théories. Parfois, rien qu’en essayant de concevoir un dispositif pour la
vérifier, plus que pour la tester, il s’aperçoit qu’elle n’est pas solide. Aussi, l’impact d’une
expérimentation non concluante, alors que l’élève était profondément convaincu qu’elle le
serait, est extrêmement fort et convaincant et de ce fait, beaucoup plus marquant que si elle
n’avait pas été testée mais uniquement réfutée et rejetée. « Les démonstrations les plus
convaincantes sont celles qui établissent qu’un fait tenu pour vrai est faux. »2. Toutefois, elle
peut aussi présenter l'inconvénient d'attirer l'attention des élèves sur quelque chose d'érroné,
avec le risque qu'il soit prégnant et sème ainsi la confusion dans les esprits.
Ainsi, il est aussi important de laisser tester les expériences " fausses ". La démarche
scientifique n’est et ne peut pas être présentée aux élèves comme étant toujours concluante.
Ce serait leur en donner une image fausse. Toutefois, on ne peut pas faire ainsi pour toutes les
propositions des élèves et nous sommes forcés de faire malgré tout un tri, ne serait-ce que
1 G. De VECCHI et A. GIORDAN, L’enseignement scientifique : Comment faire pour que ça marche ? , Z’éditions, 1996.2 A. GIORDAN, Une pédagogie pour les sciences expérimentales, éd Centurion, 1978.
- 18 -
pour éliminer certaines propositions " farfelues ". Mais dans ce cas, de quels moyens
pouvons-nous disposer pour gérer ces propositions ?
III.1.3 L’intérêt du débat
En menant un débat en classe, ce sont les élèves eux-mêmes qui discutent des
propositions. C’est ainsi un moyen pour l’enseignant de se dégager de l'aspect tranchant d'une
décision arbitraire du point de vue des élèves.
De plus, le débat permet aussi de régler les problèmes matériels évoqués, en laissant
aux élèves la possibilité de se rendre compte qu’il n’est pas raisonnablement envisageable de
les laisser tester toutes leurs expériences, pour de simples raisons pratiques (telles que le
temps, l’espace réduit de la classe ou le matériel à disposition).
C’est là, un aspect important de la démarche expérimentale qui doit aussi être un
objectif d’apprentissage, il est important que les élèves se rendent comptent que les sciences
et la réalisation d’expériences sont soumises à diverses contraintes. Ainsi la situation prend un
vrai sens et c’est ce que l’on cherche avant tout à développer chez l’élève : pas d’imitation
factice de démarche expérimentale, ni une simple occasion de manipuler pour manipuler,
mais véritablement les guider dans l’acquisition d’un raisonnement critique et le
développement de réflexes scientifiques, tout en mobilisant leurs connaissances et en les
approfondissant. La mise en place d’une discussion argumentée entre les élèves, sous " la
direction " de l’enseignant est très intéressante.
Dans quelles situations mettre en place un débat ?
Tout d 'abord, il faut admettre de bien vouloir, non pas " sacrifier " du temps à gérer
les erreurs par le débat, mais plutôt de lui en " consacrer ", car cela en nécessite, et ces
moments ne doivent pas être considérés comme étant du temps perdu inutilement, bien au
contraire.
Cela peut-être fait de deux façons principales. Soit de manière collective, comme par
exemple à l’issue d’un travail de groupe lors de la mise en commun où, dans un premier cas,
- 19 -
les échanges sont faits entre élèves et avec l’enseignant, ou alors dans un deuxième cas, en
petits groupes où, les échanges se font principalement entre élèves.
Dans le premier cas, l’enseignant est présent et peut intervenir pour diriger le débat, le
relancer, orienter son évolution en direction de ses objectifs. Aussi, toutes les propositions des
élèves peuvent être entendues, et l’ensemble de la classe les évalue pour juger de leur intérêt.
Ce qui n’est pas possible dans le cas où la discussion se fait en petits groupes, entre les
élèves, sans l’intervention systématique de l’enseignant. Ici, ce sont les élèves entre-eux qui
argumentent pour défendre ou rejeter une proposition. La position de l’enseignant est
totalement différente. Dans cette situation il est intéressant pour lui de jouer le rôle d’un
simple spectateur, il intervient le moins possible et se contente d’écouter et d’observer les
attitudes et les arguments des élèves entre eux. Ainsi, il est intéressant de relever quels sont
les arguments " faux " qui sont pourtant convaincants ou bien d’analyser le mode de
raisonnement qui les motive : ce sont autant de pistes de remédiation à exploiter par la suite
pour pouvoir instaurer de nouveaux apprentissages.
J’ai pu dégager différents éléments de remédiation à mettre à l’épreuve lors de mes
stages. Mes attentes, avant mise en pratique, étaient tout d’abord de voir ce qui serait
concrètement réalisable, si ces hypothèses nées de diverses théories étaient réalistes ou non.
Puis, il s'agissait pour moi de constater effectivement leur efficacité et d’en obtenir
satisfaction dans mon travail en répondant à mes attentes et en dissipant mes interrogations.
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III.2. Une mise en pratique pendant le stage R1, en cycle 3
• Présentation
Une première occasion de tester mes hypothèses s’est présentée dès mon premier stage
en responsabilité dans une école rurale comprenant 2 classes à niveaux multiples, l’une de
cycle 2 et l’autre de cycle 3. Ma classe était celle de cycle 3 et comptait 19 élèves : 5 en CE2,
6 en CM1 et 8 en CM2.
Les objectifs que je m’étais fixée comme base de travail pour ce stage étaient bien
d’essayer de proposer une situation où les élèves seraient à même de s’interroger, et ainsi
réfléchir à la façon dont il serait possible de construire ma séquence en fonction de leurs
cheminements intellectuels. De plus, étant dans une classe de cycle 3, je pouvais également
travailler sur le rôle du débat pour faire évoluer ces propositions ; leur âge et leur expérience
permettant d’avoir une argumentation de qualité.
Ainsi j’ai pu tester, comment il était possible de gérer, grâce au débat, les
propositions des élèves et de cette façon, construire ma séquence à partir de ces
propositions.
• Description et analyse de la séquence
En arrivant dans la classe, j’ai pu constater d’après l’affichage en place que les élèves
avaient travaillé en sciences sur l’écologie et plus particulièrement sur la préservation des
rivières. Ils avaient participé au nettoyage de leur cours d’eau, le Serein, et avaient ainsi pu
constater son degré de pollution. A partir de cela, j’ai décidé de leur proposer un travail sur ce
thème. J’ai élaboré ma séquence en me fixant malgré tout des objectifs notionnels précis, à
savoir que je souhaitais aborder ce qu’est le cycle de l’eau domestique, les différentes
utilisations que nous en avons, les différentes sources de captage et les différentes étapes de
traitement de l’eau et ainsi aborder la décantation et la filtration. (Annexe 3 : fiche séquence
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« Le cycle de l’eau domestique ») Bien qu’ayant ces objectifs précis, je souhaitais, autant que
possible, tenir compte des propositions des élèves, ce que je n’avais pas su ou prévu de faire
lors de ma séance en PE1.
J’ai donc, au préalable, entamé une discussion pour voir ce qu’ils avaient retenu du
sujet et ce qu’ils se posaient encore comme questions.
Par la suite, je pensais compléter leurs connaissances du cycle de l’eau en leur posant la
question « D’où provient l’eau qui arrive à nos robinets ? », de façon à faire un lien entre les
lieux de captage et la propreté de cette eau captée.
De cette façon, j’espérais leur faire sentir ce qu’il y avait de contradictoire ou de
surprenant et les faire se questionner sur le fait que l’eau de nos robinets est propre et
potable, alors qu’elle peut provenir de la rivière dont l’eau est sale et non potable. Je
souhaitais qu’ils se posent la question de savoir : « Comment fait-on pour nettoyer l’eau de la
rivière et la rendre potable ? » C’est ce que j’avais envisagé qu’ils fassent comme expérience,
et ainsi expérimenter la décantation et la filtration.
Par la suite, ils devaient donc imaginer des expériences et les réaliser pour nettoyer
l’eau de rivière et découvrir ce qui se passe dans les stations de traitement.
Ainsi ma séquence s’est déroulée en trois étapes principales:
1) Faire un état des lieux des connaissances des élèves sur le domaine et ainsi leur
proposer une situation qui suscite leur intérêt. Discussion pendant laquelle les élèves
racontent ce qu’ils ont fait lorsqu’ils ont nettoyé le Serein, orientation de la discussion vers
mes objectifs : mesurer ce qu’ils savent du cycle de l’eau domestique, s’ils connaissent les
termes d’ « usine de traitement » et de « zone de captage » principalement.
2) Compléter leurs connaissances sur le cycle de l’eau domestique. Par la présentation de
différents documents et questionnaires explicatifs, faisant apparaître les lieux de captage de
l’eau utilisée pour nos usages domestiques et abordant les notions de respect de
l’environnement et d’attitude responsable et citoyenne. (Annexe 4 : fiche de préparation
séance 1 « D’où vient l’eau du robinet » et annexes 4 bis a) et b) : fiche « Tout sur l’eau du
robinet »)
Dans cette phase j’ai été amenée à gérer une discussion argumentée en collectif, j’ai
ainsi pu constater qu’il est intéressant de pratiquer un tel débat préalable, avant de
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s’engager dans une nouvelle séquence d’apprentissage. De cette façon on peut mieux se
rendre compte des pré-requis des élèves et de leurs préoccupations et ainsi orienter le
travail par rapport à cela de telle façon qu’on se garantit de provoquer leur intérêt et leur
curiosité.
3) Faire émerger le questionnement et recueillir les hypothèses pour le résoudre : en
mettant en évidence qu’il est étonnant d’apprendre que l’eau de notre robinet peut provenir
des rivières, et de ce fait, essayer d’imaginer quels sont les processus utilisés pour parvenir à
la rendre propre et potable. Ici, je me suis efforcée de mettre en pratique certaines des
recommandations ou des théories lues.
J’ai donc essayé de mettre en place une situation d’où les élèves pourraient déduire la
question sur laquelle je souhaitais les faire travailler. Ainsi, effectivement j’ai évité de
leur imposer ce que je voulais, et le leur ai fait trouver. De cette façon, ils se sont sentis
bien plus acteurs de leurs apprentissages. J’ai essayé de faire en sorte que ce soit eux qui
aient l’impression de me faire remarquer l’élément étonnant et que ce soient, de ce fait,
aussi eux qui élaborent le projet de travail favorisant ainsi leur motivation.
Lors de cette séance j’ai aussi été amenée à faire imaginer aux élèves des expériences
pouvant répondre à la question de départ. J’ai choisi de les faire travailler en groupes de 4,
compte tenu du fait que j’avais des élèves de niveaux différents. Ainsi les groupes étaient
hétérogènes, permettant le tutorat entre les CE2, les CM1 et les CM2. J’ai invité ceux-ci à
m’en faire un schéma accompagné d’explications pour pouvoir, lors de la séance suivante,
réaliser leurs expériences. (Annexe 5 : productions 1, 2 et 3.)
Pour cette séance, je ne suis pas parvenue à différer le temps de conception des
expériences des élèves, de celui de leur présentation collective. C’était pourtant une des
solutions que j’avais envisagées de tester pour remédier à mes difficultés. Cela dit, ça ne m’a
pas posé de difficulté, en effet, le fait qu’ils aient été en groupes a limité le nombre des
productions, il n’y en avait que 5. J’ai donc pu me déplacer dans les différents groupes pour
voir ce qu’ils pensaient faire.
Ainsi, la difficulté que j’avais rencontrée lors de mon stage en PE1 ne s’est pas
reproduite. J’ai pu organiser la mise en commun des travaux des groupes immédiatement à la
suite. Cette situation a également présenté l’avantage de ne pas distancier, dans le temps, les
productions des élèves, de leur explication aux différents groupes. Ainsi, leurs idées étaient
tout à fait " fraîches " et ils pouvaient mieux expliquer leur raisonnement.
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Je pense, d’après ce constat, que le fait de différer la phase de conception de
l’expérience, de celle de la présentation et de leur discussion, bien que permettant
effectivement à l’enseignant de mieux anticiper et prévoir la suite, met de la distance
entre les élèves et leur production, ainsi, la restitution qu’ils en font n’est pas aussi riche
que lorsqu’elle est faite successivement au cours d’une même séance. Ainsi c’est un
choix à faire, selon nos objectifs.
D’autre part, et malgré le nombre réduit des propositions des élèves, j’ai eu
l’occasion de tester les hypothèses que j’avais formulées au cours de mes recherches. A
savoir, que faire des propositions " erronées ", comment les gérer, et quel est alors
l’intérêt du débat ? En effet, parmi les 5 groupes, l’un d’eux avait envisagé 2 expériences
successives à faire : filtrer l’eau, puis y mettre du sel pour terminer de la nettoyer ( Annexe 5 :
production 2 ). Lors de leur travail, ils m’ont interpellée pour savoir s’ils pouvaient faire 2
expériences, de cette façon j’ai pu voir qu’ils pensaient que le sel pouvait nettoyer l’eau.
Lors de la mise en commun du travail des groupes, cette hypothèse a donc été
exposée à l’avis du reste de la classe. C’est alors que le débat a pris tout son intérêt. Pour
trouver une réponse à cette question, chacun a dû avancer ses arguments. Ainsi, c’est en
discutant et en constatant qu’ils ne savaient pas et qu’aucun argument ou contre exemple ne
permettait de trancher, qu’ils ont conclu qu’il fallait la tester pour être certain, ainsi elle
apparaît dans le compte rendu des expériences faites. ( Annexes 6. c) et 6. d) : compte-rendu
des expériences.)
Ainsi, j’ai dû gérer cet imprévu et déterminer s’il était important de prendre en compte
cette conception " erronée " afin de la faire évoluer. La mise en place de cette
expérience a donc permis de régler cette fausse conception. Il était effectivement
important de la prendre en compte puisqu’elle était assez généralisée et devait provenir
d’une confusion ou de vagues souvenirs de séances précédentes. De plus, cette réflexion
a été riche et constructive pour les élèves puisqu’ils ont pu se rendre compte de leurs
propres limites, construire leur propre raisonnement et éprouver concrètement le besoin
d’expérimenter.
- 24 -
• Conclusion
En somme, cette séquence m’aura permis de mettre en place quelques-unes des
recommandations parcourues lors de mes recherches documentaires et d’en tirer les
conclusions mises en évidences.
Pourtant j’ai aussi pu constater la difficulté de gérer les propositions des élèves, non
plus dans le sens de savoir s’il faut en prendre compte ou pas, mais plus dans la perspective
d’un programme à suivre, et des apprentissages, en terme de savoirs, de savoir-faire et de
savoir être à développer, le tout dans un cadre horaire restreint. Il est difficile de choisir entre
les différents intérêts que présente la démarche expérimentale, compte tenu de sa richesse.
Quoi qu’il en soit, ce sont une fois de plus des choix à faire, écartant les uns au profit des
autres.
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III.3. Une mise en pratique pendant le stage R2, en Grande section
L’enseignement scientifique à l’école maternelle est-il à envisager d’une toute autre
manière de celle de l’école primaire ? L’âge des enfants et leur expérience limitée permettent-
ils de mettre en place les mêmes modes de fonctionnement ? Le langage oral y étant
omniprésent, ne permettrait-il pas, tout de même, d’envisager la transposition de certains
modes de fonctionnement ?
Ainsi, j’ai profité de cette occasion pour tester les solutions que j’ai parcourues au
cours de mes recherches et voir si elles étaient également applicables à l’école maternelle et
ainsi répondre à ces questions.
• Présentation
Mon stage s’est déroulé à l’école maternelle de Monéteau, dans une classe de grande
section, comptant 20 élèves.
Contrairement au stage précédent où j’avais prévu à l’avance les différentes étapes de
ma séquence, pour ce stage, je me suis efforcée de tester la solution qui consiste à n’élaborer
mes séances qu’au fur et à mesure de leur déroulement. De telle façon que je puisse être en
mesure de tenir compte des réactions des élèves et leur proposer des séances les plus proches
possibles de leurs besoins et ne pas leur imposer un travail pour lequel ils ne se sentiraient pas
concernés et qui ne les intéresserait donc pas autant.
Ainsi, tout en m’étant malgré tout fixé des objectifs notionnels précis, je n’ai préparé
que la première séance qui portait sur la découverte du phénomène « flotte/coule », et qui
consistait avant tout à vérifier leurs conceptions du phénomène. A partir de l’analyse,
j’espérais pouvoir élaborer une séquence, dont je ne connaissais pas encore les objectifs
précis, ni la forme. (Annexe 7 : fiche de préparation séance 1 « Flotte/coule ? ») J’avais tout
de même envisagé les différentes possibilités d’exploitation du thème, comme par exemple,
les critères formels qui font qu’un objet coule ou flotte avec l’objectif sous-jacent d’aborder le
concept de portance de l’eau. Ce pouvait aussi être un classement des différents matériaux qui
selon leur nature coulent ou flottent.
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Au cours de ces séances, j’ai ainsi voulu tester l’importance et la faisabilité de la
prise en compte des conceptions des élèves pour l’élaboration d’une séquence. Ainsi, j’en
présenterai et commenterai le déroulement.
• Description et analyse
Séance 1 : (Annexe 7)
Mon objectif était de mettre en place un dispositif me permettant de recueillir les
conceptions des élèves sur ce thème.
Ainsi :
• dans un premier temps, j'ai questionné les élèves pour voir s’ils savaient ce que ces
termes signifient et dans le cas contraire, je leur ai expliqué à partir d’exemples proches
d’eux.
• dans un second temps, j'ai ensuite présenté un ensemble d’objets divers et leur ai
demandé s’ils savaient lesquels coulent ou flottent. Après quelques exemples et sans
donner de solution, je leur ai soumis la fiche de travail sur laquelle ils devaient coller les
dessins des objets dans la case correspondant à leur opinion sur la réaction de l’objet dans
l’eau, a priori. ( Annexe 8 : Fiche : « ce que je pense sur les objets … »)
•Ce travail a été suivi d’une mise en commun avec affichage et commentaire des
productions, dans le but de leur faire constater qu’ils ne pensaient pas tous la même chose.
Certains avaient classé un objet dans la colonne « flotte », tandis que d’autres l’avaient
mis dans la colonne « coule ».
Ainsi, je souhaitais faire naître le besoin de résoudre cette divergence d’opinion. Or, à cet
âge, les enfants ne font pas encore spontanément la démarche d’envisager de tester les choses,
c’est une façon de penser qui se développe lentement au cours de la scolarité. Ainsi, dans ce
cas, je peux déduire que la démarche envisageant de faire élaborer par les élèves eux-
même leur questionnement n’est pas transposable à l’école maternelle, ou tout du moins,
seulement dans certaines limites.
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•J’avais prévu, pour la suite de cette séance de leur faire faire l’expérience permettant de
voir quels objets coulent ou flottent. J'ai réparti la classe en groupes de 4, chacun ayant
une bassine transparente remplie d’eau et les différents objets à disposition. Ainsi, ils ont
vérifié pour tous les objets, puis nous avons rempli ensemble un tableau reportant les
résultats de l’expérience pour chaque objet, c’est aussi à partir de cette fiche que nous
avons procédé à la correction de leur travail puisque nous avions pu vérifier concrètement
lesquels coulent et lesquels flottent. (Annexe 9 : Fiche de synthèse : « Flotte/coule » )
•A l’issue de cette correction , nous avons mis en évidence des doutes : il y a des objets
dont on n’a pas su déterminer s’ils coulaient ou flottaient, les 3 groupes n’obtenant pas le
même résultat. Cette remarque a clos cette première séance.
Ainsi, cette " énigme " m’a permis d’élaborer la deuxième séance. De cette façon,
pour cette séquence, j’ai construit au fur et à mesure l’enchaînement de mes séances de
façon à pouvoir prendre en compte les propositions des élèves et m’y ajuster. J’ai ainsi
pu répondre au questionnement des élèves et suivre, au lieu de précéder et guider, leur
réflexion.
Séance 2 :
Pour cette séance, je m’étais donc fixé comme objectif de découvrir quels matériaux
font qu’un objet coule ou flotte. ( Annexe 10 : fiche de préparation séance 2 « Pourquoi les
pinces à linge ne flottent-elles qu’à moitié ? ») Ainsi, j’ai exploité le cas de la pince à linge.
En effet, nous avons repris la fiche de correction et reparlé des cas des objets qui flottent
et coulent à la fois et plus particulièrement celui de la pince à linge.
Le raisonnement a donc suivi cette progression logique :
•tout d’abord trier les objets,
•voir, parmi chaque tas, de quoi sont composés ces objets,
•en déduire un principe de cause à effet : « C’est parce que la clef est en métal qu’elle
coule »,
•transposer cette logique à un objet dont on n’a pas réussi à déterminer s’il coule ou s’il
flotte.
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Nous avons donc observé de plus près la pince à linge et avons constaté qu’elle était
formée de 3 éléments de 2 natures différentes : 2 en bois, 1 en métal. Ainsi, je souhaitais une
fois de plus essayer de faire trouver aux élèves la démarche à suivre. Je leur ai donc demandé
d’après eux ce qui pouvait expliquer que la pince à linge reste entre deux eaux et ce qu’on
pouvait faire pour le vérifier ? Un seul élève a su expliquer la démarche à suivre et proposer
l’expérience à réaliser. ( Annexe 11 : « Pourquoi les pinces à linge ne flottent qu’à moitié ? »)
• Conclusion
Je dois dire, et cette nouvelle tentative en atteste, qu’à ce niveau, il est encore trop
prématuré de vouloir faire élaborer aux élèves une démarche expérimentale telle que je l’ai
définie dans la partie intitulée « Recherches théoriques ». Elle ne peut pas être strictement
appliquée de cette façon, mais il faut malgré tout l’amorcer car, comme les programmes le
stipulent, c’est une compétence qui se construit tout au long de la scolarité et dès l’école
maternelle.
Par contre, j’ai pu constater, contrairement à ce que je pensais, qu’il était tout à fait
réalisable de ne pas totalement préétablir une séquence de travail, mais au contraire, de la
construire en relation avec son évolution, de façon à réellement considérer les propositions et
les préoccupations des élèves. Ainsi, on se garantit effectivement leur motivation et leur
meilleure participation et de ce fait les conditions optamales pour la réussite de leurs
apprentissages. Outre les difficultées qu'implique le travail de groupe, a fortiori à ce niveau,
pour ce qui concerne la gestion du matériel et l'encadrement des groupes.
- 29 -
CONCLUSION
Au cours de cette année, j’ai pris conscience d’un certain nombre de progrès que j’ai pu
réaliser grâce à une réflexion amorcée dès la PE1, lors d’un essai en classe, enrichie par la
suite grâce à diverses lectures et étayée par plusieurs autres tentatives d’amélioration pendant
les stages en responsabilité.
Pour résumer ce que je retiens de mes hypothèses et mes résultats après expérimentation
lors des stages, je dirai que :
Il est effectivement réalisable et même intéressant de se laisser une certaine liberté
d’action lors de la conception de nos séquences. En ne pré-établissant pas d’avance
la totalité de nos séances mais en en envisageant tout de même les pistes
éventuelles, afin de conserver des objectifs précis correspondants aux programmes.
La prise en compte des conceptions et propositions des élèves présente de très
nombreux intérêts : pour donner du sens aux apprentissages ; susciter leur intérêt et
donc favoriser leur attention ; savoir quels sont leurs pré-requis et donc ce dont ils
ont besoin que nous leur apportions ; faire évoluer leurs représentations erronées et
donc favoriser leurs nouveaux apprentissages.
Cette prise en compte des conceptions et propositions des élèves implique de faire
certains choix : car il faut faire une sélection par une discussion en petits groupes
d’élèves, par une discussion en classe entière, ou sous la forme d’un débat en
" classe coopérative " ; cela implique de ne pas exclure systématiquement les
"mauvaises" propositions ; et que par conséquent il est intéressant de pouvoir se
dégager un espace ou un temps d’analyse et d’observation de ces propositions, afin
de pouvoir ajuster la suite des activités.
- 30 -
La démarche expérimentale est relativement transposable à l’école maternelle. En
effet elle peut bien souvent l’être en grande section (mais reste délicate à mettre en
place avant).
Ainsi, ces différentes expériences, vécues au cours de l’année, m’ont permis de
progresser dans la construction de mon bagage professionnel, dans le sens où je suis
parvenue, sinon à obtenir des réponses à mes interrogations, du moins, à élargir mes
connaissances et ainsi mieux maîtriser mes choix pédagogiques et leurs conséquences.
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BIBLIOGRAPHIE
• Qu’apprend-on à l’école maternelle ? , CNDP /XO Editions, 2003.
• Qu’apprend-on à l’école élémentaire ? , CNDP /XO Editions, 2003.
• Grand Dictionnaire Hachette, Hachette, 1980.
• Dictionnaire Couleur Hachette, Hachette, 1993.
• CHARPAK. Georges, La main à la pâte, Les sciences à l’école primaire,
Flammarion, 1996.
• ASTOLFI. Jean-Pierre. et al. , Mots clés de la didactique des sciences. Repères,
définitions, bibliographies, De Boeck Université, Pratiques pédagogiques, 1997.
• VECCHI (de). Gérard et GIORDAN. André, L’enseignement scientifique : Comment
faire pour que « ça marche ? » , Collection André GIORDAN et Jean-Louis MARTINAND,
Z’éditions, 1996.
• GIORDAN .André., Une pédagogie pour les sciences expérimentales, éd Centurion, 1978.
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ANNEXES
Annexe 1 : Fiche de préparation séance « Seuil de saturation de l’eau en sel »
Annexe 2 : Fiche de synthèse : « La saturation de l’eau en sel »
Annexe 3 : Fiche séquence « Le cycle de l’eau domestique »
Annexe 4 : Fiche séance 1 : « D’où vient l’eau du robinet ? »
Annexe 4 bis et 4 bis (suite) : Fiche « Tout sur l’eau du robinet »
Annexe 5 : Productions 1, 2 et 3.
Annexe 6 a), b), c), d) : Compte-rendu des expériences
Annexe 7 : Fiche séance 1 : « Flotte/coule »
Annexe 8 : Fiche : « Ce que je pense sur les objets … » 1 production.
Annexe 9 : Tableau synthèse : « flotte/coule. »
Annexe 10 : Fiche séance 2 : « Pourquoi les pinces à linge ne flottent qu’à moitié ? »
Annexe 11 : Fiche « Pourquoi les pinces à linge ne flottent qu’à moitié ? », 1 production.
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Matière : Science physique Lieux : Rosoirs Classe : CM1Séquence : la matière, Mélanges et solutions
Séance : seuil de saturation de l’eau en sel
Date : 15/11/04
Objectifs : - comprendre la notion de saturation- appropriation de la démarche scientifique ( OHERIC )
- élaborer une solution personnelle pour résoudre un problème - exposer oralement son raisonnementCompétences / Pré-requis : - mélange homogène et hétérogène - solutionMatériel : - 6 verres transparents
-6 agitateurs-6 verres avec 32g de sel fin-1 verre doseur-1 balance
Temps prévu :
1h15
Déroulement
Consigne : Vous allez essayer d’imaginer une expérience qui permette de savoir si on peut ajouter indéfiniment du sel dans l’eau et conserver un mélange homogène.
ActivitésDescription Organisation / Matériel Durée
1° Elaboration d’une expérience à réaliser comprenant : un schéma, des explications et une liste du matériel nécessaire.
2° Confronter ses expériences, discuter pour en sélectionner 1, l’améliorer pour pouvoir la présenter et la réaliser.
3° Présentation des expériences sélectionnées par les différents groupes, discussion pour les comparer, les valider ou les invalider et en choisir à réaliser. Mise au point du travail à réaliser : quel matériel, suivant quelles étapes, rédiger un petit compte-rendu d’observation et une phrase de synthèse du résultat répondant à la question posée.
4° Réalisation des expériences , observation, conclusion de l’expérience.
5° Synthèse collective et restitution des observations de chaque groupe et leur réponse à la question.
6° Rédaction collective de la trace écrite. (cf. : trace écrite)
Travail individuel, à restituer sur feuille de classeur.
Par groupe de 3 élèves.
En classe entière : synthèse orale des recherches des groupes, analyse critique et sélection.
6 groupes de 3 élèves.
En groupe classe.
En classe entière, dictée à l’adulte et copie sur feuille de classeur de couleur spécifique.
10’
10’
15’
10’
5’-10’
10’
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Annexe 1
La saturation de l’eau en sel
La question : Peut-on ajouter indéfiniment du sel dans l’eau et conserver un mélange ?
Ce dont nous avons besoin : - 1 verre transparent-du sel fin-1 agitateur-de l’eau
Schéma de l’expérience :
sel Verser petit à petit du sel dans l’eau tout en remuant avec un agitateur jusqu’à ce que le sel soit totalement dissout.
agitateur
verre d’eau
Après repos, on observe : qu’il reste du sel au fond du verre ( cristaux ou résidus de sel ) et que l’eau est trouble ; le mélange n’est pas homogène, ce n’est plus une solution.
eau trouble
cristaux de sel( résidus)
Réponse : Non, on ne peut pas ajouter indéfiniment du sel dans l’eau et garder un mélange homogène car à partir d’une certaine quantité, le sel ne se dissout plus : on a atteint le seuil de saturation.
L’eau est troubleIl y a un dépôt au fondCe n’est pas un mélange homogèneOn atteint le seuil de saturation
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Annexe 2
Fiche de séquence
Domaine : Sciences Niveau : Cycle 3 Nombre de séances : 5
Titre de la séquence: Le cycle de l'eau domestique.
Compétences / Objectifs : Education à l'environnement.-Comprendre d'où provient l'eau du robinet
-Quels sont les dispositifs qui permettent de rendre de l'eau potable
-Concevoir et réaliser une démarche scientifique
-Analyser des documents en retirer des informations
Déroulement : - Séance 1 : D'où vient l'eau du robinet ? Discussion autour de la question, hypothèses collectives, présentation de documents, travail individuel, questionnaire sur le document : « Tout sur l’eau du robinet »- Séance 2 : Rendre propre une eau sale. Puisque l'eau du robinet vient de rivières ou de nappes phréatiques, comparer deux échantillons d'eau prélevés dans une rivière et au robinet. Par quelle(s) étape(s) est-on passé pour obtenir l'eau du robinet à partir de l'eau de rivière ? Emettre des hypothèses, les trier, élaborer un protocole expérimental, réaliser des schémas d'expérience, les expliquer.(expériences prévues : la décantation, la filtration)- Séance 3 : Réalisation des expériences, observation, analyse, compte-rendu.- Séance 4 : Reprendre les schémas d'expérience, les hypothèses de départ, l'analyse des résultats et comparer avec des documents pour rédiger une synthèse.- Séance 5 : Evaluation.
Matériel :
-Fiche de lecture documentaire « Tout sur l’eau du robinet », « Comment rend-on l’eau potabe », fiche « Schéma des étapes de nettoyage de l’eau dans les usines de traitement »-« Fiche-outil pour les sciences »-Photocopie du dessin des « cycles de l’eau »-échantillons d'eau propre et d'eau sale, bouteilles en plastique, filtres à café, passoire…
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Annexe 3
Fiche de séance
Domaine : Sciences Niveau : cycle 3 Séances :1/5
Titre de la séquence : Le cycle de l'eau domestique.
Titre de la séance : D'où vient l'eau du robinet ?
Compétences / Objectifs : -Analyser des documents-Connaître notre consommation en eau-Connaître les différentes ressources en eau : nappes phréatiques, fleuves, rivières-Connaître les différentes étapes du cycle de l'eau domestique : captage, usine de traitement, château d'eau, réseau de distribution (à la maison).
Matériel : -Fiche de lecture documentaire « Tout sur l’eau du robinet »-Photocopie du dessin des « cycles de l’eau »
Déroulement :
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Durée Organisation Déroulement
15' Classe entière
Discussion autour de la question : "D'où vient l'eau du robinet?" Emission d'hypothèses : -Elle vient du sol : vérifier s'il s'agit de la notion de nappe phréatique ou simplement du fait que les tuyaux de plomberie sont enterrés!-Elle vient de la pluie : comment est-elle alors récupérée, stockée?-De la mer : quels traitements puisqu'elle est salée et pas l'eau du robinet!-…
30'Travail individuel Recherche des réponses dans les documents en complétant le
questionnaire.
Colorier le trajet de l’eau : en bleu les zones de captage, en rouge le réseau de distribution.
20' Classe entière Correction du questionnaire.
Annexe 4
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Annexe 4 bis
- 39 -
Annexe 4 bis
(suite)
- 40 -
Annexe 5
production 1
- 41 -
Annexe 5
production 2
- 42 -
Annexe 5
production 3
- 43 -
Annexe 6. a)
- 44 -
Annexe 6. b)
- 45 -
Annexe 6. c)
- 46 -
Annexe 6. d)
Matière :Découverte du monde Lieux : Monéteau Classe : GSSéquence : La matière et les objets
Séance : Flotte /coule Date : 10/03/06
Objectifs : - comprendre la notion de flotte/coule et donner des exemples- exposer oralement son opinion
- remplir un tableau à simple entrée - analyser les résultats d’une expérience
Matériel : - objets et leurs étiquettes : clous, trombones, bouchons de liège, clefs, pince à linge (en bois et plastique), feuilles d’arbres, bougies, billes, cuillères (en bois et plastique)
-tableau « Ce que je pense… »A4, pour chaque élève-cuvettes transparentes-fiche de synthèse collective A3
Temps prévu :
1h05
Déroulement
Consigne : Voici des objets, j’aimerais savoir si vous savez lesquels coulent et lesquels flottent.
Activités
Description Organisation / Matériel Durée
1° Découverte de la situation, explication du vocabulaire : présentation des objets, discussion pour savoir s’ils savent dans quelles colonne les classer.
2° Recueil des conceptions des élèves : collage des étiquettes des objets dans le tableau.
3° Affichage des productions des élèves, observation et discussion : comparaison entre les représentations des élèves. Constat, elles divergent pour un même objet.
4° Réalisation de l’expérience, manipulation : laisser les élèves manipuler librement les objets, puis faire le teste pour chaque objet dans l’ordre et tous ensemble, et noter le résultat sur la fiche de synthèse collective.
5° Retour sur les conceptions, trace collective : synthèse collective et restitution des observations de chaque groupe.
Travail collectif, à l’oral.
Travail individuel.
Travail collectif : synthèse orale des conceptions.
Travail collectif.
En classe entière.
10’
15’
10’
20’
10’
- 47 -
Annexe 7
- 48 -
Annexe 8
- 49 -
Annexe 9
Annexe 10Matière :Découverte du monde
Lieux : Monéteau Classe : GS
Séquence : La matière et les objets
Séance : Flotte /coule Date : 17/03/06
Objectifs : - comprendre la notion de flotte/coule et donner des exemples- exposer oralement son opinion
- construire un questionnement scientifique et élaborer des hypothèses - réaliser une expérience - analyser et synthétiser les résultats d’une expérience
Matériel : - pinces à linge en bois - objets de la séance 1
-cuvettes transparentes-fiche de synthèse collective A3 de la séance 1-fiche « pourquoi les pinces à linge ne flottent-elles qu’à moitié ? »
Temps prévu :
50’
Déroulement
Consigne : Nous allons essayer de découvrir pourquoi les pinces à linges flottent et coulent en même temps.
Activités
Description Organisation / Matériel Durée
1° Rappel de la séance 1 : du vocabulaire, du problème des objets dont certains groupes avaient trouvé qu’ils flottaient et d’autres qu’ils coulaient. Choix d’un des objets ; la pince à linge. 2° Manipulation, questionnement : classement des objets de la séance 1 selon s’ils flottent ou coulent et observation du matériau dans lequel ils sont faits.
3° Observation de la pince à linge : de quels matériaux est-elle constituée ? Hypothèse d’expérience.
4° Réalisation de l’expérience, manipulation : laisser les élèves manipuler librement l’objet, puis guider la manipulation de démontage.
5° Bilan de l’expérience, trace écrite : synthèse collective et restitution des observations, compléter la fiche « Pourquoi les pinces à linge ne flottent-elles qu’à moitié ? ».
Travail collectif, à l’oral.
Travail collectif.
Travail collectif.
Travail individuel et collectif.
En classe entière.
5’
5’
5’
20’
15’
- 50 -
- 51 -
Annexe 11
Comment gérer les propositions des élèves
pour la démarche expérimentale?Quels choix, pour quelles conséquences?
Résumé : La démarche expérimentale, qu’il est recommandé de mettre en place pour l’enseignement
des sciences à l’école primaire implique de prendre en compte de nombreux facteurs
déterminants pour sa bonne élaboration et son bon déroulement .
-Ainsi, comment convient-il de l’amorcer ?
-Comment et pourquoi prendre en compte les propositions des
élèves ?
-Est-elle applicable, selon les mêmes modalités à l’école élémentaire
et à l’école maternelle ?
Mots clefs : -L'expérimentation
-La main à la pâte
-Constructivisme
-Représentations initiales
-L’erreur
- 52 -
