Des exemples d’une Des exemples d’une démarche d’investigationdémarche d’investigation

pour inscrire l’élève dans un pour inscrire l’élève dans un parcours scientifique.parcours scientifique.

réunion directeursréunion directeursLe Havre Est Le Havre Est 24 mars 2011

Les programmes et les horaires Les programmes et les horaires

École Maternelle PS, MS, GS

Découvrir le Monde

Cycle 2 des Apprentissages Fondamentaux

CP et CE1 Découverte du Monde

Cycle 3 des Approfondissements

CE2, CM1 et CM2 Sciences Expérimentales et Technologie

Contenus DisciplinairesContenus DisciplinairesCycle 3Cycle 3

Le Ciel et la TerreLe Ciel et la Terre

La matièreLa matière

L’énergie L’énergie

La matièreLa matière

L’eau : une ressourceL’eau : une ressource- états et changements d’état- états et changements d’état

- le trajet de l’eau dans la nature - le trajet de l’eau dans la nature - le maintien de sa qualité pour ses utilisations - le maintien de sa qualité pour ses utilisations

L’air et les pollutions de l’airL’air et les pollutions de l’air

Mélanges et SolutionsMélanges et Solutions

Les déchets : réduire, réutiliser, recycler Les déchets : réduire, réutiliser, recycler

Cycle des approfondissements

La matière :La matière :Continuité École – Collège Continuité École – Collège

Cycle 2 des apprentissages fondamentaux

Cycle 3 des approfondissements

Collège

Découvrir le monde de la matière

La matière L’eau dans notre environnement

La matière dans la diversité de ses états

L'eau dans la vie quotidienne, glace, eau liquide

Perception de l’existence de l'air

L’eau

L’air

Mélanges et Solutions

Mélanges aqueux

Mélanges homogènes et corps purs

Les changements d’états de l’eau, approche phénoménologique

L’eau solvant

Les aspects Didactiques et PédagogiquesLes aspects Didactiques et Pédagogiques

L’eau : le corps purL’eau : le corps pur

Conservation de la matière

Cycle 3

États physiques de l’eau.

Changements d’états.

Températures de changement d’état.

Cycle 1

L’eau du robinet ; la pluie.

La neige, la glace.

Cycle 2

Liquides, solides.

Changements d’états.

La matière dans tous ses étatsLa matière dans tous ses états

solide gazeuxliquide

critères de différenciations

forme propre volume propre

pas forme propre volume propre

pas forme propre pas volume propre

Modèle explicatif

Seulement 3 états pour la matière?Seulement 3 états pour la matière?

sable ? mayonnaise ? cristaux liquides ?

Changements d’état

Étude de l’eau : obstacles du langage courant

nommer

Où voit-on de l’eau ?Où y a-t-il de l’eau ?

Comment enseigner les sciencesComment enseigner les sciences ??

démarche d’investigation scientifique

démarche de résolution de problèmes

à intention explicative

Formulationd’un problème

scientifique

1

Émission d’hypothèses

2

Structuration

4

Investigation

3

=

DÉMARCHE

solide = dur

liquide = qui échappe des mains

eau = liquide glace vapeur

invisibilité matière ?

Étude de l’eau : quels obstacles ?

changements d’états réversibles ?

eau gazeuse = eau liquide contenant un gaz

épistémologie

matière conservation ?

langagecourant

vapeur d’eau : invisible

Construire la continuité Ecole maternelle – Ecole élémentaire- Collège

Autour de la démarche scientifique Autour de la démarche scientifique d’investigation.d’investigation.

Fiche de préparation du professeurFiche de préparation du professeur

TITRE DE LA SEANCE

OBJECTIFS PEDAGOGIQUES COMPETENCES VISEES

MATERIEL DOCUMENTSPREPARATION

DE LA CLASSE

DEROULEMENT DE LA SEANCE

MISE EN ŒUVRE

Difficultés prévuesConsigne

Rôles de l’Enseignant et de l’élève

MODES DE TRAVAIL

individuelTravail groupal

collectif

DEFINITION DE LA PHASE DE TRAVAIL

Situation initialeProblèmeRecherche

Exploitationstructuration

démarche d’investigation

démarche de résolution de problèmes

à intention explicative

=

Démarche Démarche d’investigation ?d’investigation ?

« Quoi qu’on dise, dans la vie scientifique les problèmes ne se posent pas d’eux-mêmes. C’est précisément ce

sens du problème qui donne la marque du véritable esprit scientifique ».

Gaston Bachelard

L’eau : le corps purL’eau : le corps pur

Cycle 3

3 états physiques de l’eau

Changements d’états

Températures de changement d’état.

Cycle 1

L’eau du robinet ; la pluie.

La neige, la glace.

Cycle 2

2 états physiques de l’eau

Changements d’états.

À l’école primaire

Une séquence d’enseignement en cycle 2Une séquence d’enseignement en cycle 2

• Renart : goupil espiègle, personnage principal de ces récits. Complexe et polymorphe, il incarne la ruse intelligente liée à l'art de la belle parole. • Ysengrin : le loup bête et cruel, éternel ennemi de Renart, toujours dupé.

Le roman de Renart (XIIe et XIIIe siècles)

Quelles étapes dégager ?

Fusion : des exemples d’activitésen liaison avec une démarche d’investigation.

Démarche d’investigation Exemples du côté de l’élève

Situation déclenchante

Questions que se posent les élèves

Formulation d’un problème

Hypothèses

Rappel de l’histoire Apport de vocabulaire Discussion avec les enfants

Comment expliquer Ysengrin coincé ?

Lecture d’une histoire Roman de Renart

Ph

ase

de

pro

blé

mat

isat

ion

L’eau est devenue dure.

On peut faire de l’eau dure.

Démarche d’investigation Exemples du côté de l’enfant

Réalisation expérimentale

Pour la fenêtre / réfrigérateur :

test ;

Pour le congélateur :

1. construction du loup, du renard

2. réalisation d’un mélange réfrigérant

3. modélisation du phénomène apparu dans l’histoire

4. constat.

Ph

ase

d’i

nve

stig

atio

n

On met de l’eau sur la fenêtre On met de l’eau au réfrigérateur On met de l’eau au congélateur

Démarche d’investigation Exemples du côté de l’enfant

Comparaison des résultats

tableau comparatif

Formulation de l’acquis

Sur la fenêtre : queue pas coincée

Au réfrigérateur : queue pas coincée

Au congélateur : queue coincée

Dans mélange réfrigérant : queue coincée

• Si la température est supérieure à zéro degré (Celsius), l’eau est liquide.

• Si la température est inférieure à zéro degré (Celsius), l’eau est solide.

Ph

ase

de

stru

ctu

rati

on

ConclusionConclusion

démarche d’investigation

démarche pédagogique active.

Projet thématique 2009Projet thématique 2009

Domaine d’étude : la matière (l’eau)

Sujet d’étude : la qualité de l’eau

Prérequis : les états de l’eau

facteurs d’influence sur l’évaporation

L’eau en cycle 3.

Phase de problématisation

Problème scientifique : comment protéger l’eau ?

Situation déclenchante : discussion autour de documents

Émission d’hypothèses : des solutions possibles au problème

L’accès à l’eau L’accès à l’eau est-il le est-il le même pour tous ?même pour tous ?

l’eau : un bien inépuisable ?

Pollution Pollution des eauxdes eaux

(rappel enseignant)(rappel enseignant)

Ne pas jeter n'importe où.

Que faire des eaux sales ?

Chacun doit être conscient de sa responsabilité et de son devoir de solidarité. Il en va de l'avenir des générations futures.

Utiliser les ressources naturelles.

Phase d’investigation

Situation de documentation :

documentation sur dessalement de l’eau de mer

Situation de modélisation :

modélisation d’une mini-station d’épuration

Situation d’expérimentation :

réalisation d’un mini-distillateur solaire

Situation d’expérimentation :

expérimentation l’amélioration de l’épuration de l’eau

Economiser l’eau.

Situation d’enquête :

enquête sur équipements domestiques utilisant l’eau volume d’eau

Phase de structuration

Constat : Constat : il est possible de nettoyer l’eau en la laissant décanter et en la filtrant ; il est possible de nettoyer l’eau en la laissant décanter et en la filtrant ;

la distillation permet de récupérer de l’eau douce ;la distillation permet de récupérer de l’eau douce ;

les équipements domestiques utilisent beaucoup d’eau.les équipements domestiques utilisent beaucoup d’eau.

Formulation de l’acquis: Formulation de l’acquis:

- protéger l’eau est un problème crucial pour les générations actuelles et futures ;

- une station d’épuration rassemble une succession de dispositifs permettant, par décantation et filtration, de rejeter dans le milieu naturel des eaux dépolluées ; l’eau épurée n’est pas potable, alors que l’eau distillée l’est ;

- les pays pauvres en eau douce et proches de la mer peuvent dessaler l’eau de mer dans des usines ;

- l’eau domestique peut être économisée (détecter les fuites, privilégier les douches aux bains, utiliser une chasse à double débit).

Nouveaux questionnements :Nouveaux questionnements :

quelles sont les quelles sont les fonctions essentielles fonctions essentielles de l’eau ?de l’eau ?

(Prolongement pluridisciplinaire)

1/ Vaporisation de l’eau de mer

2/ Liquéfaction (condensation liquide) de

la vapeur d’eau

3/ Ruissellement dans le récipient central

Modélisation du processus de dessalement de l’eau de mer

Usine de dessalement Usine de dessalement de Djeddahde Djeddah

7 millions de m3/jour

Usine de production d’eau potable

Prolongements : l’eau limpide est-elle forcément potable ? Une

eau minérale est-elle forcément potable ?

passoire

sable + gravier

filtres à café

charbon de bois

eau limpide

Exemple de dispositif de séparation