Desfeuillesqui$disparaissent…$?$ -...

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  • Des feuilles qui disparaissent ? J. S-O

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    Des feuilles qui disparaissent ?

    Atelier de didactique de la biologie B, session 2013-2014

    Jolle Schreiber-Orso Genve, le 17 avril 2014

    Travail effectu dans le cadre de lIUFE Formation des enseignants du secondaire

    Dvelopp conjointement avec Jennifer Donz en 2012-2013, revu et adapt en 2013-2014

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    Introduction Intentions gnrales Quel intrt y a t-il mettre en uvre une situation-problme en cours de biologie ? Le choix de crer une squence autour dune situation-problme est trs stimulant et cre une dynamique de cours particulire. En effet, susciter lintrt des lves est un dfi permanent des enseignants. Les situations-problmes sont particulirement intressantes, car elles amnent les lves se poser un certains nombres de questions, petit petit se les approprier, devenir acteur du problme car sa rsolution dpend directement de leur implication la tche. De plus, le contrat didactique entre lenseignant et les lves est modifi par rapport un cours ordinaire, car il ne sagit plus pour lenseignant de dispenser des savoirs, mais daider les lves ce queux-mmes acquirent de nouvelles connaissances et de nouvelles comptences. Ainsi, la construction dun vcu commun au sein de la classe a un impact positif sur la motivation des lves. Des feuilles qui disparaissent ? La disparition des feuilles mortes est le sujet que jai choisi de traiter en classe comme situation-problme. En effet, le sujet parat simple, voire mme peut-tre vident, mais ds que lon gratte un peu la surface, on arrive sur un champ de recherche beaucoup plus complexe qu prime abord. Premirement, il permet daborder le cycle de la matire et permet dillustrer la phrase rien ne se perd, rien ne se cre, tout se transforme ! Antoine Laurent De Lavoisier (chimiste et philosophe franais du 18me). Secondement, il permet de mettre en vidence limportance des tres vivants microscopiques qui nous entourent. Ce thme est particulirement intressant faire vivre comme dmarche dinvestigation si on peut le traiter en automne lorsque les feuilles mortes tapissent le sol. On est dans un sujet trs visuel, nimporte quel lve a dj vu des feuilles tomber, mais ont-ils dj vu des feuilles disparatre ? Savent-ils ce que deviennent les feuilles mortes qui le printemps venu ont disparu pour la plupart ? Ont-ils dj les connaissances pour pouvoir y rpondre ? Contexte curriculaire Le degr cible de cette situation problme est la 9me Harmos en regroupement 3. Cette squence a t intgre au chapitre cosystmes et rseaux trophiques . La dmarche dinvestigation a t vcue par une classe de 22 lves. Contexte du plan dtude Le nouveau plan dtude romand en vigueur intgre dans son domaine mathmatique et sciences de la nature (MSN) la dmarche scientifique ainsi que diffrentes notions et dmarches (correspondant ceux dvelopp la situation problme prsente dans ce document) dans les secteurs suivants :

    MSN 38 : le vivant et les cosystmes

    MSN 38 : Observation exprimentale variant dun seul facteur la fois

    MSN 37/38 : Prparation dun protocole dobservations et de mesures laboration dun dispositif permettant deffectuer les observations et les mesures prvue MSN 35 F : en dgageant une problmatique et en formulant une hypothse

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    Description de la squence Remarque prliminaire : cette squence a t co-construite avec Jennifer Donz en 2012-2013 Amorce La squence a dbut par la projection dune amorce illustre contenant les informations suivantes : Chaque anne, en fort, il tombe une paisseur de 10 cm de feuilles mortes au pied des arbres. a fait beaucoup de feuilles, mais en se promenant, on ne les voit pas. O sont-elles ? Que sont-elles devenues ? Les lves ont crit une hypothse sur le devenir des feuilles mortes ou la cause de disparition des feuilles mortes ce qui nous a permis de sonder ltat des connaissances des lves. Obstacles conceptuels viss : Les lves ne se posent pas forcment la question de savoir ce que deviennent les feuilles. Pour eux, elles disparaissent. Ils savent peut-tre que ce nest pas par magie, mais ils ne se sont, pour la plupart, jamais interrogs par quel mcanisme.

    Aprs la prsentation de lamorce en classe, les rponses donnes par les lves ont t les suivantes : il y a des gens qui les ramassent quand elles tombent , elles disparaissent cause du changement de saison et de temprature, elles se dsintgrent et rentrent dans la terre , les insectes ou les vers mangent les feuilles , elles sont biodgradables, elles se dcomposent dans la nature et le vent les emporte .

    Questions attendues Les questions que nous attendions taient les suivantes :

    Pourquoi a ne saccumule pas ?

    O sont les dcomposeurs ?

    Qui se nourrit de feuilles mortes ?

    Comment se fait le compost ?

    A quoi a sert que les feuilles soient dcomposes ?

    Il sagissait essentiellement de questions que nous voulions que les lves se posent. En ralit aucune de ces questions na t pose par les lves. Tout les lves avaient en effet dj une petite ide sur comment disparaissent les feuilles mortes (prconceptions). Certains lves ont utilis les mots dcomposer , dsintgrer et dgrader en ayant limpression de savoir ce que ces mots signifient, mais sans vraiment pouvoir les expliquer. Les lves ne connaissaient pas le mot dcomposeur . Droulement de la squence Remarques prliminaires Avant de commencer la situation problme :

    - les lves avaient dj eu une autre situation problme - les lves staient dj servis dune loupe binoculaire

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    - les lves avaient dj ralis des dessins dobservation et appris lgender un schma, ainsi que rdiger un texte descriptif

    Leon 1 (10 octobre 2013) ! Seulement 45 min.: Phase introductive Introduction par lenseignante de la situation problme avec quelques diapositives. Chaque anne, en fort, il tombe une paisseur de 10 cm de feuilles mortes au pied des arbres. Certains arbres, comme par exemple les htres peuvent avoir jusqu 200 ans ! a fait beaucoup de feuilles ! Pourtant, en se promenant on ne les voit pas ? O sont-elles ? Comment disparaissent-elles ? Que sont-elles devenues ? -Chaque lve crit ce quil pense sur le sujet sur un post-it. Suivi dun tour de table o chaque lve lit sa supposition (sans jugement, lide nest pas de dire si cest juste ou faux) et lenseignante rcupre les post-it pour classer les lves par affinit dide (6 groupes sont crs de 3 4 lves, les groupes sont mixtes). Ensuite lenseignante explique les modalits du travail de groupe et du travail attendu. Lenseignante fait un petit point thorique sur ce quest une hypothse (critre monofactoriel, raliste/plausible/pas farfelue, ralisable/vrifiable). En petits groupes, les lves discutent de ce quils aimeraient tester dans leur exprience. Ils crivent une seule hypothse par groupe, ainsi que la liste du matriel ncessaire son exprimentation et la description de lexprience. Lenseignante passe prendre la temprature vers chacun des groupes. Leon 2 (17 octobre 2013 ! leon juste avant les vacances, donc le lancement de lexprience a t report) : Phase prparative Lenseignante fait un rappel de la situation-problme et donne quelques prcisions sur le vocabulaire utilis par quelques lves (dsintgrer /dcomposer/ biodgradable). La dfinition est construite tous ensemble. tablissement dun comparatif entre une feuille morte et une feuille vivante , les lves donnent les similitudes et les diffrences (lenseignante crit les lments que les lves relvent au rtroprojecteur). Ensuite, lenseignante dispense les consignes pour le travail en groupe du jour :

    - hypothse du groupe avec 1-2 variable(s) tester - contraintes en temps et matriel de lexprience (2-3 semaines dobservation ; le

    matriel doit pouvoir tre install en classe) - feuilles rendre par groupe : 1 protocole (annexe V) remplit avec lhypothse,

    lexplication de lexprience et la liste du matriel (annexe II) ; et 1 feuille dexercice sur une autre exprience pour comprendre lide de prvoir un tmoin

    Leon 3 (31 octobre 2013) : Lancement de lexprience En dbut de leon, lenseignante effectue une correction de lexercice sur limportance davoir un tmoin dans une exprience, car plusieurs groupes nont pas russi lexercice. Ensuite, elle fait un rapide point sur les consignes du travail en groupe, ainsi que sur les critres et les modes dvaluation. Une rpartition du travail est effectue au sein des groupes, les responsabilits sont partages ainsi : un-e communicateur/trice (reprsentant du groupe qui va poser des questions lenseignante) ; un-e responsable du travail (charg de rendre tous les documents lenseignante lissue de chaque leon) ; un-e dessinateur/trice ; un-e responsable du matriel. Les lves sinscrivent au tableau noir.

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    Chaque groupe prpare ses bacs dexprience. Ceux qui attendent, effectuent les corrections de leur protocole (aprs relecture de lenseignante entre les leons 2 et 3). Les lves dcrivent leur exprience dans leur carnet de bord, et ils dessinent une de leur feuille morte (pour pouvoir comparer sa dcomposition dune semaine lautre), ainsi quun de leur animaux (chenilles, asticots, vers de terre etc. selon ce quils ont choisi de tester). Leon 4 (7 novembre 2013) : Suivi de lexprience 1 Les lves de chacun des groupes observent leurs bacs et notent leurs observations dans le carnet de bord, ils reprennent leur protocole dexprience, lamliore et le complte laide des commentaires de lenseignante (souvent manque de cohrence entre les bacs dexprience, la liste du matriel et la description de lexprience). Chaque groupe ralise un dessin reprsentant le schma de leur exprience. Les lves retrouvent la feuille morte quils ont dessine et la redessine. Les lves qui avaient fini, ont reu un dossier sur la composition du sol. Les lves ont travaill individuellement et je passais de bureau en bureau pour rpondre aux questions. Leon 5 (14 novembre 2013) : Suivi de lexprience 2 Lenseignante donne quelques explications propos des critres dvaluation. Les groupes dlves observent leurs bacs et notent leurs observations dans le carnet de bord. Chaque groupe reprend son protocole dexprience et lamliore et le complte laide des commentaires de lenseignante. Les lves retrouve la feuille morte quils ont dessine et la redessine. Lenseignante explique le principe de Berlze (avec de la terre prleve en fort). Chaque lve va observer la loupe binoculaire un animal prsent dans le sol. Chaque lve dessine son animal. Les lves qui ont le temps, identifient celui-ci laide dune cl de dtermination simplifie Leon 6 (21 novembre 2013 fin du premier trimestre, jai mis une note au protocole-rapport dexprience de chaque groupe dlve) : Suivi de lexprience 3 Les groupes dlves observent leurs bacs et notent leurs observations dans le carnet de bord. Ils rdigent ensuite les rsultats de lexprience et une conclusion. Ils rangent leur matriel dexprience. Lenseignante gre la mise en commun des rsultats de chaque groupe et explique les tapes de la dcomposition et les dcomposeurs impliqus sous forme denqute (les suspects sont les animaux dessins par les lves lors de la leon prcdente). Le but de chaque groupe est de retrouv un coupable et de savoir quel tape de la dcomposition il intervient. Leon 7 (5 dcembre 2013 : la leon du 28 novembre a t remplace par un concert obligatoire) : Conclusion par groupe Les lves terminent lenqute sur les dcomposeurs. Ils crent ensuite une affiche pour expliquer leurs rsultats et leur conclusion (en bibliothque). Leon 8 (12 dcembre 2013) : Conclusion gnrale

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    Lenseignante fait un rappel des hypothses et rsultats des groupes, de ce quest une hypothse et explique la diffrence entre rsultats et conclusion. Ensuite, les lves (exercice deux par deux) crivent une conclusion commune pour tout les groupes. Lenseignante effectue un rappel thorique sur ce quest la dcomposition et sur les rles de chaque dcomposeurs. Lenseignante introduit les rseaux alimentaires en utilisant lexemple des animaux de la litire (annexe IV). Leon 9 (19 dcembre 2013) : Evaluation Un temps de rvision est allou aux lves pour quils puissent tre au clair sur ce quest une exprience et ce quest la dcomposition. Ensuite, les lves passent une valuation (annexe VI) sur les notions abordes au cours de la squence. Observation et analyse du dispositif Les lves se sont investis dans la tche ds llaboration dhypothses expliquant la cause de la disparition des feuilles mortes. Tous les lves, sans exception, ont rflchi la question pose, individuellement dabord, puis au sein de petits groupes forms par affinit dide. Parfois, leurs ides sur la question ncessitaient dtre affines, car elles manquaient de prcision. La motivation des lves a augment lorsquils ont compris quils allaient pouvoir tester leur hypothse en ralisant une exprience en classe. Quelques groupes dlves se sont vite mis daccord sur la ou les variable-s quils allaient tester. Dautres ont eu besoin dun peu plus de temps pour se mettre daccord, car ils en avaient trop. Et encore, un autre groupe a eu de la peine imaginer une exprience, tant donn quils pensaient que ce sont les hommes qui ramassent les feuilles et nont pas compris tout de suite quil sagissait de feuilles mortes tombes au pied des arbres dune fort. Pendant cette phase, je suis passe auprs de chaque groupe pour les aider organiser leurs ides sans toutefois influencer leurs ides de base (sauf en cas de contre-indication pratique). la fin de la priode dexprimentation, les lves en ont eu marre de devoir travailler toujours avec les mmes (aprs 7 leons). La mise en place des expriences a t trop longue. Et au final, jai consacr 9 leons en incluant lvaluation, il faudrait voir raccourcir le nombre de sances. Concevoir une affiche, nest peut-tre pas indispensable non plus, surtout quelle na pas t value pour cause de mauvais timing concidant avec la fin dun trimestre. Cependant, jai pu observer que la curiosit des lves et leur motivation voir leurs feuilles mortes disparatre sont restes bonnes tout au long de la squence. En comparaison avec la squence vcue de Jennifer Donz, je nai pas utilis de dossier thorique, et ai dcid de dispenser la thorie moi-mme. Jai pu observer quen introduisant rgulirement de la thorie, ce quest une hypothse, les rsultats, la conclusion, les lves ont rencontr moins de difficults pour remplir leur protocole. La mise en place de ma squence a ncessit plus de temps, dune part parce que je souhaitais que les lves tiennent un cahier de bord sur lvolution de leurs feuilles mortes chaque semaine, et dautres part, parce que certains groupes souhaitaient que leurs bacs dexprience soient humidifis tout les jours. Jai t donc, oblige de repousser dune leon le dmarrage de lexprience, car entre la leon 2 et la leon 3, il y

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    a eu les vacances dautomne. Au niveau de la notation, encore pour une question de temps (chance de fin du premier trimestre), jai t contrainte de mettre une note sur leur protocole dexprience et non sur leur affiche, comme initialement prvu dans la squence. Evaluation Le cahier des charges a t dvelopp conjointement avec Jennifer Donz en 2012-2013 (annexe I). Questions de lvaluation utilises

    1) Les lves ont eu une note de groupe sur leur protocole et rapport dexprience (annexe III). Ils devaient les remplir de faon cohrente entre les diffrentes rubriques (hypothse, matriel, droulement, rsultats, conclusion). Jai ramass et relu leurs protocoles avant et aprs la mise en place de lexprience. Je le leur ai annot plusieurs fois en leur disant ce quils devaient amliorer et comment (valuation de type formative ).

    2) Ensuite les lves ont pass une valuation individuelle qui reprenait dune part,

    les notions abordes sur ce quest la dcomposition des feuilles mortes (tapes, dcomposeurs) et dautre part, les dmarches (comment analyser une exprience) (annexe VI).

    Critres de correction

    1) Les protocoles et rapports dexprience ont t not selon une grille critrie (annexe III).

    2) Chaque question de lvaluation individuelle a t note en fonction des critres

    de corrections (expliqus sur le correctif : annexe VII). Observations et liens avec les objectifs Les objectifs que nous avions poss taient les suivants :

    1) Illustrer les diffrents lments du rseau trophique du sol 2) Dcouvrir la faune du sol et son rle 3) Dfinir : dcomposeur , matire inorganique et matire organique 4) mettre des hypothses 5) Imaginer un protocole pour tester nos hypothses 6) Analyser les rsultats de nos expriences 7) Utiliser nos conclusions pour rpondre la situation problme 8) Utiliser des documents scientifiques pour rpondre la situation problme

    Les points 4, 5, 6 ont t valu dans les deux types dvaluation. Le point 7 a t valu avec les protocoles et rapports dexprience. Les points 1, 2, 3 qui sont plus des objectifs notionnels ont t valu dans lvaluation individuelle. Le point 8 na pas t valu a proprement dit. Cependant, pour rsoudre lenqute sur quels dcomposeurs agit quand, les lves ont eu recours un document scientifique pour les aider la rsoudre.

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    Les lves ont tous eu des bons rsultats lvaluation de leurs protocoles et rapports dexprience (moyenne de la classe 5.8). Cela sexplique certainement grce aux nombreux allers retours entre lenseignante et les lves des diffrents groupes (nombreuses valuations formatives). En revanche, lvaluation individuelle a t un peu moins bien russie (moyenne de la classe 5.1) sans toutefois laisser apparatre de trop grandes lacunes, seul deux lves nont pas eu la moyenne. Les objectifs 4, 6 et 7 sont me semble t-il ceux qui ncessiteraient dtre retravaill en classe. Analyse selon les 3 axes Cette partie a t dveloppe avec Jennifer Donz et modifie en 2013-2014 Comptences des lves Avec cette squence les lves peuvent construire leurs connaissances, tout en suivant leur questionnement. Ils peuvent aussi tester ce quest la dmarche scientifique de faon assez authentique. En effet, ils se posent une question et essaient dy rpondre en faisant une exprience. Ils sont confronts au temps dattente que pose une exprience (dans cette squence : quatre semaines). Plusieurs lves pensaient que ce temps ne serait pas suffisant pour voir les feuilles mortes disparatre. Ils se rendent aussi compte que parfois les expriences ne marchent pas comme on le souhaiterait, et ce pour des raisons diverses. Plusieurs fois jai rappel aux lves quils travaillaient comme les scientifiques qui font partie de groupe de recherche dans diffrents laboratoires travers le monde et que chaque groupe teste une deux variables et quau final cest les rsultats de tous les groupes mis ensemble qui sont intressants. Jai essay de leur expliquer que mme si les rsultats quils avaient obtenus ntaient pas ceux quils attendaient, a ne voulait pas dire pour autant que lexprience avait rat. Nous avons aussi discut ensemble des raisons pour lesquelles certaines expriences, semblent avoir mieux march que dautres. Les lves mont montr travers leur intrt refaire des expriences en classe, quils avaient apprci la dmarche exprimentale. Les lves ont bien intgr le champ notionnel de cette exprience. Je pense que le fait de faire plusieurs allers retours entre la thorie (composition du sol, dcomposeurs, rseaux trophiques), et la pratique ralise en classe a beaucoup aid les lves intgrer le champ notionnel et faire des liens entre les deux. Par contre, jai essay cette anne de dispenser la thorie au fur et mesure (quest-ce quune hypothse, comment crire les rsultats, etc.) et je pense, tout comme Jennifer Donz, quil faudrait mettre en place une sance sur la dmarche scientifique avant de commencer la situation problme, mme si cette sance ne fait pas cho auprs des lves, car ce nest pas encore suffisamment concret pour eux. Ceci afin de sassurer que les lves sachent ce quils doivent faire et comment. Je ne lai pas fait non plus, parce que je pensais que dintroduire ces notions au fur et mesure que les lves en auraient besoin suffirait. Jai pu me rendre compte que la mise en place de la situation-problme et des expriences ncessitent beaucoup de temps dj en elles-mmes et les explications thoriques viennent parfois en surcharge au reste des tches effectuer chaque leon.

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    Les lves ont galement grce cette squence appris travailler en petits groupes de trois quatre lves : se rpartir des responsabilits, discuter leurs ides, trouver un consensus et travailler avec dautres personnes. Cependant, certains lves ont soulev le problme de linvestissement ingal dans le travail de groupe de certains lves du groupe lors de la dernire leon. La prochaine fois, je tcherai de reprer par avance les lves qui pensent faire mieux que tout le monde, ceux qui prfre travailler seul dans leur coin cote que cote ou encore ceux qui essaient de tirer au flanc. Squence Tout comme Jennifer Donz et comme je lai dj mentionn plus haut, je pense galement que la squence prvue initialement est trop longue (la mienne ayant t encore plus longue que celle de Jennifer Donz, pour diffrentes raisons). Si je devais la refaire, je ferai une sance dintroduction sur la dmarche scientifique, puis je marrterai aprs le partage des diffrents rsultats des groupes et la conclusion commune. Le but de laffiche tait dorganiser les connaissances rcoltes lors de la situation problme, je pense que nous pouvons le faire tout simplement avec une prsentation de groupe (avec un petit bmol sur la taille des groupes, bien rflchir en amont de la squence). Dispositif dvaluation Je pense que davoir not les protocoles et rapports dexprience des groupes dlves a t une bonne ide au final, mme si ce ntait pas initialement prvu. En effet, les groupes dlves ont consacr beaucoup de temps les remplir, les corriger et les amliorer, donc jai trouv que a portait vraiment du sens de lvaluer. Faire passer une valuation individuelle, me semble galement trs approprier car les nombreuses notions et dmarches peuvent tre ainsi valuer individuellement et tre lindicateur du besoin ou non dune remdiation. De plus, le temps allous cette squence (9 leons) est important surtout au regard dun trimestre et mrite compltement, mon sens, une double valuation par groupe et individuellement. Synthse Cette partie traite des liens entre la squence et son valuation (notamment sur l'alignement entre objectifs d'apprentissage, activits (tches) et valuation). Jai trouv que les liens entre les objectifs dapprentissage, les activits effectues en classe et les valuations ralises ont t particulirement troits. Ils taient en parfaite correspondance les uns avec les autres, car ils ont t rflchi et construit de cette manire. Jy vois une source dinspiration pour traiter dautres chapitres de faon aussi linaire et concordante. En effet, laborer premirement des objectifs dapprentissage (notions et dmarches) et tablir un cahier des charges de lvaluation ont permis de construire les tches pour y parvenir et de crer par la suite, des valuations qui leur correspondent. Dune manire gnrale, je pense que la squence sur cette situation problme a eu un impact trs stimulant sur linvestissement des lves et sur leurs apprentissages. En effet, le sujet de la situation problme et le moment dans lanne mont sembl particulirement adapt aux lves de cet ge-l. La question que deviennent les feuilles se situe entirement dans leur zone proximale de dveloppement et est suffisamment proche de la ralit pour avoir comme effet que les lves crochent. De

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    plus, lexprience mettre en place est facile raliser, avec du matriel peut coteux et permet aux lves dlaborer puis de tester leurs propres hypothses sans ncessiter de trop les recadrer. Un des objectifs qui mtait cher, tait de faire apprhender le monde scientifique aux lves. Dun ct la rigueur scientifique et de lautre lesprit coopratif. Jai donc expliquer plusieurs fois aux lves quen quelque sorte chaque groupe dlve tait un groupe de chercheurs qui testaient des conditions exprimentales diffrentes ceci dans le but de dvelopper une conscience de lensemble de lexprience pour laquelle ils travaillaient (coopration) et dont la conclusion serait dpendante des diffrents rsultats obtenus. Jai eu limpression que cest seulement lors des moments dchange et de mise en commun organis par lenseignante que cette conscience mergeait. Peu dlves ont eu la curiosit de regarder dans les bacs des autres groupes, car ils taient trs concentrs sur leur propre exprience et trs impatients de voir leurs feuilles disparatre. En conclusion, tout comme Jennifer Donz, je suis, dans lensemble, plutt satisfaite de la situation problme. Je pense que je la referai avec les modifications qui sy prtent. Les objectifs nont pas t compltement atteints, en tout cas en ce qui concerne les dmarches, mais de toute faon il est difficile dinstitutionnaliser des dmarches en une seule fois. Il est donc important, de mon point de vue, de bien leur expliquer les bases thoriques de la dmarche scientifique et pourquoi est-ce quon procde de cette faon et de le reprendre rgulirement pendant lanne scolaire. Rflchir aux itrations possibles pour lacquisition de dmarches me semble tre une bonne piste explorer lors de la prochaine laboration de squence. Bilan rflexif Jai trouv que le dispositif et son valuation ont t trs cohrents. Cependant, ils ont ncessit de constant ajustement, entre les activits prvues, les obstacles rencontrs, la vitesse dapprentissage des lves, etc. En effet, jai trouv que la mise en uvre dune situation problme est trs intressante et enrichissante, tant pour lenseignante que pour les lves, car le contrat didactique diffre dun cours standard. Cependant, lissue de cette squence, je ralise que la mise en uvre dune situation problme ncessite du temps et ne peut tre ralis en une ou deux leons moins davoir un nombre trs restreints de notions et/ou dmarches aborder et faire acqurir aux lves. Et en mme temps, une squence trop longue sur 6 9 leons ne semble pas non plus souhaitable, car les lves en ont marre aprs un certain temps, et relancer leur intrt demande aussi de lnergie de la part de lenseignante et un investissement en temps pris pendant les leons. Avec quelque mois de recul, jai pu constater que tout linvestissement mis en place pour apprendre aux lves travailler en groupe a port ses fruits. En effet, les lves ont travaill sur un autre thme dans une configuration de groupe diffrente entre fvrier et mars et les rsultats ont t excellents. Un collgue enseignant lhistoire dans cette classe, ma galement fait part de sa satisfaction mener des travaux de groupe avec ses lves. Finalement, la dmarche dinvestigation me semble un format dapprentissage trs intressant. Pour lavoir test, je peux dire maintenant, que dune part, a fonctionne

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    bien avec les lves, a les motive, a modifie les habitudes de cours, et dautres part, les objectifs dapprentissage ont t relativement bien atteints. videmment, lvaluation est aussi un peu diffrente, tant donn que les lves sont nots une premire fois par groupe, puis individuellement. Mais, je pense que les lves sont ainsi pousss faire un meilleur travail, car la note du travail de groupe ne concerne pas que llve alpha, mais aussi les lves bta et gamma qui font partie du mme groupe. De plus, les lves plus faibles sont aids par les plus forts et les lves plus forts sont responsabiliss (relation win-win ). Je pense donc que les situations problmes devraient tre mieux investies par les enseignants de science, afin de pouvoir partager entre collgues les expriences positives ralises en cours de biologie.

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    Annexes Annexe I

    Cahier des charges valuation situation problme

    1. Champ notionnel : a) Dcouvrir la faune du sol et son rle

    Les lves doivent se rendre compte que le sol est constitu dlments vivants (animaux, champignons, bactries, vgtaux) et non vivant (matire minrale). Ils nont pas besoin de retenir les noms des espces du sol, mais doivent tre capable de les reconnatre laide dune cl de dtermination.

    Les lves doivent savoir que la faune du sol contribue la dcomposition des feuilles mortes. Ils doivent pouvoir expliquer le processus. Niveau de formulation : La faune du sol permet la dcomposition des feuilles mortes en humus, riche en sels minraux, qui pourra tre utilis par les vgtaux.

    b) Illustrer les diffrents lments du rseau trophique du sol Les lves doivent pouvoir donner une dfinition de rseau trophique.

    Niveau de formulation : un rseau trophique est lensemble des chanes alimentaires dun milieu donn

    A laide dun texte ou dun tableau informatif, ils doivent pouvoir dessiner un rseau trophique du sol.

    c) Dfinir : dcomposeur Les lves doivent pouvoir dfinir les termes ci-dessus.

    Niveau de formulation : tres vivants capables de dcomposer les vgtaux et animaux morts en matire minrale

    2. Dmarches testes Contexte : lves de 9e. Ce sera la premire fois que les lves seront confronts la ralisation dune exprience. Lvaluation se fera donc en deux temps : 1) une affiche note ralise en groupe. 2) une preuve individuelle note qui reprendra ces notions et ces dmarches.

    d) Formuler une hypothse Caractristique : rdiger une hypothse en une phrase affirmative, raliste

    et vrifiable. Traduire une ide en hypothse. Mise en uvre :

    mmes consignes pour tous les niveaux (R1, R2, R3) R3 partent sans informations complmentaires R2 et R1 voient dabord un exemple dhypothse formule pour

    une autre exprience Critres :

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    Lhypothse est affirmative Lhypothse est raliste Lhypothse est vrifiable Lhypothse est pertinente par rapport au problme

    Evaluation : une premire fois sur laffiche, mais plus sous forme dvaluation formative (retour de lenseignante avant la note finale de laffiche). Puis valuation lors de lpreuve, ce stade les lves doivent tre capables de formuler une hypothse pour une autre exprience.

    e) Imaginer un protocole Caractristique : imaginer une exprience pour tester notre exprience Mise en uvre :

    Groupes de 4-5 lves Chaque groupe teste une seule hypothse Lenseignante passe de groupe en groupe pour aider les lves

    Critres : Le protocole imagin permet de vrifier lhypothse (un seul

    paramtre test : celui de lhypothse) Prvoir des tmoins Anticiper le matriel ncessaire la ralisation de lexprience Faire des schmas de lexprience qui sera ralise

    Evaluation : de faon formative sur laffiche (aprs discussion en classe et retour de lenseignante).

    f) Raliser lexprience Caractristique : suivre le protocole imagin pour effectuer lexprience Mise en uvre :

    Groupes de 4-5 lves Chaque groupe ralise son propre protocole Lenseignante passe de groupe en groupe pour aider les lves

    Critres : Travailler de manire rigoureuse et scientifique (numroter ses

    pots, dcrire le matriel, faire des dessins des feuilles avant exprience, etc.)

    Faire lexprience telle que prvue dans le protocole Evaluation : uniquement sur laffiche.

    g) Tirer des conclusions dune exprience

    Caractristique : observer les rsultats de lexprience et en tirer les conclusions

    Mise en uvre :

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    Les lves ont vu au pralable un exemple pour bien pouvoir faire la diffrence entre rsultats et conclusion

    Ils notent leurs rsultats, puis en tire les conclusions relatives en fonction de leur hypothse

    Critres : La conclusion confirme ou infirme lhypothse Elle est crite sous la forme dune phrase affirmative Les lves distinguent clairement les rsultats de la conclusion. Les

    rsultats noncent des observations ; la conclusion infirme ou confirme lhypothse en fonction des rsultats.

    Evaluation : de faon formative sur laffiche, puis lors de lpreuve, on donne une hypothse aux lves, ainsi que les rsultats de lexprience, et ils doivent donner la conclusion.

    h) rpondre la question de dpart en utilisant des ressources (rsultats

    dexprience documents Caractristique : grce lexprience quils ont mise en place et aux

    documents fournis, les lves sont en mesure de rpondre la question de la situation problme.

    Mise en uvre : Au cours de la mise en place de la situation problme (divers

    moments de la mise en uvre de lexprience), les lves peuvent consulter des sources thoriques mises disposition par lenseignant.

    Les lves utilisent leurs conclusions pour rpondre en partie la situation problme

    Mise en commun des diffrents rsultats des diffrents groupes pour affiner la rponse la question de la situation problme

    Critres : Les lves slectionnent des informations pertinentes dans leurs

    rsultats et des documents pour rpondre la situation problme (questionnaire pour les aider)

    Les lves sont capables dtablir une carte conceptuelle de la dcomposition des feuilles.

    Evaluation : premire valuation de la carte conceptuelle sur laffiche. Puis valuation de leurs connaissances sur la dcomposition pendant le travail (test des notions ce stade)

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    Annexe II Dtails de la mise en oeuvre de lexprience Expriences en classe pour rpondre la question :

    pourquoi les feuilles mortes disparaissent-elles? Classe 932 R3 Cours de biologie de Jolle Schreiber-Orso Salle 215 les jeudis en P1-P2 Matriel que les groupes dlves ont besoin : Groupe 1:

    - Des vers de terre - Des escargots - 3 bacs transparents dont 1 avec un couvercle - De la terre prleve en fort et terreau - Des feuilles mortes de htre - De leau

    Groupe 2 :

    - Une lampe rouge ou qui chauffe - Des glaons - 2 bacs transparents avec un couvercle

    Groupe 3 :

    - Un arrosoir - Des glaons - Une lampe - 2 bacs transparents - De lherbe - Un thermomtre - De la terre prleve en fort et terreau - Des feuilles mortes de htre - De leau

    Groupe 4 :

    - 4 bacs transparents - Des asticots - Des vers de terre - Des chenilles - De la terre prleve en fort et terreau - Des feuilles mortes de htre - De leau

    Groupe 5 :

    - 3 bacs transparents ou bocaux qui se referment - Des vers de terre - Des chenilles - De la terre prleve en fort et terreau

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    - Des feuilles mortes de htre - De leau

    Groupe 6 :

    - 4 bacs transparents - Des champignons (2 espces) - Un escargot - De la terre prleve en fort et terreau - Des feuilles mortes de htre - De leau

    Tableau rcapitulatif du matriel dont nous avons besoin :

    Gro

    upe

    Bac

    tran

    spar

    ent

    Bac

    tran

    spar

    ent

    avec

    cou

    verc

    le

    Terr

    e et

    terr

    eau

    Feui

    lles

    mor

    tes

    de

    htre

    Eau

    Ver

    s de

    terr

    e

    Esc

    argo

    ts

    Che

    nille

    s

    Ast

    icot

    s

    Cha

    mpi

    gnon

    s

    Gla

    ons

    Lam

    pe

    Arr

    osoi

    r

    Ther

    mom

    tre

    Her

    be

    1 2 1 X X X X X 2 0 2 X X X 3 2 0 X X X X X X X X 4 4 0 X X X X X X 5 0 3 X X X X X 6 0 4 X X X X X

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    Annexe III valuation des protocoles dexprience

    Que deviennent les feuilles mortes ?

    valuation de votre protocole dexprience et du travail fourni par groupes

    Groupe n___

    Prnoms des lves : ______________________________________________________

    Catgories Critres dvaluation Atteint Partiellement

    atteint Non atteint

    Fiche protocole La question de dpart est bien formule correctement Les ides sur la question sont intressantes Lhypothse choisie est affirmative, raliste, vrifiable

    La liste du matriel est complte et les bacs ont t correctement tiquet

    Lexprience ralise est en cohrence avec lhypothse et la liste du matriel et vous avez pens avoir un bac tmoin

    Le schma de lexprience est fidle lexprience ralise

    Le texte expliquant lexprience est correct et explique bien ce qui est fait et quels moments

    Lanticipation des rsultats a t dcrit Rsultats : le compte-rendu des observations est complet

    Vous avez analys les diffrences entre votre hypothse et vos rsultats

    Votre conclusion est pertinente par rapport votre exprience et la question de dpart

    Travail en groupe

    Chaque lve du groupe a particip activement

    Progression Vous avez tenu compte de mes remarques afin damliorer votre travail

    Note du travail en groupe :____ Commentaires :

    Remarques pour la fin du travail : Quand lexprience est termine nous pouvons observer les rsultats. On les crit sous forme dobservation, sous forme de texte descriptif, sans donner dopinion sur ces rsultats. Une fois les rsultats analyss, nous pouvons crire une conclusion. La conclusion est une sorte de rponse notre hypothse. Selon nos rsultats on peut soit dire que notre hypothse tait juste, soit, au contraire, dire que notre

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    hypothse tait fausse. On ne peut pas dire que lexprience na pas march parce que lon nobserve pas les rsultats quon attendait. Chaque rsultat nous amne une partie de linformation que lon recherche. Souvent, les chercheurs doivent imaginer plusieurs expriences et mettre plusieurs hypothses avant de pouvoir rpondre leur question de dpart.

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    Annexe IV Documents distribus aux lves La terre que vous avez utilise pour votre exprience a t rcupre pour tre mise dans un Berlse. Le but dun Berlse est de rcuprer la faune du sol. Voil comment a fonctionne :

    Quels types danimaux ont t retrouvs dans le berlse ?

    Peux-tu en nommer quelques-uns?

    A quelle phase de la dcomposition participent-ils ?

    Nom de lanimal :

    Phase de dcomposition :

    La terre est mise dans un entonnoir. Au-dessus on laisse une lumire allume, en-dessous une bouteille contenant de lalcool. Les animaux du sol fuient la lumire. Ils vont donc, en fuyant la lumire, tomber dans la bouteille contenant lalcool. Ce qui nous permet de les observer.

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    Voici un rseau alimentaire du sol (les flches signifient : est mang par ):

    A laide de ce schma, donne la dfinition dun rseau alimentaire :

    Toujours laide de ce schma rponds aux questions suivantes :

    1. De quoi se nourrit le collembole ?

    2. Quels animaux se nourrissent de dbris vgtaux ?

    3. Par quels animaux est mang le ver de terre ?

    4. Que peut-on dire, toujours selon ce schma, de la taupe et du lithobie ?

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    Annexe V Protocole dexprience

    Noms : Prnoms : Classe :

    Fiche protocole

    I. Mise en place de lexprience date :

    Question laquelle nous voulons rpondre :

    Nos ides sur la question :

    Ce que nous avons dcid de tester pour rpondre cette question :

    Matriel dont nous avons besoin :

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    II. Exprience date :

    Schma de lexprience :

    Ce quon a fait (texte expliquant lexprience) :

    Nos hypothses (anticipation de nos rsultats) :

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    III. Rsultats date :

    Nous pouvons observer que :

    Ce rsultat corrobore/ne corrobore pas nos hypothses :

    Conclusions :

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    Annexe VI

    VALUATION DE BIOLOGIE N4 Dcomposition des feuilles et exprimentation scientifique

    Nom : ................ Prnom : .........................

    Classe : .................................. Date : .........................................

    Points :

    / 28 points

    Note : Signature des parents :

    Tu disposes de 45 minutes. Aucun document nest autoris. Bon travail ! Partie 1 : analyse dun protocole dexprience Explication dune exprience : Paul et Claire mettent en place une exprience. Voil ce quils font : Ils placent le mme nombre de graines dune plante (bl) dans chaque pot, la mme temprature et la mme lumire. Dans lun des deux pots ils vont mettre de leau pure, et dans lautre de leau contenant des sels minraux dissouts. A. quelle question veulent-ils rpondre ? ...... .. / 2 points Voil les rsultats aprs 2 semaines dexpriences :

    Pot n1 : pot contenant de leau pure

    Pot n2 : pot contenant de leau et des sels minrraux

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    B. Quels sont les rsultats de cette exprience ? ...... .. / 2 points C. Quelle est la conclusion de cette exprience par rapport la question de dpart ? ...... .. / 2 points D. Dresse la liste du matriel que Claire et Paul ont utilis pour leur exprience.

    - .

    -

    -

    - .

    -

    - / 2 points E. Pourquoi ont-ils mis en place deux montages plutt quun seul ? ...... .. ...... / 2 points F. Explique ce quest un protocole dexprience et quoi a sert den avoir un ou den faire un. ...... .. ...... / 2 points

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    Partie 2 : la dcomposition dune feuille morte Voici, dans le dsordre, les diffrentes tapes de la dcomposition dune feuille tombe sur le sol en fort. A toi de remettre les tapes dans lordre chronologique en les numrotant de 1 7. / 7 points

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    Bonus : Inscris sur la feuille prcdente tous les noms des animaux que tu connais ct de leur dessin : 2 noms justes = 1 point supplmentaire. Chaque nom diffrent compte une fois. Les animaux qui sont reprsents plusieurs fois compte quune fois. Points bonus : .. Rponds aux questions suivantes : 1. Comment sappelle lensemble de ces animaux ? ...... / 1 pt 2. Que deviennent les feuilles mortes ? En quoi sont-elles transformes ? ...... ...... ...... / 3 pts 3. Les affirmations suivantes sont-elles justes ou fausses ? Indique si cest vrai ou faux et corrige les phrases lorsquelles sont fausses : a. Le sol dune fort ne comporte que trs peu danimaux. .. . b. Les bactries ont comme rle de ramollir les feuilles mortes frachement tombes. .. . c. Les vers de terre mangent les feuilles mortes. .. d. Cest le changement de temprature, larrive de lautomne, qui fait disparatre les feuilles mortes. .. e. Les feuilles mortes ne peuvent pas tre perfores par les animaux du sol. .. / 5 pts

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    Annexe VII Critres de correction

    VALUATION DE BIOLOGIE N4

    Dcomposition des feuilles et exprimentation scientifique

    Nom : ................ Prnom : .........................

    Classe : .................................. Date : .........................................

    Points :

    / 28 points

    Note : Signature des parents :

    Tu disposes de 45 minutes. Aucun document nest autoris. Bon travail ! Partie 1 : analyse dun protocole dexprience Explication dune exprience : Paul et Claire mettent en place une exprience. Voil ce quils font : Ils placent le mme nombre de graines dune plante (bl) dans chaque pot, la mme temprature et la mme lumire. Dans lun des deux pots ils vont mettre de leau pure, et dans lautre de leau contenant des sels minraux dissouts. A. quelle question veulent-ils rpondre ? Adquation de la question avec lexprience Pertinence des termes utiliss / 2 points Voil les rsultats aprs 2 semaines dexpriences :

    Pot n1 : pot contenant de leau pure

    Pot n2 : pot contenant de leau et des sels minrraux

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    B. Quels sont les rsultats de cette exprience ? Description des rsultats pour les 2 pots / 2 points C. Quelle est la conclusion de cette exprience par rapport la question de dpart ? Adquation entre question de dpart, rsultats et rdaction de la conclusion / 2 points D. Dresse la liste du matriel que Claire et Paul ont utilis pour leur exprience.

    - .

    -

    -

    - La liste du matriel est complte, moins 0.5 pt si erreur comme terre alors quil nen est nulle part mention.

    - / 2 points E. Pourquoi ont-ils mis en place deux montages plutt quun seul ? Les mots tmoin ou comparer, comparaison sont mentionns. Explication convaincante. / 2 points F. Explique ce quest un protocole dexprience et quoi a sert den avoir un ou den faire un. Lexplication rappelle les notions vues en cours : but, question de recherche, liste de matriel, marche suivre et schma de lexprience, rsultats, conclusion. Et explique que lide est de pouvoir permettre de refaire lexprience plus tard. / 2 points

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    Partie 2 : la dcomposition dune feuille morte Voici, dans le dsordre, les diffrentes tapes de la dcomposition dune feuille tombe sur le sol en fort. A toi de remettre les tapes dans lordre chronologique en les numrotant de 1 7. 1 point par bonne rponse/ 7 points

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    Bonus : Inscris sur la feuille prcdente tous les noms des animaux que tu connais ct de leur dessin : 2 noms justes = 1 point supplmentaire. Chaque nom diffrent compte une fois. Les animaux qui sont reprsents plusieurs fois compte quune fois. Points bonus : .. Rponds aux questions suivantes : 1. Comment sappelle lensemble de ces animaux ? Dcomposeur 1pt le reste 0 pt / 1 pt 2. Que deviennent les feuilles mortes ? En quoi sont-elles transformes ? Explication complte 3 pts, si des lments sont faux, retrait de point. / 3 pts 3. Les affirmations suivantes sont-elles justes ou fausses ? Indique si cest vrai ou faux et corrige les phrases lorsquelles sont fausses : a. Le sol dune fort ne comporte que trs peu danimaux. .. . b. Les bactries ont comme rle de ramollir les feuilles mortes frachement tombes. .. . c. Les vers de terre mangent les feuilles mortes. .. d. Cest le changement de temprature, larrive de lautomne, qui fait disparatre les feuilles mortes. .. e. Les feuilles mortes ne peuvent pas tre perfores par les animaux du sol. Un demi point par mention de VRAI ou FAUX pour chaque rponse et un autre demi point pour chaque justification correcte. / 5 pts