1

Inspection

pédagogique

régionale de

SPCFA

Socle commun de

connaissances et

de compétences et

sciences physiques,

quelques outils.

2

Les documents que nous proposons ici sont issus des travaux et des réflexions menées lors de nos rencontres dans les différentes ZAP. Ils constituent une traduction de textes officiels.

Comme nous l’avions développé, pour répondre à la problématique de la mise en œuvre du socle commun et dans le cadre de sa liberté pédagogique, l’enseignant de sciences physiques doit conduire l’élève à mobiliser tant que faire se peut une variété de compétences qui dépassent le cadre de la compétence 3 liée aux principaux éléments de mathématique et la culture scientifique. Il doit permettre à l’élève de comprendre ce qu’il attend de lui et expliciter comment, dans son contexte disciplinaire, il pourra contribuer à la construction d’un certain nombre de connaissances, capacités et attitudes nécessaires à la maîtrise progressive d’items constitutifs de compétences.

Pour répondre à cet objectif, et ne pas entrer dans une logique de juxtaposition d’items qui ferait perdre tout leur sens, il convient de favoriser leur mobilisation et leur articulation dans des situations pensées à cet effet. Nous invitons les enseignants à se saisir des outils mis à disposition sur eduscol1 notamment le document d’aide à la mise en œuvre du livret personnel de compétences, le vade-mecum de la compétence 3 qui permet de mesurer l’importance de la notion de tâche complexe, le document d’aide au suivi de l’acquisition des connaissances et capacités du socle commun qui structure la progressivité des degrés de maîtrise des items aux différents niveaux du collège. Les grilles de références, à l’heure actuelle complètes et réactualisées, proposent également un certain nombre d’indicateurs pour l’évaluation. Notre académie a également produit un document d’explicitation des items2 du livret personnel de compétences. Ce document ainsi que les films3 de séances de classe disponibles sur le site des sciences-physiques, doivent permettre à chacun de mieux cerner comment, dans le cadre de son enseignement, il peut contribuer à leur construction.

Cinq documents sont proposés ici et se veulent complémentaires de ces outils :

- Un document de mise en regard de l’activité de l’élève en classe et des items du socle, page 4. Sur le modèle du B2i, ce document propose des formulations en langage élève et lui montre en quoi il sollicite des items donnés. Ces formulations ne se veulent bien entendu pas exhaustives et ne sont pas destinées à créer une norme, mais seulement à aider l’élève à comprendre ce que l’on peut attendre de lui dans un contexte donné.

- Deux documents complémentaires l’un de l’autre, pages 7 et 13. Le premier propose quelques pistes pour solliciter et évaluer des items constitutifs de compétences, le deuxième pousse un peu plus loin l’analyse en amorçant une réflexion autour de la notion de tâche complexe.

- Deux derniers documents, pages 21 et 25, proposent l’analyse de scénarios pédagogiques à la lumière des compétences du socle commun.

1 http://eduscol.education.fr/pid23228-cid52432/outils-pour-l-evaluation-des-competences.html

2 http://formation.ac-bordeaux.fr/pedagogie/ress_pedago/pdf/LPC_palier3.pdf.

3 http://crdp.ac-bordeaux.fr/sciences/reforme/physique/default.asp

3

À plusieurs reprises, nous évoquerons certains termes que nous explicitons ci-dessous :

Activité : c’est un projet à court terme que l’on demande aux élèves de mener et qui peut revêtir des formes diverses et des degrés de complexité variables, allant de l’apprentissage d’un automatisme à l’articulation de divers acquis antérieurs.

Tâche complexe : c’est un type d’activité qui constitue un plan de travail pour atteindre un objectif final que l’on fixe à l’élève et qui l’oblige à mobiliser et articuler correctement un certain nombre de ressources (connaissances, capacités, attitudes) qu’il possède et que l’on ne lui précise pas.

Progression pédagogique : c’est la planification par l’enseignant des activités proposées pour traiter le programme. Articulant la chronologie et les contenus abordés, elle possède un aspect contraignant, mais garde un caractère adaptable.

Parcours de l’élève : par ce terme, il s’agit ici de considérer que les activités proposées par l’enseignant entrent dans un processus global de formation offert à l’élève et dont il peut en comprendre les enjeux sur le plan de l’acquisition de savoirs, savoir-faire et savoir-être.

Compétence : il s’agit de l’aptitude à mobiliser à bon escient et à articuler correctement un ensemble de ressources pour agir avec succès dans une situation donnée et qui ne relève pas exclusivement de la reproduction d’automatismes.

Items : les sept compétences du socle commun sont déclinées en domaines eux-mêmes déclinés en items. Certains items sont plus intégratifs que d'autres, mais c’est leur mobilisation et leur articulation qui est recherchée lors de la mesure de l’acquisition d’une compétence donnée.

Scénario pédagogique : il s’agit d’un découpage prévisionnel du déroulement de la séance que l’enseignant va mener avec ses élèves.

Situation : il s’agit de l’ensemble des circonstances dans lesquelles l’enseignant place l’élève dans le cadre de l’apprentissage.

� Situation déclenchante : c’est la situation choisie par l’enseignant pour motiver l’élève à entrer dans une activité.

� Situation problème : c’est une situation qui conduit à formuler un problème, identifier un obstacle à lever et en adoptant une stratégie de résolution adaptée.

� Situation complexe : c’est une situation dans laquelle interfèrent des éléments qui a priori ne seraient pas dépendants les uns des autres et qui exposent l’élève à des sources d’informations (textuelle, numérique, sensorielle…). Ces éléments devront être analysés et sériés par l’élève avant qu’il puisse mobiliser dans ce contexte ce qu’il a su construire dans d’autres.

4

Correspondance activités/items : un exemple de traduction en langage élève

«Bien que désormais, il en constitue le fondement, le socle ne se substitue pas aux

programmes de l’école primaire et du collège ; il n’en est pas non plus le condensé. Sa

spécificité réside dans la volonté de donner du sens à la culture scolaire fondamentale en

se plaçant du point de vue de l’élève et en construisant les ponts indispensables entre les

disciplines et les programmes »

Extrait du décret du 11 juillet 2006.

En devenant la « colonne vertébrale » de la progression pédagogique que construit l’enseignant, le socle commun induit un balisage du parcours de l’élève dans la maîtrise des sept compétences que sont la maîtrise de la langue française, la pratique d’une langue vivante étrangère, les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique, la maîtrise des TUIC, la culture humaniste, les compétences sociales et civiques, l’autonomie et l’initiative.

Parce que chaque discipline y contribue et parce que la capacité à s’autoévaluer fait partie intégrante de l’autonomie et l’initiative, l’enseignant doit permettre à l’élève de comprendre ce que l’on attend de lui. En adoptant un langage et une formulation compréhensibles, par ce dernier, il s’agit de l’amener à saisir comment dans une discipline donnée, il pourra acquérir les ressources (connaissances, capacités et attitudes) nécessaires à l’opérationnalité des diverses compétences. En lui proposant un document qui formalise ses attentes, l’enseignant lui donne la possibilité de mieux cerner son parcours. Les items ci-dessous n’entendent pas reprendre la globalité du socle commun, mais sont ceux qui sont souvent sollicités en sciences physiques. Les formulations que nous en proposons restent du registre des possibles et chacun pourra se les approprier dans le cadre de sa liberté pédagogique. La compétence 4, relative à la maîtrise des technologies usuelles de l’information et de la communication, suffisamment explicitée dans les grilles de référence n’est pas mentionnée ici.

Ce que je fais en classe Items du livret

JE LIS

Je relis de façon claire ce que j’ai écrit ou

le document que l’on me propose

Adapter son mode de lecture à la nature du texte proposé

Co

mp

éte

nce

1

Je repère des informations citées dans un

texte et j’en déduis d’autres à partir

d’indices qu’il contient

Repérer les informations dans un texte à partir des éléments implicites et des éléments explicites nécessaires

Je repère les idées essentielles d’un texte

Dégager, par écrit ou oralement, l’essentiel d’un texte lu

Je comprends un énoncé ou une consigne

de travail

Manifester par des moyens divers sa compréhension de textes variés

J’ÉCRIS

Je recopie correctement (en respectant

l’orthographe, la ponctuation et la forme)

des documents projetés ou que l’on me

donne

Reproduire un document sans erreur et avec une présentation adaptée

5

J’écris lisiblement et correctement (en

respectant l’orthographe et la

grammaire) un texte que l’on me dicte ou

que je crée

Écrire lisiblement un texte, spontanément ou sous la dictée, en respectant l’orthographe et la grammaire

Je rédige un texte compréhensible de tous

Rédiger un texte bref, cohérent et ponctué, en réponse à une question ou à partir de consignes données

JE PARLE

Je reformule ce que j’ai écrit ou des

propos lus ou prononcés par quelqu’un.

Formuler clairement un propos simple

Je rends compte d’un travail individuel ou

collectif devant un auditoire

Développer de façon suivie un propos en public sur un sujet déterminé

Je prends la parole en public en

m’adaptant à la situation (attitude,

niveau de langue, effet attendu)

Adapter sa prise de parole à la situation de communication

Je participe à un débat en tenant compte

des propos des autres et en défendant

mon point de vue

Participer à un débat, un échange verbal

JE PRATIQUE UNE DÉMARCHE

SCIENTIFIQUE

Je relève des informations à partir de

différents documents ou observations

Rechercher, extraire et organiser l’information utile

Co

mp

éte

nce

3

Je réalise des mesures de différentes

grandeurs et je les note dans l’unité

appropriée

J’utilise correctement le matériel mis à

ma disposition

Je suis un protocole pour réaliser une

expérience

Je mène à bien des calculs « simples »

(multiplication, addition, soustraction…)

J’effectue des calculs en utilisant une

relation mathématique (poids, volume,

vitesse, énergie cinétique, masse

volumique…)

Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes

J’élabore le protocole d’une expérience

pour valider ou invalider une hypothèse

Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou technologique, démontrer

6

Je réalise de façon claire et

compréhensible le dessin ou le schéma

d’une expérience

Je présente à l’écrit ou à l’oral les étapes

et le résultat d’un raisonnement

scientifique

Je présente des mesures sous forme d’un

tableau ou d’un graphique

Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l’aide d’un langage adapté

J’UTILISE MES

CONNAISSANCES

Je reconnais une situation de

proportionnalité

Organisation et gestion de données

Je décris de manière simple notre système

solaire, et plus particulièrement le

système {Terre – Soleil – Lune}, en

utilisant la gravitation

L’univers et la Terre

Je connais les états de la matière et je sais

décrire un changement d’état

Je reconnais une réaction chimique, je

l’explique simplement et j’exploite ses

principales propriétés

La matière

Je sais identifier différentes formes

d’énergie, et décrire les transformations

énergétiques fréquemment rencontrées

dans la vie courante

L’énergie

Je situe dans le temps quelques grands

personnages de l’histoire des sciences et

je décris simplement une de leurs

découvertes

Situer dans le temps (…) des découvertes scientifiques ou techniques

Co

mp

éte

nce

5

J’ADOPTE UN

COMPORTEMENT RESPONSABLE

Je respecte les règles de vie de la classe

de sciences physiques

Respecter les règles de vie collective

Co

mp

éte

nce

6

Je respecte les consignes de sécurité

Respecter des comportements favorables à sa santé et sa sécurité

JE FAIS PREUVE D’AUTONOMIE ET D’INITIATIVE

Je sais m’organiser pour réaliser un

travail demandé

Être autonome dans son travail : savoir l’organiser, le planifier, l’anticiper, rechercher et sélectionner des informations utiles

Co

mp

éte

nce

7

Je participe au travail du groupe lors des

expériences

S’intégrer et coopérer dans un projet collectif

7

Évaluation des connaissances et des compétences du socle commun

Quoi ? Où ? Comment ?4

Intégrer le socle commun de connaissances et de compétences dans sa pratique quotidienne d’enseignant s’est être en mesure d’identifier les apports des différentes activités proposées en termes de compétences, mais c’est aussi pouvoir évaluer la progressivité de leur acquisition, pour les élèves qui sont prêts.

Au-delà de la construction du scénario pédagogique proprement dit, il s’agit d’adopter ou de renégocier quelques gestes professionnels simples. Nous proposons, ci-dessous, des pistes non exhaustives à travers l’observation des élèves en classes, le relevé de leurs cahiers ou la construction d’évaluations spécifiques (devoirs écrits, évaluations expérimentales…), étant entendu que c’est l’articulation des différents items qui est recherchée pour donner sens aux différentes compétences.

Quoi ?

Où ? Comment ?

Les différents items du livret personnel de connaissances et de compétences

OBSERVATION EN CLASSE

RE

LE

VÉ

DE

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CO

NS

TR

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TIO

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UA

TIO

NS

Des pistes de support de travail, d’activités ou des domaines des programmes permettant de

les solliciter…

Compétence 1 – Lire

Adapter son mode de lecture à la nature du texte proposé.

Lecture d’articles de presse, de documents d’actualité, de textes historiques (Thomson, Rutherford, Perrin, Newton, Pascal, Lavoisier, Roëmer, Galilée, Lucrèce…), d’énoncés, de résolutions d’exercices… Présentation de recherches documentaires (pollution de l’eau et de l’air, le système solaire…)… Lecture d’un protocole expérimental, d’observations, de conclusions…

Repérer les informations dans un texte à partir des éléments implicites et des éléments explicites nécessaires.

Questionnaire oral ou écrit après la lecture d’un texte qui demande à l’élève de faire des déductions pour en comprendre certains passages…

Dégager, par écrit ou oralement, l’essentiel d’un texte lu.

Après chaque présentation de texte, demander à l’élève d’écrire ou d’expliquer « de quoi parle » le texte qu’il vient de lire…

Manifester par des moyens divers sa compréhension de textes variés

Juger de l’adéquation entre la tâche réalisée par l’élève et l’énoncé ou la consigne donné donné...

4 La trame initiale de ce document a été imaginée par Christophe Roy, collège Pierre de Belleyme Pauillac.

8

Compétence 1 - Ecrire

Compétence 1 - S’exprimer à l’oral

Reproduire un document sans erreur et avec une présentation adaptée

L’élève recopie un document présenté au tableau, reproduit (manuscrit ou vidéo projeté) ou distribué.

Écrire lisiblement un texte, spontanément ou sous la dictée, en respectant l’orthographe et la grammaire

L’élève écrit un texte de manière spontanée (écrits intermédiaires, rédaction d’une réponse…) ou recopie un texte dicté par le professeur ou un élève…

Rédiger un texte bref, cohérent et ponctué, en réponse à une question ou à partir de consignes données

L’élève rédige un protocole expérimental, écrit ses observations, ses conclusions, écrit l’idée essentielle d’un texte, rédige un exposé, résout un exercice…

Formuler clairement un propos simple.

L’élève exprime sa compréhension après une lecture, un débat, une élaboration d’un protocole, une observation, une conclusion, une définition, une loi... Il utilise un langage qu’il maîtrise.

Développer de façon suivie un propos en public sur un sujet déterminé

L’élève présente une recherche documentaire, rend compte des étapes d’une démarche scientifique

Adapter sa prise de parole à la situation de communication

L’élève présente une recherche documentaire, pose une question, répond à une question, résout un exercice, expose son protocole expérimental, ses observations, ses conclusions, participe à un débat…

Participer à un débat, un échange verbal

L’élève émet une hypothèse, critique celles des autres, participe à l’élaboration d’un protocole… �Utiliser des situations complexes pour favoriser une démarche d’investigation. �Déclencher des débats sur des enjeux citoyens:

- L’énergie - La pollution - Le développement durable…

9

Compétence 3 - Pratiquer une démarche scientifique et technologique, résoudre des problèmes

Rechercher, extraire et organiser l’information

Solliciter le croisement d’informations à partir de différents documents et supports (texte continu, discontinu, vidéo , observations, série de mesures…)

Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes

MESURE

.. 5ème : température, temps, volume, masse, distance. 4ème : intensité, tension, résistance, distance focale, pression. 3ème : puissance, énergie, période, fréquence, poids, pH.

UTILISATION DE MATÉRIEL

COMPRÉHENSION DE CONSIGNES

CALCULER

5ème : thermomètre, chronomètre, éprouvette graduée, balance, appareil de chauffage, verrerie (bécher, tube à essai, ballon,…), dispositif de filtration, générateur, connecteurs, récepteurs… 4ème : multimètre, banc d’optique (source, lentille, écran), prisme, réseau, filtres, manomètre, modèles moléculaires,… 3ème : dynamomètre, oscilloscope, papier pH, pH-mètre… Etant entendu que certains gestes techniques acquis en 5ème et 4ème sont réinvestissables en 3ème.

Faire formuler par l’élève l’énoncé ou la consigne « à sa façon ». L’élève suit des protocoles qu’il ne peut pas élaborer (exemples : en 4ème les réglages et les branchements d’un ampèremètre et d’un voltmètre, la mesure d’une distance focale…, en 3ème la synthèse d’espèces chimiques) ou qu’il n’a pas pu élaborer. L’élève peut suivre le protocole proposé par le professeur, par un élève ou issu d’une élaboration collective…

L’élève doit présenter ses calculs en faisant apparaître toutes les étapes. L’élève doit être capable de faire des calculs à partir des relations : U=R.I P=U.I E=P.t

F=1/T Um=Ueff. 2 P=m.g Ec=1/2 m.v2 L’élève doit être capable d’utiliser quelques multiples et sous-multiples d’unités rencontrées…

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Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou technologique, démontrer

L’élève pratique une démarche d’investigation. L’élève travaille seul, en groupe ou participe à un débat collégial.

Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l’aide d’un langage adapté

SCHÉMATISATION

5ème : schématisation des dispositifs en chimie, schématisation des circuits électriques. 4ème : modélisation des molécules On tient compte des dessins utilisés en mécanique et en optique…

RAISONNEMENT

L’élève présente un protocole expérimental, les observations et les conclusions. L’élève résout un exercice. L’élève découvre ou vérifie une loi, une propriété…

Compétence 3 –Savoir utiliser des connaissances et les compétences mathématiques

Organisation et gestion de données

Utilisation de documents faisant intervenir les pourcentages (textes, graphiques,…) : évolution de l’atmosphère terrestre, composition de l’air, production d’électricité… L’élève compare deux séries de nombres (documents distribués, mesures effectuées) cherche un facteur commun ou trace un graphe et établit une relation. U=R.I P=U.I E=P.t

Um=Ueff. 2 P=m.g Ec=1/2 m.v2

POURCENTAGES/PROPORTIONNALITÉ

TABLEAUX/GRAPHIQUES

L’élève travaille sur un document (évolution de l’atmosphère terrestre, production d’électricité, variation de l’énergie cinétique en fonction de la vitesse au carré…) ou à partir de ses mesures (variation de la température au cours d’un changement d’état, loi d’Ohm, mesure du poids et de la masse d’un objet, mesure des variations d’une tension au cours du temps…). Ce travail peut être complété par l’utilisation d’un tableur.

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Compétence 3 – Savoir utiliser des connaissances dans divers domaines scientifiques

L’univers et la Terre 5ème : description simple des mouvements pour le système Soleil-Terre-Lune 3ème : la gravitation est une interaction attractive entre deux objets qui ont une masse ; elle dépend de leur distance.

La matière

ÉTATS DE LA MATIÈRE

5ème : les trois états physiques de la matière, changements d’état 4ème : les trois états de la matière à travers la description moléculaire

TRANSFORMATIONS CHIMIQUES

4ème : les combustions, les atomes pour comprendre la transformation chimique. 3ème : transformation chimique entre l’acide chlorhydrique et le fer, approche de l’énergie chimique : une pile électrochimique ; synthèse d’une espèce chimique n’existant ou n’existant pas dans la nature

ELECTRICITE

5ème : conducteurs et isolant, circuit électrique. 3ème : conduction électrique dans les solides et les solutions aqueuses.

L’énergie

FORMES ET TRANSFORMATIONS

5ème : l’augmentation de la température d’un corps nécessite l’apport d’énergie thermique ; un générateur transfère de l’énergie électrique à une lampe, à un moteur, qui la convertit en d’autres formes ; un générateur transfère de l’énergie à chacun des dipôles placés en série ou en court-circuit ; une photopile convertit de l’énergie lumineuse en énergie électrique ; les dangers en cas de court-circuit d’un générateur, de l’énergie électrique est transformée en énergie thermique. 4ème : au cours d’une combustion, de l’énergie chimique est transformée en énergie thermique ; en absorbant la lumière, la matière reçoit de l’énergie. Elle s’échauffe et transfère une partie de l’énergie reçue à l’extérieur sous forme de chaleur ; une lentille mince convergente concentre l’énergie lumineuse, une lentille divergente la disperse. 3ème : un objet possède une énergie de position et une énergie de mouvement (cinétique) ; la somme de ces énergies est son énergie mécanique, elle se conserve au cours d’une chute ; l’énergie reçue par l’alternateur est convertie en énergie électrique ; distinction entre les sources d’énergies renouvelables ou non ;

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OPTIQUE

les espèces chimiques présentes dans une pile contiennent de l’énergie chimique dont une partie est transférée sous d’autres formes d’énergie lorsqu’elle fonctionne ; l’énergie mise en jeu dans une pile provient d’une transformation chimique. 5ème : sources de lumière, ombres 4ème : couleurs des objets, concentration de l’énergie par une lentille convergente.

Compétence 6 – Avoir un comportement responsable

Respecter les règles de vie collective

Cette compétence est prioritaire pour que l’élève puisse travailler de façon collégiale et réagir face à des situations complexes (démarche d’investigation) Si cette compétence n’est pas acquise, beaucoup d’autres ne pourront pas l’être.

Respecter des comportements favorables à sa santé et sa sécurité

L’élève connaît des consignes de sécurité : le chimiste ne sent pas, ne goûte pas et travaille debout et fait très attention aux personnes qui l’entourent. Il utilise une blouse et des lunettes. L’électricien attend que son montage soit vérifié avant de mettre le générateur en service et n’utilise jamais la prise du secteur. En optique attention de ne jamais regarder à travers une lentille convergente dirigée vers une source primaire de lumière.

Les dangers de l’électricité, du court-circuit, de la surintensité, de la prise du secteur, des produits chimiques, des combustions, de la lumière du soleil, d’une lentille convergente, d’un laser…

Compétence 7 – Être capable de mobiliser ses ressources intellectuelles et physiques dans diverses situations

Être autonome dans son travail : savoir l’organiser, le planifier, l’anticiper, rechercher et sélectionner des informations utiles

Travaux expérimentaux, recherche documentaire, travaux collectifs…

Compétence 7 – Faire preuve d’initiative

S’intégrer et coopérer dans un projet collectif

Travaux expérimentaux, recherche documentaire, travaux collectifs…

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Des exemples plus détaillés de mobilisation de compétences

« Maîtriser le socle commun, c’est être capable de mobiliser ses acquis dans des tâches et

des situations complexes ».

Extrait du décret du 11 juillet 2006.

Telle qu’elle est définie dans le décret d’application5 de la loi d’orientation et de programme pour l’avenir de l’école, une compétence est la combinaison de connaissances, de capacités à les mettre en œuvre dans des situations variées et d’attitudes indispensables tout au long de la vie. Cette articulation est favorisée dans des situations exigeant de l’élève une tâche complexe, c'est-à-dire lui demandant de convoquer lui-même et d’utiliser à bon escient les connaissances, capacités et attitudes qu’il possède et qui seront adaptées pour agir avec succès dans cette situation. Nous proposons ici deux exemples de situation ou tâche complexe qui, bien que modélisants, ne doivent pas conduire à des démarches standardisées.

Mettre les élèves face à une situation problème et l’amener à réaliser une investigation

Dès la classe de cinquième, afin d'assurer la meilleure continuité avec l'école

(programme de rénovation de l'enseignement des sciences et de la technologie à l'école),

il convient de mettre en œuvre autant que faire se peut une pédagogie fondée sur la

démarche d'investigation. Cette dernière prolonge la pratique de l'enseignement des

sciences à l'école. Cependant, cette démarche n'est pas unique comme indiqué dans le

document d'introduction commune à l'ensemble des disciplines scientifiques (Annexe I des

programmes) auquel il faut impérativement se référer. Il appartient au professeur de

juger de l'opportunité de sa mise en œuvre.

Le canevas proposé dans le document annexe I des programmes cité plus haut met

clairement en évidence que la démarche d'investigation s'appuie sur le questionnement

des élèves, en relation avec le monde réel : observation et expérimentation doivent être

privilégiées en laissant émerger les représentations des élèves. Les élèves doivent

formaliser leurs propres observations, leurs idées, leurs solutions. Cette démarche dans

laquelle l'enseignant s'est efforcé de penser le déroulement de la séquence et d'anticiper

les questions, propositions, protocoles... imaginés par les élèves, ne doit pas le

conduire à fournir des fiches toutes rédigées, déjà structurées et prêtes à être

complétées. La démarche d'investigation ne conduit pas toujours à une activité

expérimentale (même si cela est fréquent et conseillé) : il peut s'agir de rechercher des

documents et de les exploiter.

Extrait du document d’accompagnement cycle central6

Il s’agit de mettre l’élève dans une situation qui l’oblige à mobiliser différentes compétences à partir

des ressources qu’il possède. C’est notamment en faisant naître un questionnement pour surmonter

un obstacle identifié, que cette situation pourra faire franchir à l’élève un nouveau palier de

connaissances.

5 Décret du 11 juillet 2006

6 http://media.eduscol.education.fr/file/Programmes/54/1/SPC_DOC_DAC_CC_111541.pdf

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Les pistes suivantes7, non exhaustives, permettent de structurer une séance de ce type :

l’enseignant propose une situation dite « situation-problème » en vue de faire émerger chez l’élève ses représentations initiales et/ou de réinvestir des acquis antérieurs (dans le but de les faire évoluer)

face au problème identifié, l’élève est mis en situation d’émettre des hypothèses pour le résoudre.

l’élève est ainsi amené à développer une stratégie de résolution, souvent élaborer un protocole expérimental, pour valider ou invalider la (ou les) hypothèse (s) (une expérience peut suffire à valider une hypothèse et invalider les autres, mais il se peut que l’on revienne sur la formulation du problème pour restreindre son champ).

l’élève réalise le plus souvent en groupe, cette investigation et en confronte les résultats à ses

prévisions (et à celle des autres).

l’élève communique sa démarche de manière orale ou écrite. La « trace écrite » personnelle ou collective l’oblige à expliciter les étapes de son travail, en articulant discours narratif, discours argumentatif (connecteurs logiques) et en utilisant, si besoin, la schématisation.

Items sollicités au cours d’une séance « démarche expérimentale d’investigation»

Compétence 1 : la maîtrise de la langue française (lire, écrire, parler)

• Écrire lisiblement un texte, spontanément ou sous la dictée, en respectant l’orthographe et la grammaire • Rédiger un texte bref, cohérent et ponctué, en réponse à une question ou à partir de consignes données • Formuler clairement un propos simple • Adapter sa prise de parole à la situation de communication • Développer de façon suivie un propos en public sur un sujet déterminé

Compétence 3 : éléments de culture scientifique (pratique expérimentale)

• Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou technologique, démontrer • Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l’aide d’un langage adapté

Compétence 6 : compétence sociale

• Respecter les règles de vie collective • Respecter des comportements favorables à sa santé et sa sécurité

Compétence 7 : l’autonomie et l’initiative

• S’intégrer et coopérer dans un projet collectif

Peuvent se rajouter ou se décliner, selon les thèmes abordés, les items suivants :

7 On retrouvera certaines idées clés du canevas de la démarche d’investigation proposé dans les programmes :

http://media.education.gouv.fr/file/special_6/52/7/Programme_physique-chimie_33527.pdf

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niveau Quelques exemples Compétence 1 : maîtrise de la langue

Dégager, par écrit ou oralement, l’essentiel d’un texte lu Adapter son mode de lecture à la nature du texte proposé

4ème - Textes de Curie, Lucrèce, Perrin, Pascal, Galilée, Roëmer , Lavoisier - Texte documentaire sur l’effet de serre et la découverte des exoplanètes

3ème - Textes de Hook, Newton, Pascal, Perrin et Thomson - Texte documentaire

Reproduire un document sans erreur et avec une présentation adaptée

Compétence 3 : éléments de culture scientifique

Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes

(réaliser des mesures de différentes grandeurs avec l’unité qui convient)

4ème - mesure de la distance focale (cm) - mesures de tension (V) - mesures d’intensité (A)

3ème

- mesures de tension (tracé de U=f(t) , puissance) - mesures d’intensité électrique - mesure de durée (U=f(t)) - mesure du poids - mesure de la masse (masse volumique, le poids) - mesure du pH

(suivre un protocole pour réaliser une expérience)

4ème - mesure de la distance focale

3ème - synthèse d’un savon

(effectuer des calculs de volume, de vitesse… en utilisant différentes unités)

4ème - vitesse de la lumière, loi d’ohm

3ème - volume de la pièce de 5cts d’euros, d’un cylindre (métaux et masse volumique) - poids=masse x (coefficient)

Organisation et gestion de données

(reconnaître et exploiter une relation de proportionnalité)

4ème - loi d’ohm

3ème - poids = intensité de pesanteur x masse - puissance = tension x intensité

(lire ou d’organiser des résultats sous forme d’un tableau ou d’un graphique)

4ème

- distance focale - tension (loi d’additivité) - loi d’ohm

3ème - poids = f(m) - tension = f(t) (tension variable) - pH

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Certaines séances peuvent être organisées autour d’une expérience magistrale qui peut revêtir le caractère d’un véritable objet d’apprentissage si elle n’est pas simplement illustrative, mais pensée en termes d’activité des élèves. Comme dans le type de séance développée plus haut, l’expérience peut engager chez l’élève un processus de recherche et d’argumentation.

� Exemples de manipulation de « bureau » dans le programme :

4ème

- découverte de la pression de l’air

- masse de l’air (expérience de Von Guericke)

- la lentille convergente concentre l’énergie lumineuse au foyer

3ème

- découverte de la Poussée d’Archimède (manipulation de Pascal)

- tension du secteur

Items mis en jeu au cours d’une séance « manipulation de bureau »

Compétence 1 : la maîtrise de la langue française (lire, écrire, parler)

• Adapter son mode de lecture à la nature du texte proposé… • Reproduire un document sans erreur et avec une présentation adaptée • Écrire lisiblement un texte, spontanément ou sous la dictée, en respectant l’orthographe et la grammaire • Rédiger un texte bref, cohérent et ponctué, en réponse à une question ou à partir de consignes données • Formuler clairement un propos simple • Adapter sa prise de parole à la situation de communication

Compétence 3 : éléments de culture scientifique (pratique expérimentale)

• Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou technologique, démontrer • Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l’aide d’un langage adapté

Compétence 6 : compétence sociale

• Respecter les règles de vie collective

17

Devoir résoudre un problème contextualisé

Il s’agit d’un problème dans lequel l’élève est mis dans une situation inconnue et qui, par son caractère plus ou moins transdisciplinaire, demande non seulement de mobiliser, mais aussi d’articuler des acquis antérieurs (connaissances ou savoir-faire) et de les rendre opérationnels dans ce nouveau contexte (transfert). On pourra se référer à la typologie des problèmes posés dans l’enquête PISA8 dont nous donnons un exemple plus bas.

Telle que cette enquête la définit, « la culture scientifique a trait à la capacité d’utiliser des

connaissances et des processus scientifiques non seulement pour comprendre le monde naturel,

mais aussi pour participer à des prises de décisions le concernant ». Dans cette enquête, il s’agit bien évidemment de se baser sur des connaissances, mais plutôt que d’exiger leur simple restitution, on vise leur réinvestissement dans un contexte donné. La capacité de l’élève à recueillir et analyser des faits ou des données est également fortement mise en jeu. On entre ici dans le domaine de la littératie et de la numératie dont la portée va bien au-delà du champ scientifique. Dans un tel contexte, il est tout à fait possible de tenir compte des exigences du socle commun et de prendre ancrage sur les domaines de connaissances scientifiques qu’il cible : la matière, l’énergie, l’Univers et la Terre. Nous citons ci-dessous quelques compétences mobilisables dans ce contexte d’évaluation.

Compétence 1 : la maîtrise de la langue française

• Rédiger un texte bref, cohérent et ponctué, en réponse à une question ou à partir de consignes données • Repérer les informations dans un texte à partir des éléments implicites et des éléments explicites

nécessaires. • Manifester par des moyens divers sa compréhension de textes variés

Compétence 3 : éléments de culture scientifique (connaissances et démarche)

• La matière (identifier les états de la matière et reconnaître les changements d’état, identifier une transformation chimique et

savoir en exploiter ses principales propriétés, comportement électrique des matériaux, phénomènes optiques simples) • L’énergie (identifier différentes formes d’énergie, décrire les transformations énergétiques fréquemment rencontrées dans la

vie courante) • L’univers et la Terre (la gravitation) • Rechercher, extraire et organiser l’information utile* (information de nature scientifique et technique) • Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l’aide d’un langage adapté (réaliser un

schéma de façon claire et compréhensible ; présenter, à l’écrit ou à l’oral, les étapes et le résultat d’un raisonnement scientifique**)

• Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes (mener à bien des calculs « simple ») • Organisation et gestion de données (reconnaître et exploiter une relation de proportionnalité, lire ou d’organiser des

résultats sous forme d’un tableau ou d’un graphique)

Compétence 5 : la culture humaniste

• Situer des évènements, des œuvres littéraires ou artistiques, des découvertes scientifiques ou techniques, des ensembles géographiques ( situer dans son contexte historique et culturel les grandes découvertes scientifiques***)

8 Programme international pour le suivi des acquis des élèves :

http://www.oecd.org/document/24/0,3343,en_32252351_32235731_38378840_1_1_1_1,00.html

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(*) Cet item complète l’item « repérer les informations dans un texte à partir des éléments explicites et des éléments implicites nécessaires » de la compétence « maîtrise de la langue ». Les informations sont susceptibles d’être relevées dans des documents variés (manuel, articles de presse, site internet et divers écrits sociaux)

( ** ) La capacité «présenter, à l’écrit ou à l’oral, les étapes et le résultat d’un raisonnement scientifique » alimentant l’item « présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l’aide d’un langage adapté » peut être travaillée en classe et évaluée lors d’exercices ou de devoirs faits en classe). Exemples : 4ème

- concentration de l’énergie lumineuse au foyer d’une lentille convergente - représentations des élèves sur l’expression : « la lumière converge » - représentations des élèves sur la modélisation des particules dans l’air

3ème - attaque « acide » du fer : chercher quel montage permet de récupérer le gaz et/ou les tests possibles pour identifier le gaz. Chercher la nature des corps formés lors de cette réaction ; chercher les tests à prévoir.

(***) La capacité «situer dans son contexte historique et culturel les grandes découvertes scientifiques» alimentant l’item « situer des évènements, des œuvres littéraires ou artistiques, des découvertes scientifiques ou techniques, des ensembles géographiques » est à travailler chaque fois que sera abordée l’histoire des sciences

L’exemple qui suit décrit une situation d’évaluation de la culture scientifique dans l’enquête PISA 2006.

Un exemple de problème posé dans l’enquête PISA : la fabrication du pain

Pour faire de la pâte à pain, un cuisinier mélange de la farine, de l’eau, du sel et de la levure. Une

fois le mélange terminé, il dépose la pâte dans un récipient pour plusieurs heures afin que le

processus de fermentation se produise. La fermentation provoque une réaction chimique dans la pâte

: la levure (un champignon unicellulaire) transforme l’amidon et les sucres de la farine en dioxyde de

carbone et en alcool.

19

Question n° 11.1

Lors de la fermentation, la pâte lève. Pourquoi ?

A- La pâte lève parce qu’il y a production d’un alcool qui se transforme en gaz.

B- La pâte lève parce que des champignons unicellulaires s’y reproduisent.

C- La pâte lève parce qu'il y a production d’un gaz, le dioxyde de carbone.

D- La pâte lève parce que l’eau se transforme en vapeur lors de la fermentation.

Question n° 11.2

Quelques heures après avoir mélangé la pâte, le cuisinier la pèse et observe que sa masse a diminué.

La masse de la pâte est la même au début de chacune des quatre expériences présentées ci-dessous. Quelles sont les deux

expériences que le cuisinier devrait comparer pour déterminer si c’est la levure qui est responsable de la perte de masse ?

A- Le cuisinier devrait comparer les expériences 1 et 2.

B- Le cuisinier devrait comparer les expériences 1 et 3.

C- Le cuisinier devrait comparer les expériences 2 et 4

D- Le cuisinier devrait comparer les expériences 3 et 4.

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Question n° 11.3

Dans la pâte, la levure transforme l’amidon et les sucres de la farine par une réaction chimique, pendant laquelle se

forment du dioxyde de carbone et de l’alcool.

D’où proviennent les atomes de carbone qui sont présents dans le dioxyde de carbone et dans l’alcool ? Entourez « Oui

» ou « Non » pour chacune des explications suivantes.

Question n° 11.4

Quand la pâte à pain levée est placée dans le four pour être cuite, des poches de gaz et de vapeur se dilatent à l’intérieur de la

pâte.

Pourquoi les gaz et les vapeurs se dilatent-ils quand ils sont chauffés ?

A. Leurs molécules deviennent plus grosses.

B. Leurs molécules bougent plus vite.

C. Le nombre de leurs molécules augmente.

D. Leurs molécules entrent en collision moins souvent.

L’intérêt d’un tel problème réside dans le fait que l’élève est mis dans une situation qui lui est

inconnue. Malgré la présentation sous forme de questionnaire à choix multiples, pour sélectionner la

réponse adéquate, l’élève doit conduire un raisonnement sous-jacent qui l'oblige à articuler ses acquis

antérieurs et à faire des inférences. Ici, il doit identifier et distinguer les variables à modifier et les variables

à contrôler, comprendre la différence entre système ouvert ou système fermé et utiliser la conservation de

la masse au cours d’une réaction chimique. Il est également amené à réinvestir la modélisation

microscopique de la matière.

Ce type de problème peut être un bon point d’ancrage pour favoriser la mobilisation de compétences.

En exigeant, par exemple, une production écrite, on jugerait de la maîtrise de la langue tout en mesurant la

cohérence du raisonnement conduit. Une entrée documentaire nécessitant la prise d’informations et leur

mise en relation peut être également une piste de travail.

Certains atomes de carbone proviennent du sucre. Oui/Non

Certains atomes de carbone font partie du sel. Oui/Non

Certains atomes de carbone proviennent de l’eau.

Les atomes de carbone sont formés à partir d’autres éléments lors de la réaction chimique.

Oui/Non

Oui/Non

Oui ou Non

21

Effet du scénario pédagogique sur les compétences développées

Prendre conscience de son rôle à jouer pour répondre aux exigences du socle commun implique de construire sa séance de classe à partir d’un scénario pédagogique adapté.

Nous montrons ici l’importance de ce choix à travers la comparaison de deux séances qui exigent les mêmes prérequis :

- connaître l’origine du poids d’un objet,

- savoir mesurer une masse à l’aide d’une balance,

- savoir mesurer un poids à l’aide d’un dynamomètre.

L’enseignant a déjà introduit la notion de poids et montré comment mesurer le poids d’un objet avec un dynamomètre. Il a maintenant pour objectif de structurer davantage cette notion en recherchant la relation qui relie le poids d’un objet et sa masse.

���� Premier scénario Une démarche inductive

���� Deuxième scénario Une démarche hypothético-déductive

La situation initiale proposée par l’enseignant

L’enseignant pose aux élèves la question suivante :

« Quelle relation existe-t-il entre le poids d’un objet et

sa masse ? »

L’enseignant propose aux élèves le texte ci-dessous sur

la constitution d’un dynamomètre. Ils ont ensuite à

rechercher la valeur de la masse qui, accrochée au

dynamomètre, amènerait son ressort constitutif à la

limite d’élasticité.

22

Le scénario pédagogique choisi par l’enseignant

Les élèves travaillent en binômes et reçoivent le

document support ci-dessus. Durant la séance,

l’enseignant passe dans les groupes pour aider les

élèves en difficulté ou vérifier le travail effectué.

Un bilan collectif en fin de séance permet de

stabiliser la relation cherchée.

- Un débat collectif permet de dégager le problème

à résoudre: « quelle est la relation entre la masse

d’un objet et son poids ? »

- Par groupes de quatre, les élèves recherchent un protocole pour la vérifier. Ils ont à leur disposition

le dynamomètre et des masses marquées.

- Un bilan collectif permet de comparer certaines

stratégies de travail et de mettre en commun les

résultats expérimentaux

- Chaque élève doit tracer un graphique à partir des

mesures obtenues et réfléchir à son adéquation

avec la question initiale.

- Une analyse collective du graphique permettant

de dégager la relation entre le poids et la masse et

de stabiliser ce nouvel élément de connaissance.

Analyse du scénario et identification des objectifs pédagogiques de la séance

La question sur la présupposée relation entre la

masse d’un objet et son poids est annoncée par

l’enseignant, dès le départ.

Les élèves sont disposés en binômes et ont à suivre

un protocole expérimental, fourni par l’enseignant.

Les élèves ont à tracer un graphique pour exploiter

les résultats expérimentaux et sont guidés pour le

construire.

Le raisonnement sous-jacent à l’exploitation du

graphique pour déduire la forme de la relation

mathématique entre poids et masse est fortement

décomposé par l’enseignant.

On place ici l’élève dans une situation complexe

puisque la question sur la présupposée relation entre

la masse d’un objet et son poids est dégagée de

l’analyse d’un texte qui demande une décomposition

de la constitution d’un dynamomètre. Les informations

importantes repérées sont mises en relation avec une

situation concrète, connue des élèves et qu’il s’agit

d’extrapoler.

Les élèves sont disposés en petits groupes et, à partir

des hypothèses formulées, élaborent une stratégie de

résolution. Des échanges collectifs sont régulièrement

organisés.

Les élèves ont à tracer un graphique pour exploiter les

résultats expérimentaux, mais ne sont pas guidés pour

le construire. Le raisonnement, sous-jacent à

l’exploitation du graphique pour déduire la forme de la

relation mathématique entre poids et masse, est

sollicité dans une partie finale qui se base sur l’analyse

individuelle que chacun fait au cours de

l’élargissement au groupe classe.

23

Il ne s’agit pas ici d’opposer les deux démarches proposées, mais de montrer que si chacune contribue à développer des capacités constitutives de compétences du socle commun, ces dernières ne sont pas la même nature.

Ces deux situations de classes, bien que prenant appui sur des prérequis identiques, ne conduisent pas au développement des mêmes compétences chez les élèves. Ces dernières sont fortement conditionnées par le choix didactique de l’enseignant et l’organisation spatio-temporelle de la classe.

Au cours de cette séance, on cible, chez l’élève, les

connaissances, capacités et attitudes suivantes :

• connaître la relation liant le poids et la

masse d’un objet ;

• suivre un protocole donné ;

• savoir utiliser le matériel mis à sa

disposition ;

• traiter des résultats expérimentaux sous

forme graphique

Au cours de cette séance, on cible chez l’élève les

connaissances, capacités et attitudes suivantes :

• extraire, trier et organiser des informations

continues d’un texte ;

• mettre en relation ses informations avec ses

connaissances antérieures pour formuler un

problème à résoudre;

• proposer et réaliser un protocole de

résolution

• traiter des résultats expérimentaux sous

forme graphique

• exploiter les résultats pour valider ou invalider

l’hypothèse proposée ;

• prendre part à un débat, un échange ;

• communiquer aux autres ses idées, ses

résultats ou sa démarche.

• connaître la relation liant le poids et la masse

d’un objet ;

• savoir utiliser le matériel mis à sa disposition ;

L’item de la compétence essentiellement

mobilisée :

I3 les principaux éléments de mathématiques et la

culture scientifique

Les items des compétences du socle mobilisées :

� I1 La maîtrise de la langue

� I3 Les principaux éléments de mathématiques

et la culture scientifique

� I6 Les compétences sociales et civiques

� I7 L’autonomie et l’initiative

24

Pour appuyer cette analyse, nous proposons, dans le document suivant, le scénario d’une séance en identifiant, pour chacun des moments stratégiques, les compétences mobilisées.

25

Exemple de construction d’une séance à partir de l’articulation entre le

programme et le socle commun9

• Niveau et durée : 5ème séance de 1h30

• Objectifs du programme : saisir la différence entre mélanges homogène et hétérogène, miscibilité de deux liquides

• Objectifs de la séance :

� Disciplinaires : élaborer un protocole expérimental, découvrir les termes : mélange homogène, mélange hétérogène, « être plus dense que », miscible, dilution.

� Transversaux : se repérer simplement sur la carte de l’Aquitaine (département, fleuve et rivières, quelques villes), maîtrise de la langue écrite et parlée (lecture d’un texte, interpréter une expression, élaborer une trace écrite), élaborer un dessin.

� Liens avec le socle : travailler les compétences 1, 3, 5, 6 et 7

Scénario

Analyse

On prend ancrage, ici, sur un extrait de

journal. L’article a été choisi d’une part de

façon à rester proche d’une problématique

locale, la proximité de l’estuaire de la

Gironde, d’autre part car il contient des

éléments de réponses qui permettront de

valider ou invalider le travail des élèves et

de poursuivre l’analyse. La longueur

relativement courte de l’extrait se justifie

par le niveau de la classe concernée.

Pour chaque étape clé du scénario, les compétences mobilisées sont mentionnées et sont suivies, entre guillemets, des items sollicités10.

9 Séance imaginée et conduite par Michel Faget, collège Daniel Castaing Le Mas d’Agenais.

10 Si cette identification est nécessaire pour prendre conscience de l’articulation programme-socle, elle ne doit pas conduire

à évaluer tous les élèves, à chaque instant et sur tous les items !

La Gironde stratifiée

« La salinité des eaux de mer est atténuée par les apports d’eau douce des fleuves.

Ainsi, dans un estuaire comme celui de la Gironde, où remontent les marées, la

salinité de l’eau diminue plus on rentre dans les terres.

Mais particularité originale, la Gironde a des eaux stratifiées. Ainsi, à Pauillac par

exemple, il est tout à fait possible de prendre un brochet (poisson exclusivement

d’eau douce) sous un mètre d’eau et de capturer au même endroit un rouget

(poisson exclusivement d’eau salée) sur les vases du fond. »

Extrait du journal Sud-Ouest 15 août 1998

26

Le document (texte et carte) est distribué.

Les élèves lisent le texte et relèvent en les notant sur le cahier, les termes qu’ils

ne comprennent pas (stratifiée, salinité, atténuée, estuaire, vases)11. Un élève

relit ensuite à voix haute le texte.

Les mots relevés par certains élèves sont ensuite expliqués, par d’autres élèves

souvent, ou par l’enseignant qui les amène à trouver la réponse. Pour chaque

mot, après explication, une phrase est élaborée par un élève, qui la dicte ensuite

à la classe.

Le mot « estuaire » va être l’occasion de compléter avec les élèves la carte

jointe au texte. La carte est projetée sous la caméra et l’enseignant questionne

les élèves sur les différentes parties de la carte. Vont être ainsi localisés : la

Garonne, le Lot, la Dordogne, la Gironde, l’estuaire, les Pyrénées, l’Océan, le

Bassin, Bordeaux, Pauillac, et les 5 départements qui forment l’Aquitaine.

Compétence 1 « adapter son mode de lecture à la nature du texte proposé et à l’objectif poursuivi » Écrire lisiblement (…) sous la dictée en respectant l’orthographe et la grammaire » Compétence 5 : « Avoir des connaissances et des repères : relevant de l’espace » Compétence 1 : « Reproduire un document sans erreur et avec une présentation adaptée »

L’enseignant demande maintenant à la classe, sur un brouillon anonyme et

personnel, de « transformer » en DESSIN la dernière phrase du texte, allant de

« Ainsi, à Pauillac », jusqu’à « vases du fond ». Les élèves ont 5 minutes, à

l’issue desquelles l’enseignant ramasse certaines productions des élèves dans

le but de les comparer.

On assiste ici à l’un des moments clés de la séance. Il s’agit de passer d’un langage écrit à un langage iconique en faisant correspondre les informations du texte avec les éléments pertinents du dessin12. Compétence 1 : « repérer des informations d’un texte à partir de ses éléments explicites et des éléments implicites nécessaires » Compétence 3 : « communiquer à l’aide d’un langage adapté »

11

Le terme « stratifié » ne sera pas expliqué à ce moment-là, car les élèves auront à en proposer une définition à l’issue de la séance.

12 Tout énoncé (iconique, verbal ou verbo-iconique, comporte des éléments indispensables à la compréhension (on les

appelle les traits pertinents) et qui sont étoffés par d’autres éléments pour renforcer le message (on les appelle les variables facultatives).

27

L’enseignant sélectionne deux dessins.

Les dessins sont projetés à la caméra ; des élèves décrivent à l’oral les deux dessins : dans le 1, les deux poissons ne sont pas à la même « profondeur » (l’élève dit souvent « hauteur »), et dans le 2, ils le sont, ils sont à côté l’un de l’autre. L’enseignant demande alors quelle « partie » de la phrase n’a pas été comprise de la même façon : les élèves trouvent assez vite qu’il s’agit de l’expression « au même endroit ». L’enseignant fait reformuler clairement à l’oral l’analyse des deux dessins : dans le dessin 1, « au même endroit » veut dire « l’un au dessous de l’autre » et dans le dessin 2, « au même endroit » veut dire « côte à côte ». Puis un élève dicte la phrase de description du document à la classe, soulevant ainsi le problème : « Est-ce que dans le texte, « au même endroit » veut dire « l’un au dessous de l’autre » (dessin 1) ou « côte à côte » (dessin 2) ?

Les hypothèses étant les dessins des élèves, l’enseignant les invite donc à inventer un protocole d’expérience afin de voir quel dessin serait correct (à ce stade-là, ils ne peuvent pas imaginer que les deux puissent être corrects et que cela dépend du degré d’agitation des eaux de la Gironde). L’enseignant guide la discussion, mais ce sont les élèves qui proposent le protocole : très vite, l’idée de verser de l’eau salée dans l’eau douce émerge, ce qui soulève rapidement le problème de la distinction entre les deux eaux : il faudra donc colorer l’une des deux eaux13 !

Il s’agit ensuite d’utiliser deux modes de représentation opposés pour débattre autour de l’expression « au même endroit » mentionnée dans le texte. La confrontation des points de vue conduit à la recherche d’un protocole expérimental de vérification. Compétence 1 : « Formuler clairement un propos simple » Compétence 3 : « Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou technologique, démontrer » (élaborer le protocole)

13

Il est important de préciser que le colorant ne modifie pas les observations.

28

L’enseignant explique à la classe ensuite les consignes de manipulation :

- lorsqu’on verse un liquide dans un autre, il faut le faire délicatement : est

présentée alors la paille comme pipette ( il est impératif que les élèves

versent délicatement l’eau salée colorée dans l’eau douce, sans quoi la

miscibilité peu apparaître et l’hétérogénéité du mélange risque de ne pas

être observée).

- lorsque les élèves auront versé dix pipetées dans le verre contenant l’eau

douce, alors ils ne touchent plus à ce verre ni à son contenu !

Puis chaque groupe (6 au total) vient chercher son matériel (un verre contenant

une réserve d’eau salée colorée, une paille, un verre vide (où ils mettront de

l’eau du robinet « à moitié »), un papier absorbant).

Les élèves réalisent l’expérience tous en même temps.

Compétence 3 : « Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes » Compétence 7 : « S’intégrer et coopérer dans un projet collectif » (sociabilité dans le groupe et implication) Compétence 6 : « Respecter les règles de la vie collective » (suivre les consignes)

Un rapporteur du groupe décrit à l’oral ce qu’ils observent (« l’eau salée est « en dessous », et l’eau douce « au-dessus »).

Compétence 1 : « Formuler clairement un propos simple »

Les élèves font le dessin de l’expérience.

Compétence 3 : « Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l’aide d’un langage adapté » (dessin)

Un élève dicte à la classe ce qu’ils ont fait, ce qu’ils ont observé et ce qu’ils concluent (plusieurs élèves peuvent intervenir). L’enseignant, au moment opportun de ces écrits, définira « mélange hétérogène » : cette définition sera alors reprise et dictée par un élève.

Compétence 1 : « Écrire lisiblement un texte, spontanément ou sous la dictée, en respectant l’orthographe et la grammaire »

L’enseignant revient alors sur les deux dessins :

Lequel est correct ? le 1 semble-t-il. Cela signifie-t-il que le n°2 est incorrect ? non, car on n’a pas agité les deux eaux ! Comment le montrer ? Élaboration rapide du protocole : agiter avec la paille le contenu du verre14.

Compétence 3 : « Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou technologique, démontrer » (en élaborant le protocole)

14

Attention, l’enseignant doit préciser de bien observer le mélange AVANT d’agiter avec la paille pour que la dilution soit observable.

29

Chaque groupe agite avec la paille le contenu du verre

Compétence 3 : « Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes »

Description orale par les élèves de leurs observations : - les deux eaux se sont mélangées : elles sont miscibles (terme introduit par l’enseignant) - on ne distingue plus l’eau douce de l’eau salée colorée : le mélange est devenu homogène (terme donné par l’enseignant, mais souvent trouvé par un élève par opposition à hétérogène) - la couleur s’est éclaircie : l’eau salée a été diluée (introduit par l’enseignant)

Compétence 1 : « Formuler clairement un propos simple »

Un élève dicte la classe ce qu’ils ont fait, ce qu’ils ont observé et ce qu’ils concluent (plusieurs élèves peuvent intervenir).

Compétence 1 : « Écrire lisiblement un texte, spontanément ou sous la dictée, en respectant l’orthographe et la grammaire »

Retour sur les dessins et discussion sur le dessin à retenir : les deux sont corrects, tout dépend du degré d’agitation des eaux de la Gironde. Cependant, les élèves font souvent remarquer que si les eaux étaient très agitées comme eux l’ont fait dans le verre, il n’est plus question de sortir pêcher !!! Enfin, il est temps de comprendre ce que signifie « eaux stratifiées » : l’enseignant n’a plus qu’à dire qu’à la fin dans la première expérience, les eaux dans le verre sont stratifiées ! Ainsi l’enfant est en mesure d’élaborer une définition

Compétence 1 : « Formuler clairement un propos simple »

La trace écrite correspondant au scénario précédent est donnée ci-dessous :

Trace écrite des élèves

Article de journal support de l’étude

Avec cette phrase, l’extrait

permet de valider partiellement

les expériences menées par les

élèves : la Gironde stratifiée

veut bien dire que l’eau douce et

l’eau salée se situent sur des

couches distinctes, l’eau douce

étant située au-dessus de l’eau

salée. Malgré tout l’affirmation

donnée dans l’article mérite à

nouveau une exploration

puisque le journaliste s’est basé

sur la notion de masse qui n’est

que relative. S’il ne s’agit pas en

classe de cinquième d’introduire

complètement la notion de

densité, une situation

supplémentaire permet de

réinvestir l’utilisation de

l’éprouvette graduée et de la

balance électronique pour

explorer la question « l’eau

salée est-elle toujours plus

lourde que l’eau douce ? ».