K' Landrein

1
La démarche dinvestigation en Sciences Physiques
et Chimiques au Collège
2
Quest-ce que la démarche dInvestigation?
Cette démarche est décrite dans lintroduction
commune à lensemble des disciplines
scientifiques (B.O N6 du 19 AVRIL 2007 HORS
SERIE)

• Elle sappuie sur le questionnement des élèves
  sur le monde réel.

• Elle débouche sur lacquisition de connaissances,
  de compétences méthodologiques et sur la mise au
  point de savoir faire technique.

3
Quelle trame pour une séquence d'investigation?
La trame proposée (ou canevas)

• ne définit pas "LA" méthode d'enseignement
• ne fige pas de façon exhaustive un déroulement
  imposé.
• propose une manière commode de faire.

Une séquence dinvestigation se déroule en sept
moments essentiels.
4
La Séquence d'Investigation
1. Choix d'une situation-problème
5
1. Choix dune situation-problème

Il s'agit pour le professeur de choisir une
situation de départ susceptible de déclencher la
motivation. Il doit élaborer un scénario
d'enseignement après avoir

• Analysé les savoirs visés et déterminé les
  objectifs à atteindre.
• Repéré les acquis initiaux des élèves
• Identifié les représentations des élèves, ainsi
  que les difficultés persistantes.

6

Le professeur présente la situation problème à
l'ensemble de la classe sous forme d'une
situation déclenchante

• document vidéo,
• expérience de cours,
• fait dactualité,
• énigme,
• photo,
• objet...

7
La Séquence d'Investigation

• 1. Choix dune situation-problème

2. Appropriation du problème par les élèves
8
2. Appropriation du problème par les élèves

• Les élèves
• Individuellement puis collectivement
• Observent
• Se représentent la situation
• Se posent des questions
• Confrontent leurs questionnements
• Enoncent un problème scientifique à résoudre

• Le professeur
• Recueille les différentes représentations
• Aide à reformuler les questions pour sassurer de
  leur sens
• Aide à recentrer sur le problème scientifique à
  résoudre
• Vérifie que le problème à résoudre est compris
  de tous

9
La Séquence d'Investigation

• 1. Choix dune situation-problème

2. Appropriation du problème par les élèves
3. Formulation dhypothèses, de protocoles
10
3. Formulation dhypothèses, de protocoles

• Les élèves
• Individuellement puis par petits groupes
• Formulent oralement ou par écrit des hypothèses
  explicatives
• Proposent un protocole expérimental destiné à
  valider les hypothèses
• Elaborent la liste du matériel nécessaire

• Le professeur
• Conseille et guide les élèves en répondant à
  leurs questions
• Vérifie que les protocoles proposés sont
  réalisables et ne représentent aucun danger
• Favorise le travail en autonomie

11
La Séquence d'Investigation

• 1. Choix dune situation-problème

2. Appropriation du problème par les élèves
3. Formulation dhypothèses, de protocoles
4. Investigation ou résolution du problème
12
4. Investigation ou résolution du problème

• Les élèves
• Par petits groupes
• Réalisent la ou les expérience(s)
• Débattent
• Exploitent les résultats au sein du groupe
• Confrontent avec les hypothèses formulées
  précédemment
• Rédigent une trace écrite

• Le professeur
• Fournit les ressources à la demande (matériel,
  informations utiles)
• Veille au bon déroulement (sécurité)
• Incite à exploiter les résultats
• Incite à confronter les résultats avec les
  prévisions
• Incite à rédiger une trace écrite
• Gère le temps

13
La Séquence d'Investigation

• 1. Choix dune situation-problème

2. Appropriation du problème par les élèves
3. Formulation dhypothèses, de protocoles
4. Investigation ou résolution du problème
5. Echange argumenté
14
5. Echange argumenté

• Les élèves
• Collectivement
• Communiquent à lensemble de la classe les
  résultats du groupe, les interrogations qui
  demeurent
• Confrontent leurs résultats avec ceux des autres
  groupes

• Le professeur
• Donne la parole à un représentant de chaque
  groupe
• Rassemble toutes les conclusions des élèves pour
  construire une synthèse
• Vérifie la trace écrite

15
La Séquence d'Investigation

• 1. Choix dune situation-problème

2. Appropriation du problème par les élèves
3. Formulation dhypothèses, de protocoles
4. Investigation ou résolution du problème
5. Echange argumenté
6. Acquisition et structuration des connaissances
16
6. Acquisition et structuration des connaissances

• Collectivement
• Mise en évidence avec l'aide de l'enseignant de
  nouveaux éléments de savoir (notions, techniques,
  méthodes) utilisés au cours de la résolution.
• Reformulation écrite par les élèves, avec l'aide
  du professeur, des connaissances nouvelles
  acquises en fin de séquence et apport d'éventuels
  compléments d'information.

17
La Séquence d'Investigation

• 1. Choix dune situation-problème

2. Appropriation du problème par les élèves
3. Formulation dhypothèses, de protocoles
4. Investigation ou résolution du problème
5. Echange argumenté
6. Acquisition et structuration des connaissances
7. Opérationnalisation des connaissances
18
7. Opérationnalisation des connaissances

• Individuellement
• Exercices dentraînement
• Nouveaux problèmes permettant la mise en uvre
  des connaissances acquises dans de nouveaux
  contextes (réinvestissement)
• Évaluation des connaissances et des compétences
  méthodologiques.

19
Quelques exemples en classe de cinquième

• Situation déclenchante

• Problème scientifique à résoudre

• Quels sont les colorants contenus dans un sirop
  de menthe?

Un liquide d'aspect homogène est-il pur?

• Quelle est la masse de la boisson?

La masse varie-t-elle au cours d'une dissolution?

• Conducteur ou isolant?

Comment distinguer un matériau isolant d'un
matériau conducteur?
20
La Séquence d'Investigation

• 1. Choix dune situation-problème

2. Appropriation du problème par les élèves
3. Formulation dhypothèses, de protocoles
4. Investigation ou résolution du problème
5. Echange argumenté
6. Acquisition et structuration des connaissances
7. Opérationnalisation des connaissances