Didactique de l’éveil scientifique 1 PDF - Module 19 - Session Automne 2024

Module 19: Didactique de l’éveil scientifique 1 Prof. : Mme GHALLOUDI Jalila Prof. GHALLOUDI Jalila 1 Session : Automne 2024  Plan I. Définitions II. Concepts fondamentaux de la didactiqu...

Module 19: Didactique de l’éveil scientifique 1 Prof. : Mme GHALLOUDI Jalila Prof. GHALLOUDI Jalila 1 Session : Automne 2024  Plan I. Définitions II. Concepts fondamentaux de la didactique des sciences III. Rôle de l’école IV. Enseignement des sciences V. Curricula des sciences au Maroc VI. Réformes VII. Démarche scientifique– Expérimentale d’investigation VIII.Curriculum de l’éveil scientifique Orientations – Compétences – Programmes - Répartition Prof. GHALLOUDI Jalila 2 I. Définitions 1- Sciences Le mot science sert à désigner la forme la plus haute du savoir et de connaissance humaine, celle qui ne peut être remise en question et qui possède la valeur de l'absolument vrai. Prof. GHALLOUDI Jalila 3  LAROUSSE: nom féminin - latin scientia, de scire, savoir – La science est un ensemble cohérent de connaissances relatives à certaines catégories de faits, d'objets ou de phénomènes obéissant à des lois et/ou vérifiés par les méthodes expérimentales. – Littéraire: Connaissance approfondie d'un domaine quelconque, acquise par la réflexion ou l'expérience : La science du cœur humain. Source :https://www.larousse.fr/encyclopedie/divers/science/90594 Prof. GHALLOUDI Jalila 4 Selon Aristote, la science est la connaissance démonstrative des causes, elle est nécessaire et universelle. Il n'y a donc de science que du général, ce qui signifie qu'elle doit être valable sans exceptions, quant à ses objets et pour tous les sujets. les phénomènes naturels obéissent à des lois fixes. Prof. GHALLOUDI Jalila 5  2- Didactique des sciences Grand LAROUSSE encyclopédique (1554): didactique  grec didaktitos : un genre de poésie qui expose une doctrine, des connaissances scientifiques ou techniques Robert (1955) et Littré (1960): la didactique est l’art d’enseigner Prof. GHALLOUDI Jalila 6 Dans l'histoire, l'appellation didactique a pris plusieurs significations : « Art d'enseigner exercé par un adulte. » R. Lafond (1963) « Science auxiliaire de la pédagogie relative aux méthodes les plus propres à faire acquérir telle ou telle matière… » H. Pieron (1963) « Ensemble des méthodes, techniques et procédés pour l'enseignement » G. Mialaret (1979) Prof. GHALLOUDI Jalila 7  « La didactique d'une discipline étudie les processus de transmission et d'acquisition relatifs au domaine spécifique de cette discipline ou des sciences voisines avec lesquelles il interagit.» G. Vergaud (1985) « La didactique d'une discipline est la science qui étudie, pour un domaine particulier, les phénomènes d'enseignement, les conditions de la transmission de la culture propre à une institution et les conditions de l'acquisition des connaissances par l'apprenant.» J.J. Duppin et S. Johssua (1993) Prof. GHALLOUDI Jalila 8  Astolfi J.-P. (1989): « La didactique s’intéresse à l’histoire des concepts, leurs rectifications respectives, les modalités de leur introduction dans l’enseignement, trames conceptuelles, niveaux de formulation, transposition didactique, pratiques sociales de référence, l’étude des représentations des élèves et leurs modes de raisonnement. ….. La didactique s’intéresse aux processus de transmission et d’appropriation de connaissances scientifiques dans toute situation, aussi bien face à des médias que dans des contextes d’éducation formelle. »Prof. GHALLOUDI Jalila 9  Il apparaît cependant que cette science a évolué: elle ne s’intéresse plus uniquement au « comment enseigner » , mais elle tente aussi de comprendre ce qui se passe dans la tête de l‘élève, c’est à dire le « comment apprendre »  plus l’enseignant se centre sur le savoir qu’il enseigne, moins il laisse de place à l’apprenant pour que ce dernier construise lui-même le savoir à apprendre. Prof. GHALLOUDI Jalila 10  3- Types de la didactique Didactique-recherche : celle qui s’oppose le plus à la pédagogie. On se détache de la pratique pour donner des éléments de recherche utilisables en formation Didactique-formation : on se rapproche de la pédagogie de la classe. On utilise la didactique- recherche pour former des professionnels. Didactique-action : didactique appliquée à la classe. Prof. GHALLOUDI Jalila 11  II. - Concepts fondamentaux de la didactique des sciences Les domaines d’intérêt de la didactique des sciences et ses principaux concepts sont résumés dans la figure suivante: Prof. GHALLOUDI Jalila 12 Le triangle didactique propose une figuration graphique (figure) utile du système d’enseignement et de formation , il met l’accent sur les leviers d’action. Prof. GHALLOUDI Jalila 13 Prof. GHALLOUDI Jalila 14 Prof. GHALLOUDI Jalila 15  Pôle épistémologique Relation d’apprentissage = *Représentations *Niveau de formulation Relation didactique *Objectif-Obstacle =Transposition didactique (Conception obstacle) Relation pédagogique Pôle psychologique + Contrat didactique / Pôle sociologique Coutume didactique Prof. GHALLOUDI Jalila 16 Le contenu du triangle didactique permet de différencier la didactique de la pédagogie ou de la psychopédagogie et de délimiter en quelque sorte leur territoire respectif. Prof. GHALLOUDI Jalila 17  Pédagogie/Didactique – La pédagogie occuperait deux des pôles du triangle qui correspondent à l’enseignant et à l’élève (apprenant). Du coup, son territoire aurait à voir avec la dynamique des relations enseignant/élèves ou élèves/élèves relevant d’enjeux autres qu’épistémiques, avec les conditions dites facilitatrices de l’apprentissage et du développement intellectuel, ainsi qu’avec les questions de motivation, de contrôle et de gestion de la classe, etc. (Jonnaert et al., 1999). Prof. GHALLOUDI Jalila 18 Pédagogie Didactique pense la logique du savoir à pense la logique de la classe à partir de partir de la logique de la classe. la logique du savoir. C’est l’art de gérer la classe. la théorisation de la pratique enseignante les rech. en péd. portent sur les rech. en dida. se centrent sur les courants pédagogiques et l’analyse épistémologique d’un les grandes figures historiques contenu, les conditions d’efficience de de l’éducation. son acquisition dans un cadre formatif. L’élève du pédagogue c’est une L’élève du didacticien c’est l’apprenant. personne globale. L’enseignant du pédagogue est L’ensei. du dida. c’est un technicien du un médiateur de la relation savoir et de ses méthodes d’acquisition Résoudre problèmes concepts en contenus à enseigner, d’Enseignement-Apprentissage niveaux des apprenants, obstacles à l’apprentissage. 19 Prof. GHALLOUDI Jalila  CONCEPTS DE LA DIDACTIQUE DES SCIENCES la didactique des sciences se présente aussi comme une composante de la formation initiale et continue des enseignants (Astolfi et al., 1997a et 1997b, p. 5). En effet, les didactiques des disciplines doivent fournir aux enseignants des pistes d’actions validées d’enseignement (Jonnaert & Vander Borght, op. cit.). Prof. GHALLOUDI Jalila 20  Définitions des concepts du triangle didactique 1. Concept scientifique ? 2. Représentation? Et types de représentation? 3. Conflit cognitif? 4. Imagination? 5. Niveau de formulation des concepts? 6. Trame conceptuelle? 7. Obstacle et Objectif obstacle? 8. Transposition didactique? Prof. GHALLOUDI Jalila 21  1. Concept scientifique ? Un outil intellectuel (ou un raisonnement mental) Astolfi, 1997. Des idées, des modèles abstraits qui permettent d’identifier les objets et de résoudre des problèmes. Les situations constituent un cadre de référence. Les situations dans lesquelles le concept prend sens permettent d’analyser les relations entre un concept et ses voisins. Ainsi un concept ne fonctionne jamais seul. Gagliardi, 1983. – Ils prennent du sens dans des situations problèmes. Prof. GHALLOUDI Jalila 22  Les concepts sont des modèles abstraits qui nous permettent d’entrer en relation avec le monde. Ils nous permettent de comprendre le monde que nous percevons et en retour ce qui est perçu modifie les concepts. Celui qui sait et ce qui est su, le sujet et l’objet, sont la spécification réciproque et simultanée l’un de l’autre. Varela, 1988. – Exemple de concepts: conductivité, Energie, Biotope, Biosphère, Ecosystème, …… Prof. GHALLOUDI Jalila 23  2- Représentations les conceptions d’un sujet, déjà-là au moment de l’enseignement d’une notion et susceptible d’influencer l’apprentissage; car ce déjà connu, même s’il est faux, est organisé chez l’élève en un système explicatif, personnel et fonctionnel, qui n’est pas nécessairement exprimé au cours des activités scolaires. Astolfi 1997. Les objets de notre connaissance ne sont que des représentations. Kant, 1724 – 1804. Ce que l’homme acquiert à la suite du contact de l’âme avec la réalité d’où la nécessité d’une préanalyse des représentations des élèves avant la structuration d’une action cognitive. Herbart, 1776-1841. Prof. GHALLOUDI Jalila 24  Types de représentations Représentations Représentations Représentations individuelles collectives sociales Ce qu’un sujet a Toutes Représentations pu intérioriser représentations crées en d’une situation partagées avec un interaction entre vécue, de ce qui groupe social en individus et/ou pour lui « fait terme de contenu groupes. sens » et donne essentiellement sens à ses actions. en définissant des Clenet, 1998 modes de pensée commun. Prof. GHALLOUDI Jalila 25  Origines des représentations L’environnement social qui produit ce qui nourrit les conceptions; La vulgarisation scientifique; Les conceptions épistémologiques; Les structures profondes de la personnalité affective; L’existence des modes de raisonnement pré ou non scientifique …. (Obstacles épistémologiques de Bachelard) Prof. GHALLOUDI Jalila 26   Les concepts transforment des idées et représentations préexistantes, par des ruptures et réorganisations conceptuelles. Réorganisation conceptuelle Représentation préexistante Prof. GHALLOUDI Jalila 27  3- Conflit cognitif? Un conflit cognitif se développe lorsqu’apparaît, chez un individu, une contradiction ou une incompatibilité entre ses idées, ses représentations, ses actions. Cette incompatibilité, perçue comme telle ou, au contraire, d’abord inconsciente, devient la source d’une tension qui peut jouer un rôle moteur dans l’élaboration de nouvelles structures cognitives. Astolfi, 2008 Prof. GHALLOUDI Jalila 28 L’apprentissage se fait suite à une situation problème qui provoque un conflit cognitif dans une démarche de résolution de problème qui pourra être une des solutions pour dépasser et franchir un obstacle à cet apprentissage. Prof. GHALLOUDI Jalila 29  4- Imagination? -Faculté que possède l'esprit de se représenter des images ou d'évoquer les images d'objets déjà perçus. (Cela a frappé son imagination). -Faculté de former des images d'objets qu'on n'a pas perçus ou de faire des combinaisons nouvelles d'images ou d'idées, de se représenter des situations possibles. (Avoir de l'imagination). L'imagination (du latin imaginatio, « image, vision ») est la faculté de se représenter ou de former des images à travers l'esprit à partir d'éléments dérivés de perceptions sensorielles ou d'abstractions.[Centre national de ressources textuelles et lexicales] Prof. GHALLOUDI Jalila 30 « On peut la définir comme la faculté de produire des images à condition de bien différencier l’image du souvenir. Si la mémoire nous ramène au présent, l’image nous tourne vers l’avenir » Bachelard Prof. GHALLOUDI Jalila 31  5- Niveau de formulation des concepts? Tout élève dispose d’un niveau de formulation pour chaque concept scientifique. Ce niveau de formulation peut être mobilisable et modifiable en cas d’échange d’idées avec d’autres personnes disposant de formulations différentes. Prof. GHALLOUDI Jalila 32 Les modalités pour élaborer un niveau de formulation conceptuel: Un niveau de langue accessible aux élèves de la tranche d’âge considérée; Une prise en compte de la nature des opérations logico-mathématiques, impliquées par chaque énoncé, et donc la mise en correspondance avec le niveau de développement cognitif des élèves; Une transformation des problèmes successifs étudiés se rapportant au même concept. Prof. GHALLOUDI Jalila 33  6- Trame conceptuelle? -La trame conceptuelle est un outil d’analyse de la matière à enseigner: 1. « C’est une série d’énoncés complets, càd formulés sous forme de phrases, chaque énoncé devant pouvoir être lu de manière indépendante….; 2. Il s’agit d’énoncés opératoires, càd reliés à des problèmes scientifiques auxquels ils sont une réponse, et non d’énoncés « déclaratifs » à la façon des définitions des dictionnaires; 3. Ces énoncés sont hiérarchisés entre eux, chacun en englobant d’autres plus élémentaires, et l’ensemble se présentant comme un réseau orienté; 4. Cette hiérarchisation vise d’abord à décrire les implications logique entre les contenus des énoncés, et non leur succession chronologique dans une progression d’enseignement. » Astolfi Prof. GHALLOUDI Jalila 34 Exemple de trame conceptuelle Prof. GHALLOUDI Jalila 35  Buts essentiels d’une trame conceptuelle: – Clarifier la matière à enseigner – Prévoir de façon résonnée une progression pédagogique – Concevoir des moments de structuration Prof. GHALLOUDI Jalila 36  7- Obstacle et Objectif obstacle? Obstacle: – C’est une conviction erronée fortement structurée, qui a un statut de vérité dans l’esprit de l’élève et qui bloque l’apprentissage. Le traitement d’un obstacle nécessite la mise en oeuvre d’une situation problème » Etienne et Le rouge , 1997 – Ce sont des structures et des modes de pensée qui font résistance dans l’enseignement et dans l’apprentissage » [Reuter et al., 2007]. Objectif: Prof. GHALLOUDI Jalila 37 La formulation des objectifs d’apprentissage permet de déterminer les connaissances à acquérir et les compétences à développer par les étudiants au terme d’une activité d’apprentissage. Elle intervient dès le début du processus de planification d’un cours. Par souci de cohérence, le choix des évaluations, des activités d’enseignement-apprentissage et l’organisation du contenu du cours découlent des objectifs d’apprentissage. Prof. GHALLOUDI Jalila 38 Prof. GHALLOUDI Jalila 39  Définir les objectifs à partir de la seule analyse des programmes et contenus (ppo) Faire du franchissement d’un obstacle un objectif – Exprimer les objectifs en terme d’obstacles franchissables (l’école pour apprendre, Astolfi) Prof. GHALLOUDI Jalila 40 Prof. GHALLOUDI Jalila 41 Prof. GHALLOUDI Jalila 42  8- Transposition didactique? Le savoir scientifique subit de multiples transformations afin de se constituer en tant qu’objet d’enseignement: ces transformations relèvent de ce que nous nommons la « transposition didactique externe ». Les autres transformations qui se produisent dans le cadre du processus d’enseignement – apprentissage, opèrent dans les relations professeur – élève et s’objectivent dans les différentes formes du curriculum (réel, réalisé, caché), elles constituent, pour nous, la « transposition didactique interne ». Emil Paun, Transposition didactique : un processus de Prof. GHALLOUDI Jalila 43 construction du savoir scolaire, 2006. Savoir savant Savoir à enseigner Savoir enseigné Prof. GHALLOUDI Jalila 44  Plan 1. Définitions a. Sciences b. Didactique des Sciences 2. Concepts fondamentaux de la didactique des sciences 3. Rôle de l’école Prof. GHALLOUDI Jalila 45  3- Rôle de l’école La question “pourquoi l’école ?” - la réponse traditionnelle réductrice : “l’école sert à transmettre le savoir” – Elle conduit à privilégier l’acquisition de connaissances, en pratique assimilées et retenues par très peu d’élèves, à l’acquisition de compétences essentielles pour tous. Prof. GHALLOUDI Jalila 46  L’école est une institution sociale pour la formation de l’enfant, dans tous les sens du terme et pour son épanouissement en adulte. Elle répond à deux types d’impératifs fondamentaux : – Des impératifs biologiques: le cerveau du nouveau-né nécessite du temps et des conditions favorables pour parvenir à maturité [connexions synaptiques cérébrales qui se développent et se renforcent sur une période allant de douze ans jusqu’à bien après vingt ans] – Des impératifs sociaux: L’humain est un être social qui communique, collabore et vit en interdépendance avec d’autres. Son adaptation sociale nécessite l’acquisition des aptitudes nécessaires à la vie en groupe. L’organisation sociale est de complexité croissante. Elle exige du citoyen, impliqué et responsable, une formation et de réelles compétences. Prof. GHALLOUDI Jalila 47  Plan 1. Définitions a. Sciences b. Didactique des Sciences 2. Concepts fondamentaux de la didactique des sciences 3. Rôle de l’école 4. Enseignement des sciences Prof. GHALLOUDI Jalila 48  4- Enseignement des sciences La science occupe une place importante dans notre vie quotidienne. Elle se manifeste à travers toutes les formes de l'activité humaine. Ainsi l'enseignement des sciences est devenu une nécessité. La formation de l'apprenant débute à l'école et l'accompagne Durant toute sa vie. Rôle de cet enseignement est de répondre aux – exigences de formation humaine pour tous par la démarche scientifique; – objectifs de formation des futurs cadres et praticiens scientifiques, nécessaires aux besoins légitimes de développement du pays. Prof. GHALLOUDI Jalila 49 L’apprentissage des sciences vise tant le développement de compétences spécifiques et transversales que l’acquisition de connaissances et propose les méthodologies les plus adéquates pour amener les jeunes à se les approprier de manière durable. La construction progressive des savoirs et savoir-faire constitue l’élément fondateur (paradigme) de toute démarche scientifique. Celle-ci, en effet, permet aux élèves, quels que soient leur âge et leur niveau d’étude, d’être les premiers acteurs de leurs apprentissages en partant de situations qui les incitent à s’impliquer dans la recherche. De plus, l’étude des sciences offre une spécificité certaine parce qu’elle ouvre les jeunes à leur environnement naturel et les met en contact direct avec les objets réels, les phénomènes naturels et les vivants. (in les socles de compétence) Prof. GHALLOUDI Jalila 50 Objectifs généraux Cet enseignement doit viser les objectifs généraux suivants : Développer chez l'apprenant les compétences scientifiques tant intellectuelles que pratiques. Approfondir la prise de conscience de l'apprenant à l'égard de la valeur de l'homme et de sa capacité à comprendre, à innover et à perfectionner. Appréhender la nature des sciences et de la technologie, leur évolution et leur impact sur le développement de la pensée humaine. Assurer l'acquisition des connaissances, des concepts et des principes scientifiques nécessaires pour comprendre les phénomènes naturels et pour en saisir les causes. Initier l'apprenant à l'application des lois et des principes fondamentaux dans les différentes disciplines scientifiques. Expliquer les notions et les principes scientifiques. Faire acquérir à l'apprenant des connaissances dans les domaines de l'éducation à la santé, à l'environnement et à la sécurité publique, afin d'y agir en conséquence. Prof. GHALLOUDI Jalila 51  Mettre en évidence le fait que certaines ressources naturelles sont épuisables et sensibiliser l'apprenant au rôle de la science dans la protection et la gestion économique de ces ressources. Initier l'apprenant à investir ses connaissances et ses compétences scientifiques dans de nouvelles situations et en particulier dans la vie quotidienne. Apprécier le rôle positif des scientifiques dans le progrès de l'humanité. Développer chez l'apprenant l'ouverture d'esprit à la pensée et aux expériences des chercheurs des différents pays, en vue de contribuer au progrès de la science dans le monde. Inciter l'apprenant à respecter les valeurs et à adopter la méthodologie scientifique fondée sur la probité ‫ االستقامة‬et l'objectivité ‫ الموضوعية‬. Développer la curiosité ‫ حب االستطالع‬chez l'apprenant et l'orienter vers la recherche scientifique. Favoriser l'autonomie‫ االستقاللية‬et le travail par équipe. Renseigner l'apprenant sur les possibilités de spécialisation et d'emploi dans les carrières scientifiques, afin de l'aider à faire un choix répondant à ses compétences et à ses aspirations. Prof. GHALLOUDI Jalila 52  Plan 1. Définitions a. Sciences b. Didactique des Sciences 2. Concepts fondamentaux de la didactique des sciences 3. Rôle de l’école 4. Enseignement des sciences 5. Curricula des sciences au Maroc Prof. GHALLOUDI Jalila 53 5- Curricula des sciences au Maroc Le système éducatif marocain se compose actuellement de trois cycles : Le cycle fondamental. Il englobe l’enseignement préscolaire de trois ans (généralisé à 59,7 % en 2007 et qui n’est pas sous la tutelle du ministère de l’éducation nationale) et l’enseignement primaire de six ans (obligatoire et généralisé à 94 % en 2007) allant du grade 1 au grade 6 (de 6 ans qui est l’âge obligatoire pour l’entrée à l’école à 12 ans). Le cycle secondaire Le cycle supérieur universitaire et non universitaire D’après le premier rapport du Conseil supérieur de l’Enseignement (volume 3, 2008). Curricula : ‫المناهج‬ Prof. GHALLOUDI Jalila 54  Évolution des curricula marocains des sciences L’évolution des curricula des sciences au Maroc reflète une prise en charge progressive par des cadres nationaux des responsabilités pédagogiques. L’arabisation totale de l’enseignement des sciences dans le secondaire entre 1985 et 1990 a entraîné le départ des derniers inspecteurs français qui supervisaient l’enseignement des mathématiques et des sciences physiques et naturelles. Ces inspecteurs détenaient des pouvoirs très importants dans le système éducatif, à savoir : la définition des programmes et des orientations pédagogiques officielles ; la formation des enseignants ; la supervision des examens nationaux (brevet de la fin d’enseignement collégial et baccalauréat de la fin de l’enseignement secondaire) ; le contrôle et l’encadrement des enseignants en exercice ; la préparation des commandes Prof. d’achat du matériel didactique, etc. 55 GHALLOUDI Jalila Évolution des curricula marocains des sciences (suite) Au Maroc, c’est le discours accompagnateur du formalisme scientifique qui a été arabisé, tout en conservant les symboles du système international. En fait, dans un cours de sciences au Maroc, les élèves se retrouvent dans les discours narratifs face à trois codes différents : un premier code, spécifique au domaine scientifique, qui renvoie essentiellement aux symboles (symboles chimiques, vecteurs, équations différentielles, schémas électriques, etc.) ; un second code issu de la langue latine pour désigner les grandeurs physiques par exemple (F pour force, W pour travail, v pour vitesse, etc.) ; un troisième code issu de la langue arabe pour expliquer les situations d’apprentissage, présenter des notions ou concepts et expliciter les relations établies entre grandeurs. Prof. GHALLOUDI Jalila une semi-arabisation 56 Évolution des curricula marocains des sciences (suite) Au Maroc, l’enseignement des sciences (sans spécification des disciplines : physique, biologie, chimie ou géologie) occupe actuellement cinq pour cent de l’horaire de l’enseignement dans le primaire (deux fois une séance portant sur « des activités scientifiques (ministère de l’Éducation nationale, 2009) » à raison d’une heure et demie par semaine, sur 30 heures de cours hebdomadaires). Au collège, un horaire légèrement supérieur est alloué aux disciplines scientifiques (deux séances de deux heures chacune sur 28 heures de cours) ; les sciences physiques sont enseignées par un professeur spécialiste de physique et chimie et les sciences de la vie et de la Terre sont enseignées par un professeur spécialiste de biologie et géologie. Au lycée, seuls les élèves des filières scientifiques et techniques industrielles reçoivent un enseignement de sciences physiques (entre deux et sept heures par semaine selon les filières). Quant aux sciences de la vie et de la Terre, les élèves des filières littéraires ont une séance de deux heures hebdomadaires pendant les deux années qui précèdent la classe terminale. Prof. GHALLOUDI Jalila 57 la culture scientifique de base des futurs citoyens marocains est nourrie  Plan 1. Définitions a. Sciences b. Didactique des Sciences 2. Concepts fondamentaux de la didactique des sciences 3. Rôle de l’école 4. Enseignement des sciences 5. Curricula des sciences au Maroc 6. Réformes Prof. GHALLOUDI Jalila 58  6- Réformes Depuis la publication en 2003 du rapport portant sur la participation du Maroc à l’évaluation TIMSS (Trends In International Mathematics and Science Study) qui est un benchmark réalisé tous les 4 ans sur les compétences des élèves en mathématiques et en science et son classement au 41e rang sur les 46 pays participants, plusieurs voix s’élèvent pour appeler à la formation d’un troisième profil d’enseignants du primaire qui sera spécialisé dans les mathématiques et sciences. Cette option rencontre des problèmes de faisabilité, surtout du fait de la très forte dispersion des écoles primaires en milieu rural qui comporte souvent des classes dites satellites dans lesquelles un seul professeur assure l’enseignement à des élèves de plusieurs niveaux scolaires. Prof. GHALLOUDI Jalila 59 Prof. GHALLOUDI Jalila 60 Prof. GHALLOUDI Jalila …. A suivre… 61  Module 19: Didactique de l’éveil scientifique 1 Prof. : Mme GHALLOUDI Jalila Prof. GHALLOUDI Jalila 62 Session : Automne 2020  Plan 1. Définitions a. Sciences b. Didactique des Sciences 2. Concepts fondamentaux de la didactique des sciences 3. Rôle de l’école 4. Enseignement des sciences 5. Curricula des sciences au Maroc 6. Réformes 7. Démarche scientifique– Expérimentale d’investigation Prof. GHALLOUDI Jalila 63 Rappel : Rôle de l’enseignement des sciences est de répondre aux: – exigences de formation humaine pour tous par la démarche scientifique; – objectifs de formation des futurs cadres et praticiens scientifiques, nécessaires aux besoins légitimes de développement du pays. la démarche scientifique ? Prof. GHALLOUDI Jalila 64  La démarche scientifique est une méthode utilisée pour guider toute production scientifique. Ses règles et ses étapes sont appliquées par les scientifiques et chercheurs du monde entier, et ses résultats donnent souvent lieu à la publication d’articles scientifiques. La démarche scientifique est une procédure rigoureuse qui permet à la science d’avancer. Elle concerne aussi bien les sciences dures (mathématiques, physique-chimie, biologie, géologie, etc.) que les sciences humaines (sociologie, lettres, histoire, etc.). Prof. GHALLOUDI Jalila 65  “Il n’y a pas de recherche scientifique sans démarche scientifique. Cette démarche est caractérisée par des «grandes méthodes d’investigation» qui sont communes à toutes les sciences. Chaque communauté(s) scientifique(s) les met ainsi en œuvre en tant que méthodes académiques appropriées aux objectifs scientifiques visés.” (Lavarde, 2008). La science permet de mieux comprendre le monde qui nous entoure. La démarche scientifique permet d’encadrer les observations et les idées des chercheurs. Son objectif est d’aboutir à une conclusion qui confirmera ou infirmera une hypothèse. Prof. GHALLOUDI Jalila 66 La formation par la démarche scientifique doit tenir compte de trois dimensions : Les matières scientifiques ; Les méthodes et pratiques mises en œuvre par la science ; Les principes de la démarche scientifique. Prof. GHALLOUDI Jalila 67 Prof. GHALLOUDI Jalila 68 Les règles de base Neutralité Echecs Toute démarche scientifique doit suivre plusieurs Doute Théorie règles. Parmi elles, quatre règles de base sont à connaître : La neutralité : la méthode scientifique ne doit suivre aucun parti, être neutre politiquement et religieusement. Elle doit être rationnelle et s’intéresser aux phénomènes observables. La prise en compte des échecs : toute méthode scientifique qui échoue doit faire l’objet d’une réflexion, les tests et expériences doivent être reproduits. Si l’échec persiste, l’hypothèse doit être revue/reformulée/changée. Le doute : elle suppose de douter de tout ce qui n’a pas encore été prouvé. Dans le domaine de la science, tout ce qui n’a pas encore été confirmé peut faire l’objet d’un doute. L’expérience pratique doit confirmer la théorie : si une idée est testable avec une expérience scientifique, alors elle respecte la démarche scientifique. https://www.scribbr.fr/article-scientifique/demarche-scientifique/ Prof. GHALLOUDI Jalila 69  Quels sont les types de démarches scientifiques ? La méthode scientifique peut être appliquée suivant différentes procédures de raisonnement: 1. L’approche scientifique inductive: consiste à partir de cas singuliers pour établir des énoncés universels. Elle vise à émettre une leçon générale ou une loi. Les tests et expériences servent d’appui à la conclusion, ce pourquoi elle est aussi appelée “démarche expérimentale”. {  partir d’une observation particulière pour déterminer une règle générale, en passant par une phase de questionnement et d’expérimentation.} Prof. GHALLOUDI Jalila 70 2. L’approche scientifique déductive: les hypothèses sont formulées à partir d’une loi déjà existante. Elle accorde davantage d’importance au cadre théorique qu’aux observations. Le but de l’expérimentation est alors de remettre en question ou de confirmer cette loi. Cette procédure de raisonnement a également pour but d’élargir les connaissances et les résultats dans un domaine déjà connu. En résumé, son objectif principal est de confronter les modèles théoriques à partir de nouvelles observations. { partir du général pour aller vers le particulier.} Prof. GHALLOUDI Jalila 71  Universel Général Loi Démarche scientifique Singulier Particulier Observation Prof. GHALLOUDI Jalila 72  Quelles sont les étapes d’une bonne démarche scientifique ? Toute démarche scientifique doit suivre des étapes. Pour cela, beaucoup de scientifiques s’appuient sur la méthode OHERIC du grand physiologiste Claude Bernard (1813-1878) : Observation Hypothèse Expérience Résultat Données initiales –Problématisation Interprétation – Hypothèse – Tests – Résultats – Interprétation - Conclusion Conclusion. Prof. GHALLOUDI Jalila 73 1. L’observation Toute théorie scientifique naît d’une observation, d’un questionnement. Cette première étape peut avoir plusieurs natures : des faits, des modèles, des théories, des représentations, des croyances. Les étapes de la démarche scientifique ont vocation à expliquer ce phénomène imprévu, de poursuivre et d’enquêter dans sa direction. Prof. GHALLOUDI Jalila 74 2. Élaboration d’une hypothèse L’hypothèse est l’élément central de la démarche scientifique. Elle pose une question, émet une théorie. Elle n’est pas là pour présupposer un résultat, mais davantage pour proposer une piste de réponse, afin de résoudre le problème posé par l’observation. L’hypothèse peut être amenée par une question qui découle naturellement de l’observation menée plus tôt. Prof. GHALLOUDI Jalila 75 3. Mener une expérience Afin de confirmer ou non l’hypothèse, il est nécessaire de mener des expériences. Ces tests peuvent avoir plusieurs natures (expériences scientifiques, sociologiques, expérimentations). Pour être valides, ils doivent avoir été répétés plus d’une fois. Prof. GHALLOUDI Jalila 76 4. Analyser le(s) résultat(s) Le résultat des expériences doit ensuite être constaté. Si plusieurs tests ont été effectués, il faut les comparer et vérifier qu’ils aboutissent au même résultat. Durant cette étape, les résultats peuvent être organisés et présentés sous forme de tableaux, de graphiques, de schémas ou de textes. Prof. GHALLOUDI Jalila 77 5. Interpréter les données Une fois analysés, les résultats doivent être interprétés. Durant cette étape, ils sont mis en lien avec l’hypothèse formulée précédemment. - Si l’interprétation des résultats va dans le même sens que l’observation de départ, l’hypothèse est validée. - Si l’interprétation des résultats ne permettent pas de valider l’hypothèse, celle-ci est rejetée. Dans ce cas, de nouvelles expérimentations sont à prévoir ou l’hypothèse est à reformuler. Prof. GHALLOUDI Jalila 78 6. Émettre une conclusion La dernière étape consiste à conclure, c’est-à- dire à rappeler les faits, l’hypothèse, les expériences et leur interprétation. Cette mise en parallèle des différents stades de la démarche scientifique permet de former un ensemble cohérent : il est possible de formuler une règle, une définition ou un modèle. Prof. GHALLOUDI Jalila 79 En cas de recherche, une fois l’hypothèse validée et l’expérience confirmée, la démarche scientifique ne se termine pas tout à fait. Le partage et la publication des découvertes scientifiques est primordiale : les processus scientifiques font souvent l’objet d’un article scientifique publié dans une revue scientifique. Prof. GHALLOUDI Jalila 80 Démarche scientifique expérimentale d’investigation Il est avéré qu’un changement de pédagogie, passant de l’enseignement magistral passif à l’apprentissage actif via l’investigation, contribue de manière déterminante à améliorer l’enseignement des sciences et de la technologie. Prof. GHALLOUDI Jalila 81 La démarche expérimentale d’investigation obéit aux principes d’unité et de diversité: Unité : cette démarche s’articule sur le questionnement des élèves sur le monde réel : phénomène ou objet, vivant ou non vivant, naturel ou construit par l’homme. Ce questionnement conduit à l’acquisition de connaissances et de savoir-faire, à la suite d’une investigation menée par les élèves guidés par le maître ; Diversité : l’investigation réalisée par les élèves peut s’appuyer sur diverses méthodes, y compris au cours d’une même séance :  expérimentation directe, réalisation matérielle (construction d’un modèle, recherche d’une solution technique), observation directe ou assistée par un instrument, recherche sur documents, enquête et visite. Prof. GHALLOUDI Jalila 82 Prof. GHALLOUDI Jalila 83  Canevas d’une séquence Suite ordonnée d'opérations, de phases, d'éléments, etc. Selon Larousse 1. Le choix d’une situation de départ 2. La formulation du questionnement des élèves 3. L’élaboration des hypothèses et la conception de l’investigation 4. L’investigation conduite par les élèves 5. L’acquisition et la structuration des connaissances Prof. GHALLOUDI Jalila 84 1- Le choix d’une situation de départ Paramètres choisis en fonction des objectifs des programmes. Caractère productif du questionnement auquel peut conduire la situation. Ressources locales (en matériel et en ressources documentaires). Centres d’intérêt locaux, d’actualité ou suscités lors d’autres activités, scientifiques ou non. Pertinence de l’étude entreprise par rapport aux intérêts propres de l’élève. Prof. GHALLOUDI Jalila 85 2- La formulation du questionnement des élèves – Travail guidé par le maître qui, éventuellement, aide à reformuler les questions pour s’assurer de leur sens, à les recentrer sur le champ scientifique et à favoriser l’amélioration de l’expression orale des élèves. – Choix orienté et justifié par le maître de l’exploitation de questions productives (c’est-à-dire se prêtant à une démarche constructive prenant en compte la disponibilité du matériel expérimental et documentaire, puis débouchant sur un apprentissage inscrit dans les programmes). – Émergence des conceptions initiales des élèves, confrontation de leurs éventuelles divergences pour favoriser l’appropriation par la classe du problème soulevé. Prof. GHALLOUDI Jalila 86 3- L’élaboration des hypothèses et la conception de l’investigation Gestion par le maître des modes de groupement des élèves (de niveaux divers selon les activités, du binôme au groupe-classe entier) ; consignes données (fonctions et comportements attendus au sein des groupes). Formulation orale d’hypothèses dans les groupes. Élaboration éventuelle de protocoles, destinés à valider ou à invalider les hypothèses. Élaboration d’écrits précisant les hypothèses et protocoles (textes et schémas). Formulation orale et/ou écrite par les élèves de leurs prévisions : «que va-t-il se passer selon moi», «pour quelles raisons ?». Communication orale à la classe des hypothèses et des éventuels protocoles proposés. Prof. GHALLOUDI Jalila 87 4- L’investigation conduite par les élèves Moments de débat interne au groupe d’élèves : les modalités de la mise en œuvre de l’expérience. Contrôle de la variation des paramètres. Description de l’expérience (schémas, description écrite). Reproductibilité de l’expérience (relevé des conditions de l’expérience par les élèves). Gestion des traces écrites personnelles des élèves. Prof. GHALLOUDI Jalila 88 5- L’acquisition et la structuration des connaissances Comparaison et mise en relation des résultats obtenus dans les divers groupes, dans d’autres classes... Confrontation avec le savoir établi (autre forme de recours à la recherche documentaire), respectant des niveaux de formulation accessibles aux élèves. Recherche des causes d’un éventuel désaccord, analyse critique des expériences faites et proposition d’expériences complémentaires. Formulation écrite, élaborée par les élèves avec l’aide du maître, des connaissances nouvelles acquises en fin de séquence. Réalisation de productions destinées à la communication du résultat (texte, graphique, maquette, document multimédia). Prof. GHALLOUDI Jalila 89 « Les élèves construisent leur apprentissage en étant acteurs des activités scientifiques. » : – Ils observent un phénomène du monde réel et proche, au sujet duquel ils formulent leurs interrogations. – Ils conduisent des investigations réfléchies en mettant en œuvre des démarches concrètes d’expérimentation, complétées le cas échéant par une recherche documentaire. Il est important que les élèves pratiquent l’une et l’autre de ces deux voies complémentaires. » Prof. GHALLOUDI Jalila 90 Sciences et langage dans la classe Dans la démarche qui sous-tend l’activité de la classe en sciences et technologie, le langage est notamment mobilisé pour : – formuler des connaissances qui se construisent : nommer, étiqueter, classer, comparer, élaborer des référents, transmettre; – mettre en relation : interpréter, réorganiser, donner du sens ; – faire valoir son point de vue : convaincre, argumenter ; –interpréter des documents de référence : rechercher, se documenter, consulter. Prof. GHALLOUDI Jalila 91 Le carnet d’expériences ‫دفتر التقصي‬ Il appartient à l’élève ; il est donc le lieu privilégié de l’écrit pour soi, sur lequel le maître n’intervient pas d’autorité ; mais c’est aussi un outil personnel de construction d’apprentissages. À ce titre, il est important que l’élève garde son carnet tout le long du cycle : qu’il puisse y retrouver la trace de sa propre activité, de sa propre pensée, y rechercher des éléments pour construire de nouveaux apprentissages, des référents à mobiliser ou à améliorer... Le carnet comprendra aussi bien les traces personnelles de l’élève que des écrits élaborés collectivement et ayant le statut de savoir, que la reformulation par l’élève de ces derniers écrits La nécessaire implication des élèves dans le travail doit amener le maître à une tolérance raisonnée. Les compétences spécifiques liées à la production d’écrits en sciences se construisent sur le long terme. Le va-et-vient permanent et réfléchi entre l’écrit personnel et l’écrit institutionnalisé favorise l’appropriation par l’élève de caractéristiques du langage scientifique. Prof. GHALLOUDI Jalila 92  Les documents de la classe Ils s’appuient sur les écrits produits individuellement et par les groupes. Le maître y apporte les éléments d’organisation, de formalisation, qui permettent de résoudre les problèmes posés par la confrontation des outils intermédiaires entre eux. Le niveau de formulation de ces documents sera compatible avec les niveaux de formulation du savoir établi que le maître aura choisis. Enfin, il est important que le maître permette à chaque élève de reformuler, avec ses propres mots et supports, la synthèse collective validée. Le maître s’assurera ainsi du degré d’appropriation de la notion. Prof. GHALLOUDI Jalila 93  Plan 1. Définitions a. Sciences b. Didactique des Sciences 2. Concepts fondamentaux de la didactique des sciences 3. Rôle de l’école 4. Enseignement des sciences 5. Curricula des sciences au Maroc 6. Réformes 7. Démarche scientifique– Expérimentale d’investigation 8. Curriculum de l’éveil scientifique Prof. GHALLOUDI Jalila 94 CURRICULUM ? ‫المنهاج‬ Dans les pays anglo-saxons, on parle de curriculum pour désigner le parcours éducatif proposé aux apprenants, alors qu'en français on dira plus volontiers plan d'études, programme ou cursus. Le curriculum ne se réduit pas à l’énoncé des contenus, comme le programme, mais se centre sur les processus et les besoins en précisant les méthodes pédagogiques, les modalités de l’évaluation et la gestion des apprentissages. http://lestroiscouronnes.esmeree.fr/table-ronde/le-curriculum-pour-les-nuls Prof. GHALLOUDI Jalila 95 Le développement du curriculum obéit à certaines contraintes, telles l’intégration des résultats de la recherche, la disponibilité des ressources et le degré de réceptivité des parties concernées. Les composantes du curriculum sont : - la spécification de l’approche éducative retenue (entrée par les contenus, par les objectifs d’apprentissage ou par les compétences); - le choix des stratégies pédagogiques afférentes (la transmission, la mise en œuvre d’une pédagogie différenciée, la résolution de situations-problèmes) et des processus didactiques qui les concrétisent; - la détermination des contenus; - l’énoncé des directives concernant l’évaluation des apprentissages. Prof. GHALLOUDI Jalila 96