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La commission de sciences physiques et chimie 2013 était animée par Rémy Vanhalle (animateur de sciences de l’ASEE). Elle s’est déroulée le vendredi 22 novembre. Les professeurs présents à cette commission étaient les suivants : M. Jérôme Doppler, M. Thierry Eynard, M. Yves Dupin de Saint-Cyr, M. Hervé Pennec et M. Éric De Acuna.
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A. Présentation
La commission de sciences physiques et chimie a débuté à 8 h 50. Le professeur excusé était du collège de Baganda.
Les enseignants du collège Dö Mwà, du collège Do Neva, du lycée agricole de Do Neva, ne se sont pas présentés.
Les professeurs des collèges de Havila et Hnaizianu ont expliqué pourquoi ils ne sont pas venus après la commission.
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B. État des lieux des laboratoires dans les établissements
Pendant le tour de table, chaque professeur a présenté l’état de son laboratoire dans son établissement.
Pour Thierry et Jérôme du lycée Do Kamo, leur labo est dans un bon état. Il y a 10 ordinateurs dans le labo qui seront remplacés par des ordinateurs neufs. Les terminales peuvent réaliser des travaux pratiques d’expérimentation assistée par ordinateur. Jérôme à gérer un dossier de subvention qui a permis d’obtenir une aide de la province Sud. La gestion de cette subvention est dans les mains du service immobilier de l’ASEE.
Au collège Boaouva Kaleba, Yves signale qu’il n’y a pas d’eau dans le laboratoire. Il manque également des manuels, avec le nouveau programme. Il y a suffisamment de matériel pour les TP d’électricité, mais les normes de sécurité sont à revoir. Yves fait tous les TP en salle informatique.
À Maré, au collège de Taremen, Éric signale qu’il y a plus de matériels d’électricité que de chimie. Il n’existe pas de véritable salle de Travaux Pratiques, il manque de l’eau. Pour les manuels, il utilise le cahier d’activités, des éditions Durandeau.
À Ouvéa, au collège d’Eben Eza, Hervé a un nouveau laboratoire équipé. Il lui manque des manuels, avec le socle commun (nouveaux programmes des collèges).
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C. Activités expérimentales et démarche d’investigation
Présentation et étude d’un document que j’ai élaboré sur la démarche d’investigation.
La démarche d’investigation est une nouvelle manière d’enseigner.
Une présentation par l’enseignant est parfois nécessaire, mais elle ne doit pas constituer l’essentiel d’une séance dans le cadre d’une démarche qui privilégie la construction du savoir par l’élève.
Il appartient au professeur de déterminer les sujets qui font l’objet d’un exposé et ceux pour lesquels la mise en œuvre d’une démarche d’investigation est pertinente.
La démarche d’investigation présente des analogies entre son application au domaine des sciences expérimentales et à celui des mathématiques.
Une éducation scientifique complète se doit de faire prendre conscience aux élèves soit de la proximité de ces démarches (résolution de problèmes, formulation respectivement d’hypothèses explicatives et de conjectures) et des particularités de chacune d’entre elles, notamment en ce qui concerne la validation, par l’expérimentation d’un côté, par la démonstration de l’autre.
Mise en œuvre de la démarche d’investigation.
Aspect d’une démarche
La démarche s’appuie sur le questionnement des élèves et sur la résolution de problèmes.
Les investigations réalisées avec l’aide du professeur, l’élaboration de réponses, la recherche d’explications et de justification débouchent sur l’acquisition de connaissances, de compétences méthodologiques et sur la mise au point de savoir-faire technique
Le professeur doit utiliser la démarche d’investigation chaque fois qu’elle est possible
La démarche d’investigation est basée sur l’observation, l’expérimentation par l’action directe par les élèves sur le réel
Une séance d’investigation doit être conclue par des activités de synthèse et de structuration organisées par l’enseignant, à partir des travaux effectués par la classe.
Canevas d’une séquence d’investigation.
Ce canevas n’est qu’un exemple
Une séquence est constituée en général de plusieurs séances relatives à un même sujet d’étude
Choix d’une situation, d’un problème.
Analyser les savoirs visés, déterminer les objectifs à atteindre
Repérer les acquis initiaux des élèves
Identifier les conceptions ou les représentations des élèves
Élaborer un scénario d’enseignement en fonction de l’analyse de ces différents éléments.
Appropriation du problème par les élèves.
Les élèves proposent des éléments de solution qui permettent de travailler sur leur conception initiale (confrontation des divergences pour favoriser l’appropriation du problème à résoudre)
L’enseignant guide le travail des élèves et parfois aide à reformuler les questions pour s’assurer de leur sens et centrer sur le problème à résoudre. Ce guidage ne doit pas amener à occulter ces conceptions initiales, mais au contraire à faire naître le questionnement.
Formulation de conjectures, d’hypothèses explicatives, de protocoles possibles
Formulation orale ou écrite de conjectures ou d’hypothèses
Élaboration éventuelle d’expériences, destinées à tester ces hypothèses ou conjectures
Communication à la classe des conjectures ou des hypothèses et des éventuels protocoles expérimentaux proposés.
Investigation ou la résolution du problème conduite par les élèves
Moment de débats internes au groupe d’élèves
Contrôle de l’isolement des paramètres et de leurs variations, description et réalisation de l’expérience (schéma, description écrite)
Description et exploitation des méthodes et des résultats, recherche d’éléments de justification et de preuve, confrontation avec les conjectures, les hypothèses formulées.
Échange argumenté autour des propositions élaborées
Communications au sein de la classe des solutions élaborées, des réponses apportées, des résultats obtenus, les interrogations qui demeurent
Confrontation des propositions, départ autour de leur validité, recherche d’arguments (cet échange peut se terminer par le constat qu’il existe plusieurs voies pour parvenir au résultat attendu).
Acquisition et structuration des connaissances
Mise en évidence, avec l’aide de l’enseignant de nouveaux éléments de savoir
Confrontation avec le savoir établi (comme autre forme de recours à la recherche documentaire, recours aux manuels), en respectant des niveaux de formulation accessibles aux élèves, donc inspiré des productions auxquelles les groupes sont parvenus
Recherche des causes d’un éventuel désaccord, analyse critique des expériences faites et proposition d’expérience complémentaires
Reformulation écrite par les élèves, avec l’aide du professeur, des connaissances nouvelles acquises en conséquence.
Mobilisation des connaissances
Exercices permettant d’automatiser certaines procédures, de maîtriser les formes d’expressions liées aux connaissances travaillées
Nouveaux problèmes permettant la mise en œuvre des connaissances acquises dans de nouveaux contextes
Évaluation des connaissances et des compétences méthodologiques
Un débat s’en est suivi, entre le lycée et le collège, car il faut savoir que depuis la réforme des lycées il est obligatoire que la démarche d’investigation soit réalisée.
Nous avons poursuivi par l’étude de deux diaporamas sur la démarche d’investigation. Le premier met en exergue :
- Pratique pédagogique qui place les élèves en situation de recherche en s’appuyant sur leur questionnement sur le monde réel.
- L’objectif : Permettre aux élèves de mener des investigations avec l’aide du professeur qui doivent déboucher sur :
– L’acquisition de connaissances ;
– L’acquisition de compétences méthodologiques ;
– La mise au point de savoir-faire techniques.
Le deuxième diaporama présente différentes tâches complexes (de l’académie de Besançon) qui sont pluridisciplinaires.
Les deux diaporamas peuvent être téléchargés à partir du drive, lié à l’adresse mail profsspc@asee.nc.
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D. Réalisation d’une tâche complexe
Thème : structure de la matière
Niveaux : quatrième – seconde
Questionnement : Comment trouver la distance entre la foudre et moi ? (Différence entre la vitesse du son et la vitesse de la lumière)
Trouver des documents par rapport aux différentes vitesses
Pour la situation déclenchante deux vidéos, la première montrant un foudroiement proche de l’observateur, la deuxième montre un foudroiement éloigné, laissant entendre un décalage entre l’éclair et le tonnerre. Il faudrait fournir aux élèves un chronomètre pour qu’ils puissent mesurer l’écart de temps.
Pour la problématique, il faut poser une ou deux questions, en question supplémentaire « comment savoir qu’un orage se rapproche ou s’éloigne ?»
Fournir aux élèves un document avec la vitesse de la lumière en ordre de grandeur. Un document annexe peut être donné, pour montrer combien de temps met le son pour faire le tour de la terre.
Inclure dans le document de travail les indicateurs de réussite.
Former des groupes de travail d’un ou deux élèves ayant un ordinateur un casque et un chronomètre.
Demander qu’un ou deux groupes présentent le travail qu’ils ont fait.
La production n’a pas pu être finalisée, il a été demandé aux professeurs présents de la terminer pour la présenter à la prochaine commission en 2014.
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E. Questions diverses
- trouver des simulateurs, des outils qui remplacent les travaux pratiques ;
- Il est intéressant d’avoir un manuel numérique, pour le collège, permettant de l’intégrer dans différentes activités ;
- demande de stage pour la création d’une progression commune à l’ASEE
Pour la prochaine commission en 2014 il sera demandé, qu’un enseignant de physique chimie représente son établissement et apporte une tâche complexe qu’il aura créée lui-même.
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