sciences et laboratoire enseignement exploratoire scientifique expérimental en classe de seconde...
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SCIENCESSCIENCESetet LABORATOIRE LABORATOIRE
Enseignement exploratoirescientifique expérimental
en classe de seconde 2010
Delphine BOUCHON – Académie de Nancy — Metz - mai 2010
SCIENCES SCIENCES etet LABORATOIRE LABORATOIRE 20102010
…DES OBJECTIFS
Construire et développer des compétences :
se poser des questions, imaginer des réponses,
prendre des initiatives et réaliser
Susciter le goût de la recherche
Former l’esprit scientifique via la démarche
d’investigation
Contribuer au processus d’orientation
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…DES MODALITÉS D’ENSEIGNEMENT DIFFÉRENTES
Proposer un ensemble de séances basée
sur un projet
Apporter des connaissances théoriques
(un peu…) et pratiques (beaucoup… !)
Pratiquer une démarche scientifique
d’investigation en réinvestissant les
connaissances apportées
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…DES MODALITÉS D’ENSEIGNEMENT DIFFÉRENTES
Le projet
Les groupes d’élèves choisissent par eux-mêmes l’ensemble des activités à mener pour répondre à une problématique qu’ils auront formulée ou que le professeur leur aura proposée.
Ils réinvestissent les compétences développées à travers les études de cas.
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…DES MODALITÉS D’ENSEIGNEMENT DIFFÉRENTES
Des études de cas
Séquence construite par le professeur.
Articulation autour : de questions posées aux élèves ;
d’activités permettant de répondre à ces questions (mobilisation de connaissances, des capacités et des attitudes) ;
de synthèses ponctuelles et d’une synthèse finale (institutionnalisation des connaissances et des capacités mises en œuvre) ;
d’une évaluation formative permettant aux élèves de connaître les objectifs de formation et de suivre leurs progrès.
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…DES THÈMES Géosphère
Atmosphère terrestre
Utilisations des ressources de la nature
Modes de vies
Prévention des pollutions et des risques
Enjeux énergétiques contemporains
Informations et communications
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…DES THÈMES
Le professeur choisit trois thèmes parmi les sept
proposés de façon à explorer des domaines variés.
Toutefois, pour des raisons locales (partenariats,
spécificités de l’établissement,…), il est envisageable de
choisir un thème libre.
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…DES ÉVALUATIONS
« L’élève doit prendre conscience des ses aptitudes à résoudre des problèmes en évoluant dans un contexte expérimental grâce à une évaluation, essentiellement formative, qui l’aide à préciser son projet d’orientation. Le professeur lui fournit les éléments nécessaires et l’accompagne dans son autoévaluation »
Extrait B.O. n°4 29 avril 2010
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…UNE OU DES ÉVALUATIONS ?
Cet enseignement fait appel et renforce différentes compétences au sens du "socle commun de connaissances et de compétences", notamment :
La maîtrise de la langue française,
Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technique,
La maîtrise des techniques usuelles de l’information et de la communication
l'autonomie et l'initiative.
Extrait B.O. n°4 29 avril 2010
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…UNE, DES ÉVALUATIONS
Dans le cadre d’une démarche de projet, il permet de découvrir les capacités plus particulièrement mises en œuvre à travers des pratiques expérimentales en laboratoire :
Formuler ou s'approprier une problématique,
Proposer une stratégie pour répondre à la problématique,
Mettre en œuvre des activités expérimentales,
Analyser les résultats et valider une solution,
Présenter et partager ses travaux.
Extrait B.O. n°4 29 avril 2010
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…DES ÉVALUATIONSSix domaines de compétences pour prendre en
compte l’ensemble des activités expérimentales :
• S’APPROPRIER
• RÉALISER
• ANALYSER
• VALIDER
• COMMUNIQUER
• AUTONOMIE, INITIATIVE
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…DES ÉVALUATIONSSix domaines de compétences pour prendre en
compte l’ensemble des activités expérimentales :
L’élève s’approprie la problématique du travail à effectuer et l’environnement matériel.
• S’APPROPRIER
• RÉALISER
• ANALYSER
• VALIDER
• COMMUNIQUER
• AUTONOMIE, INITIATIVE
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…DES ÉVALUATIONSSix domaines de compétences pour prendre en
compte l’ensemble des activités expérimentales :
• S’APPROPRIER
• RÉALISER
• ANALYSER
• VALIDER
• COMMUNIQUER
• AUTONOMIE, INITIATIVE
L’élève met en œuvre un protocole expérimental en respectant les règles de sécurité.
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…DES ÉVALUATIONSSix domaines de compétences pour prendre en
compte l’ensemble des activités expérimentales :
• S’APPROPRIER
• RÉALISER
• ANALYSER
• VALIDER
• COMMUNIQUER
• AUTONOMIE, INITIATIVE
L’élève justifie ou propose un protocole expérimental, justifie ou propose un modèle, choisit et justifie les modalités d’acquisition et de traitements des mesures.
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…DES ÉVALUATIONSSix domaines de compétences pour prendre en
compte l’ensemble des activités expérimentales :
• S’APPROPRIER
• RÉALISER
• ANALYSER
• VALIDER
• COMMUNIQUER
• AUTONOMIE, INITIATIVE
L’élève identifie les sources d’erreurs, estime l’incertitude sur les mesures effectuées et analyse de manière critique la cohérences des résultats obtenus.
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…DES ÉVALUATIONSSix domaines de compétences pour prendre en
compte l’ensemble des activités expérimentales :
• S’APPROPRIER
• RÉALISER
• ANALYSER
• VALIDER
• COMMUNIQUER
• AUTONOMIE, INITIATIVE
L’élève explique, représente, commente sous forme écrite et/ou orale, formule des conclusions.Il doit faire preuve d’écoute vis-à-vis des professeur et de ses pairs. Il échange et confronte son point de vue.
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…DES ÉVALUATIONSSix domaines de compétences pour prendre en
compte l’ensemble des activités expérimentales :
• S’APPROPRIER
• RÉALISER
• ANALYSER
• VALIDER
• COMMUNIQUER
• AUTONOMIE, INITIATIVE
L’élève fait preuve d’autonomie, de curiosité et s’implique dans les activités expérimentales.
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…DES ÉVALUATIONS
Une grille de compétences :
Des exemples de compétences à mobiliser dans
chaque domaine Outil pour le professeur (élaboration des
séquences)
Outil pour l’élève (appropriation des objectifs de formation)
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…UN EXEMPLE
Thème support du projet :
UTILISATION DES RESSOURCESDE LA NATURE
Durée du projet : 8 à 10 semaines
Configurations : 3 h/semaine
ou 1h puis 2 h sur 2 semaines
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…UN EXEMPLE
Un fil conducteur (rouge) :L’ANALYSE DE LA COMPOSITION
D’UNE BOISSON
Question d’entrée :« Que contient la boissonque vous consommez ? »
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…UN EXEMPLESéquence 1: Analyse d’étiquettes – Classement
des constituants.
• Objectif de séquence
• Questionnement
• Matériel
• Modalité
•Objectifs pour chaque élève
•Evaluation
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…UN EXEMPLESéquence 1: Analyse d’étiquettes – Classement
des constituants.
• Objectif de séquence
• Questionnement
• Matériel
• Modalité
•Objectifs pour chaque élève
•Evaluation
Poser les bases et objectifs des séquences suivantes.
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…UN EXEMPLESéquence 1: Analyse d’étiquettes – Classement
des constituants.
• Objectif de séquence
• Questionnement
• Matériel
• Modalité
•Objectifs pour chaque élève
•Evaluation
D’après l’étiquetage, quels sont les constituants d’une boisson commerciale ?
Quelles familles de constituants trouve-t-on dans une boisson ?
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…UN EXEMPLESéquence 1: Analyse d’étiquettes – Classement
des constituants.
• Objectif de séquence
• Questionnement
• Matériel
• Modalité
•Objectifs pour chaque élève
•Evaluation
Les élèves apportent des étiquettes de boissons qu’ils ont l’habitude de consommer.
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…UN EXEMPLESéquence 1: Analyse d’étiquettes – Classement
des constituants.
• Objectif de séquence
• Questionnement
• Matériel
• Modalité
•Objectifs pour chaque élève
•Evaluation
Par petits groupes (3 ou 4 élèves), les informations de chaque étiquette doivent être triées.
Une synthèse globale, au tableau, permet de dégager les principales familles de constituants.
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…UN EXEMPLESéquence 1: Analyse d’étiquettes – Classement
des constituants.
• Objectif de séquence
• Questionnement
• Matériel
• Modalité
•Objectifs pour chaque élève
•Evaluation
Mettre en œuvre sa capacité d’analyse.
ANALYSER
Contribuer à un travail de groupe.
COMMUNIQUER / CONFRONTER
Synthétiser des informations.
COMMUNIQUER / CONFRONTER
Restituer son analyse : communiquer avec ses pairs et l’enseignant.
COMMUNIQUER / CONFRONTER
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…UN EXEMPLESéquence 1: Analyse d’étiquettes – Classement
des constituants.
• Objectif de séquence
• Questionnement
• Matériel
• Modalité
•Objectifs pour chaque élève
•Evaluation
Estimer les contributions de chacun au travail collectif.
Pas facile…Des commentaires s’imposent …
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…UN EXEMPLESéance 1: Analyse d’étiquettes – Classement
des constituants.
Interventions de
l’enseignant(e) → Aide par groupe à la lecture des
étiquettes
→ Animation de la synthèse finale afin d’obtenir des regroupements de constituants construits.
→ Aborder la critique des informations portées sur les différentes étiquettes : sont-elles toutes accessibles facilement, par exemple.
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…UN EXEMPLESéance 1: Analyse d’étiquettes – Classement
des constituants.
Interventions de
l’enseignant(e) → Souligner la plus ou moins grande
« richesse » des boissons : il est difficile d’utiliser certaines boissons pour tenter de les « analyser ».
→ Proposer une boisson « simple » : la menthe à l’eau « ordinaire » (industrielle).
La menthe à l’eau est une boisson sucrée, colorée,
aromatisée : c’est le fil rouge du projet.
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…UN EXEMPLESéquence 2 : Identification des colorants inclus
dans un sirop de menthe ordinaire.
• Objectif de séquence
• Questionnement
• Matériel
• Modalité
•Objectifs pour chaque élève
•Evaluation
Vérifier la nature des colorants contenus dans le sirop de menthe industriel (tartrazine et bleu patenté).
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…UN EXEMPLESéquence 2 : Identification des colorants inclus
dans un sirop de menthe ordinaire.
• Objectif de séquence
• Questionnement
• Matériel
• Modalité
•Objectifs pour chaque élève
•Evaluation
Le sirop de menthe industriel est vert. Quel(s) colorant(s) assure(nt) cette couleur verte ?
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…UN EXEMPLESéquence 2 : Identification des colorants inclus dans un sirop de
menthe ordinaire..
• Objectif de séquence
• Questionnement
• Matériel
• Modalité
•Objectifs pour chaque élève
•Evaluation
• Matériel nécessaire à la réalisation de chromatographies sur papier (ad hoc pour séparation d’encres par exemple)
• Sirop de menthe servant de « fil rouge »
• Solutions de tartrazine et de Bleu patenté de l’ordre de 20 mg/L
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…UN EXEMPLESéquence 2 : Identification des colorants inclus dans un sirop de
menthe ordinaire..
• Objectif de séquence
• Questionnement
• Matériel
• Modalité
•Objectifs pour chaque élève
•Evaluation
Chaque groupe d’élève a pour mission de proposer un moyen de séparer puis d’identifier des colorants.
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…UN EXEMPLESéquence 2 : Identification des colorants inclus dans un sirop de
menthe ordinaire..
• Objectif de séquence
• Questionnement
• Matériel
• Modalité
•Objectifs pour chaque élève
•Evaluation
Mobiliser des connaissances et apprentissages du collège pour répondre à la question posée.
ANALYSER Proposer des protocoles
expérimentaux.
COMMUNIQUER / CONFRONTER
Mettre en œuvre un travail expérimental.
RÉALISER Observer et analyser.
ANALYSER Restituer son analyse :
COMMUNIQUER / CONFRONTER
.
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…UN EXEMPLESéquence 2 : Identification des colorants inclus dans un sirop de
menthe ordinaire..
• Objectif de séquence
• Questionnement
• Matériel
• Modalité
•Objectifs pour chaque élève
•Evaluation Faut qu’on parle...
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CET ENSEIGNEMENT N’EST PAS…
UN PROLONGEMENT DIRECT ET IMMÉDIAT DU TRONC COMMUN DE LA CLASSE DE SECONDE
UNE PRÉPARATION À LA FILIÈRE « S »
UNE LIGNE DIRECTE VERS UNE FILIÈRE SCIENTIFIQUE GÉNÉRALE OU TECHNOLOGIQUE.