P2S regard de l'Inrp
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Transcript of P2S regard de l'Inrp
L’Institut National de Recherche Pédagogique
• Des recherches contextualisées
• La production de ressources
• La formation de formateurs
Contexte
• PISA 2006
• La désaffection des étudiants pour les études scientifiques
Contexte
"I think scientific education might do more to ease what is a very big transition: from learning what other people once discovered to making your own discoveries."
Schwartz M. A. (2008) The importance of stupidity in scientific research. Journal of Cell Science 121, 1771
Modélisation et démarche d’investigation
1.Quels sont les éléments à prendre en compte pour concevoir des situations dans lesquelles les élèves s’engagent dans un travail d’investigation de manière autonome ?
Qu’est-ce que la science ?
Réel
Théorie • Le modèle : un intermédiaire entre théorie et réel
• La modélisation : une activité de mise en relation de la théorie et du réel
modélisation
modélisation
Modèle
(Bunge, 1975)
Les modèles, des outils d’investigation dans la classe
• Pour le travail sur les données– Recueil des données– Donner du sens aux observations effectuées
(Orange 1997, Halloun 2006)
• Pour la conception du protocole expérimental ou d’observation – Identification des implications du modèle
Réel
ModèleModèle
P2S-LVS : démarche d’investigation
• Un thème : cycle du carbone et réchauffement climatique
Démarche d’investigation
Un travail de modélisation/simulation…
D’où vient-on ?
AtmosphèreC
emission CO2
Atmosphère CO2
Un pré-modèle du cycle du carbone
Simuler pour éprouver le modèle
calculée
mesurée
Identifier la nécessité d’un ou plusieurs flux sortants
Où va-t-on ?
Ajouter un flux sortant
calculée
mesuréeParamétrer le flux sortant
Faire évoluer le modèle
Des résultats…
• L’importance de donner aux élèves la possibilité de participer à la construction des modèles qu’ils utilisent
• Les modèles élaborés : des outils « pour penser » qui permettent l’autonomie
• Les technologies qui permettent aux élèves de construire/manipuler des modèles
Données
ModèleModèle
Concertation et co-disciplinarité
2. Comment articuler le travail des différents enseignants impliqués ?
– Articuler les concepts – Articuler les séances
Des résultats…
• Elaborer une progression commune sur une thématique donnée
– La construction d’une carte conceptuelle permet d’identifier a priori les différentes notions et concepts en jeu pour l’étude d’un thème
– Chaque discipline s’empare de l’étude des objets et des questions qui la concernent. L’articulation des questions constitue une progression
– La co-disciplinarité s’organise comme un travail collaboratif entre les différents enseignants impliqués
Des résultats…
• Se concerter et échanger des informations au sein de l’équipe pédagogique
- Plate-forme collaborative : - Des documents de liaison :
fiche « notions construite », fiche « répartition des heures »
- Un agenda en ligne- Des travaux d’élèves
- Réunions de concertation - Des demi-journées- Des réunions informelles- La messagerie électronique
La motivation des élèves
3. Comment conserver la motivation et l’implication des élèves ?
Des résultats…
• Maintenir une cohérence dans l’étude d’un thèmeUne cartographie des questions étudiées, Un bilan systématique des notions étudiées,Des travaux de synthèse qui ponctuent la résolution d’un problème
• Diversifier les activités d’investigation Modélisation… mais aussi simulation, expérimentation, observation, documentation…
Des résultats…
• S’ouvrir vers l’extérieur, échanger, communiquerAu sein du groupe, avec les autres élèves de la classe, avec d’autres élèves de P2S, avec des scientifiques, durant les portes ouvertes…
4. Quels enjeux pour l’éducation ?
L’importance de mettre en place des activités de modélisation
Aider les élèves à :
• Identifier les fondements du raisonnement scientifique
• Éviter les pièges du dogmatisme et du relativisme
L’importance de l’utilisation des outils numériques
• Identifier la frontière entre virtuel et réel
• Développer le sens critique
• Développer un usage raisonné des outils numériques
Développer la culture numérique et scientifique des adolescents
Collaborer pour apprendre
« L’élément central pour toute la psychologie de l’apprentissage est la possibilité de s’élever dans la collaboration avec quelqu’un à un niveau intellectuel supérieur »
(Vygotski, 1934)
Ecole 2.0, un changement de paradigme ?
Des démarches innovantes
Des collaborations
Des procédures adaptées
Un raisonnement analytique
Pour résoudre un problème
Des démarches innovantes
Des collaborations
Des procédures adaptées
Un raisonnement analytique
Pour résoudre un problème
École 1.0
Des démarches innovantes
Des collaborations
Des procédures adaptées
Un raisonnement analytique
Pour résoudre un problème
École 2.0
Perspectives
• Science Created by You
• Journée nationale d’études sur la mise en place des enseignements scientifiques en seconde
• Des formations INRP (dont PAF ac. Lyon)
Concepts biologiquesNutrition des végétaux : consommation CO2
Nutrition des animaux : consommation matière organique
Respiration des êtres-vivants : rejet CO2
Fermentation des micro-organismes : rejet CO2
Concepts écologiques
Interdépendances -chaînes et réseaux trophiques
-décomposition-minéralisation
Relations vivants/non-vivant-Conditions de la respiration, de la photosynthèse, de la fermentation
Actions de l’homme
Concepts physico-chimiqueLes états de la matière :
solide, liquide, gazeux -les propriétés des gaz
Les éléments de la matière :
atome, ion, isotope, molécule
La transformation de la matière,
réactions chimiques (combustion, dissolution…), la conservation de la matière
matière organique-matière minérale
PH
Concepts géologiques
- le temps-les enveloppes et leurs interactions -les roches, roches carbonatées et carbonées-la sédimentation-Erosion : altération, dissolution
Concepts mathématiquesLes statistiques moyenne, traitement de données, nuages de points, corrélation, Les fonctionsreprésentations graphiques, suites numériquesLes équationsrésolution, interprétationModélisationlien modèle-réalité, lien simulation-modélisation
D’après « Réseau conceptuel des cycles de la matière en seconde » (Labbé-Espéret, 2002)
Identifier les notions et concepts à travailler…
Articuler les notions et les questions…
Fiche des notions construites
25 octobre :
• PC : Spectre d’émission et d’absorption Un corps chauffé tel qu’un gaz est capable d’émettre que quelques radiations caractéristiques du corps – un corps tel qu’une solution colorée est capable d’absorber des radiations lumineuses.
La lumière est une onde Mise au point du protocole et conception de la manipulation permettant de mettre en évidence le caractère ondulatoire de la lumière. Longueurs d’onde.
Vacances Toussaint
8 novembre :• SVT : l'effet de serre.
L'énergie solaire emmagasinée sous forme de chaleur par le globe est restituée lentement sous forme d'IR émis par la Terre vers l'espace. Au cours de sa traversée de l'atmosphère, une partie de ce rayonnement IR est de nouveau converti en chaleur par les gaz à effet de serre.
Une cartographie des questions étudiées…
Atmosphère
CO2 atmosphérique
Apports de CO2 liés aux activités humaines
Combustion du pétrole, charbon, gaz, bois,
Sortie de CO2 vers les végétaux ? Vers les océans ?Comment ?
?
De quoi sont constitués ces matériaux ?
Combustion = ?
Mesure de la teneur de CO2 dans l’atmosphère ?Unité ?
Unité ?
Evaluer la teneur de l’atmosphère en CO2 au cours du temps
Comment modéliser ?Comment paramétrer le modèle ?
Relation teneur en CO2 et température de la Terre
