Biologie en école maternelle

Document pour la formation des enseignants

Pré-requis :
Il s’agit au cours de cette séance de réinvestir  des savoirs méthodologiques concernant la démarche d’investigation pour l’analyse ou la conception de séances. Cette séance peut donc faire suite à la séance sur l’élevage des vers de farine qui propose une première approche de la démarche d’investigation (cf. transparent 1) aux enseignants stagiaires

Logique de la séance :
La séance comprend trois étapes :

• la première étape vise à repérer les différentes phases de la démarche et à clarifier leur fonction dans les apprentissages, à travers l’analyse comparée de deux fiches de préparation de séance, l’une mettant en œuvre une démarche d’investigation l’autre pas (document 1);
• la deuxième étape vise à repérer les phases présentes ou absentes de la démarche grâce au visionnage du montage d’une séance mettant en jeu différents moments de la démarche d’investigation, (certains moments ont été coupés au montage) et à identifier quelques traits saillants concernant rôle de l’enseignant dans la mise en œuvre des différentes phases ;
• la troisième étape vise à faire concevoir au stagiaire une fiche de préparation pour une séance correspondant aux objectifs de la séance visionnée et mettant en œuvre une démarche d’investigation.

Le choix de séances mettant en œuvre une démarche d’investigation en maternelle :
Le souci de concentrer l’attention des stagiaires sur l’analyse et la conception de séances mettant en œuvre une démarche d’investigation et non sur l’acquisition de nouvelles connaissances scientifiques justifie le choix de séances de biologie destinées à des élèves de maternelle et mobilisant des connaissances scientifiques maîtrisées par les stagiaires.

Le déroulement

Séance de formation (durée totale 3 heures)

Le formateur demande aux stagiaires de rappeler les différentes phases de la démarche d’investigation établies lors de leur année de formation.
La présentation d’une démarche d’investigation schématisée permet au groupe de partir avec une représentation commune des différentes phases à mettre en œuvre dans son enseignement (Transparent 1).

Transparent 1 : formalisation d’une démarche d’investigation

Le formateur explicite alors l’objectif de la séance : consolider l’apprentissage de la conception d’un enseignement scientifique mettant en œuvre cette démarche d’investigation.

Première partie de la séance : analyse d’une séance par comparaison de fiches de préparation mettant en œuvre deux démarches différentes

Objectifs :

1. Repérer la traduction dans une fiche de préparation des différentes phases d’une démarche d’investigation ;
2. clarifier les fonctions  de ces différentes phases dans les apprentissages.

• Le formateur distribue le document 1 et présente les différents éléments qu’il contient : une fiche de séquence et deux fiches de préparation qui correspondent à la séance 5 intitulée silhouette dans la fiche de séquence.
  Il explique qu’il s’agit d’un extrait d’une validation pour laquelle le stagiaire a élaboré, pour cette séance, deux versions d’une même séance l’une, mettant en œuvre une démarche d’investigation, l’autre, mettant en œuvre une démarche à dominante transmissive.
• Les stagiaires se répartissent par groupe (4 à 6 personnes) et doivent comparer ces deux versions du point de vue :
  • des objectif(s) visés ;
  • du contenu et de la nature des traces écrites ;
  • des différentes étapes mises en œuvre et de leur rôle dans les apprentissages (proposer des titres).

Il est demandé à chaque stagiaire de comparer individuellement ces deux versions selon ces différents items (écrit personnel). Le groupe doit ensuite se mettre d’accord. L’ensemble sera noté sur un panneau où apparaîtront :

• les objectifs visés dans les deux versions ;
• le contenu et la nature des traces écrites ;
• les titres proposés pour les différentes étapes.

(1/2 heure)

• Après affichage des panneaux, le formateur engage une discussion avec les stagiaires sur les différents points.

Les résultats des échanges conduisent à :

• mettre en évidence que  les deux fiches de préparation annoncent et permettent d’atteindre (trace écrite final) le même objectif : nommer et localiser les articulations, par des démarches différentes ;

• mettre en évidence que la nature et/ou le contenu des traces écrites varient en fonction du type de démarche choisi
  • version A :
    affiche collective d’une silhouette présentant  la localisation et du nom des articulations
     affiche individuelle des silhouettes de chaque enfant localisant les différentes articulations
  • version B :
    affiche collective d’une silhouette présentant les hypothèses des élèves concernant la localisation et le nom des articulations ;
    affiche  individuelle des silhouettes réalisées par les enfants « pliant leur corps » permettant de valider la localisation des articulations
    affiche collective présentant la localisation et le nom des articulations

• mettre en évidence la mise en œuvre d’une démarche à dominante transmissive dans  la version A :
  étape 1 :construction des connaissances lors d’une classe dialoguée
  étape 2 : réalisation d’une silhouette individuelle
  étape 3 : réinvestissement individuelle des connaissances sur la localisation et le nom des articulations

• mettre en évidence  la mise en œuvre d’une démarche d’investigation dans la version B :
  étape 1 : formulation d’un questionnement à partir d’une situation qui pose problème ;
  étape 2 :  formulation par les élèves de leurs idées
  étape 3 : mise en œuvre d’une activité de validation pour la localisation des articulations
  étape 4 : mise en commun et validation de la localisation des articulations
  reprise des hypothèses concernant les noms et validation des noms
  Etape 5 : communication des résultats.

• les stagiaires sont ensuite invités par le formateur à faire le lien entre les différentes étapes identifiées dans la version B et les différentes phases proposées sur le transparent 1 pour une démarche d’investigation.

Cet échange a un objectif de faire remarquer les points suivants :

• il ne suffit pas de poser des questions au début d’une séance pour rendre les élèves acteurs d’une démarche d’investigation (cf étape 1 de la version A). L’enseignant doit considérer les premières suggestions des élèves comme ayant le statut d’hypothèses à vérifier et non procéder à une validation des suggestions justes et rejeter les suggestions erronées ;
• il est nécessaire que le questionnement débouche sur la formulation d’hypothèses qu’une activité viendra valider ou pas ;
• la mise en œuvre de la démarche est associée à différents affichages qui en marquent les différentes phases.
  
  (1/2 heure)

Deuxième partie de la séance : analyse d’une séance filmée  (1 heure)

Objectifs :

• repérer les différentes phases de la démarche d’investigation : celles visibles sur la vidéo et celles éventuellement absentes;
• identifier quelques traits saillants concernant rôle de l’enseignant dans la mise en œuvre des différentes phases d’une démarche d’investigation.
• Le formateur propose d’analyser la mise en oeuvre de la démarche d’investigation lors d’une séance.

Il précise que la séance filmée met en oeuvre une démarche d’investigation. Il explique que la séquence dans laquelle s’intègre cette séance filmée s’inscrit dans le cadre  d’un projet de jardinage : la séquence a été déclenchée par la crainte qu’avaient les élèves de voir les vers de terre manger leurs graines, ou les racines et les feuilles de leurs plantes.
Il propose aux stagiaires un premier visionnage de la séance filmée en leur demandant d’être attentifs aux modalités de mise en œuvre de la démarche d’investigation par une enseignante dans sa classe.
Ce premier visionnage doit permettre aux stagiaires de s’approprier le déroulement de la séance afin, lors d’un second visionnage, de pouvoir se concentrer sur les phases repérables de la démarche et sur le rôle de l’enseignant dans sa mise en œuvre.
Les stagiaires sont en général très favorablement impressionnés par la séance qu’ils considèrent, dans un premier temps, comme exemplaire. Leurs remarques portent essentiellement sur le maître et les activités et supports qu’il met en œuvre. Ils notent notamment l’implication, la disponibilité, la pertinence des reprises de l’enseignante, l’importance et la diversité des affichages,  la mise en activité des élèves et l’utilisation d’un cahier de sciences.

• Le formateur distribue alors le document 2, qui reprend les différents moments du film. Il précise que le montage du film a pu faire perdre une partie de sa cohérence à la démarche d’investigation menée pendant la séance.

Il demande à chaque stagiaire de compléter le document 2 lors d’un second visionnage.
Lors de la mise en commun, le formateur complète avec les stagiaires le document 2 (transparent 2). Les échanges sont l’occasion de mettre en évidence :

Concernant l’enseignement des sciences fondé sur la mise en œuvre d’une démarche d’investigation, la vidéo permet de discuter :

• l’absence du rappel du questionnement de la séquence et des hypothèses à valider lors de l’atelier qui ouvre le film ;
• la difficulté à repérer que l’hypothèse que l’enseignante cherche à valider/ invalider lors de la deuxième mise en atelier est « les vers de terre mangent les racines et les feuilles » ;
• le caractère peu rigoureux des « expériences » mises en œuvre ;
• l’absence de trace écrite finale ;
• La présence néanmoins de moments de formulation d’hypothèses, d’activités visant à les valider et de mise en commun visant à institutionnaliser les résultats des observations ou expériences.

Concernant le rôle de l’enseignante :

• lors de la formulation ou la reprise des hypothèses, elle reformule les propositions des élèves en marquant bien leur caractère hypothétique : « untel pense que… », « c’est peut-être…. » ;
• elle prend en compte  leurs suggestions et leurs propositions d’activités pour vérifier leurs hypothèses (bouche du ver de terre) ;
• elle élabore des affiches spécifiques pour les hypothèses marquées par un symbole spécifique ;
• lors des ateliers, elle aide à l’observation, à la réalisation du dessin rendant compte de ce qui a été observé ;
• lors du bilan, elle reprend le questionnement, les hypothèses et les résultats obtenus.

Troisième partie :   construction d’une fiche de préparation visant la validation des hypothèses avancées dans la séance visionnée (1 heure)

Objectif :

Faire concevoir au stagiaire une fiche de préparation pour une séance correspondant aux objectifs de la séance visionnée et mettant en œuvre une démarche d’investigation.

• Le formateur propose aux stagiaires d’élaborer une fiche de préparation pour une séance visant l’objectif de la séance visionnée: établir que le ver de terre ne mange ni grains de blé ni racines, ni feuilles en développement. Cet objectif correspond à la validation des deux hypothèses repérées lors du visionnage :
  • « les vers de terre mangent les grains de blé »
  • « les vers de terre mangent les racines et les feuilles »

Il est explicitement demandé aux stagiaires de faire apparaître sur leur fiche de préparation les objectifs, le questionnement, les hypothèses, les activités et leurs résultats, ainsi que les traces écrites.

• Les stagiaires conçoivent une fiche de préparation par groupes de 4 (40 minutes) sur un brouillon puis sur une affiche.

Ils présentent leur fiche de préparation à l’ensemble du groupe qui la discute par rapport à la mise en œuvre des différentes phases de la démarche (modalités de rappel du questionnement des hypothèses, propositions d’activités de validation des hypothèses alternatives, élaboration d’affichages tout au long du processus, utilisation du cahier d’expérience).
Lors des échanges, les stagiaires évoquent différents thèmes relatifs à la construction de la séance :

• ils recherchent les différentes phases de la démarche dans les séances proposées afin de déterminer si oui ou non une démarche d’investigation est mise en œuvre (les versions A et B de l’activité 1 servent de grille d’analyse) ;
• ils replacent leur séance dans le cadre du projet jardinage. La plupart des questions formulées sont issues d’une situation problème rencontrée lors d’un projet de ce type ;
• Ils vérifient que la question est rappelée au début de la séance proposée ainsi que les hypothèses que les élèves avaient formulés (utilisation de l’affichage reprenant les hypothèses des élèves) ;
• ils proposent des activités plus rigoureuses d’un point de vue scientifique que celles présentées dans le film (présence d’un témoin notamment), proposition de deux protocoles un pour les graines et un pour les racines et les feuilles ;
• ils proposent des affichages reprenant le questionnement, les hypothèses, puis les résultats ;
• ils proposent une trace écrite collective finale (absente dans le film).

En général, les stagiaires oublient dans la conception de leur séance d’utiliser le cahier d’expérience : les résultats des différentes activités de validation des hypothèses sont énoncés oralement et repris dans la trace écrite collective finale.
Ils s’interrogent sur les modalités d’élaboration d’un protocole expérimental avec témoin en GS (n’est-ce pas utopique ? quel est alors le rôle de l’enseignant ? quelle différence fait-on entre tâtonnement expérimental et démarche expérimentale ?)
De nombreuses interrogations portent également sur les différences de la mise en œuvre de la démarche d’investigation en cycle 1 et cycle 3.
D’un point de vue scientifique, les stagiaires s’interrogent sur le régime alimentaire du ver de terre.

Le mot du formateur :

Cette séance est conçue en début de formation des enseignants stagiaires. Elle vise l’acquisition d’un schéma simple de la démarche d’investigation permettant son réinvestissement lors de l’élaboration de séquences de sciences.
L’exploitation du film intitulé « le grain de blé et les vers de terre » se limite au repérage des éléments les plus saillants de la mise en œuvre des différentes phases d’une démarche d’investigation.
Avec un public possédant la maîtrise de la démarche d’investigation, il aurait été intéressant de travailler les modalités de formulation d’hypothèse visibles sur le film, la diversité des traces écrites, leur contenu, etc…
Le visionnage du film, préalablement à la conception d’une séance visant les mêmes objectifs, a semble-t-il aidé les stagiaires. Toutes les séances élaborées l’ont été en référence à la séance visionnée : des éléments ont été repris, d’autres ont été supprimés, d’autre enfin ont été ajoutés.