Est-ce qu’il y a de l’air dans la classe ?
Comment allumer une lampe loin de la pile ?
Pourquoi fait-il plus chaud en été qu’en hiver ?
Est-ce que le sel disparaît lorsqu’on le met dans l’eau ?
Quel vélo choisir pour aller le plus loin possible en un tour de pédalier ?
Qu’est-ce que c’est ? (à partir d’une chrysalide ou de sa photo)
Pourquoi on ne voit plus la tortue l’hiver ?
Pourquoi un bébé dort beaucoup ?
...

Toutes ces questions peuvent se traduire par la pratique de la démarche d’investigation.

S’il y a investigation, c’est qu’il y a une énigme à résoudre.

Et de fait, pour un enfant de 5 ans, imaginer que l’air existe alors même qu’il est invisible, inodore, impalpable représente une formidable découverte qui ne va pas de soi.

Pour un enfant, c’est contre-intuitif qu’un bateau flotte alors qu’il est gros, lourd, en fer ; ce n’est pas le Soleil qui tourne autour de la Terre, même si c’est ce que l’on observe tous les jours, etc.... C’est précisément parce que le savoir scientifique relève de l’im-pensable qu’il faut permettre aux élèves de mener leur enquête à partir de ce qu’ils croient pour se confronter aux énigmes du monde qui les entoure et ainsi découvrir le monde.

Par conséquent, construire une séquence basée sur l’investigation, c’est :

1. recenser les différentes explications produites par la classe sur un sujet donné. Ce recueil de conceptions initiales

peut être fait à l’oral ou à l’écrit mais il est toujours individuel.

2. organiser, à partir des différentes propositions recueillies, une confrontation, qui prendra la forme d’un débat argumenté en cycle 3. L’objectif de cette confrontation n’est pas de fournir des réponses mais de faire prendre conscience aux élèves qu’ils n’ont pas tous la même façon d’expliquer le phénomène. Émergeront du débat les questions que les élèves auront à résoudre ainsi que les différentes hypothèses retenues par l’ensemble de la classe. Cette partie s’achève sur le recueil des propositions des élèves concernant les possibilités d’activités d’investigation.

3. laisser les élèves mener l’investigation : les hypothèses sont testées suivant plusieurs modalités

 par observation directe (ou indirecte) ;

 par expérimentation ;

 par modélisation ;

 par enquête, visite ;

 par recherche documentaire.

Cette phase d’investigation est menée par petits groupes d’élèves et peut se dérouler sur plusieurs séances.

4. recueillir les résultats de l’investigation et structurer les connaissances ( doc 1 - doc 2) ainsi élaborées. La trace écrite sera construite avec la classe.

Quelle que soit l’étape de la démarche, que la phase de travail soit orale ou écrite, en individuel, par groupe ou collective, que la formulation soit intermédiaire ou finalisée, les élèves sont en permanence engagés dans un processus d’apprentissage.

Exemple d’outil de cycle élaboré par une classe de CE2

Liens_pour_demarche_investigation.pdf
Situations_declenchantes.pdf

Conception et fabrication d’un objet technologique

Les différentes étapes de la démarche technologique (que l’objet soit réalisé dans le cadre d’une activité artisanale, industrielle, ou dans une classe)

Le besoin : Un produit n’a de sens que s’il satisfait le besoin de l’utilisateur, c’est à dire qu’il répond à la demande de la personne qui souhaite fabriquer, ou faire fabriquer, ou utiliser l’objet. Dans la classe, cette étape correspond à la mise en projet d’apprentissage des élèves.

Le cahier des charges : Le cahier des charges est un document contractuel élaboré collectivement par la classe avant la fabrication de l’objet. Il résulte d’un débat oral et aboutit à un écrit qui fera « contrat » (si le cahier des charges est respecté dans sa totalité l’évaluation est bonne). Dans ce cahier des charges aucune solution technique n’est apportée, aucune liste de matériel n’est fournie (ou alors des mentions du type : « on utilisera du matériel de récupération »). Il s’agit d’expliciter le besoin en l’exprimant en termes de fonction globale, et de contraintes à respecter.

Exemple de cahier des charges relatif à la conception d’un jeu électrique de type questions-réponses :

  Fonction globale : avec ce jeu électrique, lorsqu’on touche à la fois une question et la réponse qui lui correspond la lampe brille. Dans tous les autres cas, la lampe reste éteinte.

 Contraintes :

Le thème des questions portera sur le système solaire.
Il y aura 6 questions par jeu
On réalisera 8 jeux différents pour la classe
Etc….

Les différentes contraintes peuvent être humaines : Qui va s’en servir ? Qui va fabriquer ? …

 techniques : Quelles qualités attend-on de l’objet (résistance, maniabilité, entretien...) ? Quelles dimensions ? Quelles performances souhaitées ?...

 économiques : De quels moyens disposons-nous (matériels, matériaux....) ? Quel prix ?...

 sécuritaires : Quelles normes respecter ? Sécurité lors de l’utilisation...

 esthétiques : Quelles formes ? Quelles couleurs ? Quel aspect ? …

L’avant projet ou phase de conception :

C’est l’étape où se joue toute l’activité réflexive des élèves, leurs essais, erreurs, tâtonnement, hypothèses…. Lors de cette étape, les élèves sont par groupe (de 4 si possible) et confrontent leurs représentations. Ils aboutissent à la conception d’un prototype, c’est-à-dire le premier objet qui respecte le cahier des charges. Cette étape est susceptible de se dérouler sur plusieurs séances.

L’avant projet permet donc :

 l’inventaire des solutions possibles

 la prise de décision dans : le choix des techniques, des matériaux, des outils, des formes, des dimensions....

 les représentations de l’objet

 la production d’une maquette ou d’un prototype.

Lors de cette phase, les groupes d’élèves sont susceptibles de procéder différemment et d’aboutir à des objets qui présentent des variantes (anecdotiques ou au contraire importantes) d’une groupe à l’autre.

L’analyse de fabrication :

Dans cette phase, en classe, il s’agit de comparer les différents prototypes produits par les groupes.

Tous les prototypes ont des points communs (le type de circuit électrique, par exemple dans le cas du jeu cité) et des différences (sur la qualité de fixation des différents éléments ; sur les matériaux utilisés –fils électriques ou papier alu pour conduire le courant…. ; facilité ou non à accéder la pile pour la remplacer en cas de panne etc….) . L’analyse de fabrication consiste alors dans la classe à :

 extraire les éléments de savoir qui résultent de la recherche menée

 choisir le prototype qui présente le maximum d’avantages

 organiser les différentes étapes de la fabrication (par l’écriture, par exemple, d’une fiche de fabrication)

La fabrication :

Avec l’aide de dessins et de l’analyse de fabrication, on réalise le produit demandé.

L’utilisation et l’évaluation :

L’évaluation se traduit par la validation du produit fini . L’objet est validé s’il respecte en tous points le cahier des charges.

Les écrits tout au long du projet

Dans le cahier de sciences, on retrouvera la chronologie du projet et les différents types d’écrits mobilisés :

 écrits pour soi reprenant les conceptions,

 l’identification des problèmes rencontrés,

 les diverses recherches ;

 des écrits de synthèse faisant le point à différentes étapes (textes explicatifs) ;

 des écrits plus spécifiques répondant à des normes comme les fiches de fabrication (textes injonctifs) pouvant également être considérés comme des textes de communication.

Bibliographie sommaire : Ouvrages généraux consacrés à la technologie

 J BLANCHEFEUR-FAILLARD- Découvrir le monde des objets en maternelle –Delagrave, CRDP Versailles 2002

 A L’HARIDON – Enseigner la technologie au cycle 2 –Nathan – 2002

 A L’HARIDON – Enseigner la technologie au cycle 3 – Nathan – 2003

 E BEDART-NAJI – La technologie au cycle 3 – Retz 2000

Sites à consulter

www.ac-versailles.fr/public/jcms/djv_83294/sciences-et-technologie/défi techno départemental

www.fondation-lamap.org

le site de la fondation main à la pâte – nombreux documents pouvant vous aider dans la rubrique ressources

Où trouver du matériel ?

OPITEC

www.opitec.fr

ADUIS

www.aduis.fr

JEULIN

www.jeulin.fr

Ressources proposées par la mission sciences

• Documents d’exploitation des affiches de Yann Arthus Bertrand

• Proposition de programmation pour le cycle 2

• Proposition de programmation pour le cycle 3

• Questionnement productif

• Séquence solide / Liquide au CP

• Bibliographie

Prendre conscience de la nécessité de protéger l’environnement à travers un projet d’apprentissage sur la forêt au Cycle 1 :

• Document au format pdf

• Annexes à télécharger

Sur le site Eduscol :

Pour le Cycle 3 :

• Outil d’aide à la réflexion pour concevoir la progressivité des apprentissages

• Synthèse des documents Eduscol en Sciences pour le cycle 3

Ce document constitue une aide pour la mise en œuvre de la progressivité des apprentissages en proposant des observables afin de situer l’élève dans son parcours

• Mettre en œuvre son enseignement
• Approfondir ses connaissances
• Inscrire son enseignement dans une démarche de cycles

Pour le cycle 2 :

La mission Sciences du département vous propose une organisation des ressources du site Eduscol pour le cycle 2 sous forme de carte mentale :

• Questionner le monde du vivant, de la matière et des objets

Document d’accompagnement Cycle 2

Document d’accompagnement Cycle 3