La démarche d'investigation
Dans la continuité de l’école primaire, les programmes du collège privilégient pour les disciplines scientifiques et la technologie une démarche d’investigation. Comme l’indiquent les modalités décrites ci-dessous, cette démarche n’est pas unique. Elle n’est pas non plus exclusive et tous les objets d’étude ne se prêtent pas également à sa mise en œuvre. Une présentation par l’enseignant est parfois nécessaire, mais elle ne doit pas, en général, 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 feront 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. La spécificité de chacun de ces domaines, liée à leurs objets d’étude respectifs et à leurs méthodes de preuve, conduit cependant à quelques différences dans la réalisation. Une éducation scientifique complète se doit de faire prendre conscience aux élèves à la fois 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.
Canevas d'une séquence d'investigation
L’intelligence pour acquérir une connaissance démarre d’un obstacle à franchir
Cette démarche s’appuie donc sur le questionnement des élèves sur le monde réel et dans la résolution de problèmes.
Les investigations réalisées, avec l’aide du professeur, l’élaboration de réponses et la recherche d’explications ou de justifications, débouchent sur l’acquisition de connaissances, de compétences méthodologiques et sur la mise au point de savoir-faire techniques.
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. Celles-ci portent non seulement sur les quelques notions, définitions, résultats et outils de base mis en évidence, que les élèves doivent connaître et peuvent désormais utiliser, mais elles sont aussi l’occasion de dégager et d’expliciter les méthodes que nécessite leur mise en oeuvre.
Sept moments essentiels peuvent être identifiés.
L’ordre dans lequel ils se succèdent ne constitue pas une trame à adopter de manière linéaire. En fonction des sujets, un aller et retour entre ces moments est possible, et le temps consacré à chacun doit être adapté au projet.
Les modes de gestion des regroupements d’élèves, du binôme au groupe-classe selon les activités et les objectifs visés, favorisent l’expression sous toutes ses formes et permettent un accès progressif à l’autonomie.
Certains moments doivent se faire en classe entière, d’autres en groupes réduits.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Situation problème | Appropriation problème | Formulation hypothèses | Investigation | Echange argumenté | Structuration connaissances | Mobilisation connaissances |
| 10 à 15 ' | 25 à 30' | 15' | voir ci-dessous | |||
| 7- L'étape de mobilisation des connaissances permet de réinvestir le travail effectué lors d'une autre séance. | ||||||
1- Le choix d'une situation problème par le professeur :
Pour cela, on doit :
- Favoriser le questionnement,
- Trouver des situations-problèmes qui aient du sens pour les élèves,
- Repérer les acquis initiaux,
- Identifier les conceptions ou les représentations des élèves, ainsi que les difficultés persistantes (analyse d'obstacles cognitifs et d’erreurs).
Déclencher l'intérêt
La démarche d'investigation en technologie : 1) Déclencher l'intérêt
- Favoriser le questionnement,
- Trouver des situations-problèmes qui aient du sens pour les élèves,
- Repérer les acquis initiaux,
- Identifier les conceptions ou les représentations des élèves, ainsi que les difficultés persistantes (analyse d'obstacles cognitifs et d’erreurs).
Formuler le problème
Démarche d'investigation en technologie : 2) Formuler le problème
- Travail guidé par l'enseignant qui, éventuellement, aide à reformuler les questions pour s’assurer de leur sens, à les recentrer sur le problème à résoudre qui doit être compris par tous;
- Émergence d’éléments de solution proposés par les élèves qui permettent de travailler sur leurs conceptions initiales, notamment par confrontation de leurs éventuelles divergences pour favoriser l’appropriation par la classe du problème à résoudre.
2- L'appropriation du problème par les élèves :
- Travail guidé par l'enseignant qui, éventuellement, aide à reformuler les questions pour s’assurer de leur sens, à les recentrer sur le problème à résoudre qui doit être compris par tous;
- Emergence d’éléments de solution proposés par les élèves qui permettent de travailler sur leurs conceptions initiales, notamment par confrontation de leurs éventuelles divergences pour favoriser l’appropriation par la classe du problème à résoudre.
(On pourra, par exemple, tout noter au tableau, mêmes les idées les plus farfelues).
3- La formulation d'hypothèses explicatives, de protocoles expérimentaux possibles :
- Formulation orale ou écrite de conjectures ou d'hypothèses par les élèves (ou les groupes) ;
- Elaboration éventuelle d'expériences, destinées à tester ces hypothèses.
Recueillir les premiers avis
Démarche d'investigation en technologie : 3) Recueillir les premiers avis
- Formulation orale ou écrite de conjectures ou d'hypothèses par les élèves (ou les groupes) ;
- Élaboration éventuelle d'expériences, destinées à tester ces hypothèses.
4- L'investigation conduite par les élèves :
- Observations actives, mise en œuvre de protocoles, relevé de résultats écrits,
- Moments de débat interne au groupe d’élèves,
- Recherche d’éléments de justification et de preuves, confrontation avec les conjectures et les hypothèses formulées précédemment.
5- L'échange argumenté autour des propositions :
- Communication au sein de la classe des solutions élaborées, des réponses apportées, des résultats obtenus, des interrogations qui demeurent ;
- Confrontation des propositions, débat autour de leur validité, recherche d'arguments ; en technologie, cet échange peut se terminer par le constat qu'il existe plusieurs voies pour parvenir au résultat attendu et par l'élaboration de solutions techniques.
Rechercher, observer, expérimenter, utiliser les Tic...
Démarche d'investigation en technologie : 4) Rechercher, observer, expérimenter, utiliser les Tic...
- L'investigation conduite par les élèves
- L'échange argumenté autour des propositions
6- L'acquisition et la structuration des connaissances :
- Mise en évidence, avec l'aide de l'enseignant, de nouveaux éléments de savoir (notion, technique, méthode) utilisés au cours de la résolution,
- Confrontation avec le savoir établi (comme autre forme de recours à la recherche documentaire, recours au manuel), en respectant des niveaux de formulation accessibles aux élèves, donc inspirés des productions auxquelles les groupes sont parvenus ;
- Recherche des causes d'un éventuel désaccord, analyse critique des expériences faites et proposition d'expériences complémentaires,
- Reformulation écrite par les élèves , avec l'aide du professeur, des connaissances nouvelles acquises en fin de séquence.
7- La mobilisation des connaissances :
- Exercices permettant d'automatiser certaines procédures, de maîtriser les formes d'expression liées aux connaissances travaillées : formes langagières ou symboliques, représentations graphiques...
- Nouveaux problèmes permettant la mise en œuvre des connaissances acquises dans de nouveaux contextes (réinvestissement) ;
- Evaluation des connaissances et des compétences méthodologiques.
Conclure la séance
Démarche d'investigation en technologie : 5) conclusion
- L'acquisition et la structuration des connaissances
- La mobilisation des connaissances
La démarche d’investigation ( en résumé )
Extrait du Guide pédagogique et didactique d’accompagnement du nouveau programme de technologie -
Une séance conduite suivant une démarche d’investigation peut être structurée par trois phases essentielles :
• une phase de problématisation qui se termine par une question ;
• une recherche de solutions par les élèves ;
• une structuration des connaissances.
La première phase consiste à installer une question, une problématique (motivante pour l’élève) qui va donner du sens aux activités qui suivront. La question est un moteur.
Aborder un sujet d’étude, sous forme interrogative, engendre automatiquement l’émission d’hypothèses qui peuvent faire débat. Celles-ci expriment les représentations des élèves. C’est
un temps fort qui enclenche les raisonnements et sollicite la créativité.
La deuxième phase est une phase active où les sous-groupes d’élèves mènent des investigations de nature diverses : manipulations, expérimentations, simulations, recherches
documentaires, visites… Il s’agit de collecter des réponses, de confronter les idées initiales à la réalité.
La troisième phase permet de confronter et de comparer les résultats des élèves. Ceux-ci peuvent être alors mis en relation avec d’autres objets et systèmes technologiques pour que
les apprentissages soient significatifs et porteurs de sens vis-à-vis des réalités technologiques contemporaines. Cette structuration ordonne et formalise, mais peut aussi opérer des mises
en relation avec d’autres concepts déjà étudiés antérieurement.
Cette démarche accorde donc une place importante aux moments d’échanges argumentés, à la confrontation des idées et des expériences. Elle aiguise la curiosité, favorise la créativité,
offre la possibilité de développer davantage chez les élèves l’autonomie et les prises d’initiative, mais aussi les compétences liées à la communication écrite et orale : des débats
réglés (langage oral), des écrits pour soi et des écrits formalisés rigoureusement.