Séminaire « Regroupement des acteurs des classes relais »

Table ronde : les activités scientifiques et technologiques

Ont participé à cette table ronde :
René CAHUZAC, chargé d'une mission à l'Inspection générale de l'Éducation nationale
Daniel VERON, Fondation 93
Arno MARSOLLIER, Association française d'astronomie
Edith SALTIEL, professeur des universités, INRP, opération "La main à la pâte"
Nicolas POUSSIELGUE, INRP, opération "La main à la pâte"

René CAHUZAC, chargé d'une mission à l'Inspection générale de l'Éducation nationale

Plusieurs intervenants se succéderont au cours de cette table ronde pour nous relater des expériences menées autour du thème des activités scientifiques et technologiques. Avant de céder la parole aux interlocuteurs, je souhaite faire un bref état des lieux des activités scientifiques et technologiques au sein de notre système d'enseignement.

Au collège, les programmes résultent d'idées directrices émises par le conseil national des programmes. Ce dernier a défini trois pôles disciplinaires :

  • le pôle " Expression " comprend le français, les arts et les mathématiques ;
  • le pôle " Connaissances de l'Homme " comprend toutes les disciplines relatives à l'historicité ;
  • le pôle " Connaissances du monde " regroupe la physique, la chimie, les sciences et de la vie de la Terre et la technologie.

C'est dans ce dernier pôle " Connaissances du monde " que nous allons nous situer. Il couvre à la fois l'étude du milieu naturel et l'étude du milieu artificiel, à savoir tous les objets techniques créés par l'Homme. Ces deux champs d'étude ne sont pas cloisonnés. Au contraire, ils sont étroitement liés. Sciences et technologie sont à l'évidence complémentaires, même s'ils comportent des spécificités. Notre objectif sera, à partir de ces complémentarités et de ces spécificités, de déboucher sur des activités qui seraient susceptibles d'être conduites avec les élèves des classes relais.

Daniel VERON, Fondation 93

Avant d'aborder notre thème de réflexion, je souhaiterais présenter en quelques mots la "fondation 93 ". Contrairement à ce que son nom pourrait laisser entendre, cette dernière n'est pas une fondation mais une association Loi 1901. Notre organisation travaille, depuis près de 20 ans, principalement sur le département de la Seine-Saint-Denis.

Nous faisons partie du réseau des centres de culture scientifique et technique (CCST) dont l'objectif est de diffuser la culture scientifique et technique auprès du grand public.

Les missions de Fondation 93

Comme tous les CCST, nous poursuivons trois missions principales :

Premièrement, nous avons une mission de mise à disposition de ressources. Notre rôle est d'accompagner et de soutenir les montages de projets scientifiques et technologiques. Nous intervenons essentiellement dans l'ingénierie des projets. Notre première mission est ainsi de vous faire bénéficier de notre expertise dans ce domaine.

Deuxièmement, nous avons une mission de production de culture scientifique. A ce titre, nous concevons des objets de médiation comme des expositions de rue, des valises expo ou des publications... Comme nous n'avons pas de lieu ouvert au public, ces produits sont de préférence itinérants.

Troisièmement, nous avons une mission de mise en œuvre de projets. Nos opérations sont destinées à des publics de jeunes et de scolaires et sont plus connues sous le nom de " Passeport Découverte ", regroupant près de 5000 jeunes chaque année. Ces expériences sont menées essentiellement avec les collèges et les lycées. Seules deux ou trois classes relais participent à ce dispositif cette année.

Certes, les exemples que je vais utiliser pour illustrer mes propos vont peut-être vous sembler décalés par rapport au public que vous visez. Cependant, notre expérience en classes relais est trop récente pour pouvoir en dresser d'ores et déjà un bilan pertinent. Toutefois, je tiens à vous signaler que nous intervenons en SEGPA, donc avec un public qui se rapproche de celui des classes relais. Il vous faudra donc faire l'effort d'essayer de voir, dans ces exemples, ce qui est transposable dans vos classes. C'est de cette transposition, de ses difficultés, que je vous propose de débattre, après mon intervention.

Les principes

En tant qu'association d'action culturelle, la Fondation 93 n'est pas prisonnière des programmes scolaires. Lorsque nous construisons un projet, notre dessein est de transformer les élèves. Nous tentons de faire passer ces jeunes par un " point de non-retour " et de parvenir à modifier leurs représentations.

Ainsi, pour y parvenir, nous avons défini quelques principes que je vais développer en les illustrant à chaque fois par un exemple concret.

Premier principe, introduire les thèmes de recherche et d'apprentissage par le biais d'un questionnement et d'un débat. Deuxième principe, replacer les opérations et les actions dans un contexte précis ou dans un récit. Enfin, construire des projets ambitieux et ce quel que soit le " niveau " du public.

Le débat et le questionnement

Lorsqu'un projet est lancé en français ou en éducation civique par exemple, il paraît évident de laisser la place au débat. En revanche, force est de reconnaître que de nombreux sujets scientifiques ne semblent pas a priori prêter à débat. En effet, on ne peut demander aux élèves de débattre de la validité du théorème de Pythagore.

Pourtant, nous pensons que tous les publics aiment débattre ; en science comme ailleurs, les élèves, quels qu'ils soient, savent beaucoup plus de choses qu'on ne l'imagine et qu'ils ne l'imaginent eux-mêmes. Leurs conceptions, justes ou non, existent et si l'on ne part pas de leurs représentations, on court à l'échec. En effet, pour que l'élève puisse construire de nouvelles connaissances, il faut d'abord qu'il renonce à ses idées préconçues - si elles sont fausses - et comment leur faire renoncer à des conceptions, si vous ne les connaissez pas ?

Il est donc indispensable de construire un débat en sciences comme ailleurs !

La première étape de notre démarche est de partir d'une question et non d'un thème. Nous essayons de faire en sorte que les jeunes entrent dans une démarche interrogative. En effet, la formulation d'une question oblige à réfléchir à ce que l'on cherche. Cette formulation remet donc l'élève en position d'acteur et non de consommateur passif ; elle contribue à éviter que, pour faire plaisir à l'enseignant, les élèves se contentent de réunir une documentation sur le sujet sans, bien souvent, l'avoir lue !

Cette première question se déclinera ensuite en questions expertes et questions publiques. Pour les questions expertes, nous utilisons des documents et l'intervention de scientifiques qui donnent les repères objectifs nécessaires au débat. Les questions publiques sur lesquelles l'élève a, légitimement, quels que soient son âge et son statut social, le droit d'avoir un avis autant que le spécialiste, permettent à l'élève d'exprimer son point de vue, d'argumenter, bref, de s'engager.

Dans la mesure du possible, nous essayons d'organiser un débat public en fin de parcours. L'année dernière, nous avons fait travailler une quinzaine de classes sur l'insertion des personnes handicapées dans les établissements scolaires.

La question de départ était la suivante : " Pourquoi ne rencontrons-nous jamais de personnes handicapées dans notre collège ? ". A partir de cette question, nous avons fait réfléchir les élèves sur la situation des handicapés et sur leur place dans la société ; les élèves ont travaillé pendant trois mois et ont rencontré des handicapés, des spécialistes et des associations.

En fin de parcours, nous avons organisé un débat public, à la Caisse Primaire d'Assurance Maladie de Bobigny, portant sur la question suivante : " Est-il souhaitable de scolariser les "handicapés" dans le même collège que les " autres " ? Ce colloque au cours duquel les élèves étaient à la tribune leur a permis de formuler des propositions concrètes et d'interroger les experts à ce sujet.

Contexte et récits

L'enseignement et surtout l'enseignement des sciences nous semble bien souvent fonctionner comme s'il fallait des pré-requis avant de raconter l'histoire du "petit chaperon rouge " ! Si on commençait par faire étudier la composition chimique du beurre ou les mœurs du loup et les habitudes sociologiques des grands-mères avant de raconter l'histoire, on en conclurait que l'histoire du petit chaperon rouge n'est finalement pas abordable avant la terminale ! ! Eh bien non ! Commençons par raconter l'histoire et si l'intérêt est là, on pourra tout expliquer ou presque, même les histoires de chevillette.

Nous considérons que le fait de replacer un apprentissage dans son contexte historique ou d'utiliser le mode du récit permet de donner un sens à l'étude de certaines disciplines. Enfin n'oublions pas que les enfants comme les adultes et les adolescents adorent qu'on leur raconte des " histoires ". Les grands médias, Spielberg, Disney et compagnie l'ont bien compris !

Si en maths vous devez expliquer les problèmes d'équation et apprendre à vos élèves à en résoudre (ce qui soit dit en passant n'est guère passionnant), il pourra être utile de raconter comment Descartes a été amené à formaliser le problème et à noter x ou y les variables. A défaut de savoir résoudre des équations, vos élèves comprendront peut-être ce qu'on veut dire quand, à la télé, on parle du candidat x qui s'oppose au candidat y !

C'est d'ailleurs la démarche qu'adopte Denis Guedj, dans son dernier livre " Le théorème du perroquet " dont je vous recommande la lecture.

A partir de ce principe nous avons monté une opération s'intitulant " Chercheurs d'art et de science ". Notre idée de départ était de faire découvrir aux élèves de l'enseignement primaire la théorie de l'évolution.

Le projet débute par la venue en classe d'un comédien qui raconte l'histoire de la vie sur Terre. Cette histoire a été écrite conjointement par Pierre Pelot, écrivain de sciences fiction, et Michel van Praët, professeur au Muséum. La lecture du récit est suivie, immédiatement, par un débat entre la classe et un chercheur, qui va permettre aux élèves de s'interroger sur leurs origines. Nous avons mené ce projet, depuis 5 ans dans une cinquantaine de classes et, chaque fois, nous sommes surpris par la pertinence des questions des enfants. Ce débat est incroyablement riche et passionne tout le monde.

A partir de ce récit, les jeunes élèves vont étudier avec l'aide d'un parrain scientifique (chercheur) une situation particulière. Choisie par la classe, elle peut être la disparition des dinosaures ou l'évolution de l'homme et l'existence ou non, au sens scientifique, des races humaines. Cette question particulière leur permettra d'acquérir quelques repères sur la science et ses méthodes.

Enfin, le projet s'achève par la présentation publique d'une exposition, réalisée par les élèves, avec l'aide d'un plasticien qui lui aussi accompagne la classe tout au long du parcours. Les jeunes se retrouvent alors dans la situation de celui qui raconte l'histoire au public et, croyez-nous, nous sommes toujours aussi étonnés de leur compréhension d'une question pourtant réputée difficile.

Des projets ambitieux

Vous travaillez avec des élèves en grande difficulté qui ont intériorisé leurs difficultés et il va de soi qu'il est de votre - de notre - responsabilité de proposer des travaux à leur portée pour qu'ils ne se sentent pas, à nouveau en échec ; toutefois, ce constat nous conduit trop souvent à restreindre nos ambitions !

C'est comme cela qu'est né un des projets les plus ambitieux de la Fondation 93 : "Carré de nature, carré de culture" qui propose chaque année aux SEGPA de faire de la philosophie.

Au départ, une SEGPA avait fait un projet de jardin dans son établissement. Devant le succès de ce projet, nous avons envisagé de généraliser cette action. Mais pourquoi ne proposer que du jardinage à des élèves en difficulté ? Nous avons donc décidé de les faire travailler sur la question de la nature et de la culture et par conséquent de leur faire aborder cette question à partir de la philosophie.

C'est ainsi que depuis 5 ans la moitié des 35 SEGPA du département a abordé, chaque année, une question philosophique particulière : " nature et culture ", " la violence ", " l'amour ", " apprendre ", et cette année " moi et les autres ". Ces questions sont travaillées en classe avec un philosophe qui vient 4 fois dans la classe et leur propose de débattre à partir de textes ou de récits philosophiques.

En guise de restitution, comme il ne nous semblait pas crédible de proposer à des SEGPA de faire une dissertation, nous leur avons proposé le dispositif suivant :

Chaque classe se voit livrer un " carré " de 3m sur 3m, en bois, dans lequel les élèves devront rendre compte de leur travail ; concrètement et selon les groupes, ces carrés ont pu contenir une expo, mais aussi une allégorie de la grotte de Platon ou encore servir de scène à un spectacle théâtral.

L'an passé, sur le thème " apprendre ", une équipe de SEGPA a décidé de mener un projet consistant à construire une yole. Un vrai bateau, qui a pu participer aux fêtes de la mer à Brest en juillet dernier. L'originalité de ce projet, a priori technique - outre son ampleur - c'est que tout au long du travail, les élèves ont été suivis par une philosophe qui les a aidés à conceptualiser leur démarche. Parallèlement à leur travail technique, les élèves ont donc travaillé sur ce qu'était un acte d'apprentissage. Au-delà de la satisfaction d'avoir mené a bien leur projet les élèves ont ainsi pu penser leur action et donc se penser différemment. Ils ont pu changer leur image d'eux-mêmes. C'est là qu'est le point de non-retour dont je parlais en introduction.

Concrètement, cela s'est traduit lors de la fête organisée pour la mise à l'eau du bateau par leur capacité à expliquer leur projet et leurs réflexions au public présent, y compris le président du Conseil général. Enfin, je ne vous cacherai pas la fierté de ces élèves quand ils disent : " Nous faisons de la philo, comme les terminales ! "

On pourrait multiplier les exemples ou citer d'autres actions comme cette autre classe de SEGPA qui a travaillé sur les lois de la chute des corps (loi de Galilée). Lors d'une expérience spectaculaire que nous avons organisée dans la cour du collège, (il s'agissait de lâcher du haut de la grande échelle des pompiers (30m) deux boules : l'une de bowling : 7 kg et l'autre de pétanque : 1 kg), les élèves avaient pour mission d'expliquer l'expérience et son résultat au public.

Conclusion

Vous penserez peut-être que ces expériences sont rares et chères, difficiles et qu'en classe relais, vous n'aurez ni les moyens ni le temps de les mener. Pourtant je suis convaincu, et j'espère vous avoir convaincu, que ces 3 principes permettent de construire des projets d'action culturelle efficaces pour vos élèves, en sciences et techniques comme ailleurs, et que ces exemples peuvent servir de pistes de réflexion afin d'étudier ce qu'il est possible de proposer à des élèves de classe relais.

Arno MARSOLLIER, Association française d'astronomie

L'association française d'astronomie est une association d'éducation populaire dont l'objectif est de permettre et favoriser l'accès d'un large public à l'astronomie et aux sciences de l'univers. Nous considérons que le ciel est le support de tout un imaginaire à partir duquel il est possible d'aborder de nombreux savoirs. Nous sommes surtout connus grâce à notre publication " Ciel et espace ". Notre association relaie également l'opération " La nuit des étoiles " et participe au réseau " Eclipse Info ".

Dans le cadre de notre association, nous avons mené une expérience originale, non pas dans des classes relais, mais néanmoins dans des quartiers jugés difficiles.

Le questionnement sur ses origines peut se rapprocher de la science astronomique qui permet de soulever de nombreuses problématiques et de faire émerger des projets variés faisant appel à l'histoire, aux techniques, aux légendes et mythes...

L'opération Ciel des quartiers

Cette première expérience a conduit à un relatif échec. Nous avions fait appel aux clubs d'observation astronomique pour qu'ils se déplacent dans les quartiers et qu'ils fassent découvrir l'observation du ciel à des jeunes en difficulté. Or ce type d'opération s'est révélé inapproprié, les préoccupations des astronomes amateurs et celles des jeunes des quartiers étant différentes. Il s'est avéré nécessaire de s'entourer de personnes connaissant le public des jeunes de banlieue afin d'adapter notre démarche.

Nous avons élaboré un outil pédagogique permettant une première approche du ciel. Il comprend des cartes du ciel rédigées en différentes langues, français, arabe et chinois. Notre idée de départ était que toute civilisation a utilisé le ciel pour écrire son histoire. Le but était de permettre à ces publics de s'approprier le projet en instaurant des échanges interculturels et intergénérationnels. En complément de l'outil, nous avons diffusé un cahier de ressources comportant des légendes et des histoires ainsi que le descriptif d'expériences à mener avec un public de jeunes. Cet outil a commencé à être diffusé en 1999 sur une centaine de sites. Il a été mis à disposition des éducateurs afin que ceux-ci puissent mener des activités avec leurs élèves.

Aujourd'hui, l'expérience est encore trop récente pour que nous puissions en dresser un bilan. Il s'avère que cette opération permet certes de démarrer rapidement des projets. Toutefois, ces derniers ne sont pas toujours concluants. En effet, une fois le projet démarré, il est parfois difficile de savoir comment le poursuivre. Les éducateurs s'intéressant au préalable à la science astronomique sont en mesure de continuer par eux-mêmes l'opération en créant et réinventant de nouvelles expériences. En revanche, il est difficile pour des éducateurs ne possédant pas une culture de la science astronomique de poursuivre.

Les ateliers Ciel et Espace

Nous avons récemment mis en place un nouveau programme, les ateliers " Ciel et Espace " dans lequel il est possible d'alimenter en permanence les éducateurs et les enseignants présents sur le terrain afin qu'ils puissent proposer aux jeunes de nouvelles activités de manière régulière.

Nous avons créé un bulletin d'animation diffusé via le Web. Nous proposons des expériences à réaliser, nous diffusons des contes et des légendes, nous expliquons également comment monter une animation pour observer un phénomène. Chaque mois, un bulletin d'information diffusé par courrier électronique est adressé aux éducateurs et aux enseignants. Il permet de réaliser deux séances d'une durée comprise entre une heure trente et deux heures chacune par mois. Ensuite, nous envoyons, à la demande des enseignants, des informations plus détaillées. Nous nous efforçons de proposer des activités réalisables de jour et également dans de mauvaises conditions météorologiques et nous ne proposons pas d'activités complexes nécessitant un matériel très technique. A terme, nous souhaitons une mutualisation des expériences et des connaissances et une implication croissante les jeunes dans les expériences.

Edith SALTIEL, professeur des universités, INRP, opération "La main à la pâte"
Nicolas POUSSIELGUE, INRP, opération " main à la pâte "

La main à la pâte, initiée par Georges Charpak et l'académie des sciences, est une opération qui vise à la rénovation de l'enseignement des sciences à l'école primaire. Cette opération a créé une dynamique dans le pays, dynamique qui perdure et qui se trouve amplifiée avec l'existence du Plan de rénovation de l'enseignement des sciences et de la technologie à l'école. Bien que cette opération concerne l'école primaire et non le collège, nous pensons que La main à la pâte présente des caractéristiques qui seraient susceptibles d'apporter des éléments de réponses à quelques problèmes des classes relais.

Pourquoi un enseignement des sciences ?

Vouloir réintroduire un enseignement des sciences n'est nullement vouloir introduire une discipline supplémentaire, ni valoriser uniquement les sciences. L'intérêt d'un tel enseignement est multiple.

Tout d'abord, les sciences enseignées à l'école (et également au collège) sont universelles. En effet, si je lâche le crayon que je tiens à la main, il va tomber et ceci indépendamment des conditions de vie familiale, indépendamment des relations qu'un élève peut avoir avec ses pairs, ses enseignants, les adultes qu'ils côtoient, etc. La majorité des phénomènes de la nature existent indépendamment des conditions de vie des habitants de la planète Terre. Prenons par exemple, le cas d'un élève qui pense que la laine n'est pas un bon isolant thermique, qu'elle chauffe et qu'elle ne pourra donc pas conserver un glaçon sous forme de glaçon. Cet élève réalise alors l'expérience avec des glaçons entourés de laine et constate que son hypothèse de départ est erronée. Cet élève est amené à faire des hypothèses en explicitant les raisons de son choix et à accepter le verdict de l'expérience sans pour autant se sentir mal aimé, mal jugé...

Cet aspect des sciences expérimentales est un élément important qui a changé le comportement d'élèves en milieu défavorisé. Il peut en effet y avoir débat qui porte sur des faits expérimentaux (vérifiables par l'élève lui-même) et non uniquement sur des opinions, des convictions.

Qu'est ce que La main à la pâte ?

La main à la pâte se résume aux dix principes qui se trouvent en annexe. Plutôt que de les développer longuement, nous allons en préciser quelques aspects.

Tout d'abord, lorsque les enseignants travaillent avec les élèves sur un thème donné, ils y travaillent longtemps : 5 à 6 semaines à raison d'une heure par jour ou tous les deux jours. Le thème choisi est assez bien cadré du point de vue des connaissances, l'idée étant essentiellement d'étudier quelques notions et propriétés et de voir dans la vie quotidienne où ces notions et ces phénomènes interviennent. Par exemple, si le phénomène étudié est celui de l'évaporation, il s'agit de voir où il y a évaporation et de reconnaître dans un phénomène complexe s'il y a ou non évaporation.

Il s'agit donc d'étudier un domaine limité, mais ayant un champ d'application vaste ; l'objectif visé étant d'étudier peu de choses mais de faire en sorte que les élèves puissent se les approprier.

Les séances sont souvent construites sur le même principe. Il y a en gros trois phases distinctes : une phase de sensibilisation ou de questionnement (que sait-on sur le sujet, que souhaiterait-on savoir ? Ou encore quelles hypothèses peut-on faire pour... ? ) ou encore de familiarisation (se familiariser avec le matériel qui va être utilisé), une phase d'expérimentation (cette dernière peut inclure une phase de recherche documentaire, de réalisation de petits modèles...) et enfin une phase de réflexion, de synthèse, cette dernière étant aussi importante que les deux précédentes. Par exemple, dans une classe de CE1 qui travaillait sur l'air, les élèves ont fait des sciences durant une heure : durant 20 minutes, ils ont cherché à savoir ce qu'ils pourraient faire pour montrer l'existence de l'air, puis 20 minutes d'expériences et enfin 20 minutes pour communiquer aux autres ce que chaque groupe avait imaginé et réalisé et essayer de faire une synthèse de l'ensemble.

Importance du travail sur la langue écrite. Chaque élève a un cahier qui lui est personnel et qui n'est pas corrigé par le maître. Les élèves sont invités, dans une première phase, à faire des dessins et à écrire avec leurs mots à eux et non pas un texte recopié. Ils doivent écrire ce qu'ils ont compris et non ce qu'ils devaient comprendre, dessiner ce qu'ils ont vu et non ce qu'ils devaient voir. L'objectif n'est pas d'exiger dans un premier temps qu'ils écrivent correctement, mais qu'ils aient envie d'écrire, qu'ils sentent la nécessité d'écrire et d'expliciter leur pensée), ce qui suppose que les erreurs (dans ce type d'écrit) ne sont pas pénalisées, ces erreurs étant comprises comme un passage pour construire des connaissances et comme un moyen pour apprendre à structurer sa pensée.

Par ailleurs, les élèves font des écrits collectifs (au niveau d'un groupe d'élèves ou au niveau de la classe), écrits qui ont plusieurs fonctions : communiquer aux autres, faire une synthèse et garder une trace des résultats de la classe. Ces écrits ont des exigences de grammaire et d'orthographe très différentes de l'écrit personnel) ; ils peuvent être intégrés dans le cahier personnel de l'élève, en étant identifiés par des codes couleurs par exemple.

Importance du travail individuel et en groupe. Un travail individuel à l'intérieur d'un groupe permet à chaque élève de s'approprier le problème étudié, mais ensuite le travail en groupe oblige les élèves à se mettre d'accord sur les conditions expérimentales, sur des expériences, sur l'interprétation des résultats obtenus, etc. Tout cela suppose que les élèves écoutent le camarade qui parle, écoutent ses arguments et participent ainsi au débat scientifique qui s'instaure dans la classe. Au début de ce type d'enseignement, les élèves cherchent à savoir " qui a raison " pour ensuite entrer dans une discussion scientifique.

Faire prendre conscience que des montages qui s'avèrent erronés sont, en complément des montages corrects, sources de connaissances et à nos yeux extrêmement formateurs (c'est bien souvent ce qui permet d'arriver à une règle).

Ce travail en groupe et l'écrit collectif peuvent être valorisant pour les élèves lorsqu'ils débouchent sur la réalisation d'une affiche, d'un exposé oral, d'une exposition, etc.

La nature du questionnement. Le maître, dans La main à la pâte, répond souvent aux élèves en posant des questions du type " Que ferais-tu pour savoir ? Qu'est ce qui te permet de dire cela ? Pourquoi obtient-on ce résultat ? Le maître relance le questionnement des élèves, les aide à trier leurs hypothèses, à structurer les résultats ; il aide enfin la classe à problématiser et recentrer la recherche.

Quels thèmes, quelles situations choisir ?

Des situations complexes ? Non pas forcément. Il faut en effet que les situations étudiées permettent de faire des expériences avec du matériel simple, mais surtout il est impératif que les explications soient accessibles aux élèves ou encore que ces explications aient du sens pour eux. Les situations " simples " mais dont les notions sous-jacentes sont trop complexes sont à éliminer, tout comme les situations " magiques ".

Prenons l'exemple de " flotte coule "

L'enseignant montre aux élèves différents fruits : un pamplemousse, une pomme, une banane, une noix, une châtaigne et un grain de raisin. Sur une table, il y a un saladier en plastique transparent et plein d'eau. L'enseignant demande aux élèves d'écrire sur une feuille leurs prévisions, c'est-à-dire ce qu'ils pensent que chaque objet va faire : flotter ou couler en essayant, à chaque fois, de dire pourquoi (ce qui est un moyen de faire émerger les conceptions). Il s'agit ici de demander aux élèves de faire des prévisions " argumentées ", c'est-à-dire de prévoir ce qu'ils pensent qu'il va se passer en explicitant les raisons de leur choix. Cette demande présente deux avantages : faire expliciter les règles implicites utilisées par les élèves et pouvoir ensuite s'appuyer sur elles pour les transformer. Le résultat est très souvent le suivant : pour les élèves les objets lourds et gros coulent et les objets légers et petits flottent (sauf les objets très petits qui coulent parce qu'ils " transpercent l'eau "). Lorsque les élèves ont fini d'écrire leurs prévisions argumentées, ils font alors les expériences et notent ce qu'ils observent. Ainsi ils constatent qu'ils pensaient qu'un pamplemousse coulait alors qu'il flotte, qu'un grain de raisin flottait alors qu'il coule. Le premier constat est que les règles qu'ils ont exprimées ne permettent pas de rendre compte de leurs observations. L'objectif des séances suivantes est d'amener les élèves à se construire d'autres règles plus adaptées : peser les objets permet d'avoir des informations précises sur leur masse, les mesurer permet d'avoir des informations sur leur volume et enfin d'autres objets sont testés. Il est possible de continuer en faisant un inventaire des objets qui flottent et en cherchant quelles sont leurs caractéristiques communes : est-ce la masse ? Est-ce la forme ? Est-ce la texture ? ). On peut ensuite essayer de faire flotter un objet qui coule (ou le contraire). Ils essaient également de dire quelle(s) caractéristique(s) ils prendraient désormais en compte pour prévoir qu'un objet flotte ou coule.

Il est clair que la règle finale sera complexe puisqu'il s'agit de faire prendre conscience aux élèves les éléments constitutifs du principe d'Archimède. L'objectif, au niveau de l'enseignement primaire, n'est pas d'énoncer ce principe mais d'amener les élèves à définir les paramètres qui influent et ceux qui n'influent pas sur la flottabilité d'un objet. Il est souhaitable qu'ils connaissent l'influence de la variation de ces paramètres (on augmente le volume en gardant la même masse...) sur la flottabilité. Ainsi, ils pourront construire un bateau ou tout autre objet plus complexe qui flotte.

La main à la pâte et les classes relais

Une démarche de type Main à la pâte est sûrement envisageable et présenterait un certain nombre d'avantages que nous avons déjà mentionnés plus haut. En particulier, nous constatons que des élèves de ZEP en difficulté arrivent après quelques mois d'un enseignement des sciences de type Main à la pâte à discuter ensemble, à écouter les autres et à argumenter.

Il y a également un point sur lequel nous aimerions insister, c'est celui de l'erreur et de l'échec. La main à la pâte permet aux élèves de ne pas faire l'amalgame entre erreur et échec. En effet, les élèves font des erreurs, mais ces erreurs ne sont pas assimilables à des échecs, puisque l'erreur permet à chaque individu de construire un savoir. Un échec, conséquence d'un jugement ou du résultat négatif d'une réalisation d'objet technique, par exemple, est rarement vécu comme quelque chose de positif.

Mettre les élèves dans une démarche d'investigation scientifique permet de les impliquer plus fortement dans l'apprentissage. Le problème posé à la classe n'est pas le problème de l'enseignant mais devient le problème des élèves. En leur demandant leurs prévisions sur des phénomènes scientifiques (que va-t-il se passer si... ? , comment pourrait-on faire pour... ? ), les élèves participent à la construction de leurs connaissances. Plus impliqués dans l'apprentissage, ils se sentiront plus facilement en situation de réussite.

Annexe : les 10 principes de La main à la pâte

  1. Les enfants observent un objet ou un phénomène du monde réel, proche et sensible et expérimentent sur lui.
  2. Au cours de leurs investigations, les enfants argumentent et raisonnent, mettent en commun et discutent leurs idées et leurs résultats, construisent leurs connaissances, une activité purement manuelle ne suffisant pas.
  3. Les activités proposées aux élèves par le maître sont organisées en séquences en vue d'une progression des apprentissages. Elles relèvent des programmes et laissent une large part à l'autonomie des élèves.
  4. Un volume minimum de deux heures par semaine est consacré à un même thème pendant plusieurs semaines. Une continuité des activités et des méthodes pédagogiques est assurée sur l'ensemble de la scolarité.
  5. Les enfants tiennent chacun un cahier d'expériences avec leurs mots à eux.
  6. L'objectif majeur est une appropriation progressive, par les élèves, de concepts scientifiques et de techniques opératoires, accompagnée d'une consolidation de l'expression écrite et orale.
  7. Les familles et/ou le quartier sont sollicités pour le travail réalisé en classe.
  8. Localement, des partenaires scientifiques (universités, grandes écoles) accompagnent le travail de la classe en mettant leurs compétences à disposition.
  9. Localement, les IUFM mettent leur expérience pédagogique et didactique au service de l'enseignant.
  10. L'enseignant peut obtenir auprès du site Internet des modules à mettre en œuvre, des idées d'activités, des réponses à ses questions. Il peut aussi participer à un travail coopératif en dialoguant avec des collègues, des formateurs et des scientifiques.

René CAHUZAC, chargé d'une mission à l'Inspection générale de l'Éducation nationale

L'objectif majeur de ces classes relais est de permettre la resocialisation et la rescolarisation des élèves en difficulté. Les différentes études démontrent que des résultats significatifs sont obtenus en matière de resocialisation. En revanche, la rescolarisation des enfants reste encore un problème.

Notre démarche répond à deux impératifs. Premièrement, nos projets doivent être cohérents et prendre en compte la spécificité du public visé. Deuxièmement, nous devons engager des projets dans une démarche de questionnement.

Le projet La main à la pâte est à ce propos instructif. En effet, cette opération permet d'accéder du questionnement à la connaissance en passant par l'expérimentation. Dans les classes relais, compte tenu de la spécificité du public, nous devons passer du questionnement à l'intérêt pour les connaissances au travers de parcours adaptés et de voies d'accès diversifiées. Les trois intervenants précédents nous ont donné quelques pistes de réflexion quant à ces voies d'accès.

Je souhaiterais ajouter quelques réflexion complémentaires. Nous devons amener les élèves à prendre conscience du sens des différents apprentissages. Il nous incombe de développer des convergences entre les différentes disciplines scolaires. Par exemple, un objet technique construit par l'homme peut être étudié suivant différents points de vue. Il peut être décrit d'un point de vue fonctionnel comme un objet conçu pour répondre à un certain nombre de besoins. Ce même objet peut être lu d'un point de vue technique, c'est-à-dire comme une ensemble d'éléments matériels conçus pour répondre à ce besoin. Il peut encore être lu de façon scientifique ou historique comme un témoignage de l'évolution de notre société. Mais encore cet objet peut être interprété de façon sociale dans la mesure où certains instruments techniques sont des agents de changement social. Enfin, il peut être lu de façon culturelle du fait que certains objets ont pu influencer culturellement la société.

Tous les objets dont nous avons besoin d'un point de vue personnel ou professionnel passent par la maîtrise des moyens technologiques. Nous pourrions nous limiter à une technologie des méthodes de production et de conception des biens et des services. L'aspect qui me paraît particulièrement porteur pour le public des classes relais c'est une technologie replacée dans son contexte historique, économique et social de manière à mettre en perspective l'évolution des techniques dans les sociétés. Je pense que les produits et les techniques sont des interfaces avec les connaissances et les compétences. Nous pouvons ainsi montrer à nos élèves qu'avant de parvenir aux formes abouties actuelles, des hommes ont été amenés à se confronter à de nombreux essais et erreurs.

Dans le cadre du pôle " Connaissances du monde ", nous pouvons aborder la technologie suivant trois points de vue :

  • la finalité du projet peut être la compréhension de l'environnement technologique contemporain. En partant d'un produit, nous pouvons mettre en évidence les principes scientifiques mis en œuvre pour que ce produit puisse répondre à un besoin. Nous avons également la possibilité, comme l'entreprend l'association française d'astronomie, de faire réaliser aux élèves des maquettes fonctionnelles.
  • la technologie peut être abordée sous l'angle d'un projet technique permettant d'aboutir à un produit adapté à un besoin.
  • le dernier point est celui que je souhaite que nous développions dans les classes relais dans la mesure où je considère que cet axe peut être très porteur avec une population de jeunes en difficulté. Je souhaite que nous développions des projets qui favorisent l'interdisciplinarité. L'objectif serait de développer des activités permettant à des élèves de prendre conscience du sens des différents apprentissages et d'appréhender le progrès par la mise en perspective de l'évolution des techniques des sociétés.

Actes des séminaires interacadémiques 2001-2002 Regroupement des acteurs des classes relais

Mis à jour le 12 mai 2011
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