L'analyse des séances 3 et 7 nous a permis d'observer comment, à partir de la séquence prescrite par les chercheurs, l’enseignant a introduit et corrigé les tâches pour chacun des groupes d’élèves (« biotique » et « domestique »). Deux aspects principaux ont été observés : (1) le fait que les tâches soient introduites et corrigées de la même façon pour chacun des élèves des deux groupes et (2) les systèmes évoqués par l'enseignant pendant les introductions et les corrections des tâches L’observation des systèmes évoqués par l’enseignant nous a permis de nous assurer que lors des moments en classe entière les systèmes biotiques ne soient pas mentionnés afin que seuls les élèves du groupe « biotique » les aient rencontrés durant les séances. La description des consignes nous a également permis d’observer comment la division du travail et les règles dans l’activité des élèves (pour lesquels rien n’avait été prescrit par les chercheurs) ont été prescrites par l’enseignant.
La description des séances 3 et 7 concerne le CM1A qui se compose de 22 élèves. Ces élèves sont répartis en 6 groupes de travail. Trois de ces groupes ont réalisé des tâches utilisant des systèmes biotiques et des systèmes domestiques, les trois autres ont réalisé des tâches comportant des systèmes domestiques uniquement. Chacun de ces groupes présentait la même hétérogénéité. Ce facteur a été contrôlé à partir d’une analyse des prés-tests. Les critères de cette analyse étaient
l’association des êtres vivants à l’utilisation d’énergie et la réalisation de chaînes énergétiques complètes.
La séance 3 est la première de la séquence (annexe 1) qui comporte la réalisation de chaînes énergétiques par les élèves. Dans cette séance le modèle est introduit progressivement dans trois tâches différentes. Les élèves doivent réaliser des chaînes sur des images comportant : deux éléments (objet de départ et source d’énergie) dans la première tâche, trois éléments (objet de départ, source d’énergie et transformateur) dans la deuxième et quatre éléments (objet de départ, source d’énergie, transformateur et ressource naturelle) dans la troisième.
La séance prescrite par les chercheurs (détaillée en annexe 1) comprend trois phases principales, la présentation d’une situation de départ, la réalisation des trois tâches sur les chaînes énergétiques et une synthèse sur le modèle (tableau 40)
Phases de la
séance 3 Durée Gestion de classe et mise en œuvre
Phase 1 : situation
de départ 5 min. Classe entière : Présentation de la situation de départ :
« que se passe-t-il si un objet n’a plus sa source ? »
Phase 2 : Réalisation de chaîne énergétique
5 min.
Classe entière : Introduction des chaînes avec une tondeuse à gazon (objet de départ) et de l'essence ( source
d’énergie)
Classe entière : Corrections des chaînes à 2 (système cheminée et voiture) et introduction du transformateur dans le modèle (raffinerie du système tondeuse à gazon)
10 min.
Classe entière : Corrections des chaînes à 3 (système cheminée et voiture) et introduction de la ressource naturelle dans le modèle (pétrole du système tondeuse à
gazon)
Phase 3 : synthèse 10 min. Classe entière : Synthèse sur le modèle de chaîne énergétique
Tableau 40 : séance prescrite par les chercheurs
Le tableau 39 présente les trois phases de la séance prescrite par les chercheurs. La phase deux est structurée par trois tâches dans lesquelles les élèves doivent réaliser, en groupe, des chaînes énergétiques. Chaque tâche est précédée d’un moment en classe entière. Un diaporama (annexe 1) a été élaboré par les chercheurs et fourni à l’enseignant. Sur ce diaporama les éléments de la chaîne énergétique étaient introduits à partir de l’exemple du système tondeuse à gazon (tondeuse à
gazon->essence->raffinerie->pétrole), et les exemples des systèmes voiture et cheminée étaient corrigés.
Aucun système particulier n’était fourni pour l’introduction de la situation de départ et la synthèse.
Le tableau 41 présente la séance 3 conduite par l’enseignant qui a été décrite à partir des enregistrements vidéo (transcription présentée dans l’annexe 4)
Phases Durée Déroulement de la séance 3 pour l’enseignant et les élèves Phase 1 :
situation de départ
6 min 30 L’enseignant présente la situation de départ : « que se passe-t-il si un objet n’a plus sa source ? »
L’enseignant introduit les chaînes avec un objet de départ et une source d’énergie en classe entière
L’enseignant passe les consignes pour réaliser les chaînes énergétiques à 2 éléments et distribue les supports
6 min.
9 min L’enseignant corrige certains systèmes en classe entière
6 min 30
L’enseignant introduit le transformateur dans le modèle en classe entière
L’enseignant passe les consignes pour réaliser des chaînes énergétiques à 3 éléments et distribue les supports
6 min.
4 min. L’enseignant corrige certains systèmes en classe entière 8 min 30 L’enseignant introduit la ressource naturelle dans le modèle en classe
entière
L’enseignant passe les consignes pour réaliser des chaînes énergétiques à 4 éléments et distribue les supports
6 min.
L’enseignant fait un retour sur la situation de départ
Les élèves rédigent la question de départ dans leur cahier de sciences L’enseignant fait une mise en commun en classe entière de la réponse
à la question de départ
L’enseignant fait une mise en commun en classe entière sur les chaînes énergétiques
Les élèves rédigent la synthèse finale dans leur cahier de sciences Tableau 41 : déroulement effectif de la séance 3.
Le tableau 41 présente le déroulement de la séance 3. On voit dans le tableau que la différence principale avec la séance prescrite par les chercheurs (tableau 39) concerne les durées. Ce tableau montre également comment l’enseignant a suivi le déroulement en trois phases de la séance et comment il a organisé les moments qui précèdent les tâches des élèves. Ces moments comprennent une introduction du modèle réalisée avec les élèves en classe entière. Dans le cas des chaînes à trois et quatre éléments cette introduction est précédée de la correction de certains systèmes provenant des tâches déjà réalisées. Après chaque introduction du modèle, l’enseignant donne les consignes de la tâche. L’analyse des transcriptions montre que l’enseignant utilise certains systèmes comme exemple dans l’introduction de la situation de départ, dans les introductions du modèle, les corrections des tâches, ainsi que dans la synthèse finale (tableau 42).
Actions de l'enseignant Systèmes évoqués par
l’enseignant L’enseignant présente la situation de départ : « que se passe-t-il si un objet
n’a plus sa source ? »
Voiture Radiateur
Lampe L’enseignant introduit les chaînes avec un objet de départ et une source
d’énergie en classe entière Tondeuse à gazon
L’enseignant corrige certains systèmes en classe entière Voiture Cheminée L’enseignant introduit le transformateur dans le modèle en classe entière
Cheminée Voiture Tondeuse à gazon
L’enseignant corrige certains systèmes en classe entière Cheminée L’enseignant introduit la ressource naturelle dans le modèle en classe
entière Voiture
L’enseignant fait une mise en commun en classe entière sur les chaînes
énergétiques Voiture
Cheminée Tableau 42 : systèmes évoqués par l’enseignant au cours de la séance
Le tableau 42 montre que l’enseignant n’a pas utilisé les systèmes exactement comme le suggérait le diaporama conçu par les chercheurs. En effet, il a parfois utilisé les exemples de la voiture et de la cheminée pour introduire le modèle et non uniquement comme corrections. De plus, il n’a pas non plus toujours corrigé les deux systèmes. Cependant, le tableau montre qu’aucun système biotique n’a été évoqué pendant les moments en classe entière. L’analyse des transcriptions (détaillée en annexe 4) montre que l’enseignant n’a jamais utilisé d’exemple de système pour passer les consignes. Ces consignes ont toujours été organisées de la même manière par l’enseignant. Elles débutaient par une description de la tâche à réaliser, notamment en précisant quel symbole (rond , rectangle, triangle) devait être associé à quel élément du système (objet de départ, source, transformateur, ressource naturelle). Puis les élèves étaient amenés à expliciter les règles du travail en groupe, qui consistaient principalement à se mettre d’accord en donnant des arguments et qu’une fois le groupe d’accord un élève pouvait dessiner la chaîne. Ces consignes ne faisaient pas mention en revanche d’une quelconque division du travail entre les élèves (par exemple, ils auraient pu devoir dessiner une chaîne énergétique chacun).
Dans la séance 7, une synthèse sur les chaînes énergétiques est utilisée pour introduire la notion de renouvelabilité des ressources naturelles. Dans cette synthèse les élèves doivent dessiner des chaînes énergétiques complètes sur les systèmes étudiés dans la séance 3, ainsi que sur de nouveau système concernant des objets électriques. Cette étude présente cette phase de synthèse sur les chaînes énergétiques au niveau de la séance : prescrite par les chercheurs (tableau 43) et effectivement mise en œuvre par l’enseignant (tableau 44).
Phases Durée Gestion de classe et mise en œuvre
Réalisation des chaînes énergétique
5 min. Classe entière : rappel sur le modèle de chaîne énergétique
15 min. Tableau 43 : séance 7 prescrite par les chercheurs
Le tableau 43 présente la séance 7 telle quelle a été conçue par les chercheurs. La séance prévoit un retour sur le modèle de chaîne énergétique qui s’appuie sur un rappel de la séance 3, ainsi que sur les séances qui concernent les centrales électriques. À la suite de ce rappel, les élèves doivent réaliser des chaînes énergétiques sur des systèmes à 4 éléments. Dans cette séance comme dans la séance 3, un diaporama qui présente le modèle de chaîne énergétique à partir de l’exemple de la tondeuse à gazon a été conçu par les chercheurs.
Le tableau 44 montre comment l’enseignant a effectivement mis en œuvre cette partie de la séance.
Phases Durée Déroulement de la séance 3 pour l’enseignant et les élèves Rappel séances sur
centrale électrique 10 min. L'enseignant fait un retour sur la séance électricité
Réalisation des chaînes énergétique
6 min.
L'enseignant rappelle en classe entière le modèle de chaîne énergétique
L'enseignant passe les consignes pour réaliser les chaînes énergétiques à 4 éléments et distribue les supports
12 min. Tableau 44 : déroulement effectif de la partie chaîne énergétique de la séance 7
Le tableau 44 montre le déroulement effectif de la séance 7. On peut voir dans le tableau que l’enseignant a choisi d’organiser un retour concernant les séances sur les centrales électriques bien distinct du rappel sur le modèle de chaîne énergétique. On voit également que les durées des différents moments concernant les chaînes énergétiques sont similaires à celles prévues dans la séance prescrite (tableau 42). Dans cette séance, bien que n’ayant pas utilisé le diaporama conçu par les chercheurs, l'enseignant a utilisé les systèmes prévus comme exemple. Il a rappelé le modèle en s’appuyant uniquement sur l’exemple de la tondeuse à gazon. Et a évoqué les différentes centrales électriques (centrale nucléaire, éolienne, panneau solaire, centrale hydroélectrique) dans le rappel sur les séances précédentes. Dans cette séance également, il n’a jamais été fait mention des systèmes biotiques dans les moments en classe entière. Les consignes ont été passées de la même façon que lors de la séance 3. La partie suivante présente en détail les tâches dans lesquelles les élèves devaient réaliser les chaînes énergétiques.