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ARTheque - STEF - ENS Cachan | La transformation : un projet didactique pour trois niveaux scolaires

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Academic year: 2021

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Texte intégral

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LA TRANSFORMATION : UN PROJET DIDACTIQUE

POUR TROIS NIVEAUX SCOLAIRES

Pierluigi RIANI Università di Pisa

MOTS-CLÉS: DIDACTIQUE DES SCIENCES - ÉCOLE ÉLÉMENTAIRE-ÉCOLE MATERNELLE - COLLÈGE - TRANSFORMATION

RÉSUMÉ : On présente les premières phases d'un projet didactique pour trois niveaux scolaires, comprenant des élèves âgés de 4 à 14 ans. Le thème est celui de la transformation, dans l'acception la plus générale du terme. Ce projet s'insère dans un projet plus général concernant l'école élémentaire, sur le thème "La matière, ses proprietés et ses transformations".

SUMMARY : We present the first parts of an educational project adressed to three schoollevels, with pupils aged 4-14 years. The field is that of transformation, with the most general meaning of the term. This project is derived from a more general one, about the field "The matter, its properties and its transformations".

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1. PRÉSENTATION DU TRAVAIL

Dans le cadre de l'étude d'un curriculum complet sur le thème général "La matière, ses proprietés et ses transformations" appliquéàl'école élémentaire (enfants âgés de 6àIl ans), on a commencéà travailler sur une des tranches principales, celle de la transformation. Aucun signifié particulier n'est attribué au terme:il s'agit de transformation en général, pas de transformation physique, chimique, biologique, etc.

Le travail de conception et d'expérimentation est accompli en collaboration avec des groupes d'enseignants de 5 écoles de Lucca et de sa province; dans une de ces écoles nous avons pu élargir le travail à l'école maternelle (enfants âgés de 4 à 6 ans) et à l'école moyenne (collège, élèves âgés de Il à 14 ans).Àmoyen terme, l'objectif est d'étudier l'évolution du concept de transformation chez des élèves qui suivent un itinéraire didactique donnant une place suffisanteà l'activité expérimentale. Étant donné que la recherche en est encoreàses debut, nous ne disposons que de résultats partiels.

2. SITUATION DES ENSEIGNANTS

Il est nécessaire de procéder d'abord à un travail de formation pendant le service des enseignants: les connaissances spécifiques ne sont suffisantes pour aucun des niveaux scolaires concernés. La situation actuelle de la formation initiale des enseignants en Italie se présente de la façon suivante:

- Enseignants d'école maternelle: école secondaire, avec orientation à dominante pédagogique - humaniste, durée 3 à 4 ans (terme des études: âge 17 - 18 ans) ;

- Enseignants d'école élémentaire : école secondaire, avec orientation à dominante pédagogique- humaniste, durée 4 ans (terme des études: âge 18 ans);

- Enseignants d'école moyenne: licence de type scientifique (mathématiques, physique, chimie, biologie etc.), mais pas de formation didactique et pédagogique.

La formation en serviceà été accomplie seulement en partie avant de commencer le travail avec les enfants; l'opération doit être poursuivie.

3. SITUATION INITIALE DES ÉLÈVES

L'enquête sur la situation initiale des élèves a été accomplie avec plusieurs méthodes différentes:

- École maternelle: discussion guidée par les enseignants, avec groupes de 5 - 8 élèves; - École élémentaire: discussion guidée par les enseignants, avec groupes de 5 - 15 élèves et quelques discussions individuelles;

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Pour les discussions guidées on avait prévu une liste de questions.Lebout des discussions individuelles était de mettre en évidence, dans la discussion de groupe, l'influence des interventions précédentes.

Nous n'avons pas fait de selection pour les échantillons: tous les élèves des classes des enseignants intéressés au travail ont pris part aux discussions. Il s'agit donc d'un échantillon global pas trop petit, mais aussi pas assez important pour permettre une interprétation statistique. On peut trouver dans l'appendice la liste des questions pour l'école maternelle et l'école élémentaire.Le questionnaire pour l'école moyenne est très ressemblant.

4. RÉSULTATS

Presque aucun élève n'est capable de donner une explication satisfaisante du terme "transformation" ; il y a toutefois beaucoup de réponses données par des exemples.

La requête d'exemples porte à des réponses assez variées, qui sont suffisamment caractérisées selon l'âge:

- Dans les réponses des enfants les plus jeunes (école maternelle, premières années de l'école élémentaire) on trouve fréquemment des exemples de type "magique", liés au monde fantastique des fées et des magiciens;

- Dans la période successive ces exemples tendentàdisparaître: ils sont substitués par des transformation d'un type plus rationnel;

- Dans l'âge intermédiaire on trouve, assez fréquemment, des réponses qui peuvent être classifiées de "réelles, mais pas rationnelles" : il s'agit sûrement de transformations, mais il n'y a aucune liaison logique entre "avant" et "après".

Les exemples de transformations qui dérivent du développement biologique sont fréquents: la graine qui devient une plante, l'enfant ou l'animal qui grandissent. Quand il s'agit d'identifier les phrases qui se réfèrent à des transformations, les résultats sont nettement positifs: les élèves de tous les âges(àl'exception des enfants âgés de 4 ans) les identifient en grande majorité d'une façon correcte. Les questions relatives à la lecture du livre, à la promenade,àla rupture du verre, posent quelques problèmes, mais les commentaires qui sont donnés avec les réponses gardent, en général, une certaine logique:

- Pour le livre, certains disent que le livre avant la lecture est différent du livre après la lecture, d'autres soutiennent que celui qui lit un livre se transforme parce qu'il en apprend le contenu;

- Pour la promenade, il y a surtout des références temporelles: il s'écoule du temps entre le départ et l'arrivée, quand on est parti il était jour tandis qu'au retour c'est déjà le soir;

- Selon quelques enfants la rupture du verre n'est pas une transformation; cette réponse est justifiée par la possibilité de coller les débris ou par le fait que la substance composante n'a pas subi de variations (c'est toujours du verre, avant et après la rupture).

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Les résultats de cette question sont assez étonnants ; l'explication peut être donnée par l'emploi assez fréquent du terme "transformation"àla télévision, dans les revues pour enfants, dans certains jouets mécaniques (transformers).

La réversibilité pose quelques problèmes: à l'école moyenne, seulement peu d'élèves envisagent l'existence de transformations pour lesquelles on peut retourneràla situation initiale (surtout les changements d'état physique). Cependant après la discussion quelques enfants de l'école élémentaire aussi se rappellent des transformations eau->glace->eau. Il y a aussi des élèves qui mentionnent uniquement la dimension: une petite plante croît et devient un arbre; si l'arbre est coupé, il redevient petit

S. STRATÉGIE DIDACTIQUE INITIALE

Il est évident que, du moins d'un point de vue linguistique, l'acquisition de la signification du mot "transformation" est assez avancée, même chez les enfants âgés de 4 ans. Il s'agit donc de tracer le plan du travail avec cette donnée, en cherchantàatteindre une acquisition plus générale et plus consciente d'un point de vue conceptuel.

5.1 École maternelle

L'âge des élèves exige une stratégie didactique centrée principalement sur des activités de jeu, amusantes, où on peut insérer des épisodes d'observation et de ponctualisation.

a) Enfants âgés de 4 ans : de la bougieà la cire.

Phase expérimentale: morcellement de quelques bougies (colorées, si possible) ; fusion de la cire; solidification de la cire dans un récipient de forme régulière; examen du matériel obtenu.

Phase conceptuelle: identification des transformations différentes, sans oublier celles sur lesquelles généralement on ne porte pas l'attention (le morcellement des bougies, par exemple).

Phase de ponctualisation et de récapitulation: les enfants disposent sur un poster des dessins qui représentent les phases de l'expérience; il faut suivre une séquence temporelle.

b) Enfants âgés de 5 ans : de la bougieàla cire, de la cireàla bougie.

Phase expérimentale: comme la précédente, en ajoutant la préparation d'une nouvelle bougie (fusion de la cire, coulée dans une forme avec une mèche).

Phase conceptuelle: identification des transformations; possibilité de retourner à la situation par laquelle on a commencé (on pourrait penser à une première introduction au concept de réversibilité: certaines transformations ne sont pas définitives).

Phase de ponctualisation et de récapitulation: poster; on peut suivre une séquence temporellelinéaire, on peut aussi orienter le travail vers la réalisation d'une structure cyclique.

c) Enfants âgés de 5 ans: on cuit des œufs.

Phase expérimentale: on cuit des œufs, de façons différentes: œuf dur,

à

la coque, sur le plat, omelette.

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Phase conceptuelle: examen et repérage des transformations et des différentes étapes qui peuvent être suivies:

Casse-t-on la coque? Oui

Casse-t-on le contenu de l'œuf?

Oui Non

Non

La cuisson est-elle brève?

Omelette Œuf sur le plat

Oui Œufàla coque

Non Œuf dur

Phase de ponctualisation et de récapitulation : les enfants réalisent un poster où les dessins mettent en évidence les transformations, les séquences temporelles. la possibilité de choix entre plusieurs parcours différents et les différents résultats auxquels on peut arriver.

5.2 École élémentaire

Dans la première classe on commence par les mêmes activités qu'à l'école maternelle, avec une certaine attention pour la structure générale des expériences (cyclique, séquentielle). Après. le projet prévoit l'exécution de nombreuses expériences, dans lesquelles on peut identifier plusieurs transformations de types différents. L'objectif principal est l'acquisition du concept de transformation par un procédé qui va du particulier, concret, au général, abstrait. Parmi les objectifs les plus spécifiques soulignons la compréhension de la relation entre transformation et temps. d'un niveau très simple (avant et après la transformation) à un niveau plus avancé (développement dans le temps des différentes phases d'une transformation). Il y a aussi des objectifs qui se rapportent au domaine linguistique et au domaine des habiletés manuelles et instrumentales.

On peut étudier. en particulier, des transformations qui peuvent être classées comme: - Agrégation, désagrégation;

- Changement d'état physique;

- Formation de mélanges, hétérogènes et homogènes, séparation des composants d'un mélange;

- Transformations chimiques très simples; - Transformations liées aux phénomènes de la vie.

Un problème assez important est la présentation dans un même temps des différentes phases d'une transformation qui demande une période très longue. On propose pour cela une expérience double:

- Ensemencement de plantes à cycle végétatif court (petits pois, haricots). Pendant la croissance des plantes on fait des photosà intervalles réguliers; on peut ainsi observer l'ensemble des photos, de la graine de départ aux nouvelles graines du produit;

- Ensemencement par intervalles réguliers des mêmes plantes: quelques semaines après les élèves pourront observer la série complète. de la graine pas encore germée à la plante avec les graines nouvelles.

En dernière année de l'école élémentaire on peut considérer les problèmes de conservation, de type qualitatif et de type quantitatif. et la réversibilité.

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5.3 École moyenne

La différence avec la dernière année de l'école élémentaire est seulement quantitative: il faut poursuivre avec les acquisitions de type conceptuel, linguistique, manuel et instrumental. Parmi les problèmes qui peuventêtreapprofondis, on peut souligner les suivants:

- Les transformations cycliques, avec l'étude des cycles de la matière;

- Laréversibilité et les conditions dans lesquelles on peut retourneràla situation initiale après une transformation;

- La conservation, surtout de la masse,ycompris dans le cas d'une transformation où il y a développement de substances gazeuses;

- Les effets d'une transformation qui ne sont pas directement visibles, principalement les changements de température ;

- Les différents types d'interaction qui engendrent les différentes transformations;

- Lamesure directe du temps pour des transformations de durée moyenne (quelques mnutes).

APPENDICE

Plan pour la discussionàl'école maternelle etàl'école élémentaire. Dans l'école moyenne on a proposé un questionnaire écrit qui avait à peu près la même structure.

- Àquoi pensez-vous quand vous entendez le mot "transformation" ? - Est-ce-que vous pouvez donner quelques exemples de transformations?

- Voila une liste d'actions et de faits différents. Pouvez-vous trouver des transformations parmi certains d'entre eux? Expliquez votre réponse.

- Un enfant fait une promenade; - Unverre tombe et se casse; - On cuit une tranche de viande; - Un enfant lit un livre ;

- Un morceau de bois brûle dans la cheminée.

- Quand il y a eu une transformation, est-il possible de retourneràla situation initiale? (Cette question n'a pas été posée aux enfants de l'école maternelle).

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