SCIENCES 12-16 : UN PROJET D'ENSEIGNEMENT DES SCIENCES EXPÉRIMENTALES
Mercè IZQUIERDO
D.D.C.M. Universitat Autonoma Barcelona Montserrat CABELLO, Nuria SOLSONA
cn.E.
Ciències BareelonaMOTS.CLÉS : PROJET - ÉDUCATION SCIENTIFIQUE
RÉSUMÉ : Le Projet Sciences 12-16 a pour but la création des bases pour une éducation scientifique. Le Projet fait attentionàl'introduction des concepts scientifiques. à l'utilisation du langage età la manipulation expérimentale dans une perspective interdisciplinaire.
SUMMARY : The Project Sciences 12-16 creating the basis for a scientific education giving equal treatInenttoscientific concepts,IDuse of language and to practice manipulation in a interdisciplinary perspective.
1. INTRODUCTION
Le projet Sciences 12-16 a pour objectif l'élaboration d'unités didactiques dans le champ des sciences expérimentales du cycle 12·16 de l'étape du secondaire obligatoire. TI s'agit d'un projet qui a pour butdemenel" un travail en commun entre le professorat qui le développe danslaclasse et celui qui travailleàla planificationetàl'élaboration des différentes unités didactiques.
Il s'agit d'un projet "ouvert" dans le sens que même si les unités didactiques sont
totalement élaborées elles peuvent être utiliseés en classe selon le rythme d'apprentissage des élèves. Ces!pOUTcette raison qu'une des caractéristiques du projet est de procurer aux professeurs des
"instruments de diagnosùc" et des moyens pour suivre l'évolution conceptuelle des élèves ainsi que des indications pour favoriser la participation et les engagements des élèves dans leur propre apprentissage.
2. OBJECTIFS DU PROJET ET RÉFÉRENCES THÉORIQUES
Leprojet fait partie de la conception constructiviste des sciences et de l'apprentissage. C'est dans ce cadre que le projet Sciences 12-16 se propose "d'enseignerà penser sur le monde". Le but du projet est que l'élève apprenneà expliquer et non seulement à décrire les phénomenes qu'il observe.
Ainsi. le projet ne prétend pas donner les "définitions" des concepts à un haut niveau scientifique mais puisqueilveut que les élèves puisse expliquer les faits présentés. C'est pourquoi les concepts sont introduits en accord avec le niveau des faits. Notre but est que l'élève parvienne à dechiffrer les explications qui se trouvent dans les textes scientifiques. On peut donc dire que le projet se propose d'enseigneràlireetà écrire sur les sciences etàpartir des sciences.
Lechoix en faveur d'un projet structuré au lieu d'un ensemble d'unités didactiques plus ou moins indépendants veut aideràdonner une cohérence à la tâche des professeurs et à faciliter l'apprentissage des sciencesà ce niveau afin qu'il soit significatif pour l'élève.
Puisque nous considérons que ce qui unifie les sciences c'est "expliquer avec des théories", c'est-à-dire "interpréter les phénomènes", les planifications de Sciences 12-16 se construisent àpartir de quelques concepts structurants qui sont communs aux différents champs de la science pennettant d'établir des ponts entre les disciplines. Les concepts structurants que nous utilisons sont: "propriété", "classification". "transformation", "interaction", et "système". Les concepts structurants s'établissent autour de modéles théoriques qui donnent un sens aux concepts scientifiques de chaque discipline.
En accord avec une perspective d'évolution conceptuelle, la planification réalisée pour l'introduction des modèles et des concepts scientifiques est integrée dans les "çurricula en spirale". Ceci afin de mettre l'accenl encore un fois sur les mêmes modèles et concepts avec un degré d'abstraction chaque fois plus important, de façon que les éléves acquièrent un pouvoir ex;plicatif chaque fois plus grand des faits présentés. Ainsi les éléves pourront d'abord décrire puis interpréter,
grâceà l'utilisation progressive des différents modèles chaque fois plus élaborés.
Nous accordons beaucoup d'importance au niveau "factuel" puisque les sciences le sont. Nous avons essayé de proposer aux éléves des faits qui aient une signification pour eux et qui conservent aussi une cohérence propre, non derivée exclusivement des modèles théoriques.
Le projet Sciences inclut aussi une perspective quantà l'environnement, avec l'étude des préoccupations liéesà la protection de ce dernier et de son explication scientifique. Une formation scientifique de base doit préparer les individus à une meilleure connaissance de leur environnement pour leur pennetre de mesurer les conséquences de leur comportement et participer avec un esprit critiqueà l'évolution des événements de la société.
b-Aussi le projet Sciences 16 veut mettre l'accent tout particulièrement sur les aspects liés à la santé, ce qui permettra à l'élève d'acquérir les connaissances nécessaires pour favoriser et protéger la santé individuelle et collective. Ceci pennettra aussi d'établir des habitudes nécessaires au contrôle d'un bon état de santé.
Dans la mesure où nous prenons en considération la diversité des éléves, les filles et les garçons, le projet inclut une perspective de genre. il fait attention au langage et essaie d'incorporer le monde appelé "féminin"à l'éducation scientifique.
3. MÉTHODOLOGIE DU PROJET: LE CYCLE D'APPRENTISSAGE
En plus d'autres méthodes didactiques, le projet Sciences accorde une importance spécialeà la méthode appelée çycle d'apprentissage. Cette méthode donne à l'élève l'opponunÜé d'exprimer ses conceptions et ses idées, ainsi que la possibilité de les discuter et de les contraster, en provocant l'indispensable conflit conceptuel et la recherche de nouveaux concepts et sur des modèles de raisonnement plus adéquats.Lecycle d'apprentissage n'est pas un schéma obligatoire de travail en classe, maisilpeut constituer une orientation méthodologique pour les professeurs.
Le fait de structurer les activités selon la méthode du cycle d'apprentissage veut dire qu'on ne choisit pas un projet de découverte des concepts scientifiques puisque ceux-ci sont difficiles à découvÎI. C'est pour cette raison que l'introduction des concepts ne se fait pas de façon "magistrale" mais se fait en collaboration avec les élèves.
Le travail expérimental joue un rôle important dans le projet sciences puisqu'à travers lui l'élève participe à une série de travaux qui lui pennettent d'avoir une expérience directe avec les phénomènes qui font l'objet de l'étude.
4. LES PROCÉDÉS, LES ATTITUDES ET LE LANGAGE
Nous partons d'une conception où les concepts, les procédés et les attitudes sont les objets d'apprentissage. En tenant compte que l'élève vivra peuà peu un processus d'élaboration théorique tout au long des cours du Secondaire, les procédésà utiliser sont en parfait accord avec ces
différentes étapes de conceptualisation. L'expérimentation. au sens large, est constament présente et ellepermetde manipul.er de façon diversifiée.
Les attitudes que le projet voudrait susciter sont la solidarité et la coopération, liées à la construction de la connaissance scientifique aussi qu'aux engagements que l'humanité doit envisager pour son intervention dans le monde. Ces attitudes doivent donner lieu à des actes concrets, comme l'organisation d'une campagne de publicité pour améliorer l'utilisation de l'eau à l'école, et à des développements de comportements solidaires et responsables.
En accord avec l'approximation interactive et communicative que propose le projet, il est nécessaire de faire très anention au langage. Les professeurs utilisent le langage comme un véhicule de communication avec l'élève. D'où la nécessité d'une intervention didactique planifiée qui a pour objet de faciliter la maîtrise d'un langage significatif, capable d'exprimer la pensée de l'élève et de faire évoluer les opérations mentales qui se manifestent à travers la langue: l'abstraction, la relation entre les concepts, l'usage logique des arguments, la lecture compréhensive de textes et la construction cohérente de l'expression verbale pour expliquer les connaissances.
Dans le schéma cyclique suivant on représente la relation étroite enlIe le langage, la connaissance et l'expérience, considérés comme trois aspects irréductibles de l'esprit humain d'un point de vue relationnel avec le monde.
--", CONNAISSANCE
LANGAGE
Ainsi le langage doitêtrele véhicule des premières idées scientifiques de l'élève et doit donc évoluer parallèlementàelles. Compte tenu de l'importance des faits et de l'utilisation des modèles analogiques théoriques progressivement élaborés nous considérons que les élèves doivent élaborer et lire des textes scientifiques de typologies düférentes. Dans les activités de modélisation on souhaite que les élèves utilisent des expressions telles que: "c'est comme si...." (en référence aux modèles analogiques) ; "si... alors il se passe..." (en relation de causes à effets) ; "si nous faisions...alors il arriverait. .. "(en relation avec la fonnulation d'hypothèse).
5. UNITÉS DIDACTIQUES ET MODULATION
PLANIFICATION
PROPOSITION DE
Les prescriptions de la Réforme éducative établissent pour l'étape 12-16 ans,l'élaboration de neuf unités didactiques obligatoires et trois unités didactiques optionnelles. Les unités didactiques sont regroupées en trois modules, à l'intérieur de chacun d'eux, nous souhaitons conserverà la fois l'intégration des disciplines et leur spécificité. Chacun de ces modules se compose de trois unités
didactiques: l'une "physique-ehimie", l'autre "science naturelle" et, finalement, une unité didactique qui permet l'utilisation simultanée des deux modèles.
Présentons maintenant unbrefrésumé des contenus des unités didactiques qui ontété programmées jusqu'alors et en cours d'expérimentation. Les unités didactiques sont regroupées trois par bOis en modules de façonàce que chaque module puisse correspondre à un cours scolaire.
Les contenus relatifs aux procédés et attitudes requièrent un traitement beaucoup plus détaillé, lié aussi i la façon de donner un cours. et c'est pour cette raison que nous n'y faisons pas référencedanscene présentation.
Module 1
Le module 1 présente les modèles de structure qui pennettent de voir l'unité dans sa diversité: le modèle des particules et le modèle cellulaire. Le modèle de particules fait partie d'un modèle conservatifde la matière.
Les trois unités didactiques sont; 1- Diversité et unité des ma.teriaux 2-Diversité et unité desêtresvivants
3-L'eau ce n'est pas de l'eau, alors qu'est-ee que c'est?
Dans la première unité didactique "Diversitéetunité des matériaux" les faits pris en considération par les élèves etquipermettent de développer des activités sont :
.. TI existe des matériaux solides. liquides et gazeux. Les matériaux présentent des propriétés très différentes. mais quelques-unes conune la densité permettent de les identifier. TI est nécessaire de connaître les materiauxà travers leurs propriétés: l'eau. l'huile. le calcite. le vinaigre. letalc...
.. Tous les matériaux ont une masse et un volume.Onpeut mesurer laquantité dematière par la masse. le volume ou lenombre de particules, mais seule la masse se conserve lors des transfonnations. Par exemple le volume change avec la température.
Les concepts qui en dérivent sont par exemple: solide. liquide. gaz, particule. les propriétés générales des materiaux ; masse. volume et les propriétés caracteristiques, chaleur. température. quantité de matière. Ainsi que les noms des matériaux qui auront été étudiésau coursde l'unité didactique. associés aux propriétés qui rendent possible leur identification.
Dans la seconde unité didactique "Unité et diversité des êtres vivants" les "faits" que nous travaillons au cours des activités sont :
.. TI existe une grande diversité d'êtres vivants que l'on peut identifier avec les clés dichotomiques. Quelques fonctions sont communes à tous les êtres vivants; nutrition.relationet reproduction.
n
existe des êtres vivants qu'on ne voit pas mais on perçoit les résultats de leurs fonctions vitales par les changements qu'ils produisent dans le milieu où ils vivent.. Quelques maladies sont le produit de microorganismes. L'action des microorganismes peut-êtreutiledans des cas corrunepourla fabricationdupainet des yaourts.Dansd'autres cas cette action est combattue comme quand on soigne une maladie. quand on se brosse les dents ouquand on utilise un désinfectant.
Les concepts qui en dérivent sont: microorganisme, maladie infectieuse, modifications du milieu (conséquencede l'activité des organismes), protection de la santé, propreté, désinfection,
Dans la troisième unité didactique: "L'eau, ce n'estpasde l'eau, alors qu'est ce que c'est 1" les faits sont:
*
L'eau modèle et draine le paysage, par la dissolution de l'écorce terrestre. L'eau indispensable à la vie estunconstituant important desêtresvivants.*
L'eau des fleuves. de la mer et du robinet ne ressemblentpastout-à-fait à l'eau distillée, L'eau (corpspur)peut se présenterà l'état solide, liquide et gazeux, mais tous les matériaux ne peuvent pas se présenter dans les trois états.Apartir des dissolutions nous pouvons obtenir des "cristaux" et des changements d'état d'une manière différente de celle de l'eaumû.
*
L'eau est un bien précieux etrare,patrimoinede tous les habitants de laTerreque nous devons conserver,Les concepts qui en dérivent sont par exemple: l'eau "substance pure" (lUO), l'eau dissolution, le solvant, le cycle de l'eau, le changement d'état, la contamination ainsi que les relations avec de nouveaux matériaux: sel de table, (chlorure de sodium) calcite (chlorure de calcium), L'importance du contenu de l'eau dans les organismes, le rôle des végéteaux dans le cycle de l'eau et de J'eau en temps qu'agent modificateur du paysage, la perte de l'eau en relation avec la santé, L'eau delaplanète,unengagement collectifpourlapréserveretpourla conserver.
BIBLIOGRAPHIE
NUNZIATI(o.),1988, -Pour construire un dispositif d'évaluationfonnatrice,Document de travail, Université d'été.Juillet
SANMARTI (N.), 1990. - Secundàrja 12-16: Cièndes Experimentais. La seqüendaciô de
