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Escape Game collège en sciences
par Claire TUMÉO, Cécilia BELSON, Julia DA SILVA, Dominique VERDIER et Frédéric COTTENCEAU Collège Victor Hugo - 92130 Issy-les-Moulineaux claire.tumeo@ac-versailles.fr cecilia.belson@ac-versailles.fr julia.da-silva@ac-versailles.fr dduterque@ac-versailles.fr frederic.cottenceau@ac-versailles.fr
D
anscetarticle, la mise en œuvre d’un Escape Game en sciences (Sciences physiques, Mathématiques et Sciences de la vie et de la Terre) au niveau cinquième est décrite.L’objectif est de développer la motivation des élèves en sciences dans un cadre particulier qu’est le jeu coopératif. La première partie est dédiée au déroulement de l’Escape Game. La deu- xième partie concerne la phase de préparation pour la mise en œuvre de cette activité. Enfin, une troisième partie précise l’Escape Game réalisé.
INTRODUCTION
Comment participer à l’événement national qu’est la Fête de la science au sein de l’établissement ? Comment susciter enthousiasme, motivation et intérêt pour les sciences ? Comment mobiliser les compétences différentes des élèves et les valoriser ? L’idée a été de créer et réaliser un Escape Game pluridisciplinaire en sciences. La mise au point d’un tel événement nécessite une organisation, que nous avons souhaitée partager au sein de cet article.
1. DÉROULEMENT DE LA SÉANCE ESCAPE GAME
Le principe de l’Escape Game était de résoudre une énigme finale à partir d’énigmes intermédiaires permettant d’aboutir à un code secret en un temps limité. Le code à trois chiffres était obtenu par un calcul combinant les nombres-réponses aux différentes énigmes intermédiaires (cf. figure 1, page ci-après).
1.1. Une séance organisée en différentes étapes
Chaque équipe doit résoudre la même énigme le plus rapidement possible, le temps limite étant fixé à quarante minutes. Trois équipes s’affrontent dans des salles différentes et en même temps. L’énigme est considérée résolue lorsque le code secret
trouvé permet d’ouvrir le coffre. Dès que le coffre est ouvert, le chronomètre est arrêté et le jeu est terminé.
L’accès au code secret se fait en appliquant une formule établie et donnée aux élèves, qui combine les résultats obtenus avec les différentes énigmes. Les énigmes sont cachées dans des enveloppes dans la salle de jeu. Une fois une enveloppe trouvée, les groupes d’élèves peuvent réfléchir à la résolution de l’énigme. Ainsi, le jeu comporte deux phases : la phase de fouille, durant laquelle les élèves cherchent les enveloppes, au nombre de sept par salle, et la phase de recherche, durant laquelle ils effectuent la résolution des énigmes.
Volontairement, les élèves n’ont pas été guidés pour l’organisation de ces phases.
Ils pouvaient donc alterner les phases de fouille et de recherche autant de fois qu’ils le souhaitaient, ou réaliser ces phases simultanément en séparant l’équipe en plusieurs groupes. Ainsi, stratégie, coopération et esprit d’équipe sont sollicités tout au long de l’activité.
1.2. Un moment décisif : les consignes du début de séance
La séance durant cinquante-cinq minutes et le jeu occupant quarante minutes, les consignes données par l’enseignant constituent un enjeu. Elles doivent être données rapidement et de manière concise. Celles-ci comportaient trois points :
♦ Les zones autorisées et interdites pour la phase de fouille.
♦ La possibilité à l’équipe de demander des aides. Elles peuvent être de deux types : aide
ÉNIGME FINALE
Reporte les réponses aux différentes énigmes dans ce tableau :
M1 : M2 : M3 :
CH1 : CH2 :
SVT1 : SVT :
Pour découvrir le code à trois chiffres permettant d’ouvrir le cadenas contenant l’antidote, effectue le calcul suivant :
SVT2 – (SVT1 + (M1 + CH2) × M2 + CH1 × M3) 5
Énigme M3
Dans le laboratoire de recherche de l’usine VH, il y a des souris et des poules.
On compte dix-huit têtes et cinquante-deux pattes.
Combien y a-t-il de souris ?
Figure 1 - Énigme finale et énigme de mathématiques.
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sur l’emplacement des enveloppes ou sur les énigmes elles-mêmes. Une aide n’est donnée qu’au bout de cinq minutes de recherche, et la demande d’aide ajoute une minute de pénalité sur le temps final. L’enseignant indique sur une feuille récapitu- lative si un indice est donné.
♦ Puis, un diaporama est projeté et indique : l’intrigue, le nombre d’enveloppes à trou- ver, le décompte du temps. Le minuteur défile tout au long de l’activité, projeté au tableau, et une musique est présente tout au long de l’activité.
Figure 2 - Minuteur projeté au tableau.
L’activité a mobilisé cinq enseignants au total, trois dans les salles, un circulant de salle en salle pour s’assurer du bon déroulé de l’activité et gérer les imprévus éventuels, et un réceptionnant les équipes ayant résolu l’énigme en avance dans une salle prévue à cet effet.
2. LA PRÉPARATION DE L’ESCAPE GAME PAR L’ÉQUIPE PÉDAGOGIQUE
La séance de cinquante-cinq minutes inclut : l’installation des élèves et la mise en équipe, la phase de jeu (quarante minutes) et une phase de retour aux élèves (remer- ciement pour la participation, réponses à d’éventuelles questions qui ne sont pas celles des énigmes). Il s’agit donc d’optimiser le temps hors de la phase jeu ; c’est pourquoi les équipes étaient communiquées aux élèves en amont.
La phase de préparation s’est déroulée en plusieurs étapes :
♦ préparation des énigmes par discipline ;
♦ choix de l’intrigue puis préparation du diaporama ;
♦ établissement d’un planning avec le passage par classe, puis répartition des élèves en équipes ;
♦ communication des consignes et des équipes à toutes les classes participantes ;
♦ le jour de l’activité : préparation des salles (matériel et répartition des enveloppes conte- nant les énigmes intermédiaires). Un document répertorie les cachettes des enve- loppes et les indices des cachettes.
CH1
Chaise 3e droite
(si vous ne la trouvez pas, vous pouvez vous asseoir dessus)
M1
Poubelle bleue
(il ne faudrait pas qu’elle soit recy- clée)
CH2 Poche blouse
(blanche comme neige) M2
Panneau liège derrière affiche (pas loin de la pluie et du beau temps)
SVT1
Bac à sable
(sans, le château pourrait s’effon- drer)
M2
Distributeur serviettes
(avec elle, on ne peut pas s’essuyer les mains)
SVT2
Casier 4e milieu
(au-dessus de nos genoux quand on est assis)
Figure 3 - Document répertoriant les cachettes des enveloppes contenant les énigmes et en rouge, les indices donnés aux élèves sur demande.
3. L’ESCAPE GAME « CLÉ EN MAIN »
Pour finir, nous souhaitons partager les énigmes de l’Escape Game réalisé, ainsi que quelques illustrations de mise en œuvre. Cet Escape Game a été mis en œuvre dans le cadre de la Fête de la science. Il pourrait également être utilisé pour évaluer l’état d’acquisition des compétences au cours du cycle 4, et ce dans plusieurs domaines du Socle commun de connaissances, de compétences et de culture (SCCC) :
♦ S’exprimer à l’oral, car les élèves doivent échanger et expliquer leurs démarches au sein des équipes pour résoudre les énigmes (domaine 1 du SCCC).
♦ Utiliser des langages scientifiques, mis en jeu dans toutes les énigmes. En particulier, l’énigme finale permet d’évaluer l’utilisation du calcul littéral (domaine 1 du SCCC).
♦ Coopérer et réaliser des projets : l’activité nécessite un partage des tâches et une orga- nisation au sein des équipes (domaine 2 du SCCC). Organiser et planifier le travail de l’équipe permet aux élèves de résoudre l’énigme avec une plus grande efficacité. La réussite du groupe est conditionnée par le travail d’équipe et la coopération.
♦ Mener une démarche scientifique et résoudre un problème (domaine 4 du SCCC).
Les énigmes M1 et M2 permettent de mettre en œuvre un raisonnement logique simple. Les énigmes SVT et CH permettent d’évaluer la capacité de l’élève à mettre en œuvre un protocole expérimental à partir de photos, schémas ou matériel mis à disposition. Par exemple, l’énigme CH1 nécessite de se questionner sur quelle substance introduire dans quel tube avant de le réaliser. Puis, il faut extraire les infor- mations utiles : attribuer le chiffre correspondant à l’observation du changement de couleur de la solution (cf. figures 4 et 5, page ci-contre). D’autre part, il est possible d’évaluer l’élève sur l’utilisation d’un objet : le microscope dans l’énigme SVT1.
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3.1. Énigmes de physique-chimie 3.1.1. Énigme CH1
L’énigme CH1 consiste en l’utilisation d’un indicateur coloré, le chou rouge, pour reconstituer un nombre à trois chiffres à l’aide d’un tableau de correspondance chiffre-couleur. En arrivant, l’élève voit un porte-tube contenant du jus de chou rouge et quatre tubes numérotés, cinq béchers étiquetés contenant des substances, des pipettes Pasteur et une spatule.
3.1.1.1. Phase préparatoire
Le professeur prépare avant la séance quatre tubes numérotés contenant du jus de chou rouge et cinq béchers contenant des substances faisant varier le pH (donc la couleur de la solution de chou rouge) ou des solutions « pièges ». Les béchers contenant les substances utiles sont : le vinaigre, l’eau du robinet, le bicarbonate de soude. Les substances pièges sont : le sirop de menthe, le liquide vaisselle. Ces substances sont déjà colorées, et leur ajout dans les tubes mène l’élève à une fausse piste. Il reste un tube n° 4 dont l’équipe pourra se servir à sa guise de tube témoin ou de tube supplémentaire s’il a commis une erreur (substance piège introduite, doute sur le changement de couleur…).
Le matériel et les produits à prévoir pour cette manipulation sont : quatre tubes à essais ♦ un porte-tube ♦ cinq béchers ♦ quatre pipettes Pasteur et une spatule ♦ jus de chou rouge ♦ bicarbonate de soude, eau du robinet, vinaigre, liquide vaisselle, sirop de menthe.
3.1.1.2. Documents fournis aux élèves
Bleu 9 Rouge 3
Jaune 4 Vert 6
Orange 5 Violet 7
Rose 2
Figure 4 - Tableau de correspondance chiffre-couleur.
Tube 1 Indice :
Une substance acide incolore et alimentaire Code : ...
Tube 2 Indice :
Ça coule de source ! Code : ...
Tube 3 Indice :
Poudre blanche alimentaire Code : ...
Figure 5 - Tableau d’indices pour l’énigme CH1.
Dans l’enveloppe CH1, il y a deux indices : le tableau de correspondance chiffre- couleur (cf. figure 4, page précédente) et un tableau qui indique quelle substance mettre dans chaque tube (cf. figure 5, page précédente). Il est attendu que l’élève devine quelle substance doit être introduite dans chaque tube par la figure 5, observe un changement ou non de couleur et attribue le chiffre correspondant à la couleur de la solution par le tableau en figure 4. Le code à trois chiffres est l’association des trois chiffres les uns à la suite des autres (en laissant les tubes dans l’ordre 1 – 2 – 3).
1 Tube n° 1
Jus de chou rouge + vinaigre 2 Tube n° 2
Jus de chou rouge + eau du robinet 3 Tube n° 3
Jus de chou rouge + bicarbonate de soude 4 Tube témoin
Jus de chou rouge
Figure 6 - Matériel pour la réalisation de l’énigme CH1
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3.1.1.3. Résultats
Vous trouverez sur la figure 7 les résultats attendus. Le code ainsi trouvé pour l’énigme CH1 est 279.
Tube 1
Indice :
Une substance acide incolore et alimentaire (réponse : le vinaigre)
Code : 2
Tube 2
Indice :
Ça coule de source ! (réponse : l’eau du robinet)
Code : 7
Tube 3
Indice :
Poudre blanche alimentaire (réponse : le bicarbonate de soude)
Code : 9
Figure 7 - Réponses pour l’énigme CH1.
3.1.1.4. Raisonnements d’élèves
Les élèves ayant pris le temps d’utiliser le tableau d’indices sur la figure 5 ont réussi à trouver le code. Les élèves n’ayant pas trouvé ce code sont ceux qui ont pris le parti de tout mélanger, en particulier en utilisant les « substances pièges » qui les ont alors menés sur une fausse piste.
3.1.2. Énigme CH2
L’énigme CH2 consiste en la révélation d’une encre invisible : le jus de citron.
Celui-ci est révélé à l’aide d’une bougie, que l’on a placée dans un petit pot en verre pour des raisons de sécurité.
3.1.2.1. Phase préparatoire
L’enseignant écrit au jus de citron le code à déchiffrer dans le cadre noir. Nous avons préparé une seconde feuille pour laisser une deuxième chance aux équipes qui n’auraient pas réussi, sortie sur leur demande, mais qui compte comme une pénalité.
Le matériel nécessaire pour cette manipulation est : un pot en verre ♦ une bougie chauffe-plat ♦ un briquet ou allumette ♦ du jus de citron et un coton-tige pour écrire le message à décoder en préparation.
3.1.2.2. Documents fournis aux élèves
Dans l’enveloppe est présente l’énigme CH2. Le cadre noir est la partie à révéler, contenant le code. Pour révéler, il faut allumer la bougie et placer le papier au-dessus de la flamme. Il faut être prudent et ne pas laisser le papier chauffer trop longtemps. Le briquet doit être demandé par l’élève, qui doit avoir l’initiative de demander de quoi
allumer la bougie. L’enseignant doit être attentif lors de la résolution de cette énigme (sécurité, initiative proposée).
Énigme CH2
Un code secret est caché dans le cadre…
à vous de le révéler !
Attention, la feuille ne doit pas prendre feu sinon ce message s’autodétruira !
Figure 8 - Énigme de physique-chimie CH2.
3.1.2.3. Résultats
Le code inscrit était le chiffre : 438.
3.1.2.4. Raisonnements d’élèves
♦ Certains élèves ont tenté d’utiliser la lumière du microscope pour révéler le code.
♦ La plupart des groupes ont pensé rapidement à la bougie, mais tous n’ont pas deman- dé spontanément à l’allumer.
♦ Peu d’entre eux étaient suffisamment patients pour attendre la révélation du code à la flamme, beaucoup passaient trop rapidement avec la bougie en se disant que ça ne fonctionnait pas.
3.2. Énigmes de mathématiques
Les énigmes de mathématiques sont données sur les figures 9, 10 et 11 (cf. page ci-contre).
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3.2.1. Documents fournis aux élèves
Énigme M1
La porte du laboratoire de recherche de l’usine VH est sécurisée par un code à trois chiffres. :
♦ il est plus grand que 800 et plus petit que 900 ;
♦ il est impair ;
♦ un de ses chiffres est un zéro ;
♦ la somme de ses chiffres est égale à 13.
Quel est ce code ?
Figure 9 - Énigme de mathématiques M1.
Énigme M2
On trouve le logo suivant sur la porte du laboratoire de l’usine VH.
Combien peut-on compter de triangle dans ce logo ?
Figure 10 - Énigme de mathématiques M2.
Énigme M3
Dans le laboratoire de recherche de l’usine VH, il y a des souris et des poules.
On compte dix-huit têtes et cinquante-deux pattes.
Combien y a-t-il de souris ?
Figure 11 - Énigme de mathématiques M3.
3.2.2. Résultats
Les résultats des énigmes sont les suivants :
♦ Énigme 1 : 805.
♦ Énigme 2 : 18.
♦ Énigme 3 : 8.
3.2.3. Raisonnements d’élèves
L’énigme 1 a souvent été rapidement et correctement résolue, les élèves identifiant rapidement le chiffre des centaines (8), puis le rang des dizaines pour le chiffre 0 étant donné que le nombre est impair, et pour finir le chiffre des unités (5) par déduction de la dernière indication.
Pour l’énigme 2, de nombreuses équipes sont allées trop vite dans le comptage des triangles, beaucoup oubliant les deux « grands » triangles formés par les diagonales des deux carrés. Le nombre total de triangles est 18.
Pour l’énigme 3, les approches ont été diverses :
♦ Plusieurs équipes ont réalisé un dessin avec les dix-huit têtes et des pattes réparties sur les têtes au fur et à mesure.
♦ Certaines équipes ont fait des essais en testant avec un nombre de souris au départ et en ajustant selon le nombre de pattes trouvées.
♦ Une équipe a suivi le raisonnement suivant : si tous les animaux étaient des poules, il y aurait 18 2 36# = pattes. Comme il en faut 52, il reste 16 pattes (52 – 36) à attri- buer, soit huit paires supplémentaires à huit poules qui deviennent alors des souris. Il y a donc dix poules et huit souris.
3.3. Énigme de Sciences et vie de la Terre (SVT1)
La première énigme de Sciences et vie de la Terre portait sur les os du squelette humain (SVT1). Une liste de mots est écrite, chaque mot est une anagramme qui, lorsqu’elle est reconstituée, correspond au nom d’un os. Une photo de squelette avec des numéros sur les os est à disposition des élèves dans la salle. En plaçant l’os au bon endroit sur le squelette, l’énigme est résolue lorsque chaque os est associé à un chiffre puis que les chiffres sont mis les uns à la suite des autres.
3.3.1. Documents fournis aux élèves
Énigme SVT1
Pour découvrir le code à cinq chiffres, tu dois résoudre l’énigme sui- vante :
FUMER ANCRE LOUTRE ÉCOT MUNSTER
( ( ( ( (
FÉMUR
?
?
?
?
Figure 12 - Énigme SVT1.
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Dans la salle, il y a aussi une photo à trouver sur laquelle les os d’un squelette sont numérotés.
3.3.2. Phase préparatoire
Cette énigme est facilement modifiable : l’enseignant cherche des anagrammes susceptibles de donner des noms d’os et prépare un document sur lequel les os sont numérotés.
3.3.3. Résultats et réponses
Le code inscrit était le chiffre : 4 8 5 1 3.
Les résultats peuvent être récapitulés dans un tableau :
Mot de l’indice Nom de l’os Code
FUMER FÉMUR 4
ANCRE CRÂNE 8
LOUTRE ROTULE 5
ÉCOT CÔTÉ 1
MUNSTER STERNUM 3
3.3.4. Raisonnements d’élèves
♦ Les difficultés ont été diverses. Certains ont eu des difficultés pour reconstituer les anagrammes, pour penser à utiliser la photo du squelette et enfin pour reconnaître certains os.
3.4. Énigme de Sciences et vie de la Terre (SVT2)
La deuxième énigme consistait en la lecture d’un chiffre au microscope en police Arial Black en corps 1,5.
3.4.1. Phase préparatoire
L’enseignant a cherché une police non visible à l’œil nu, mais seulement au micro- scope. Pour cela, il a testé différentes polices et différents corps.
Finalement, en entrant la police Arial Black et en tapant le corps 1,5, le résultat était convenable. Le document suivant a été tapé imprimé sur une feuille classique puis plastifié. De plus, il est possible de repérer la zone à observer puisqu’on voit une forme à l’œil nu (mais on n’arrive pas à déchiffrer ce code en détail !).
3.4.2. Document fourni aux élèves
Énigme SVT2
7 5 3 2 4
3.4.3. Résultat
Le code était : 7 5 3 2 4 3.4.4. Raisonnements d’élèves
♦ Au départ, les élèves pensaient qu’il n’y a avait rien d’écrit puis ils ont essayé de voir par transparence. Puis, en leur rappelant que tout le matériel à disposition dans la classe était à utiliser, ils ont pensé au microscope. Des difficultés ont alors été rencon- trées pour certains dans l’utilisation du microscope.
3.5. Résolution de l’énigme finale
Après avoir trouvé les réponses aux indices, les équipes remplissent une feuille récapitulative (cf. figure 13).
ÉNIGME FINALE
Reporte les réponses aux différentes énigmes dans ce tableau :
M1 : M2 : M3 :
CH1 : CH2 :
SVT1 : SVT :
Pour découvrir le code à trois chiffres permettant d’ouvrir le cadenas contenant l’antidote, effectue le calcul suivant :
SVT2 – (SVT1 + (M1 + CH2) × M2 + CH1 × M3) 5
?
Figure 13 - Énigme finale : feuille récapitulative.
Vous trouverez sur la figure 14 (cf. page ci-contre) les résultats finaux.
Collège
M1 : 805 M2 : 18 M3 : 8
CH1 : 279 CH2 : 438 SVT1 : 48513 SVT2 : 75324
Figure 14 - Énigme finale : feuille récapitulative corrigée.
Le code final, après calcul, est alors : 441. Ce code est testé par les élèves… le coffre s’ouvre, et l’antidote est trouvé !
L’enseignant complète le tableau donné en figure 15.
SALLE n° ... Groupe n° 1
Nom des élèves absents : ...
Équipes Réussite (oui/non)
Temps restant (affiché au tableau)
Pénalités
Temps finale 1’ 1’ 1’ 1’
Figure 15 - Tableau complété par l’enseignant.
3.6. Résultats
Un graphique répertorie les résultats des équipes sur la figure 16 (cf. page ci- après). Il est possible de remarquer que la majorité des équipes n’ont pas abouti au code secret, cependant une partie était proche du résultat escompté.
Parmi les équipes ayant réussi, il est possible d’étudier en combien de temps et combien d’aides ont été fournies pour parvenir au résultat (cf. figures 17 et 18, page ci-après).
Figure 16 - Résultat des équipes.
Figure 17 - Répartition du temps de résolution de l’énigme en fonction des équipes ayant découvert le code secret.
Figure 18 - Répartition du nombre d’aides fournies aux équipes ayant découvert le code secret.
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CONCLUSION
L’activité a été concluante : bien que toutes les équipes n’aient pas résolu l’énigme dans son ensemble, l’engagement des élèves était très présent. Il est à noter que les élèves ayant le plus coopéré ont obtenu les meilleurs résultats.
L’activité a atteint ses objectifs :
♦ dans le cadre d’une activité sur le thème des sciences et par l’intermédiaire du jeu, la mise au travail des élèves a été rapide et l’attention captée tout au long de l’activité ;
♦ les indices ont permis de mobiliser des compétences variées (construction d’un rai- sonnement logique, réalisation de gestes techniques avec du matériel de laboratoire, communication) et la prise d’initiative. Le jeu coopératif fait sens dans la prise en compte de la diversité des élèves ;
♦ l’Escape Game s’est déroulé à la fin de la Fête de la science et a donné une occasion supplémentaire de parler de cet événement.
REMERCIEMENTS
Nous voudrions remercier l’équipe de direction du collège, en particulier M. Mouloud Gherbi et Mme Bernadette Rosin, pour nous avoir permis de réaliser ce projet.
Claire TUMÉO Enseignante de sciences physiques Collège Victor Hugo
Issy-les-Moulineaux (Hauts-de-Seine)
Cécilia BELSON Enseignante de sciences physiques Collège Victor Hugo
Issy-les-Moulineaux (Hauts-de-Seine)
Julia DA SILVA Enseignante de mathématiques Collège Victor Hugo
Issy-les-Moulineaux (Hauts-de-Seine)
Dominique VERDIER
Enseignante de Sciences de la vie et de la Terre Collège Victor Hugo
Issy-les-Moulineaux (Hauts-de-Seine)
Frédéric COTTENCEAU Enseignante de Sciences de la vie et de la Terre Collège Victor Hugo
Issy-les-Moulineaux (Hauts-de-Seine)
