Objectif lié : MSN 15

MSN 16 — Explorer des phénomènes naturels et des technologies…

  • 1
    …en confrontant ses conceptions entre pairs et avec divers médias
  • 2
    …en distinguant les éléments du monde naturel des objets manufacturés
  • 3
    …en cherchant à expliquer le fonctionnement de phénomènes naturels et d'objets techniques
  • 4
    …en imaginant, en réalisant des expérimentations et en proposant des explications
  • 5
    …en communiquant ses observations à l'aide d'un vocabulaire adapté

Cet objectif d'apprentissage offre de nombreuses possibilités permettant à l'élève de se questionner, manipuler, observer, expérimenter, constater, s'étonner, remettre en question son idée première, rapporter. Les progressions sont donc des occasions privilégiées pour développer les capacités scientifiques des élèves.

Dans un souci de verticalité, les progressions proposées sont organisées autour de concepts centraux des sciences tels que les forces (énergie), les cycles naturels, la matière (ses caractéristiques, ses propriétés). Afin de ne pas anticiper sur le travail du cycle 2, on se limite à une approche simple de ces concepts, mais à une approche qui permettra la mise en œuvre et la construction des capacités scientifiques des élèves.

Progression des apprentissages Attentes fondamentales Indications pédagogiques
1re – 2e années 3e – 4e années Au cours, mais au plus tard à la fin du cycle, l'élève… Ressources, indices, obstacles. Notes personnelles

Les quelques étapes de la démarche scientifique présentée ci-dessous correspondent à un ordre qui s'applique au modèle courant d'un compte-rendu scientifique. Dans la phase d'apprentissage et dans l'action, cet ordre n'est pas respecté et fait, en réalité, l'objet de multiples allers-retours entre questionnement – hypothèse – constat – récolte et analyse de données – observation – expérimentation – élaboration d'un modèle explicatif.

Précisions cantonales :

Initiation à la démarche scientifique

Formulation de questions et d'hypothèses au sujet d'une problématique (oralement ou par écrit : dessins ou schémas intuitifs, légendes,…)

formule au moins une question ou une hypothèse au sujet d'une problématique

L'initiation à la démarche scientifique ainsi décrite est destinée à s'appliquer aux Progressions d'apprentissage des champs:

  • Matières
  • Forces et énergie
  • Planète Terre

Une problématique signifie ici une situation scientifique qui questionne les élèves. Elle peut être interdisciplinaire

Utiliser les questions que se posent les élèves afin de maintenir et renforcer leur curiosité naturelle

Développer chez les élèves une attitude de chercheur : c'est la confrontation avec le monde réel (par manipulation, comparaison, observation,…) qui corrobore les hypothèses

Les réponses construites par les élèves sont évidemment incomplètes et parfois imprécises mais leur apportent généralement une nouvelle manière de voir la situation

La démarche scientifique développe l'esprit critique des élèves : ne pas toujours croire ce que l'on voit au premier regard ; se questionner, remettre en question son idée première

Proposition de pistes de recherche

Élaboration et/ou mise en œuvre d'un dispositif d'expérimentation, d'exploration ou d'observation

Identification de quelques facteurs (variables) influençant un phénomène observé ou expérimenté

identifie un facteur (une variable ou une constante) intervenant dans une problématique

propose un instrument de mesure adéquat dans une situation problématique donnée

confronte ses résultats d'observation, d'expérimentation ou de recherches documentaires pour infirmer ou confirmer une hypothèse

Choix et utilisation d'outils de mesure adéquats pour une problématique

Découverte et comparaison de longueurs, de durées, de capacités,… à l'aide d'unités de mesure non standardisées (bandelettes, gobelets,…)

Comparaisons de longueurs, de capacités, de masses, de durées,… à l'aide d'unités non standardisées et des unités conventionnelles (système métrique, calendriers)

Relevé des observations ou des mesures effectuées (dessin, légende, description dictée à l'adulte,…)

Relevé des observations ou des mesures effectuées (dessins d'observation, photos, schémas, légendes, descriptions, explications, journal d'observation,…)

Organisation et tri des éléments récoltés et des observations à l'aide d'un outil de représentation proposé (frise chronologique, tableau de classement, représentations de longueurs,…)

Organisation et tri des collections, des observations et des résultats à l'aide de divers outils de représentation proposés (frise chronologique, tableaux et arbres de classement, schémas, représentations de longueurs,…)

compare deux éléments (objets, plantes, animaux, partie du corps,…) selon des critères donnés

choisit un critère pour trier une collection et l'utilise pour la présenter

Proposition d'une explication à partir des résultats d'une observation, d'une expérience. Sensibilisation à la distinction entre ce qui relève des résultats, des constats, et ce qui relève de l'interprétation qu'on en fait et qui peut être remise en question (constat : une règle flotte; interprétation : elle flotte parce qu'elle est en bois ou en plastique)

Dans un compte-rendu oral, présentation d'une phase de la recherche (question de recherche, hypothèse, expérimentation, observation, résultats, interprétations,…) à l'aide de différents supports (image, dessin, photo,…)

Dans un compte-rendu oral ou écrit, présentation de certaines phases d'une recherche (question de recherche, hypothèse, expérimentation, observation, résultats, interprétations,…) à l'aide de différents supports (image, dessin, photo, texte, schéma,…)

communique ses résultats par oral et à l'aide d'un dessin annoté

Matière

Récolte d'éléments (bois, pierre, métal, tissu, plastique, papier,…) de son environnement (naturel ou construit)

Manipulation de divers éléments, prise d'information à l'aide des 5 sens, verbalisation des observations

Récolte d'éléments (bois, pierre, métal, tissu, plastique, papier,…) de l'environnement (naturel ou construit)

Catégorisation spontanée (flottabilité, perméabilité, solubilité, dureté et déformation, forme, masse, aspect,…) des éléments récoltés puis discussion des critères retenus

Classement (aspect, forme, matière, masse, odeur,…) et argumentation d'éléments selon des critères donnés :

  • utilisations des matières
  • matière-s constitutive-s

classe des objets selon des critères liés aux propriétés de la matière : aspect (taille, rugosité, couleur,…) et matières constitutives (bois, pierre, métal,…)

Pour développer des capacités et attitudes scientifiques, confronter l'élève à des tâches ouvertes. Exemple : trier des éléments récoltés selon des critères choisis par l'élève (catégorisation spontanée)

Catégorisation spontanée de différents objets (de l'environnement naturel ou construit) selon des critères donnés (aspect, forme, matière, masse, odeur,…)

Réflexion à propos de quelques objets manufacturés : quelles en sont les matières constitutives ? comment les recycle-t-on ?

Observation des phénomènes naturels liés à l'eau (nuage, pluie, neige, grêle, soleil,…)

Observation des phénomènes naturels liés à l'eau (nuage, pluie, neige, grêle, inondation, vent, soleil,…) et expérimentation des transformations de l'eau liquide-solide-liquide (neige, glace)

Forces et énergie

Expérimentation de la force à l'aide du corps et d'objets (sac plastique, feuille de papier, tourniquet, bouteille, arrosoir, balle, bille, bateau à voile, moulin, aspirateur, jet d'eau,…)

Expérimentation de la force de l'air, de l'eau et/ou d'objets en mouvement, perception à l'aide du corps et à l'aide de dispositifs construits (éolienne, parachute, cerf-volant, roue à aube, balles ou billes roulant sur des rampes,…)

cf. Attentes liées à Initiation à la démarche scientifique

Observation de la force de l'air, de l'eau, des objets en mouvement dans l'environnement

Utilisation des objets techniques

Mise en relation des expériences réalisées avec l'utilisation de ces forces par l'homme

Réalisation et expérimentation de divers dispositifs pour rechercher l'équilibre entre divers objets ou le point d'équilibre propre d'un objet

équilibre deux masses par essais successifs à l'aide d'outils appropriés

Planète Terre

Distinction des différentes saisons par l'observation, l'approche par les sens et la comparaison de certaines caractéristiques (température, luminosité, fréquence et nature des intempéries, apparence de la végétation, variations de températures, rythmes des végétaux, ouverture des fleurs,…)

Distinction des cycles journaliers et saisonniers par l'observation de certaines caractéristiques (température, luminosité, sens du vent, fréquence et nature des intempéries, apparence de la végétation, variations de températures, rythmes circadiens – activités/repos,…) et la prise de mesures

Réflexion et observation sur ce qui fonctionne de manière cyclique (rythmes circadiens – activités/repos, rythmes des végétaux, ouverture des fleurs, rythmes biologiques animal – migration, hibernation, reproduction – et végétal – germination, floraison, fructification,…) à partir de l'alternance jour/nuit et des saisons

décrit le cycle naturel jour/nuit en utilisant quelques observations (lumière, température, végétation, faune,…) et des repères temporels (horaires sur la journée)

décrit le cycle naturel des saisons en utilisant quelques observations (lumière, température, conditions météorologiques, végétation, faune,…) et des repères temporels (calendriers)

Exploration de phénomènes naturels liés à l'actualité (tempête, avalanche, migration des oiseaux,…)

Exploration de phénomènes naturels liés à l'actualité (tempête, inondation, sécheresse, avalanche, migration des oiseaux, éruption volcanique,…) et émission d'hypothèses pour les expliquer