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La démarche d’investigation au cycle 2

Les programmes – Les étapes de la démarche

 

Extrait des programmes Démarche d’investigation Démarche DiPHTeRIC

Un exemple d’investigation en sciences au cycle 2 : les chaînes alimentaires dans la forêt

Étape 1 : Données Initiales


Une situation motivante suscitant la curiosité.

Album : Le tigre mange-t-il de l’herbe? Album : Je vais te croquer ! Vidéo : Chaînes alimentaires dans la mer

 

Étape 2 : Problématisation


La formulation d’une problématique précise.

« Et dans la forêt, qui mange qui ? »


Étape 3 : Hypothèses


L’énoncé d’hypothèses explicatives.

Étape 4 : Tests


La conception d’une stratégie pour éprouver ces hypothèses et la mise en œuvre du projet ainsi élaboré.

Pour les élèves de CP et de CE1 :

Pour les élèves de CE2 :


Étapes 5, 6 et 7 : Résultats – Interprétation – Conclusion


La confrontation des résultats obtenus et des hypothèses et l’élaboration d’un savoir mémorisable.


Conclusion (élaborée avec les élèves) :

  • Une chaîne alimentaire est composée d’êtres vivants qui se mangent les uns après les autres. On les appelle les « maillons ».
  • La flèche signifie « est mangé par ».
  • Le premier maillon est toujours un végétal.

 

La démarche d’investigation au cycle 3

Les étapes de la démarche

Démarche d’investigation Démarche DiPHTeRIC

La phase de questionnement

Autour d’un phénomène ou d’une situation proposée par l’enseignant ou les élèves, naît une discussion collective en lien avec les représentations et questionnements de la classe. De la diversité des idées soulevées, de leur confrontation voire de leurs divergences, va se dessiner un problème que la classe aura à résoudre, une question d’ordre scientifique.
Toute la difficulté pour l’enseignant est de conduire la discussion qui amènera les élèves à prendre conscience du problème, de ce qu’ils cherchent à savoir ou à montrer. Pour cela, il encourage la communication entre les élèves et les guide dans leur réflexion : « Et vous, que diriez-vous ? Qu’en pensez-vous ? »

La formulation des hypothèses

En s’appuyant sur son expérience ou ses connaissances, l’élève donne des explications (exactes ou non). C’est en passant par l’investigation, via une recherche documentaire et/ou une expérimentation, que les élèves vont pouvoir confirmer ou infirmer ce postulat de départ. L’expérience vient alors, non pas comme une fin en soi, mais comme une nécessité permettant de tester la pertinence d’une hypothèse. La formulation des conceptions ou des hypothèses des élèves (ce qu’ils pensent savoir, ce qu’ils pensent comprendre et pouvoir expliquer d’un phénomène) peut être faite de façon individuelle ou collective :

  • à l’écrit sous la forme d’un dessin ou d’un schéma légendé, d’un texte argumenté ; d’une liste élaborée collégialement.
  • à l’oral, et prendre la forme d’une discussion collective argumentée entre les élèves.

La phase de recherche

Lors de cette phase, toujours guidé par l’enseignant, l’élève s’investit dans la recherche de solutions au problème posé. Il s’agit de mettre à l’épreuve les « hypothèses » retenues.
L’enseignant veille à ce que les modalités de recherche soient – le plus possible – trouvées par les élèves eux-mêmes, ceux-ci ne devant pas être de simples exécutants. Il peut parfois les aider, en cas de blocage, en leur présentant par exemple le matériel disponible.
Lorsque l’expérience n’est pas possible, la recherche documentaire, la modélisation, l’interview permettent aux élèves de valider ou de réfuter les hypothèses précédemment émises.

La structuration des savoirs

Le questionnement tient une place essentielle tout au long de l’investigation, qu’il s’agisse de poser un problème, d’interpréter le résultat d’une expérience, de confronter des points de vue… Il faut parfois plusieurs allers-retours entre questionnement et recherche avant de pouvoir répondre au problème et construire ainsi de nouvelles connaissances.
C’est lors de la mise en commun collective que la classe construit véritablement un savoir partagé. Le débat y tient une place primordiale. Cette mise en commun ne doit pas être vue comme un dialogue entre élèves et enseignant, mais comme un dialogue entre élèves, facilité par l’enseignant. Toute la classe participe à l’élaboration d’une trace écrite collective, qui fait consensus et qui résume ce qui a été appris et compris. Cette conclusion permet également de prendre de la distance avec l’activité réalisée afin de pouvoir commencer à généraliser et à conceptualiser.
La précision du vocabulaire devient ici centrale. Cette trace écrite collective est souvent textuelle, mais peut s’agrémenter d’autres formes de présentation : graphique, schéma, frise chronologique… Cette conclusion peut être apprise, voire mémorisée dans la formulation établie par la classe.

Note : la conclusion de la classe fait consensus… mais cela ne signifie pas qu’elle soit valable ! On peut être tous d’accord et tous se tromper ! Une étape essentielle, souvent oubliée, de l’investigation est la nécessaire confrontation du savoir construit en classe (nos conclusions) avec le savoir établi (ce que savent les scientifiques). Cette confrontation se fait à l’aide de livres, de documents… ou même avec l’enseignant qui est, lui aussi, dépositaire du savoir établi.


 

Trois exemples d’investigations en sciences au cycle 3 :

On a retrouvé des os La boîte du pourquoi L’emballage du jus de fruit

 

Mettre en place la démarche d’investigation sous forme de défi…

Enseigner l’astronomie au cycle 3

La place, les mouvements et la nature de la Terre, parmi les planètes du système solaire, sont détaillés tout au long du cycle par l’observation et la modélisation.

Propositions de séances :

Les mouvements de la Terre Les saisons Le système solaire L’Homme sur la Lune

 

Le cahier de sciences

Le cahier de sciences permet à l’élève de noter ses réflexions et les réflexions collectives de la classe à chaque étape de la démarche d’investigation.
En savoir plus…

Dans les textes officiels :

  • Programmes 2008 :
  • cycle 2 : Au C.P. et au C.E.1, les élèves acquièrent des connaissances sur le monde. Ils maîtrisent le vocabulaire spécifique correspondant. Ils dépassent leurs représentations initiales en observant et en manipulant.
  • cycle 3 : Les travaux des élèves font l’objet d’écrits divers consignés, par exemple, dans un carnet d’observations ou un cahier d’expériences.
  • Progressions de janvier 2012 :
  • cycle 2 : « Une courte trace écrite pouvant inclure des croquis légendés est indispensable pour permettre aux élèves de mémoriser les connaissances et le vocabulaire associés. »
  • cycle 3 : « Le vocabulaire spécifique proposé est celui utilisé durant les séances tant par l’enseignant que par les élèves. C’est en menant les différentes
    investigations que l’élève pourra mobiliser et s’approprier le vocabulaire nécessaire qui sera systématiquement repris dans le cahier de sciences,
    particulièrement dans les résumés de connaissances acquises. »
  • La main à la pâte :
  • Principe 5 : « Les enfants tiennent chacun un cahier d’expériences avec leurs mots à eux. »

La démarche d’investigation en sciences

Les grandes étapes de la démarche d’investigation en sciences


Réflexions sur l’usage du cahier d’expériences (La main à la Pâte)

1. Lancement d’une séquence

2. Vers un questionnement collectif

3. Dégager des questions productives

4. Pendant les expériences

5. La gestion du cahier en fonction des finalités

6. La gestion des traces

7. Le cahier comme outil pour l’enfant et pour le maître


Le cahier de sciences numérique

Réaliser un cahier de sciences numérique avec « Didapages »

Un exemple au cycle 2


Bibliographie

  • Écrire en sciences. Carnet d’observations, cahier d’expériences, Ed. SCEREN
  • 50 activités à la découverte du monde par l’investigation au cycle 2, Ed. SCEREN
  • Réflexions sur l’usage du cahier de sciences, La main à la Pâte