Utiliser des pictogrammes en science

Auteurs : Marie-Hélène HEITZ(plus d'infos)
Clotilde MARIN MICEWICZ(plus d'infos)
Daniele P.(plus d'infos)
Gabrielle Zimmermann(plus d'infos)
Résumé :
Les stagiaires sont dans un premier temps mis en situation d’investigation (ici, nous proposons un travail sur la montée du niveau des mers, mais cela n’est qu’un exemple) afin de partager un vécu commun. Dans un second temps, ils doivent analyser la démarche mise en œuvre et discuter de la pertinence de l’utilisation de différents jeux de pictogrammes pour décrire une telle activité.
Objectif :
- Echanger autour du processus d’investigation dans l’enseignement des sciences, à partir d’une mise en situation sur l’élévation du niveau des mers - Réfléchir à la variété, la flexibilité d’utilisation et les fonctions des pictogrammes en classe - Proposer des pistes pratiques d’emploi de pictogrammes en classe, susceptibles de faciliter les apprentissages et d’améliorer l’enseignement
Durée :
3 heures
Matériel :
  • Différents jeux de pictogrammes (disponibles en annexe)
  • Vidéo-projecteur
  • Papier affiches
  • Documentation scientifique (textes documentaires, accès sites internet...)
  • Petit matériel en vue d’expériences prévisibles (gobelets, glaçons, eau, mètre dérouleur, sable...ou autre)
  • Un thermomètre
Copyright :
Creative Commons France. Certains droits réservés.

 

1) Mise en situation d’investigation : l’élévation du niveau des mers (durée : 1h30)

A noter que la mise en situation proposée sert de prétexte à une réflexion plus générale sur le processus de questionnement et de raisonnement qui s’opère chez les professeurs lors d’une activité scientifique ; une situation d’investigation va être partagée par les participants, base sur laquelle la suite de l’activité de formation s’appuie. L’analyse de la démarche s’appuie sur l’utilisation de pictogrammes (pictogrammes recueillis auprès d’enseignants et réellement utilisés en classe).

Situation déclenchante et première recherche 15 min à 30 min (ou plus)

Une diapositive est projetée, il s’agit de 2 photos et d’un petit texte illustrant le titre suivant : Les prévisions pour 2100 envisagent une augmentation du niveau des mers d’environ 1 mètre. 100 millions de personnes vivent à moins d’1 mètre d’altitude.  (voir le document en annexe 1)


Etat de Tuvalu (composé de neuf atolls coraliens)

Le document visionné sert de support aux premiers échanges en vue de réfléchir à la question suivante : qu'est-ce qui provoque l'augmentation du niveau des mers ?
Les participants réagissent, discutent entre eux, font leurs remarques et (se) posent diverses questions.
Ils sont invités, individuellement ou par groupes, à essayer de répondre à cette question en faisant des suggestions. Une discussion collective s’ensuit pour choisir ensemble les propositions qui permettront d’apporter une réponse à la question de départ.

Voici quelques exemples de propositions rencontrées en formation :

  • le réchauffement climatique donne lieu à une chaîne de phénomènes qui se suivent dont celui-là ;
  • c’est la fonte des glaciers ou des icebergs ;
  • sous l’effet des volcans, la montée de lave engendre un jaillissement de matière qui se répand et prend de la place ; cf rift : région où la croûte terrestre s’amincit/dorsale océanique/croûte océanique. L’eau des océans remonterait ;
  • les marées, les tsunamis provoquent une montée du niveau de la mer mais ce n’est pas permanent ;
  • Une ou deux idées peuvent donner lieu à la rédaction de protocoles d’expériences, sur des affiches réalisées en groupes. Par exemple les participants pourront proposer de voir comment mettre en évidence l’impact de la fonte de glaces (banquise ou glaciers terrestres) avec des glaçons.
    • NB : La banquise est la couche de glace plus ou moins pérenne qui se forme  autour des pôles par solidification à la surface de  la mer (ou des lacs et des rivières). L’épaisseur moyenne de la banquise est de l’ordre de 2 mètres. Il ne faut pas la confondre avec les calottes glaciaires polaires (inlandsis). Ces nappes de glace continentale (Antarctique et Groenland) sont constituées à partir  de précipitations neigeuses accumulées et tassées, recouvrant la terre ferme et pouvant atteindre plusieurs kilomètres d’épaisseur.

Suivant le temps imparti pour la formation, une ou plusieurs expériences pourront être réalisées. Par exemple, on peut mettre un glaçon dans un verre d’eau (le glaçon, ici, représente la banquise), noter le niveau avant et après l’avoir laissé fondre. On constatera que le niveau n’a pas changé. On peut réaliser une seconde expérience dans laquelle le glaçon n’est pas placé dans l’eau, mais au-dessus (sur un filet par exemple), afin de représenter les glaces continentales qui, en fondant, apportent de l’eau dans l’océan : le niveau monte.

Les photos ci-dessous sont extraites du « Test d’acquisition de compétences en Sciences et Technologie » du groupe PRESTE de l’Académie de Toulouse.

Des résultats seront alors énoncés ainsi qu’une conclusion provisoire formulée à la suite de ce premier temps d’investigation ; la phrase suivante résultant d’une interprétation de l’expérience modélisant la fonte des glaciers pourrait alors être proposée : la fonte partielle ou totale des glaciers continentaux provoque une élévation du niveau des mers.

Second temps : nouveau questionnement (30 min)

Après ce premier temps d’expérimentation, une seconde diapositive est présentée, portant la mention suivante : Les recherches estiment que d’ici 2100 le niveau des mers aura augmenté d’un mètre, dont 33% pourront être attribués à la fonte des glaciers continentaux ; ceci conduira les participants à revisiter leur première hypothèse et réévaluer leur conclusion : en effet, si la fonte des glaciers ne suffit pas à expliquer l'élévation d'un mètre, quel(s) autre(s) facteurs entrent en jeu ?

On demande alors aux stagiaires d’imaginer quels phénomènes (en plus de la fonte des glaces continentales) peuvent expliquer la montée du niveau des mers. En général, la dilation des océans sous l’effet du réchauffement global fait partie des hypothèses proposées. Si cela n’est pas le cas, il suffit de présenter un thermomètre au groupe et de demander comment fonctionne cet instrument (dilatation d’un liquide) puis de faire le parallèle avec les océans : l’océan peut-il se dilater quand la température de l'eau augmente ?

Une nouvelle hypothèse pourra être énoncée, qui témoignera d’un début de compréhension du phénomène de l’élévation du niveau des mers. De nouvelles pistes de recherche pourront aussi être suggérées, sans être exploitées à cet instant, car l’objectif de cette activité de formation n’est pas de répondre entièrement à la question scientifique qui est posée. Néanmoins, à cet instant, il est important que les professeurs prennent conscience qu’une seule réponse ne suffit pas toujours pour expliquer un phénomène qui peut dépendre de la conjugaison de plusieurs paramètres ou facteurs.

Bilan de l’investigation (15 min)

A ce moment de la formation, on cesse de s’intéresser à l’augmentation du niveau des mers pour étudier la démarche mise en œuvre au cours de cette investigation. Pour cela, on propose de réfléchir à une pratique couramment observée dans les classes, à savoir l’utilisation de pictogrammes symbolisant différentes « étapes » de la « démarche ». Les pictogrammes utilisés par la suite sont issus d’observation de classes réelles.

En petits groupes (de 4 ou 5)

Expliquer que l’usage de pictogrammes est fréquent en classe lors des séances de sciences, et qu’ils peuvent être très variés. Un jeu de pictogrammes est alors distribué à chaque groupe. Ces pictogrammes symbolisent des moments, actions et/ou compétences mobilisées par des participants (élèves, professeurs...) mis en situation de vivre une investigation.

Il est demandé aux participants de revenir sur l’investigation qu’ils viennent de vivre en essayant de la décrire à l’aide des images prédécoupées. Les conceptions de ce que chacun entend communément par « démarche d’investigation » seront alors discutées, sur la base du moment de mise en situation partagée.

Mise en commun

La non linéarité du processus de raisonnement sera très certainement mise en évidence de même que partagées différentes remarques suscitées par la découverte de ces pictogrammes (pertinence, utilisation, place du langage dans l’investigation...)

2) Réflexion sur l’utilisation des pictogrammes en classe de science (30 à 45 min)

Analyse et comparaison de différents jeux de pictogrammes (15 à 30 min)

5 jeux différents de pictogrammes sont mis à disposition.
Chaque groupe se voit attribuer deux jeux différents (A+ B/ A+C/ B+ D/ D+E/D+C/ ou E+B)
Il est demandé de décrire et comparer ces deux jeux de pictogrammes puis d’identifier

  • les fonctions de ces pictogrammes,
  • leur usage possible en classe et
  • leurs limites éventuelles.

Mise en commun (15 min)

Les 5 jeux sont affichés au tableau et sont rapidement décrits et commentés, chaque jeu ayant été analysé par deux groupes différents ;
Trois affiches (fonction/pistes exploitation/limites) pourront être renseignées à partir des propositions des groupes.
A cette occasion, différents points seront évoqués, notamment, le choix et la pertinence (ou non) de certains jeux (ou éléments des jeux), que l’on pourra justifier.
L’un des jeux, par exemple, propose une grille fixe et linéaire d’étapes à respecter, et les participants réaliseront qu’elle n’est pas adaptée à la mise en situation qu’ils viennent de vivre, dans laquelle plusieurs phases de questionnement existent notamment. Cette remarque pourra favoriser une réflexion plus générale quant à l’enseignement fondé sur l’investigation, qui est très souvent considéré – à tort – comme caractérisé par une démarche figée. Un autre jeu, par exemple encore, comprend beaucoup plus de pictogrammes que les autres, et la pertinence de cette multiplication des signes pourra être discutée.
La polysémie de certains pictogrammes pourra également être discutée : dans les jeux proposés, figurent des cas où le même pictogramme porte des sens différents entre deux jeux. A l’inverse, certains pictogrammes aux dessins différents pourront porter le même sens. Dans un dernier jeu, enfin, l’absence de texte oblige l’utilisateur à deviner le sens de chaque pictogramme, pouvant induire des incompréhensions lors de leur utilisation en groupe.
La manière d’introduire en classe ces supports concrets (médiateurs de l’activité scientifique) pourra enfin être évoquée, ainsi que les modalités d’accompagnement souhaitables, selon les professeurs.

3) Production d’une ressource pour la classe : vers une utilisation raisonnée des pictogrammes en classe de science (15 à 30 min)

Les participants sont invités (collectivement ou par groupes) à produire leur propre jeu de pictogrammes accompagné de conseils pour son introduction et exploitation en classe, en fonction d’un cycle ou public d’élèves donné.
Présentation des travaux (ou d’un des travaux les plus aboutis) en justifiant les choix qui ont été faits

Fonctions et utilisation des pictogrammes en classe de science : exemples de propositions émanant des professeurs de CLIS (classe pour l’inclusion scolaire)

  • Fonctions des pictogrammes en classe de science
    • aide à la planification des tâches des élèves
    • montre la diversité des étapes aux élèves
    • fait prendre conscience de la nature des activités
    • aide à se remémorer ce qu’on a fait, comment et pourquoi
    • permet de se repérer dans les écrits qu’on produit
    • aide à la structuration de l’espace et le temps
    • aide à la mémorisation (mémoire de travail)
    • aide à la formulation (mise en mots du langage)
    • a une fonction d’alerte (attention : penser à...)
    • aide l’enseignant à structurer son propre raisonnement et ses propres connaissances
    • aide à se recentrer sur le sujet principal de questionnement en mettant à distance les questionnements trop complexes ou hors sujet
  • Pistes d’exploitations en classe
    • un préalable : il est nécessaire d’expliciter l’utilisation qu’on en fera avec les élèves
    • il faut les utiliser dans la continuité, pas ponctuellement (régularité/réactivation régulière du sens)
    • construire du sens sur ces pictogrammes avec les élèves
    • on peut les utiliser avant l’activité scientifique : pour planifier
    • pendant l’activité, ce sont des indices qui témoignent de ce que l’élève comprend (perçoit lui-même de ce qu’il fait) c’est utile à l’élève et à l’enseignant
    • après l’activité, pour se remémorer ce que l’on a fait, la démarche qu’on a suivie (ce qu’on a appris ?)
    • (...)
  • Limites ou points de vigilance
    • veiller à ce que ne soit pas des symboles (codes) d’adultes, proposés par des adultes, qui risquent de ne pas être assimilés (pas d’appropriation) ou mal interprétés par les élèves
    • limiter le nombre pour ne pas perdre les élèves qui ont de la difficulté à se concentrer ou vont se disperser
    • garantir une cohérence de l’utilisation au sein d’une même école (d’une année sur l’autre, le symbole de l’ampoule allumée peut signifier « j’ai des idées » ou bien « j’ai trouvé la solution » ou bien « j’ai compris, je sais »
    • il y a risque de figer et d’uniformiser la « démarche » si on reste dans la seule utilisation du jeu A
    • attention aux confusions, aux raccourcis, erreurs...(le symbole de la main qui signifie « on expérimente » ne signifie pas « on prend » ou « on touche »)
    • risque de figer la tâche en fixant (focalisant) l’attention sur un « geste »concret plutôt qu’une activité cognitive (mentale)

4) Conclusion de l’activité de formation 5 min

Retour sur les objectifs visés par l’activité de formation.

ANNEXES

1) Les deux diapositives utilisées pour la Mise en situation (MES) sont disponibles en annexe (1)

2) Les jeux de pictogrammes sont disponibles en annexe (2)

3) Exemple d’activité d’évaluation proposée à l’école primaire sur ce sujet

Banquise et océan : exemple de situation d’ évaluation pour des élèves de cycle 3 : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/competences/document/prestePDF/2011/LIVRETA2_2011.pdf

4) Pour en savoir plus sur le phénomène de montée du niveau des mers : éclairage scientifique.

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