• Introduction 

Dans les cours de sciences en secondaire I, les élèves sont amenés à faire des expériences scientifiques. Il est important que les élèves puissent formuler une question, émettre des hypothèses et mettre en place une expérience en utilisant la démarche scientifique.  Cette démarche est décrite étape par étape dans un livre numérique, créé avec le logiciel I-Book.

• Utilité du numérique 

L’utilisation du livre numérique rend l’apprentissage plus attractif, et les élèves peuvent à tout moment se référer au livre d’une manière autonome, à condition, qu’ils aient accès à une tablette ou à un ordinateur.

La création de livre numérique par l’enseignant nécessite la connaissance du logiciel I-Book.

• Retour après expérience :

Dans le contexte de l’école à distance, les élèves ont pu consulter le livre numérique avant le cours en visioconférence. Ils ont eu ainsi le temps de s’approprier du contenu. J’ai pu directement les questionner sur les différentes étapes de la démarche scientifique afin d’évaluer leur compréhension et également d’apporter des clarifications. Dans le cadre d’une leçon en présentiel, l’avantage du livre numérique est que je pourrais leur demander, sous forme devoir, d’aller consulter le livre numérique sur leurs ordinateurs/tablettse. Ainsi, lors de la leçon suivante, j’évaluerais également ce qu’ils ont compris et nous pourrions directement mettre en place la démarche scientifique avec l’expérience sur les besoins nutritifs de la plante.

• Objectifs 

La démarche scientifique fait partie d’une compétence transversale qui s’acquiert au fil des ans à travers les différentes thématiques scientifiques. Il est ainsi important d’orienter les élèves vers une démarche scientifique tout au long du cursus scolaire.  Les élèves doivent pouvoir se questionner, identifier des facteurs pertinents, faire des corrélations et tirer des conclusions. Tous ces éléments font partie de la démarche scientifique. Cette dernière est une compétence décrite dans le PER. La démarche scientifique comprend 6 étapes (problème-hypothèse-expérience-résultat-interprétation-conclusion)1 et ne peut donc pas s’acquérir, vu sa complexité, en une seule leçon. 

Le livre a pour but de décrire chaque étape de la démarche scientifique et quelles questions il faut se poser. Il facilitera également la rédaction des rapports scientifiques par les élèves qui pourront savoir facilement quelles sections doivent être décrites.

Le livre numérique décrit la démarche scientifique d’une manière générale. Elle s’applique à tous les thèmes scientifiques et je commencerai par l’utiliser dans le cadre de la photosynthèse. Ce sujet s’y apprête bien, car un grand nombre d’expériences peuvent être réalisées.  Il faudra bien sûr s’en servir dans d’autres sujets afin que les élèves puissent entrer dans une réflexion scientifique.

Le livre numérique étant un nouvel un outil pour les élèves, ils devraient être motivés à l’utiliser.

• Retour après expérience:

Les élèves étaient intéressés de pouvoir naviguer dans ce livre numérique et l’idée de pouvoir le conserver sous forme numérique leur a bien plu.

• Evaluation 

Suite aux conditions particulières dues au COVID-19, aucune évaluation sommative n’est prévue. Le tableau des expériences (voir ci-dessous) seront demandés en retour afin que je les corrige et que je puisse évaluer leurs hypothèses, la mise en place des dispositifs contrôle et expérimental, les variables et leurs résultats.

• Planification 

La photosynthèse s’insère dans le programme des 10H. Le but de cette séquence est de mettre en évidence par l’expérimentation le rôle de la photosynthèse et les différents facteurs impliqués. Ainsi, les élèves sont amenés vers la démarche scientifique en mettant en place différentes expériences et en analysant les résultats.

• Retour après expérience :

• A la fin de la première leçon décrite ci-dessous, j’ai demandé aux élèves de prendre connaissance du livre numérique pour la leçon suivante. Ainsi, j’ai gagné du temps sur la leçon suivante en pouvant directement commencé à discuter des expériences sur les besoins nutritifs d’une plante. 

Durant cette période particulière, les élèves travaillent depuis la maison dans un premier temps sur une fiche de travail contenant des exercices que nous discutons ensuite dans une téléconférence. Pour cette première leçon sur la photosynthèse, la fiche débute par un rappel sur la cellule végétale et sur la chaîne alimentaire.   Ensuite, les élèves se questionnent sur comment les végétaux se nourrissent. Ils pourront émettre leurs hypothèses. Puis les élèves prendront connaissance de 2 expériences décrites dans le MER, p.5 (voir ci-dessous) afin qu’ils puissent identifier la variable et la constante. Enfin, ils auront accès au livre numérique qui décrit la démarche scientifique. Dans la séance suivante, la démarche scientifique sera mise en pratique pour déterminer les besoins d’une plante. La détermination de ces besoins se fait grâce à l’aide d’un logiciel qui permet aux élèves de faire des simulations en variant 5 paramètres (eau, lumière, sels minéraux, CO2 et chaleur). Selon les paramètres choisis, la plante se développe plus ou moins bien. Les élèves devront écrire dans un tableau leurs hypothèses, les conditions expérimentales, les variables de l’expérience et leurs résultats. Ils pourront s’aider du livre numérique.

• Évaluation et ressenti après expérience :

Lors de la deuxième leçon, j’ai évalué leurs connaissances sur la démarche scientifique, en leur demandant quelles sont les différentes étapes et quel est le but de chaque étape de cette démarche. Les élèves semblent avoir bien compris l’ensemble de ce processus, mais il faudra que je valide leurs connaissances en leur demandant de rédiger un rapport afin de vérifier que toutes les étapes ont été intégrées dans leurs rapports.

Nous avons ensuite discuté des expériences sur les besoins nutritifs de la plante effectuées à l’aide d’un logiciel. Les élèves devaient remplir ensuite le tableau des résultats (annexe 4). 

Dans l’ensemble, ils ont compris qu’une plante à besoin des 5 paramètres (lumière, eau, sels minéraux, chaleur et dioxyde de carbone) pour pouvoir grandir. L’annexe 5 correspond à un tableau des résultats complété par une élève. Il montre que l’élève a décrit correctement le dispositif expérimental et a su identifier la variable de chacune des expériences. 

1. A. Bardou. (2010) La démarche scientifique. Réflexions et propositions d’activités.

 
Annexes :

1.   Lien du livre numérique :

 2.   Expériences du MER, p.5

 3.   Logiciel pour la simulation des besoins d’une plante : 

https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/?p=507


4.    Tableau des résultats avec corrigé en rouge:

5. Exemple d’un tableau des résultats complété par une élève :