msMITIC 2019

Séquence autour d'une création d'une capsule vidéo sur un élément chimique

09.06.2021

Kathrin Burckhardt avatar. Kathrin Burckhardt

Contexte

La séquence sera enseignée en science, dans une classe 9VG de 18 élèves au collège d’Isabelle-de-Montolieu à Lausanne. Les élèves seront invités à réaliser des capsules vidéo de courte durée sur un élément chimique lors des TP de sciences. Les petits films seront montrés à toute la classe au cours théorique suivant. Le thème de la séquence est le modèle atomique et les éléments.

CONCEPTION

Alignement
 
Objectifs travaillés :

·         Objectif 1 :  Savoir trouver un élément dans le tableau périodique 
·         Objectif 2 :  Construire le modèle atomique d’un certain élément (protons, électrons, neutrons) 
·         Objectif 3 :  Établir le lien entre modèle atomique et propriétés macroscopiques d’un élément 
La séquence s’inscrit dans le champ matière du chapitre MSN 36 du PER. Savoir trouver des éléments dans le tableau périodique (objectif 1) facilite la Représentation des quelques espèces chimiques simples de la vie quotidienne à l’aide d’une écriture symbolique (O2, H2O, CO2, …), ce qui figure comme deuxième point dans les progressions des apprentissages. Il permet de surcroît de trouver les propriétés caractéristiques d’un élément indiquées dans les cases du tableau périodique. Cela est par exemple utile dans le contexte de l’attente fondamentale identifier une substance à partir de mesures de masse et de volume du même champ.
L’objectif 2 répond au point d’Appropriation de la modélisation de la matière comme constituée de molécules et d’atomes (éléments, espèces chimiques) des progressions des apprentissages. Cette compétence apparaît aussi dans la rubrique Attente fondamentales, sous la formulation être capable de représenter la matière par des molécules et des atomes.

L’objectif 3 n’est pas explicité dans le PER mais est indispensable pour comprendre l’origine des propriétés de matières. Il favorise le passage mental d’une perspective microscopique à une vision macroscopique, fréquemment demandé en science.
 
Évaluation
 
Les films seront montrés au cours théorique suivant les TP. Les objectifs seront évalués d’un côté par des pairs sous forme de discussion, où la classe juge après chaque film s’il permet de répondre aux questions initiales formulées avant le tournage du film (voir ci-dessous). De l’autre, j’évaluerai les travaux moi-même selon la grille sur la page 2 de l’annexe et communiquerai mon évaluation par écrit. À part de cela, le passage de table à table pendant les TP me permet de connaître les difficultés et vérifier que les élèves s’appliquent dans leur tâche.

 Pédagogie

Je prévois un mélange entre approche de découverte et apprentissage guidé. Les élèves recevront une fiche avec des questions sur un élément et des idées comment les traiter pour que leurs camarades puissent trouver les réponses moyennant la vidéo. Ils seront guidés par des consignes précises en ce qui concerne la prise de vue du tableau périodique et du modèle atomique, mais ils seront plus libres en ce qui concerne la présentation filmique de l’élément à l’échelle macroscopique en utilisant le document que je leur mettrai à disposition.

Le rôle de l’environnement numérique, c’est ici le smart phone avec sa possibilité de filmer, est de permettre aux élèves d’expliquer quelque chose à leurs camarades sans devoir craindre d‘être exposé devant toute la classe.

Les élèves pourront théoriquement avancer sans intervention de ma part, et je serai libre pour la gestion de classe et pour le guidage individuel où nécessaire. Ils pourront avancer à leur rythme, et les élèves plus rapides seront incités à rajouter des informations intéressantes sur l‘élément qu’ils trouveront dans le document.
 
Effets attendus

L’effet attendu est une assimilation des contenus en profondeur en se servant de la technique de Lernen durch Lehren (« Apprendre en enseignant »), une technique d’enseignement mutuel pratiquée en Allemagne depuis les années 1980 [1]. Cette technique se prête au sujet de tableau périodique et modèle atomique car il s'agit des concepts scientifiques complexes qu'on ne peut que transmettre à condition d’une participation active de la part des élèves. Comme les activités habituelles pendant les TP, les expériences, ne sont guère possible dans ce cas –on ne peut malheureusement pas manipuler des atomes– il faut impliquer les élèves sur le plan théorique. Une approche de Lernen durch Lehren peut donc être un moyen efficace pour que les élèves travaillent de façon intensive, malgré le manque de manipulation pratique, et apprennent un maximum des objectifs en un minimum de temps.

Le médium du film se prête à mon avis particulièrement bien pour une activité d’enseignement mutuel en 9ème. La grande majorité des élèves de cette âge est familière avec ce médium, grâce aux applications mobile de partage de vidéo comme Tiktok ou YouTube. On peut espérer que des barrières de transmettre ses idées et expliquer quelque chose à ses camardes sont plus basses qu’en utilisant le moyen d’un exposé, par exemple, qui compliquerait la tâche en exigeant une certaine maîtrise des outils comme Keynote ou Powerpoint.

Quant au modèle SAMR, on peut dire qu’on se trouve ici sur le niveau « redéfinition » car la technologie informatique permet une tâche qui était impossible avant. Selon la théorie de ce modèle, la tâche de créer un documentaire vidéo soutient l’apprentissage en permettant des communications qui sont, au moins d’une grande partie, gérées par les élèves [2]. Cette interprétation fait justement écho aux idées de l’approche Lernen durch Lehren.

Organisation

Matériel et agenda
 
La séquence se déroulera sur quatre périodes. Les élèves auront préalablement pris connaissance des notions d’élément, de modèle atomique et de tableau périodique. La première période se passera en classe, où le projet sera expliqué, les élèves seront répartis en groupes de deux à trois, les éléments à présenter seront choisis, et la fiche de consigne (page 1 de l’annexe) sera distribuée avec les questions auxquelles la vidéo doit répondre. La création des vidéos aura lieu pendant deux périodes dans une grande salle de science. La quatrième période sera consacrée à la présentation des films et leur évaluation suivante par la classe.

Chaque groupe de trois élèves pourra choisir un élément parmi ceux qui jouaient un rôle dans les réactions chimiques aux cours précédents (l‘hydrogène, l‘oxygène, le carbone, le sodium, l‘azote, le chlore). Ils doivent présenter leur élément au niveau microscopique (modèle atomique) ainsi qu’au niveau macroscopique.

Ils seront libres concernant la mise en scène, mais je fixerai un cadre temporel et donnerai des propositions concrètes en cas de manque d’idées. Les élèves utiliseront leur propre smart phone pour filmer, mais je mettrai aussi le mien à disposition.

Les élèves recevront le matériel suivant : un document avec des informations sur leur élément (voir l’exemple sur les pages 3-4 de l’annexe), des feuilles A4 avec des cercles représentant les couches d‘atomes vides, des feutres et des petites billes de couleurs différentes pour construire le modèle atomique, ainsi que des objets ou produits qui contiennent leur élément (p.ex. du sel, des bonbonnes à gaz, de l’eau, ...). Les élèves pourront montrer où se trouve leur élément dans le tableau périodique à l’aide d’une grande affiche du tableau au mur de la salle de science. Avant le démarrage de la préparation de la vidéo, je montrerai un film exemplaire sur un élément pour que les élèves puissent mieux imaginer ce qui est attendu d’eux. 

Après le cours et comme devoir, ils devront choisir les meilleures scènes et me les envoyer par WhatsApp. Je m’occuperai du montage des films.


Compétences enseignantes

Comme je possède un smart phone seulement depuis très peu de temps, je suis une utilisatrice débutante du messenger WhatsApp et la caméra du l’iPhone. J’ai la chance d’avoir des enfants adolescents à la maison, qui m’ont déjà montré les bases, par exemple comment filmer et trouver ensuite le film enregistré, et qui sont disponibles en cas de difficultés.
Au niveau du montage des films, je pense avoir déjà acquis toutes les compétences nécessaires au cours de ma vie professionnelle comme programmatrice ainsi qu‘au cours de la formation à la HEP. Il s’agit d’un côté de savoir transférer les films reçus par les élèves via WhatsApp sur mon PC, ce qui ne devrait pas poser de problème pour moi au niveau technique. De l’autre, je dois savoir assembler les bouts des films que les élèves m’enverront et rajouter un générique avec les noms des élèves. Je suis aussi optimiste par rapport à cet aspect du projet, entre autres grâce au travail préalable dans le cadre de la compétence sur Sqily Maîtriser les fonctions de base de logiciels disciplinaires où j’ai appris à utiliser des logiciels de montage vidéo, comme par exemple Wondershare Filmora (https://filmora.wondershare.fr/).
À part cela, j’ai pu valider la compétence précédente demandée par Sqily Savoir varier les approches pédagogiques pour tirer parti des plus-values des MITIC au cours de ma deuxième année de formation.

MISE EN OEUVRE
Déroulement
 
Le planning de la séquence est résumé dans le tableau ci-dessous. Voici les changements principaux par rapport à la planification initiale :
  • En faveur d’une plus grande participation de chaque élève, j’ai formé des groupes de deux au lieu de trois.
  •  J’ai laissé le libre choix de l’élément pour ne pas démotiver les élèves qui voulaient présenter des éléments exotiques comme l’uranium ou le rubidium.
  •  J’ai décidé de noter les films comme un élément de travail assimilé en faveur d’un engagement sérieux des élèves dans leur tâche. Les critères du ETA : réponses claires et correctes aux questions sur la fiche de consignes.
  • Une discussion sur chaque film lors de leur présentation en classe s’est avérée beaucoup trop chronophage, et les élèves ne les ont qu’évalués par écrit à l’aide une grille d’évaluation (voir par exemple page 5 de l’annexe).
 
 | Période | Contenu | Matériel | Lieu | Mode | Temps
| 1   | Explication du projet, formation de groupes, choix de l’élément | Fiche de consigne | Salle de classe | Collectif | 45 min
| 2 et 3 | Réalisation des films | Dossiers sur les éléments, matériel de dessin, smart phone | Salle de science | Par binôme | 90 min
| 4 | Évaluation des films par les élèves | Versions finales des films, beamer, grille d’évaluation d’élève | Salle de classe | Cours frontal | 45 min
 
Précision par rapport aux périodes 3-4 : Les élèves n’avaient que le droit de filmer après avoir préparées les illustrations.

Difficulté imprévue 1 : L’idée d’une discussion après chaque vidéo s’est montrée irréaliste dans le cadre temporel donné. L’attitude réservée des élèves par rapport à ce chapitre (voir Comportement des élèves) n’a pas n’ont plus facilité une discussion.  La mise en œuvre de l’idée de Lernen durch Lehren a dont été restreinte sur la réalisation des films. Lors de leur présentation, j’ai seulement demandé aux élèves d’attribuer des points et de noter les réponses données par le film dans la grille d’évaluation. Pour éviter une surcharge intellectuelle, j’ai réparti la classe en trois groupes : les élèves assis dans la colonne côté fenêtre devaient se concentrer sur les questions 1 et 2, ceux au milieu sur les questions 3 et 4, et les autres sur les questions 5 et 6.
Pistes d’amélioration : 
  • Étendre le cadre temporel du projet sur plus que quatre heures (plutôt irréaliste vu le programme de sciences monstrueux).
  •  Approfondissement de l’approche de Lernen durch Lehren dans une classe de 10ème ou 11ème où les élèves font plus confiance à l’enseignant ainsi qu’à leurs camarades.
 
Difficulté imprévue 2 : La formation des groupes à la période 1 s’est avérée difficile. Il fallait respecter de choisir un partenaire qui figure dans le même groupe de sciences (A/B) et de ne pas se mettre simplement ensemble avec son voisin de table. Les groupes de sciences avaient été formés aléatoirement au début de l’année, et dans chaque groupe, il y a un à deux élèves qui sont un peu isolés car ses copains ou ses copines se trouvent plutôt dans l’autre groupe. J’étais donc obligé à imposer à quatre élèves de se mettre ensemble avec quelqu’un i) de l’autre sexe et ii) qui n’ai pas (encore) un copain ou une copine. Cela a provoqué beaucoup de résistance parmi les élèves concernés et nuit à la motivation. 
Piste d’amélioration : La prochaine fois, je thématiserai ce problème et saisirai cette occasion pour inciter la classe à un comportement collaboratif et inclusif. J’anticiperai la formation des groupes au TP précédant la période 1 et laisserai les élèves choisir leur partenaire avec l’unique contraintede ne laisser aucun élève seul. Selon l’expérience faite dans cette classe lors d’un projet plus récent, laisser la liberté de choix et responsabiliser en même temps a un effet très positif, et les élèves s’arrangent facilement entre eux.

Ergonomie des documents et droit à l’image

À défaut des documents sur des éléments chimiques appropriés au niveau 9VG, j’ai préparé pour chaque groupe un document compréhensible sur l’élément choisi. Les informations y sont bien structurées pour que les élèves trouvent facilement les réponses aux questions 2 à 6. Quant aux élèves « faibles », j’ai leur ai montré les passages de texte à intégrer dans la vidéo. Pour la préparation de ces documents, je me suis servie avant tout de Wikipédia qui permet la réutilisation des articles et autres médias sous licences libres [3] (voir dossier exemplaire dans l’annexe p. 3-4).

Renseignement pris, les droits de propriété intellectuelle ne sont pas violés aussi longtemps que les auteurs des scènes sont nommés et que les vidéos contentant des éventuelles photos illustratives ne sont que montrées au sein de la classe et à des fins d‘enseignement. Pour éviter des risques de non-respect de la protection de la personnalité, j’ai incité les élèves à filmer de sorte qu'on ne voie pas leurs visages. Je me suis de surcroît assurée que les parents ont signé la demande d'autorisation pour photographier, filmer ou enregistrer au début de l’année scolaire au cas où un élève est reconnaissable. 

Évaluation de la séquence

Comportement des élèves
Le droit d’utiliser leur téléphone pendant le cours a eu un effet assez motivant sur les élèves. Pendant la réalisation de la vidéo, ils se sont montrés plus engagés et aussi plus autonomes que d’habitude. Le mode de travail inhabituel y joue certainement aussi un rôle : au lieu d’effectuer des expériences ou des exercices prédéfinis par l’enseignante, ils étaient libres de préparer des illustrations de leur choix, de choisir un endroit tranquille pour la prise du film et de s’organiser au niveau du temps.

L’idée de faire apprendre les autres à travers une capsule vidéo ne semblait cependant pas avoir un effet positif sur la motivation. Aucun des groupes à deux n’était d’accord que je mette leur film sur le site d’internet de l’école, par exemple, et la moitié des élèves ne voulaient d’abord pas montrer le film au reste de la classe. Cette attitude réservée est peut-être liée au fait que le sujet est très difficile pour les élèves de la neuvième année et qu’ils ont globalement l’impression de ne rien avoir compris de la « chimie ».

Lors de la présentation des vidéos, les élèves ont fait preuve d’une certaine curiosité, qui semblait cependant être autant liée au fait de parler devant une caméra qu’au contenu des films. Quelques élèves ont commencé de rigoler en entendant leur voix, tout gênés. 

Posture enseignante
Je me suis plus retenue que d’habitude, et j’étais beaucoup moins sollicitée par les élèves. J’ai cependant investi beaucoup de travail en dehors du cours, pour le montage des films, la préparation des grilles d’évaluation, l’organisation du beamer et surtout pour la préparation des dossiers. Je n’ai donc pas joué le rôle du transmetteur du savoir pendant le cours, mais c’était tout de même moi, l’enseignante, qui a transmis le savoir en l’empaquetant en petites doses dans les dossiers. Comme le sujet des éléments chimiques est assez complexe pour les élèves en neuvième, il n’était pas possible de les laisser rechercher les informations nécessaires sur Internet de façon autonome, d’autant plus que le cadre temporel était très limité.
 
Acquis
  • L’objectif 1, « Savoir trouver un élément dans le tableau périodique » est facilement évaluable car on peut voir dans les vidéos si les élèves montrent la bonne case du tableau périodique.
  • L’objectif 2 « Construire le modèle atomique d’un certain élément » est aussi bien évaluables à travers les films. On y voit que tous les élèves ont dessiné les protons et les neutrons au centre du modèle atomique et réparti les électrons sur les couches. Dans les films, on peut aussi bien observer les difficultés conceptuelles dans l’arrangement des particules élémentaires. Les élèves n’ont pas tous compris que les électrons sont répartis sur les couches en maximalisant leur distance réciproque et que les particules sont concentrées au noyau sans triage entre neutrons et protons, par exemple.
  • Par rapport à l’objectif 3 « Établir le lien entre modèle atomique et propriétés macroscopiques d’un élément » j’ai compris qu’il est trop tôt en 9ième pour l’établissement explicite du lien entre propriétés macroscopiques et modèle atomique, car les connaissances des élèves sur les propriétés de matière comme la masse volumique ne sont pas encore consolidées. Voir par exemple la capsule accessible online sous https://drive.google.com/file/d/1D_AHu_jdOEWeSnGoOv9BDDr379P8IpHk/view?usp=sharing qui révèle que les élèves ne connaissent pas encore le lien entre flottabilité et masse volumique. À travers les réponses aux questions 2 et 3 dans les vidéos, j’ai néanmoins pu me rassurer du fait qu’ils ont appris que chaque élément est lié à certaines propriétés caractéristiques comme l’état de la matière à 20°C. Les élèves ont de même bien compris que chaque élément possède un modèle atomique unique (voir objectif 2). 

Discussion et pistes d’amélioration
Évaluation sous forme de l’ETA : Pour avoir une bonne note, il a fallu répondre de façon claire est correcte aux questions 1 à 6. Je dois admettre que les questions 4 (présence de l’élément dans la nature), 5 (usages de l’élément) et 6 (faits intéressants) ne sont cependant pas directement liés aux objectifs ci-dessus. Je les avais choisis pour que les élèves puissent faire des liens avec la vie quotidienne ainsi qu’avec l’environnement et quelques sites géographiques. Mentionner dans le film des faits intéressants sur l’élément a de surcroît permis d’éveiller l’intérêt des autres élèves lors de la présentation des films. J’ai accordé une certaine importance à ces questions en leur attribuant des points pour assurer que tous les élèves restent engagés dans leur tâche pendant 90 minutes.
 
Évaluation par des paires et auto-évaluation : Comme présenté ci-dessus, j’ai dû abandonner l’idée d’une discussion sur chaque film en classe. L’attribution des points par les élèves s’est malheureusement aussi avérée inutile car tous les élèves ont donné le nombre de points maximal à leurs camarades ainsi qu’à leur propre travail (heureusement, en fait, sinon il faudrait se soucier pour la cohésion dans la classe…). J’ai dû plutôt plus insister que chacun note les réponses données par le film dans sa grille (voir l’exemple sur pages 5 et 6 de l’annexe), car cela permet d’avoir un aperçu de ce que les élèves ont pu retenir de chaque film.

Evaluation de la pertinence de l’activité avec les MITIC
Juste avant cette activité MITIC, la motivation de la classe pour les sciences touchait le fond. Ils avaient passé un TS assez difficile et l’impression que les atomes est un sujet très compliqué. Il y avait en outre des problèmes de discipline. Le projet des capsules vidéo, surtout la proposition de commettre le sacrilège de l’utilisation du téléphone pendant le cours, a clairement provoqué un réinvestissement des élèves au cours de science.
 
En ce qui concerne mon travail d’enseignante, ce projet a remis en question mon aversion contre l’utilisation des smartphones à l’école. J’ai pu acquérir une attitude plus pragmatique envers ces appareils et apprendre à profiter du fait que les élèves en sont tous des experts. Suite et grâce à la séquence présentée ici, j’ai par exemple osé un autre projet filmique, des prises des vues des unicellulaires à travers le microscope, qui a abouti à des images surprenantes.
 
L’activité a aussi eu un effet positif sur ma relation avec les élèves. J’ai l’impression d’avoir gagné leur confiance en leur donnant mon numéro de whatsapp et en répondant à l’envoi de chaque vidéo avec un petit mot de remerciement. J’ai montré aux élèves mon admiration pour leur maîtrise de la caméra et de l’application de montage vidéo. J’ai l’impression que les élèves se sont sentis valorisés en pouvant contribuer à une activité scolaire avec leurs propres moyens et compétences, ce qui a peut-être un peu diminué le fossé entre l’école et la vie extrascolaire.



 [1] Jean-Pol Martin, Guido Oebel: Lernen durch Lehren – Paradigmenwechsel in der Didaktik? In: Deutschunterricht in Japan. Herbst 2007, S. 4-21

[2]Cf. Le site de l‘École branchée: enseigner à l’ère du numérique, disponible à l’adresse: https://ecolebranchee.com/le-modele-samr-une-reference-pour-lintegration-reellement-pedagogique-des-tic-en-classe/, consultée le 8 novembre 2020.
 
[3] Cf. Conditions d’utilisation, disponible à l’adresse: https://foundation.wikimedia.org/wiki/Terms_of_Use/fr, consulté le 20 février 2021.

Annexehttps://drive.google.com/file/d/1DmqmhRNXU5UjLxmpuN0Y_hBzEWdreSiv/view?usp=sharing