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Sciences à la maternelle Comment mettre en œuvre une démarche scientifique ?

Aline Dupont – CP Maternelle / Emmanuel Blancher – CP Maths & Sciences 14/01/2014 et 27/03/2014

Démarche scientifique à la maternelle

Démarche scientifique à la maternelle

Démarche scientifique à la maternelle

http://www.crdp-strasbourg.fr/maternelle/dossiers_tra/tra_classe/classe.php?parent=18

Points-clés : les hypothèses

Points-clés : l’investigation

Viviane Bouysse : Expériences et mots qui vont avec.

Documentaire : L’élevage d’escargot, DVD Apprendre à parler, Scérén, CNDP: Langage et compréhension

Apprendre à observer : différence entre voir et regarder/observer

Dessiner favorise et affine l’observation, matériel : loupe, boîte à loupe

Légender : ne pas hésiter à donner les mots qui rendent possible une description précise de la réalité.

Points-clés : les résultats de l’investigation et la structuration

Cas du dessin

Cas de la photographie

Cas du cahier d’expériences

Cas du dessin

Quelles conséquences sur la production d’un dessin une consigne engendre-t-elle ?

Consigne 1 : « Dessine ce que nous avons fait »

Consigne 2 : « Dessine ce que nous avons appris »

Exemple 1 : « Je suis tombé, j’ai glissé, je me suis fait mal »

Exemple 2 : « Il y a de la glace par terre et ça glisse »

Cas de la photographie

Quelles conséquences sur la production d’une légende, le plan d’une photographie engendre-t-il ?

Cas du cahier d’expériences

Viviane Bouysse : On mêle la production d’écrit avec les différents moments du travail intellectuel : l’écrit met à l’épreuve et pousse notre compréhension.

Avant tout un support de communication :

Pour les élèves (mémoire)

Pour les familles (communication)

Pour les maîtres (outil d’évaluation des représentations)

Le cahier traduit les changements lorsque l’élève passe :

D’activités d’assimilation (manipulations, constats, descriptions…) à

Des activités d’exploration (tâtonnement expérimental, observation d’effets, reprises multiples…) pour aboutir à

Des activités de consolidation (faire des rapports entre démarche et observation, reproduction de ce qui se passe)…

Pictogrammes de démarche

Cas du cahier d’expériences : exemples

Conceptions initiales « Dessine comment, à ton avis, l’eau arrive à l’école et d’où elle vient » ou « Dessine le ver de terre comme tu l’imagines. »

Suppositions ou hypothèses « Pour faire un yaourt, nous pensons qu’il faut... »

Premiers dessins d’observation « Je dessine notre hamster. »

Dessin d’une expérience « Comment savoir ce que préfère manger l’escargot ? »

Fiches individuelles à remplir en atelier « Les amis et les ennemis de nos dents. »

Frise chronologique « Les différentes étapes de nos plantations. »

Cas du cahier d’expériences : exemples

Puzzle à reconstituer « Les articulations de notre corps. »

Tableau individuel à remplir, en deux temps, avec supposition et vérification « Dessin de l’objet / nom de l’objet / je pense qu’il flotte / il a flotté ».

Tableau collectif à remplir, en deux temps, avec supposition et vérification, exemple tableau sur la germination des graines, avec variation de facteurs : eau/sans eau, lumière/obscurité, froid/chaud, « Je pense qu’elle va pousser / elle a poussé ou elle n’a pas poussé ».

Fiche d’identité d’un animal ou d’un arbre.

Texte dicté à l’adulte « Ce que nous devons retenir sur nos dents. »

Cas du cahier d’expériences : exemple PS

Cas du cahier d’expériences : exemple MS

Cas du cahier d’expériences : exemple PS

Dans le bandeau de présentation, se trouvent le prénom de l'enfant, le titre de la séquence, la date, le problème à résoudre, un code signifiant (ici, une image des objets étudiés), la consigne.

Dans la partie centrale dédiée à la trace graphique de l'élève, on peut trouver des images, des dessins légendés, des textes courts dictés à l'adulte. Cet espace peut être identifié grâce un papier de couleur.

Cette partie est consacrée au savoir institutionnalisé. Le texte formulé collectivement doit répondre au problème posé.

Cas du cahier d’expériences : exemple GS

Bandeau supérieur pour identifier l'objet d'étude et le problème posé. Y porter les indications qui situent le travail: prénom, date, titre et sous-titre.

Code pour le questionnement.

Espace dédié à la production personnelle de l'élève, trace de l’investigation. Le dessin est réalisé sur une demi-feuille de papier de couleur pour être mis en valeur. Légende du dessin dictée à l'adulte. Précision du vocabulaire. Titre du dessin : l'élève écrit seul avec l'aide du modèle au tableau.

On s'est mis d'accord. On a compris.

Le savoir Institutionnalisé est noté après avoir été énoncé collectivement et confronté au savoir savant. Il doit pouvoir être redit par l'élève.

Cas du cahier d’expériences : exemple PS

Passer d’une affiche collective à une page du cahier personnel

Des repères pour l’élève de la classe

Ce que nous cherchons : la question de départ

Ce que nous pensons : nos premières idées en réponse à la question posée et les moyens de la vérifier (en fonction de l’âge des élèves)

Ce que je fais : l’expérience, l’observation, l’analyse de documents

Ce que je vois, ce que je constate : les résultats des investigations

Ce que nous avons appris, ce que nous avons compris

La structuration des nouvelles connaissances

Entretien scientifique : coin, séance en autonomie, séance en présence d’un adulte

Entretien lexical (préparation lexicale)

vocabulaire scientifique/vocabulaire courant,

polysémie des mots selon le contexte,

tri, catégorisation, définition,

nominalisation moins concret que le verbe (germiner et germination)

Le coin sciences : pourquoi ?

Réalisé d’après des documents des académies de la Réunion, de l'Isère et des Côtes d'Armor.

Pour permettre aux élèves de :

découvrir et manipuler librement des objets

s’interroger

fabriquer des objets librement ou avec une fiche de construction

développer la coopération (jouer à plusieurs)

passer du ludique à une activité plus dirigée

développer l’observation

développer le langage

faire émerger les représentations initiales

Le coin sciences : comment et quand ?

En amont d'une activité : pour une phase de découverte et d'exploration.

Pour la phase d’expérimentation d’une séquence de sciences : les élèves manipulent et confrontent leurs prédictions avec ce qui est réalisé.

En réinvestissement : les élèves retournent dans le coin sciences librement ou avec une consigne précise (pour évaluer les élèves, par exemple).

A l’issue de ses différentes étapes, le coin sciences sera enrichi (matériel, fiches techniques, montages, livres, photos d’expériences, traces écrites...

Le coin sciences : quels coins ? COIN AIMANTS · COIN AIR · COIN ÉLECTRICITÉ

Différentes sortes d'aimants, plus ou moins puissants et de formes diverses : en U, bâtonnets, rectangulaires, éléments de jeux de constructions aimantés... · Magnets du commerce · Différents objets et matériaux qui attirent les aimants : fer, cuivre, inox, trombones, clous, vis, fils de fer, couverts en inox... · Différents objets et matériaux qui repoussent les aimants : bois, plastique, tissus, aluminium, papiers... · Tableau aimanté + formes géométriques · Jeu de pêche à la ligne · Jeu du labyrinthe

Ballons de baudruche · Pompe à ballons · Pompe à vélo · Gonfleur à pied · Seringues en plastiques · Langues de belle- mère · Ballon de plage · Pailles · Balles de ping-pong · Éventails du commerce · Éventails en papier · Moulinet · Papier à bulle · Petit ventilateur · Instruments à vent : sifflet, flûte, tuyau souple en plastique...

· Objets fonctionnant à piles : lampes de poche, baladeur... · Mallette contenant pile, ampoule, interrupteur, fils électriques ; · Différents matériaux conducteurs (métaux) et non conducteurs (bois, plastique, papier, tissus, ficelle...) · Jeux électriques fabriqués en classe : question/ réponse, queue du cochon.

Le coin sciences : quels coins ? COIN EAU COIN COULE ET FLOTTE COIN TRANSVASEMENTS

· Soucoupes · Bouteilles et flacons vides de différents formats · Cuillères de toutes tailles · Petits pots en plastique · Passoires · Moulins à eau · Entonnoirs (demie bouteille plastique coupée) · Louches · Écumoires · Tamis · Bâtons de pluie · Bateaux en plastique · Tuyaux souples transparents · Tissus imperméables et tissus perméables

· Un bac avec de l’eau · Un moulin à eau · Différents objets à tester : galet, pierre ponce, balle de pingpong, bille, trombone, pâte à modeler, balle de tennis, coquille de noix, bouteille avec bouchon....

· Même matériel que pour le coin eau + · Seaux de plage · Moules en plastique de différentes formes · Emportes pièces · Pelles · Râteaux · Remplacer l’eau par : · Sable sec · Sable mouillé · Semoule · Riz · Lentilles · Pois chiches · Marrons

Le coin sciences : quels coins ? COIN VISION COIN ODEUR COIN TOUCHER

· Vieilles diapositives · Négatifs de photos · Loupes à main · Loupe binoculaire · Longue vue · Tube en carton · Jumelles · Boîte avec loupe (petits naturalistes) · Kaléidoscopes · Appareil photo · Papiers translucides de couleur · Calques · Miroirs · Vieilles lunettes de vue

· Boîtes de petits pots contenant des épices différentes : cumin, cannelle, vanille, muscade, clous de girofle, anis, café... · Plantations de plantes aromatiques : persil, coriandre, menthe, basilic, ciboulette, fenouil... · Agrumes : oranges, citrons, mandarines... · Fleurs coupées : roses, lys, lilas, mimosa, œillets, violettes, jacinthe, gardénia, giroflée...

· Boîtes (ouvertes puis fermées avec un trou pour passer la main) contenant chacune un objet de texture, matière et forme différente : -tissus en coton, toile de jute, satin, pilou.... -papier de soie, de verre, crépon, brillant, carton ondulé, kraft, rhodoïd... -objets durs, mous, lisses, rugueux, piquants, chaud, froid, doux, rêche.... - objets en bois, métal, plastique, verre... - éponges - pâte à modeler....

Le coin sciences : quels coins ? COIN CORPS HUMAIN COIN PLANTATIONS COIN ÉLEVAGES

· Stéthoscope · Brosse à dent · Moulage de mâchoire · Miroirs · Attelles en carton pour le coude ou le genou · Squelette en plastique · Pantins articulés en carton de différentes tailles (taille d'un élève et taille réduite) · Photos de bébés, enfants, adolescents, adultes, personnes âgées · Puzzle du corps humain · Radiographies · Toise · Pèse personne

· Fleurs, feuilles, fruits, écorces récoltés · Loupes · Catalogues de jardinage · Barquettes en plastique · Sachets de graines vides · Différentes graines à croissance plus ou moins rapide · Bulbes · Boutures · Pots en plastique · Terre · Sable · Gravier · Coton · Eau · Pics de brochette (pour mesurer la croissance)

· Escargots · Phasmes · Vers de terre · Vers à soie · Coccinelles · Poissons d'eau douce · Poissons d'eau de mer · Lapins · Cochons d'Inde · Aquarium · Cage · Vivarium · Bac de rangement pour la nourriture, la litière

Respecter la législation et l’hygiène.

Le coin sciences : quels coins ? COIN ÉQUILIBRE COIN OBJETS ROULANTS COIN MESURES DE DURÉES

· Différents types de balances : balances de Roberval, balance ménagère de cuisine, pèsepersonne. · Masses marquées · Réglettes en bois ou en plastique · Pivots · Mobiles · Cintres métalliques · Ficelles · Objets divers à équilibrer · Pots de yaourts fermés remplis de sable, de masses différentes. · Jeu de construction type Kappla

· Rouleaux en carton · Balles (tennis, pingpong...) · Bobines de fil · Rouleau pour la peinture · Rondelles en bois, en plastique ou en métal · Cerceaux · Véhicules du coin garage · Plan incliné · Jeu de mini golf ou de criquet

· Sabliers de différentes sortes : en bois, en plastique · Minuteurs de cuisine · Réveils · Montres · Chronomètres · Horloges · Clepsydre à eau...

Le coin sciences : quels coins ? COIN BRICOLAGE COIN COLLECTIONS

· Différents jeux de construction · Jeux de vissage · Jeux de boulonnage · Emboîtements · Engrenages · Jeux à manivelle · Jeux à taper : clous sur des plaques de liège · Jeux pour découvrir des gestes simples : tirer, pousser, enfoncer... permettant aux enfants de constater l’effet de leurs actions. · Jeux utilisant des outils en bois ou en plastique : marteau, pinces, clés, tournevis, scies, étaux... · Proposer du matériel induisant des actions spécifiques comme enrouler, accumuler, superposer, empiler, percer, emballer, recouvrir, cacher... · Des matériaux déformables comme le fil de fer, la papier aluminium épais... · Proposer une progression de fiches techniques de plus en plus complexes. Commencer à partir d'un jeu de construction de type lego par exemple.

· Apporter une collection d'objets en cherchant les caractéristiques communes : collection de brosses, de pinces · Comparer des objets qui répondent à la même fonction d’usage mais sont différents : poignées de portes, stylos, ustensiles de cuisine... · Différentes façons d’ouvrir de fermer des objets : bouton et boutonnière, scratch, fermeture éclair, cadenas, mousquetons, porte monnaie, bouchons à visser, boîtes et leur couvercle...

Le coin sciences : exemple

Classe de PS : Projet autour des plantations en automne

Le coin sciences : exemple

Classe de PS : Projet autour de la mer

Le coin sciences : exemple

Classe de PS : Comparaison des différentes fonctions entre le

phasme, le poisson et l'enfant.

Le coin sciences : exemple

Classe de MS-GS : Observation scientifique de la grenouille

Le coin sciences : exemple

Classe de MS-GS : Coin transvasement

Le coin sciences : exemple

Classe de PS : Catégorisation des animaux selon leur nombre de pattes

Le coin sciences : exemple

Classe de GS : Tableau de catégorisation des animaux