Líarticulation des deux formes de líenseignement des sciences de la vie et de la Terre, travaux pratiques et cours, conditionne en partie la qualité des acquisitions par les élèves des connaissances et méthodes associées, ainsi que celle de la portée éducative des pratiques de classe.
Parce quíils sont réalisés en groupes à effectif réduit et permettent, par la médiation des objets concrets díétude et líimplication gestuelle de transformer la relation pédagogique, les travaux pratiques (TP) représentent pour les naturalistes un moyen privilégié de formation. Une finalité éducative essentielle est, en effet, de former líélève, progressivement, à líidée quíil níy a pas de certitudes expérimentales, mais seulement des possibilités de valider des explications de phénomènes, en se plaçant dans des conditions précises de leur déroulement observé ou provoqué.
Il síagit díétudier en quoi la variété des activités de TP permet de répondre à la diversité des élèves et à celle des compétences à faire acquérir.
Les possibilités díinvestigation, la distribution des tâches, de niveaux différents convenant à des élèves dont les compétences sont variées, et surtout le sens donné à líenseignement par la recherche des conditions de développement de la créativité, de líautonomie et de líesprit critique ont transformé la relation pédagogique.
Ainsi conçue, la formation des élèves au mode de pensée expérimental, au delà de tout dogmatisme, permet de valoriser, de suivre les progrès de chacun et finalement de diversifier les modes díaccès à la connaissance.
I ñ POURQUOI DIVERSIFIER LES ACTIVITES ?
Líobjet de líenseignement des sciences de la vie et de la Terre (SVT) est de comprendre le monde dans lequel nous vivons. Les objectifs cognitifs sont toujours associés très étroitement aux objectifs de formation méthodologique pouvant être atteints à travers des activités de nature très variée, les TP étant par ailleurs une des spécificités de la discipline.
Il est important de diversifier les activités :
- pour motiver les élèves, en ancrant líenseignement dans le réel autant que possible et toutes les fois que le sujet síy prête ;
- pour atteindre les objectifs variés fixés à líenseignant et à líélève, en respectant une progressivité et une continuité dans la formation tout au long du cursus scolaire ;
- pour que les activités individuelles, ou réalisées en groupe, permettent à líélève díêtre associé en permanence à la construction progressive de son savoir, díacquérir petit à petit son autonomie, tout en favorisant líévaluation régulière par líenseignant des objectifs fixés à son enseignement.
Les travaux expérimentaux permettent à des élèves en échec díaccéder à des repères par díautres moyens que líenseignement traditionnel qui, souvent dans les disciplines, conduit líélève à découvrir dans líimplicite ce à quoi on veut le former. A líinverse, en situation de rechercher les moyens de produire des résultats, souvent entraînés dans un travail de groupe, ils acquièrent par une voie motivante, concrète et socialisante, des connaissances et des savoir faire valorisant leurs acquis et leurs capacités.
La motivation des élèves est facilitée par la diversité des supports et des activités qui lui sont proposées en fonction du problème scientifique, base du sujet díétude. Lorsque les élèves sont placés en situation de recherche, on perçoit en général une véritable motivation, un intérêt, voire un plaisir, pour réaliser les activités proposées. La condition est un équilibre entre le dialogue, les temps de travail individuel et les apports expositifs du professeur. Dans le cas contraire, líenseignement limité au dialogue entrecoupé díexercices individuels répétitifs génère un ennui profond et communicatif.
Aussi la majorité des séquences pratiques est elle ou devrait-elle être conçue pour aboutir à la résolution du problème biologique ou géologique adroitement formulé au début de la séance. Il síagit ensuite de déplacer líinitiative du maître vers líélève : le professeur " síefface de la scène ". Certaines séquences pourront plus particulièrement contribuer à développer líautonomie.
II - LíANCRAGE DE LíENSEIGNEMENT DANS LE REEL ET LA VARIETE DES TRAVAUX PRATIQUES.
Il síagit díexpliquer le réel à partir de líanalyse des phénomènes perceptibles díabord à líéchelle macroscopique. Elle fonde la formulation des problèmes à résoudre.
Líobservation constitue le type díactivité très largement dominant. Elle constitue le point fort de la discipline et se pratique sur toutes sortes de supports et à toutes les échelles. Líobservation níest jamais gratuite, " elle níest jamais une fin en soi " : elle consiste à rechercher les informations pertinentes en relation avec le problème posé ; elle est souvent une observation de mécanismes, ou de variations dans le temps et dans líespace.
Elle se pratique au cours de sorties sur le terrain pour líétude díun paysage, de gisements, díaffleurements, de milieux, de ressources, pour la perception concrète de situations ou de problèmes tant biologiques, quíenvironnementaux ou géologiques. La sortie permet aussi la recherche et la récolte díéchantillons (êtres vivants, sols, roches, fossiles,Ö) ou la réalisation de schémas ou de croquis si le sujet síy prête.
Elle prend place surtout lors díétudes faites en classe en partant du réel (êtres vivants, échantillons, structures anatomiques, histologiques ou géologiques, roches, fossiles, Ö) avec ou sans instruments díobservation. Les réalisations expérimentales personnelles prennent la forme díactivités de recherche.
Le réel est souvent remplacé par des documents audiovisuels. Ainsi líobservation statique díun objet, díune structure ou díun paysage, par exemple, est-elle enrichie par líobservation dynamique.
Ces activités courantes, avec des approches à divers niveaux díorganisation (on passe du macroscopique au microscopique, voire au niveau moléculaire), de complexité croissante nécessitant des outils variés (optique, vidéomicroscope, imagerie médicale, images satellitales Ö) offrent une grande variété de possibilités et de situations pédagogiques à líenseignant. Díautres études sont réalisées sur des documents de nature plus synthétique : les cartes géologiques.
En complément de cette approche du réel, líenseignant propose très souvent aux élèves des documents qui ne peuvent être obtenus en classe : résultats díobservations ou díexpériences, banques de données, tableaux de mesures, enregistrements variés.
Líexpérimentation et la manipulation restent cependant des spécificités de la discipline. Elles ne sont jamais gratuites. On envisage líexpérimentation pour éprouver des hypothèses explicatives : imagination et réalisation díun protocole expérimental, mise en úuvre díun montage technique, exploitation critique des résultats, réalisation de préparations variées, étude de paramètres et de leurs influences sur des fonctions ou paramètres biologiques, mesures.
Líexpérimentation est une des étapes essentielles díun véritable enseignement expérimental et elle est conçue en vue du développement díune démarche scientifique chez líélève. Líobservation et líanalyse de données sont souvent un des stades de cette démarche.
Les modélisations, quíelles soient matérielles ou informatiques viennent enrichir les possibilités díétude grâce au développement important de líEnseignement expérimental Assisté par Ordinateur (ExAO).
III ñ LA SOLLICITATION DE LíINTELLIGENCE PRODUCTIVE.
Savoir ce qui fonde la recherche et comment on a obtenu un résultat sont les conditions d'une attitude scientifique. Le lien entre les résultats obtenus et les conditions expérimentales de leur obtention reste tout à fait fondamental. Il prépare à la compréhension des découvertes. A chaque étape díune séance, líélève doit être capable de dire pourquoi il est en train de faire. Le sens de notre enseignement en dépend. Dans cet esprit, les TP permettent de construire la connaissance et non de líappliquer.
Líactivité de recherche plus ou moins autonome de líélève se concrétise dans la mesure du possible par une production traduisant les résultats de líinvestigation et proposant une explication. Ces activités productives sont de nature variée suivant líétape de la démarche. Líélève peut être amené à imaginer, concevoir et mettre en úuvre un protocole expérimental, ou simplement réaliser ce protocole à partir díune fiche technique fournie par le professeur. Dans la pratique, il est cependant rare que les protocoles soient conçus par les élèves, soit par manque de temps et par souci du professeur díassurer une couverture satisfaisante du programme, soit par manque díéquipements, soit par manque díimagination, soit aussi tout simplement par suite díune culture scientifique et technique encore insuffisante de beaucoup díélèves. Cette activité révèle cependant souvent des élèves imaginatifs, astucieux, et leur permet díexprimer des qualités passées inaperçues dans un enseignement trop abstrait.
La réalisation díun compte-rendu détaillé et illustré de líexpérience et la communication des résultats, par un tableau de mesure, un enregistrement, un graphe ou un histogramme avec une interprétation des résultats sont couramment pratiquées en TP.
Le dessin díobservation est un mode de communication très utilisé en SVT. Il nécessite une observation précise de líobjet et une traduction claire, nette, soignée, avec titre, légendes díinterprétation, caractères de líobservation et conditions éventuelles : il remplace souvent un texte.
La schématisation, si possible fonctionnelle, est une activité intellectuellement plus complexe, car elle exige de líélève de dégager les données essentielles de líaccessoire, de proposer éventuellement des relations voire un fonctionnement donc une explication de phénomène. Ce type díexercice est de plus en plus privilégié et constitue souvent líoccasion díune synthèse de líensemble des observations ou des résultats. Le degré díabstraction est important ; les élèves sont entraînés progressivement au cours de leur scolarité à ce mode de communication. En géologie, on peut travailler des objectifs plus spécifiques comme la représentation à différentes échelles ou la conception de maquettes.
Ces productions sont toujours guidées par une réflexion en amont, orientée vers la solution du problème posé. Líaide du professeur est très souvent systématique pendant les activités pratiques, bien que rendue difficile dès que les effectifs dépassent certains seuils. Les activités pratiques sont le plus souvent soigneusement préparées. Il en résulte des séquences efficaces sur les plans de la construction des notions et de la formation aux méthodes.
IV ñ LíEVALUATION FORMATIVE INTEGREE, MOYEN DE DIVERSIFICATION.
Les TP permettent de développer des capacités spécifiques comme, par exemple :
- réaliser techniquement (utilisation correcte du microscope, manipulations simples, réalisations de montages expérimentaux Ö) ;
- utiliser des modes de représentation spécifiques des sciences expérimentales (traduction de résultats sous forme de dessins, schémas, graphes, tableaux Ö).
Le degré díacquisition de ces capacités doit bien évidemment être évalué, mais cíest líintelligence du geste technique qui sera appréciée et non les connaissances quíil sous-tend, évaluées séparément. Le contexte structurel des TP ñ classes dédoublées ñ permet aussi la diversification de líévaluation. A côté de líévaluation des productions finales (bilans de TP, souvent reflets díun travail de groupe), il permet une évaluation individuelle intégrée à líapprentissage ñ ou évaluation formative ñ, moyen pour líélève de se situer par rapport au niveau recherché de maîtrise díune capacité, moyen pour le professeur díorganiser des stratégies de remédiation adaptées aux insuffisances constatées.
Líefficacité díune telle évaluation nécessite, outre le répertoire des capacités à évaluer (c.f. annexe), líexistence de critères de réussite fixant le niveau díexigence. En communiquant cet ensemble aux élèves, on les stimule et on leur permet de síimpliquer dans la démarche de formation ñ en évitant quíils ne soient que des consommateurs de notes ñ. Ainsi responsabilisés, ils deviennent de plus en plus autonomes.
Une grande disponibilité du professeur síavère alors nécessaire, puisque réalisation du geste ou production conforme au modèle observé doivent être appréciés " à chaud ", au moment de la réalisation mais aussi, líélève ayant droit à líerreur, pour líaider, le corriger, líencourager. En cela réside líoriginalité de cette pratique qui permet díapprécier le niveau díappropriation par chaque élève díune capacité donnée à un moment donné.
Les TP constituent donc par eux mêmes une forme de diversification de líaction pédagogique dans la mesure ou ils élargissent líéventail des apprentissages. En outre, du seul fait de líexistence díeffectifs réduits, ils offrent la possibilité díune diversification de líévaluation par la mise en úuvre de líévaluation formative. La prise en compte des résultats, donc des besoins recensés de chaque élève, devrait conduire à une autre diversification : celle des actions pédagogiques (réorganisation des progressions, répétitions díactivités, diversification des supports, des niveaux díexigence, des outils, constitution de groupes de besoins Ö) permettant de remédier plus ou moins individuellement aux difficultés identifiées.
En conclusion, la notion de TP recouvre :
- un travail portant sur du concret, du matériel biologique ou géologique,
- un travail de líélève, qui se traduit obligatoirement par une recherche des moyens de produire et par une production,
- une production matérielle, individuelle ou díun petit groupe díélèves, réalisée en autonomie par rapport au professeur,
- la mise en place díune véritable diversification pédagogique, ajustée aux besoins de formation,
- une relation pédagogique fondée sur une grande disponibilité du professeur à líégard de chaque élève.
Les TP représentent un moyen particulièrement efficace de soutenir la motivation par la diversité des situations concrètes quíils favorisent. Líancrage de la formation dans le réel facilite le développement des capacités de tous les élèves.
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EMPLOYER DES TECHNIQUES DíOBSERVATION
UTILISER DES TECHNIQUES BIOLOGIQUES OU GEOLOGIQUES
EMPLOYER DES TECHNIQUES DE MESURE
UTILISER UNE CHAINE ExAO
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- pour líhistogramme, rectangles tracés à la règle
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Les critères díévaluation pour la démarche explicative sont adaptés à chaque TP.
Les critères à privilégier seront choisis parmi les suivants :