Une bonne SAÉ, de la vraie science et un début d’année tout en TIC.

Informations de base

1re secondaire (1er cycle), science et technologie, 13 périodes de 60 minutes

Documentations pour la réalisation de la SAÉ : http://monurl.ca/pluiesacides

 

Brève description de la situation

Il n’est pas rare d’entendre parler dans les médias du phénomène des pluies acides. En effet, une simple investigation à ce sujet sur un moteur de recherche mène à plusieurs images sur les effets néfastes des pluies acides ainsi qu’à des cartes illustrant l’évolution de l’acidification des lacs, et ce, notamment au Québec.

D’où proviennent ces pluies acides ? Dans quelle mesure l’humain en est‑il responsable ? Quels sont les moyens envisageables pour diminuer leur nombre et leur impact ?

Lors de cette SAÉ, les élèves devront réaliser plusieurs activités d’apprentissage pour finalement répondre à la problématique.

Production attendue

Dans cette SAÉ, plusieurs productions (de rétroaction ou formatives) sont attendues de manière à guider la construction des savoirs et réorienter, au besoin, les élèves sur la voie de la réussite de la tâche. Parmi ces productions formatives, certaines pousseront les élèves vers l’utilisation des TIC.

Productions attendues formatives qui développent et mobilisent les compétences TIC des élèves :

  • Production d’une carte conceptuelle sur les propriétés de la matière
  • Jeu‑questionnaire en ligne sur les instruments de laboratoire
  • Consultation de ressources en ligne sur l’atmosphère, l’hydrosphère et les structures de la Terre

Production attendue finale :

  • Création d’une présentation PREZI répondant aux questions de la SAÉ et sur le partage de cette leçon en ligne

Éléments du programme de formation ciblé

Environnement et consommation

Plusieurs axes de développement sont visés dans cette SAÉ :

  • La connaissance de l’environnement, car l’élève devra mobiliser plusieurs savoirs acquis durant les différentes activités pour comprendre l’effet de la consommation d’énergie (production de gaz à effet de serre), et la conséquence sur l’environnement (pluies acides). L’élève devra donc démontrer une « compréhension de certains phénomènes caractéristiques du milieu humain », établir « des liens entre les divers éléments propres à un milieu » et avoir « conscience de l’interdépendance de l’environnement et de l’activité humaine » (MELS, 2006, chap. 2, p. 10).
  • Construction d’un environnement sain dans une perspective de développement durable, car l’élève est amené à proposer une ou des solutions aux pluies acides et à l’acidification des lacs. Évidemment, on ne s’attend pas à ce que l’élève règle définitivement cette problématique, mais qu’il réfléchisse aux actions qui dans son quotidien pourraient faire partie de la solution. Il devra prendre « connaissance des répercussions de la présence d’une collectivité sur le territoire qu’elle occupe », démontrer un « souci de l’utilisation rationnelle des ressources » et faire preuve d’un « souci de l’intégration de valeurs environnementales aux processus de production de biens et de services » (MELS, 2006, chap. 2, p. 10).

Compétences transversales développées

Exploiter l’information

  • À deux moments au cours de la SAÉ, les élèves seront amenés à exploiter l’information D’abord, ils devront consulter différentes ressources pour construire leur savoir en ce qui concerne les propriétés de la matière. Ils devront en outre « sélectionner les sources pertinentes » et « trier l’essentiel de l’accessoire » tout en consultant plusieurs sources, puis recopier l’information pertinente (MELS, 2006, chap. 3, p. 6). Ensuite, ils devront mettre à profit leurs connaissances pour réaliser différentes activités de laboratoire et donc « réinvestir les données dans un nouveau contexte » (MELS, 2006, chap. 3, p.6).

Résoudre des problèmes

  • Cette SAÉ comporte six tâches de laboratoire, chacune d’elle incluant des problèmes simples à résoudre. Les élèves devront donc prendre connaissance de la situation, choisir une démarche puis analyser leurs résultats. De plus, à la fin de la SAÉ, ils devront mobiliser tous leurs savoirs pour la réalisation de leur production attendue.

Caractère orientant de la situation d’apprentissage

Selon le document intitulé À chacun son rêve. Pour favoriser la réussite : l’approche orientante (2002), quatre éléments doivent être mis en place dans un cadre scolaire pour développer l’approche orientante. Cette SAÉ n’a pas la prétention de s’inscrire dans une approche orientante claire, ni même de couvrir les quatre axes. Il est toutefois possible de faire des liens avec le premier axe, soit, en résumé, l’importance d’élaborer des « […] approches pédagogiques favorisant le développement de l’identité » (MELS, p. 22, 2002) et d’intégrer des mises en situation analogues à celles pouvant survenir dans un contexte réel de travail.

Dans cette SAÉ, les élèves travaillent effectivement sur un projet (création d’une capsule vidéo) et en collaboration (dans les laboratoires), ce qui leur permet de se découvrir et de mettre en pratique différentes stratégies d’apprentissage. Aussi, il est facile de faire le lien entre la mise en situation (les pluies acides) et plusieurs métiers ou emplois liés au domaine de la science et technologie : chercheur, technicien en environnement, technicien de laboratoire et écologiste. Dans cette optique, il serait possible d’ajouter à cette SAÉ une activité dans laquelle l’élève devrait découvrir les professions en lien avec cette problématique environnementale.

Repères culturels

Cette SAÉ porte en elle la valeur de l’écologie, car elle amène les élèves à réfléchir aux liens entre les activités humaines et l’environnement, et prend position pour une défense de l’environnement en modifiant nos pratiques en termes de consommation d’énergie. De plus, d’un point de vue historique, il est possible de faire des liens avec l’industrialisation qui a mené à l’exploitation des énergies fossiles et la production de gaz carbonique (et autres gaz à effet de serre). Dans ce sens, un pont avec les cours d’univers social pourrait être développé.

Compétences disciplinaires ciblées (disciplines, compétences, composantes et critères d’évaluation)

  • Chercher des réponses ou des solutions à des problèmes d’ordre scientifique ou technologique (CD 1)

La SAÉ en entier étant basée sur la résolution d’un problème, l’élève devra donc appliquer les quatre composantes de la compétence, soit « cerner le problème », « élaborer un plan d’action », « concrétiser son plan d’action » et « analyser les résultats » (MELS, 2006, science et technologie, p. 14). Aussi, pendant les différents laboratoires, nous mettrons l’accent sur l’une ou l’autre des composantes de manière à bien cibler les attentes. Par exemple, l’élève apprendra à émettre une hypothèse, à laisser des traces relativement à la méthode employée, à utiliser correctement les instruments et finalement à rédiger une conclusion.

Pour l’évaluation, il faudra considérer les traces laissées par les élèves lors des laboratoires. Je pense qu’il est possible et réaliste d’évaluer selon les quatre critères reconnus par le programme de formation à l’école québécoise : la représentation adéquate de la situation (hypothèse), l’élaboration d’un plan d’action pertinent (protocole), la mise en œuvre adéquate du plan d’action (les résultats) et l’élaboration de conclusions (MELS, 2006).

À noter que pour cette compétence, les TIC sont utilisées en amont, soit pour la collecte et l’organisation de l’information nécessaire à la réalisation des cours pratiques, la transmission de certaines notions (classe inversée) et la rétroaction aux fins de vérification des apprentissages.

  • Mettre à profit ses connaissances scientifiques et technologiques (CD 2)

En ayant recours aux TIC, les élèves devront mobiliser tout le savoir acquis dans le cadre de la SAÉ pour répondre à la problématique et proposer une solution. Ils devront donc « situer une problématique scientifique ou technologique dans son contexte », « reconnaitre des principes scientifiques » et surtout « mettre en relation ces principes » (MELS, 2006, science et technologie, p.  18). En évaluant leur production finale, je pourrais juger de la pertinence des concepts et des théories mobilisés par les élèves, vérifier s’ils sont en mesure de produire des explications ou des solutions judicieuses et finalement justifier leur choix en ce qui concerne la solution au problème.

À noter ici que les TIC apportent une plus‑value intéressante au projet puisqu’elles permettent une grande variété de médiums et offrent la possibilité à l’élève de mobiliser ses connaissances dans un contexte nouveau, tout en faisant des liens entre ces différentes connaissances (ex. dans un schéma animé qu’il a lui‑même produit), ce qui serait difficile à obtenir avec une production attendue classique (ex. une affiche ou un texte informatif).

Contenu de la formation (concepts prescrits)

Plusieurs notions seront étudiées lors de cette SAÉ. D’abord, dans l’univers matériel, les propriétés non caractéristiques de la matière seront vues en détail (définition, unité et instrument) dans le but de pouvoir réaliser les laboratoires. Aussi, la propriété caractéristique du pH (acidité et basicité) doit être comprise par les élèves pour leur permettre de bien répondre à la tâche. Ensuite, dans l’univers de la Terre et de l’espace, nous nous attarderons aux caractéristiques générales de la Terre en étudiant l’atmosphère, l’hydrosphère et les liens entre celles‑ci. Finalement, les élèves devront apprendre à manier rigoureusement le matériel de laboratoire.

Section 2 – Présentation de l’activité

Ressources informationnelles ou didactiques (incluant les TIC) (10 lignes)

Les élèves auront en leur possession un cahier de bord de laboratoire qui donne les principales consignes et organise le travail à faire lors des cours en laboratoire ; ce document sera complété par l’élève et remis ensuite à l’enseignant pour l’évaluation (compétence disciplinaire 1). En ce qui concerne les TIC, plusieurs ressources seront exploitées. D’abord, pour la recherche d’information, nous utiliserons soit le laboratoire informatique de l’école, soit les appareils connectés des élèves (« BYOD ») et les moteurs de recherche classiques (ex. www.google.com). Ensuite, pour la création de leur carte conceptuelle, les élèves se serviront de l’outil mind map du site https://www.goconqr.com/.

Par ailleurs, les communications enseignant‑élève auront lieu quant à elles via la plateforme www.challengeu.com. Les élèves auront accès aux consignes, aux capsules de classes inversées (préalablement créées sur l’application pour iPad explain everything ou avec PowToon puis ensuite déposées sur YouTube), aux boites de dépôt de documents (ex. leur carte conceptuelle et la remise de leur leçon finale) et au jeu‑questionnaire de rétroaction sur les instruments de mesure en science.

Finalement, plusieurs ressources seront disponibles pour la création finale des élèves dépendant du moyen technique de chacun (tablette, Mac ou Pc). Pour Mac et Pc, les logiciels power point et keynote seront proposés (avec l’outil enregistrement audio) et pour le Ipad (ou autre produit Apple connecté), les élèves pourront compter sur les applications suivantes : tellagami, showme, explain everything, thing link ou adobe voice.

Choix technologiques

Les TIC sont parties prenantes de cette SAÉ, car elles suivent le cheminement des élèves en débutant par l’acquisition d’informations, le traitement de celles-ci et leur mobilisation pour la production d’un travail original.

D’abord, tout au long de l’apprentissage, une plateforme numérique accompagne les enseignants et les élèves de manière à pouvoir faciliter la communication entre eux, augmenter l’interactivité et permettre une rétroaction directe. Selon Beldrrain dans Depover, Karsenti et Komis (2007) un outil de communication de ce type peut mener à la création d’un « environnement d’apprentissage ». Aussi, d’un point de vue plus pratique, cet environnement d’apprentissage permet de remettre des consignes, expliquer les exigences, déposer des capsules vidéos pour la classe inversée et de consulter les réponses des élèves. Cet aspect fait en sorte de diminuer le temps consacré à la gestion du papier et de se concentrer sur les apprentissages.

Ensuite, une des difficultés en ce qui concerne la collecte d’information sur Internet est la quantité astronomique de celle-ci. L’élève doit donc apprendre à critiquer la valeur de ses informations et ensuite l’organiser. Selon Depover, Karsenti et Komis (2007), la carte conceptuelle permet, sous forme de diagramme, de bien représenter les liens entre les éléments de matière. Donc, la conception d’une telle carte par les élèves force les apprenants à chercher des liens et à consolider leur savoir. De plus, ce type de tâche offre une occasion aux élèves d’être créatif en variant les formes, les couleurs et les polices de caractères en autres, ce qui peut augmenter leur motivation.

Finalement, les élèves auront la chance d’explorer plusieurs applications de créativité, selon les disponibilités des ressources informatiques (voir section 2.1). L’objectif pédagogique est de multiplier les médiums de manière à véritablement intégrer et relier les savoirs entres eux. De plus, il ne faut pas oublier l’aspect motivationnel qui vient avec ce genre d’application et le développement de certaines compétences de création audiovisuelle qui pourraient facilement être réinvestis dans d’autres matières, ce qui est conforme à l’idée derrière le concept des compétences transversales.

Outils d’évaluation

Quatre moments d’évaluation sont prévus dans cette SAÉ. D’abord, tous les laboratoires des élèves sont consignés dans le journal de bord de l’élève qui sera, à la fin de la séquence, ramassé par l’enseignant. Ces dernier pourront ensuite utiliser une grille d’évaluation commune pur cibler les traces qui permettent d’évaluer selon les 4 composantes de la compétence disciplinaire 1 (voir le paragraphe e) de la section précédente.

Ensuite, la carte conceptuelle et la production finale attendue seront évaluées par les enseignants en utilisant encore des grilles de corrections/observations.

Finalement, il y aura en cours de route une évaluation en ligne sur les savoirs essentiels. Cette évaluation sera de type choix de réponse ou réponses courtes et la correction se fera automatiquement sur la plateforme interactive.

Section 3 – Références

Ministère de l’Éducation, du Loisir et du Sport (MELS). (2006). Programme de formation de l’école québécoise. Québec, Canada : Ministère de l’Éducation, du Loisir et du Sport. Récupéré le 9 février 2015 du site du Ministère de l’Éducation, du Loisir et du Sport (MELS) : http://www.mels.gouv.qc.ca/dgfj/dp/programme_de_formation/primaire/pdf/prform2001nb/prform2001nb.pdf

Basque, J . et Lundgren-Cayrol, K. (2003).Une typologie des typologies des usages des TIC. Montréal : Télé-université1.

Depover, C ., Karsenti, T. et Komis, V. (2007). Enseigner avec les technologies : Favoriser les apprentissages, développer les compétences. Québec : Les Presses de l’Université du Québec.

Ministère de l’Éducagtion, du Loisir et du Sport (MELS). (2002). À chacun son rève. Pour favoriser la réussite : L’approche orientante. Récupéré le 8 avril 2015 du site du Ministère de l’Éducation, du Loisir et du Sport (MELS) : http://www.mels.gouv.qc.ca/fileadmin/site_web/documents/dpse/adaptation_serv_compl/SEC_AppOrientante_19-7030_.pdf

Institut international des sciences appliquées de Toulouse (INSA). « Apprentissage actif », [En ligne] http://enseignants.insa-toulouse.fr/fr/ameliorer_mon_cours/des_pedagogies_actives/apprentissage_actif.html (18 avril 2015)

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