DÉF I SCIENT IF IQUE ET TECHNOLOGIQUE

« CONSTRUIRE UNE MAQUETTE DE MAISON ÉCO-CITOYENNE »

I N S T I T U T F R A N Ç A I S M E K N È S - M A R O C 2 7 F É V R I E R – 1 E R M A R S 2 0 1 4

E . T O U C H A R D C o n s e i l l è r e p é d a g o g i q u e c i r c o n s c r i p t i o n d e G r e n o b l e 2

Université Moulay Ismaïl (UMI)

Ecole Normale Supérieure (ENS)

Institut Français MEKNES (IFM)

Académie Régionale de l’Education et de la

Formation Meknès-Talifalet (AREF)

OUVERTURE DE L’UNIVERSITÉ D’HIVER 2014

Objectif général

La formation des enseignants

Conférence : Besoins sociaux, objectifs

institutionnels et didactique du français

(C.Puren, Université de St Etienne)

Ateliers de formation

-L’enjeu des traces en classe préscolaire

-Littérature pour les petits

-Didactique du film cinématographique en

classe de français

-Le défi scientifique et la démarche de

projet

-Aider les élèves à adapter leurs capacités à

apprendre

-Le roman d’aventure au cycle secondaire

-Projet Théâtre

OBJECTIFS DE L’ATELIER « DÉFI SCIENTIFIQUE ET DÉMARCHE DE PROJET »

Objectif général

• Permettre aux enseignants de mettre en place un défi scientifique avec leurs élèves et de participer à une rencontre scientifique organisée par l’Institut Français de Meknès.

Objectifs spécifiques

• Connaitre les enjeux et le fonctionnement d’un défi scientifique

• Vivre et analyser les démarches d’enseignement basées sur l’investigation scientifique

• S’approprier les notions scientifiques

• Connaitre les démarches et s’approprier les ressources pour la classe

• Planifier les actions pour organiser le défi

PLANNING DE LA FORMATION

DATES

CONTENUS

Jeudi 27 février

9h- 11h

Présentation de la formation : les objectifs, les enjeux du défi Elaborer le scénario conceptuel du projet

11h- 30 14h30

Qu’est-ce qu’un isolant thermique ? Vivre et analyser une démarche d’investigation

Vendredi 28 février

9h- 11h

Comment éclairer une maquette de maison ? Identifier la place et le rôle de la trace écrite : tenir un cahier de sciences

11h- 30 14h30

Quel est l’impact de l’habitat sur l’environnement ? Identifier les problématiques environnementales : la gestion des déchets, de

l’énergie et de l’’eau

Samedi 1er mars

9h- 11h

Comment chauffer de l’eau avec l’énergie solaire ? Réaliser un objet technologique

11h- 30 14h30

Identifier les ressources et les outils liés au projet Planification des actions pour organiser la rencontre Bilan de la formation

QU’EST-CE QU’UN ÉCO HABITAT?

• Mise en commun des représentations individuelles

- Un habitat respectueux de la nature

- Une maison économe avec de l’isolation, un double vitrage…

- Un habitat qui ne pollue pas, consomme peu d’énergie

- Utilise les moyens écologiques pour la construction ,

l’électricité et l’eau

- Un habitat sain pour les habitants (pas de produits chimiques)

- Un habitat qui veille à la préservation de l’environnement à

travers des gestes écologiques quotidiens

PROBLEMATIQUES DU DÉFI

Qu’est-ce qu’un

éco habitat?

Un habitat écologique

utilise des matériaux à

faible impact

environnemental

Un habitat écologique est

économique en énergie

Quels sont les matériaux de

construction? Quelles sont les sources

d’énergies?

Energie/ Electricité

Un habitat écologique est

respectueux de

l’environnement

Comment réduire la

consommation d’eau,

d’électricité et les déchets?

Qu’est-ce qu’un isolant

thermique?

Technologie Education civique

PROBLEMATIQUES DU DÉFI

Quels sont les

différents types

d’habitats?

L’habitat rural ou urbain L’habitat individuel ou

collectif

Comment se répartit la

population ?

L’habitat sédentaire ou

nomade

Comment ont évolué les

modes de vie?

Quel est

l’impact de l’habitat sur

l’environnement?

Géographie Architecture Histoire

LES CONNAISSANCES ET COMPÉTENCES

En sciences, technologie, Education au Développement Durable

• L’ énergie : connaitre les sources d’énergie renouvelables, connaitre les propriétés des isolants thermiques

• Le monde construit par l’homme : concevoir des circuits électriques , utiliser des matériaux et des outils pour construire un objet technologique

• L’environnement : être capable de réduire sa consommation en eau et en énergie, participer à la gestion des déchets

• Le ciel et la Terre : savoir orienter la maison en fonction des points cardinaux

LES CONNAISSANCES ET COMPÉTENCES

En français

- Parler : formuler des questions pertinentes, participer à un débat argumenté, utiliser des connecteurs logiques et un lexique spécifique

- Lire : des textes documentaires, trouver des informations sur Internet, traiter des textes complexes (tableaux, images, schémas…)

- Ecrire : rédiger un compte rendu d’expérience, d’observation, une enquête, un texte documentaire, communiquer au moyen d’une messagerie, utiliser un logiciel…

En éducation civique

- Se montrer responsable et respectueux à l’égard de l’environnement

- Partager des valeurs avec ses pairs

LES ENJEUX DU DÉFI SCIENTIFIQUE

Mettre en place un défi c’est…

1. Travailler à partir d’une problématique commune

2. Mettre en place un enseignement basé sur la démarche

d’investigation

3. Tenir un cahier de bord pour : garder en mémoire la démarche, les

essais/erreurs, les connaissances scientifiques

4. Favoriser le travail de groupe

5. Développer les échanges et la communication entre les élèves et

entre les classes

6. Participer avec sa classe à une rencontre finale : présentation et

communication des productions par les élèves

LE CAHIER DES CHARGES DU DÉFI

Les classes participant au défi doivent :

Réaliser une maquette collective de maison « éco citoyenne » intégrant un circuit électrique et au moins 2 thèmes étudiés : Energie / Déchets/ Isolation/ l’eau

Présenter 1 panneau sur la démarche d’investigation 1 panneau sur les recherches documentaires

Présenter un carnet de bord par groupe pour témoigner du travail de groupe

Prévoir la présentation orale des travaux par les élèves : expliquer ce qu’on a réalisé, ce qu’on a appris

LE CAHIER DES CHARGES DU DÉFI

Caractéristiques de la maquette de maison :

- 1 toit amovible

- 3 murs et une face ouverte qui laisse voir l’intérieur de la maison

- Au moins 1 fenêtre et 1 porte

- Au moins 2 lampes pour éclairer (indépendamment pour CE5-CE6) 2 pièces de la maison

- Utiliser un matériel peu couteux (matériaux de récupération

- Prévoir un plan horizontal 50 x 50 cm solide pour poser la maquette de la maison :

- Présenter le maximum d’objets et de matériaux permettant de rendre compte des recherches effectuées en lien avec les thèmes scientifiques.

CRITERES D’EVALUATION DES PROJETS

Critères Indicateurs note

Caractéristiques techniques Dimension, ouvertures, matériaux respectés

2

Fonctionnement 2 éclairages avec interrupteurs 2

2 Affiches 1 sur les thème scientifiques et 1 sur la

démarche d’investigation

2

Le travail collectif le carnet de bord témoigne du travail de

groupe

1

La communication les élèves s’expriment clairement et savent

répondre aux questions

2

Le soin et l’esthétique le travail est bien présenté

1

EXEMPLES DE DEFIS EN FRANCE

La maison éco citoyenne 2007 et 2008

Ecole de la circonscription de Grenoble 4

EXEMPLES DE DEFIS AU MAROC

L’eau et les objets roulants

Meknès 2005 et 2006

LA DEMARCHE D’INVESTIGATION SCIENTIFIQUE La situation de départ

Elle provoque l’étonnement, la curiosité, le questionnement des élèves

1-Formuler un problème

Par le raisonnement et en utilisant ses connaissances l’élève donne des explications, des réponses possibles. Avec l’aide de

l’enseignant il formule un problème à résoudre:

Exemple : « Comment éclairer la maquette de la maison ?»

2-Formuler des hypothèses à tester

Seuls ou en groupe les élèves, s’appuient sur leurs connaissances préalables

pour émettre des hypothèses.

Élaborer et réaliser des protocoles c’est…

3.1- Faire des expériences

Prévoir un dispositif expérimental

Exemple 1 Exemple 2

Réaliser un circuit électrique Mettre en évidence la présence de l’air

Exemple 3 Exemple 4

Tester les besoins des végétaux Mesurer la température de fusion d’un glaçon

3.2- Faire des observations

Observer à l’œil nu

Observer avec un instrument : loupe à main ou loupe binoculaire…

•Réaliser un modèle Exemple 1 Exemple 2 Modéliser un tremblement de terre Modéliser le déplacement du soleil dans le ciel

Exemple 1 Exemple 2

Modéliser un tremblement de terre Modéliser le déplacement du soleil dans le ciel

3.3- Réaliser un modèle

3.4 - Effectuer une enquête et /ou des recherches documentaires

5- Structuration du savoir construit en réponse au problème posé

Les élèves formulent avec l’aide de

l’enseignant, ce qu’ils ont appris.

Synthèse de l’ensemble des

hypothèses validées et invalidées

4- Constatation des résultats et comparaison avec l’hypothèse

QU’EST-CE QU’UN ISOLANT THERMIQUE?

• Expérience 1

Comment conserver une eau (50°c) la plus chaude

possible pendant 15 min?

© EDF / 2010

FORMULER DES HYPOTHÈSES

Mise en commun des

hypothèses

CONCEVOIR LES EXPÉRIENCES

Rédiger un protocole

expérimental

REALISER LES EXPÉRIENCES

Travailler en

groupes

STRUCTURER LES CONNAISSANCES

Un bon isolant doit :

• ne conduit pas la chaleur. On dit qu’il a une faible conductivité thermique

• ne se réchauffe pas facilement. Un tel matériau une grande capacité thermique ou une grande inertie.

Classement conductivité/ capacité thermique

1. Panneau de fibre de bois

2. Liège expansé,

3. Ouate de cellulose (papier/ carton recyclé),

4. Laine de mouton

5. Polystyrène,

6. Laines minérales (de verre ou de roche)

STRUCTURER LES CONNAISSANCES

La chaleur correspond à l’énergie thermique c’est-à-dire

l’agitation désordonnée des atomes ou molécules qui

composent un corps.

La température mesure cette agitation thermique.

COMMENT FONCTIONNE UN CIRCUIT ÉLECTRIQUE?

1. D’où vient l’électricité?

2. Comment éclairer une lampe?

3. Comment fonctionne un interrupteur?

4. Comment éclairer plusieurs lampes?

5. Comment éclairer deux lampes indépendamment?

1. D’OÙ VIENT L’ÉLECTRICITÉ AU MAROC?

Turbine à gaz de l'Office national de l'électricité à

Tetouan,

barrage d’Abdelmoumen

Centrale de charbon propre à Safi

?

Parc éolien Tanger

Centrale Thermo Solaire à cycle combiné

intégré d’Ain Béni Mathar

2. COMMENT FONCTIONNE UNE LAMPE?

Filament

Ampoule de verre

Plot

Culot

Support en verre

Comment ça marche ? Enveloppée dans une ampoule en verre sous vide, un filament de

tungstène est porté à incandescence par le passage d’un courant électrique. Ce filament

chauffe, ce qui produit de la lumière. Certaines ampoules contiennent un gaz inerte (argon,

krypton ou xénon) pour augmenter leur durée de vie (maximum 1 500 heures).

3. COMMENT FONCTIONNE UN INTERRUPTEUR?

4. COMMENT ÉCLAIRER DEUX LAMPES?

Du montage réel au

schéma avec les

symboles

5. COMMENT ÉCLAIRER DEUX LAMPES INDÉPENDAMMENT?

Mise en commun des schémas élaborés en groupe

5. COMMENT ÉCLAIRER DEUX LAMPES INDÉPENDAMMENT?

Réalisation de la maquette de

la maison

COMMENT CHAUFFER L’EAU AVEC L’ÉNERGIE SOLAIRE?

Le chauffe-eau solaire : de la fiche

technique à la réalisation matérielle

LE CAHIER DE SCIENCES

E . T O U C H A R D C O N S E I L L E R E P E D A G O G I Q U E C I R C O N S C R I P T I O N D E G R E N O B L E 2

I N S T I T U T F R A N Ç A I S M E K N È S 2 7 F E V R I E R – 1 E R M A R S 2 0 1 4

POURQUOI UN CAHIER DE SCIENCES?

• Accompagner chaque étape de la démarche d’investigation.

• Faire le lien entre le l’action et la réflexion : développer les

compétences langagières à l’oral et à l’écrit.

• Ce cahier d’expériences comporte différents types de

documents ; des dessins, des schémas, des comptes rendu, des

listes, des textes explicatifs ou documentaires

• Ces écrits sont rédigés, avec ou sans l’aide de l’enseignant, soit

individuellement, en groupe, ou collectivement.

POURQUOI UN CAHIER DE SCIENCES?

Le cahier d’expérience permet de ;

• garder en mémoire le déroulement des activités,

• de faire des liens entre les différentes situations

d’apprentissage et les différents thèmes étudiés

• d’identifier les progrès des élèves au cours de l’année

• Communiquer avec d’autres classes, avec les parents

POURQUOI UN CAHIER DE SCIENCES?

• Pour la diversité des écrits

- Ecrire : individuellement, en groupe, collectivement

- Lister le matériel

- Réaliser des dessins, des schémas légendés

- Décrire, nommer des objets, des phénomènes: apprendre un

lexique spécifique

- Ecrire un compte rendu : rédiger des phrases avec des

connecteurs logiques, spatiaux et temporels

Ce que je pense : trace écrite individuelle-

Cahier de sciences Ecole Les Heures Joyeuses (2005)

Ce que nous pensons : trace écrite de groupe

Cahier de sciences Ecole Les Heures Joyeuses (2005)

Recherche documentaire

Cahier de sciences Ecole

Andalib II (2005)

Compte rendu collectif de visite

Cahier de sciences

Ecole Nakhlat Al Bassatine (2005)

L’ÉCO HABITAT

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COMMENT RÉDUIRE LA PRODUCTION DE DÉCHETS DANS LA MAISON?

Quels sont les déchets produits

dans la maison?

- Déchets recyclables :

d’origine végétale (pelures de

fruits et légumes)

- Déchets recyclables : bois,

papier, carton, plastique,

métaux, verre

- Déchets dangereux:

médicaments, produits

ménagers…

Quels sont les éco gestes ?

• Faire un compost

• Trier les déchets dans des poubelles séparées

• Acheter moins de produits avec des emballages à usages uniques

• Ne pas jeter les produits dangereux mais les porter dans une décharge.

COMMENT RÉDUIRE LA CONSOMMATION D’ÉLECTRICITÉ DANS LA MAISON?

Quels sont les appareils

qui consomment de

l’électricité?

-Les appareils

électroménager, les

luminaires, les appareils

technologiques (TV,

ordinateurs…)

-Le chauffage

• Quels sont les éco

gestes?

- Éteindre les luminaires

en sortant d’une pièce

- Eteindre les appareils

en veille

- Utiliser un thermostat

COMMENT RÉDUIRE LA CONSOMMATION D’EAU DANS LA MAISON?

• Quels sont les lieux où on consomme de l’eau?

La cuisine,

La salle de bain,

Les toilettes

Le jardin (arrosage des plantes)

• Quels sont les éco

gestes?

• Prendre un douche au

lieu d’un bain

• Ne pas laisser couler

inutilement

• Réparer les fuites d’eau

PLANIFICATION DES ACTIONS

• Rencontre des classes : samedi 7 juin 2014

• Mise en place du défi avec les élèves : du 10 mars au 2 juin

4 séances d’1h pour réaliser les expériences

4 séances d’1h pour réaliser les recherches documentaires

2 séances d’1h pour construire la maquette

1 à 2 séances pour s’entrainer à présenter les travaux

• Rassembler le matériel nécessaire, organiser les groupes, communiquer le projet auprès des parents et de l’équipe pédagogique.

LES RESSOURCES DE SITE « LA MAIN A LA PATE »

MA MAISON, MA PLANETE…ET MOI!

L’espace élève propose des animations multimédias permettant de mieux

comprendre:

L’histoire et la diversité de l’habitat

dans le monde

Comment économiser

l’énergie?

Comment économiser l’eau?

Comment garder une maison

saine?

Tester ses connaissances

MA MAISON, MA PLANETE…ET MOI!

BIBLIOGRAPHIE

• Ma planète, ma maison…et moi, Edition Le Pommier (2010)

• Energies Développement Durable, Activités clés en main pour l’enseignant, Hachette éducation (2010)

• Enseigner les sciences expérimentales à l’école élémentaire, Physique et Technologie, R. Tavernier, Edition Bordas (2009)

• Ma maison, ma planète et moi … http://www.fondation-lamap.org/fr/ecohabitat

• Le module élève ; http://www.fondation-lamap.org/sites/default/files/upload/media/minisites/ecohabitat/animations/home.swf

• Planète énergies http://www.planete-energies.com/fr/planete-energies-900000.html