Enseignement des sciences basé sur la démarche d’investigation

La démarche d’investigation représente une grande promesse pour l’enseignement des sciences en termes d’endiguement du déclin d’intérêt des jeunes pour les cours de sciences et de mathématiques et de favorisation d’une meilleure maîtrise du raisonnement scientifique. TEMI envisage la démarche d’investigation comme le vecteur privilégié pour couvrir la composante “investigation scientifique” de tous les programmes scolaires européens. La pression à laquelle les écoles sont soumises pour atteindre des objectifs toujours plus ambitieux va grandissante. TEMI s’appuie sur le constat éprouvé qu’une investigation bien structurée a un impact sur les résultats des élèves. Nous avons combiné les meilleures pratiques du monde entier pour résoudre ce problème : comment faire entrer l’enseignement des sciences basé sur l’investigation dans le temps prévu par les programmes existants et faciliter l’apprentissage autant des élèves et que de leurs enseignants.

Méthodologie TEMI

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Pour répondre à la promesse et au défi que représentent l’investigation, le programme de formation des enseignants TEMI se fonde sur les principes documentés par la recherche de la formation continue des enseignants et de l’enseignement des sciences par la démarche d’investigation et s’adapter aux besoins de chaque pays participant, notre programme de formation continue vise à intégrer dans la pratique des enseignants 4 innovations :

  • Générer la curiosité grâce aux Mystères
  • Enseigner les concepts avec le cycle d’apprentissage des 5E
  • Enseigner les savoir-faire avec le Transfert Graduel de Responsabilité
  • Entretenir la motivation grâce à l’art de la mise en scène

Générer la curiosité grâce aux Mystères

Dans le cadre de l’enseignement des sciences, un mystère est un phénomène ou un événement qui provoque l’émerveillement et tient en haleine l’apprenant, initiant un « désir d’apprendre » alimenté par l’émotion – sentiment qui augmente la curiosité et fait naître des questions qui pourront trouver leurs réponses au cours d’activités d’investigation et de résolution de problèmes. Les Mystères de TEMI sont spécialement pensés pour intégrer des caractéristiques aidant les élèves à apprendre et les enseignants à traiter le programme :

  • Permettre un engagement affectif des étudiants
  • Générer la curiosité et entraîner des questions des élèves
  • Faire des contenus et des compétences de l’investigation une des clefs de la résolution du mystère
  • Couvrir une part suffisante du programme évalué à l’échelle nationale
  • Être surprenants et changer les idées initiales des étudiants

La formation TEMI montrera aux enseignants comment utilise les Mystères pour démarrer une investigation et, avec l’aide de l’art de la mise en scène (voir ci-dessous), alimenter un engagement continu et soutenir les efforts des élèves pour apprendre.

Enseigner les concepts avec le cycle d’apprentissage des 5E

Le cycle des 5E est une structure aidant les enseignants et les élèves pour développer leur compréhension des concepts scientifiques à travers l’investigation. Il décompose le processus d’investigation en 5 étapes, avec des objectifs et des fonctions d’apprentissage clairs. La phase d’ « Engagement » capture l’attention des élèves en utilisant les Mystères et les amène à formuler une question à investiguer. La phase d’ « Exploration » correspond au processus de réponse à cette question en planifiant des expériences, collectant des observations et des données. La phase d’ « Explication » cherche à donner sens aux données et s’appuyer sur des idées scientifiques pour répondre à la question investiguée. La phase d’ « Extension » ou de Prolongation applique les acquis conceptuels pour résoudre un autre problème. La phase d’ « Evaluation » consiste à évaluer la compréhension et les savoir-faire des étudiants.

‘Notre programme de formation montre aux enseignants comment utiliser chaque étape dans la classe et leur permet de s’exercer.

Enseigner les savoir-faire avec le Transfert Graduel de Responsabilité

TEMI utilise l’idée de “Transfert Graduel de Responsabilité” pour enseigner les savoir-faire. Nous avons emprunté un modèle reconnu pour enseigner les savoir-faire liés à d’autres matières et l’avons appliqué aux sciences. Très simplement, les savoir-faire sont enseignées en trois étapes :

  • Je le fais
  • Nous le faisons
  • Tu le fais

Il s’agit essentiellement d’une façon d’envisager les enseignants comme les “maîtres artisans” initiant leurs élèves ou “apprentis” à un champ d’expertise. En d’autres termes, nous voyons les enseignants agir comme des experts de l’investigation guidant leurs élèves novices par la main, les accompagnant dans la réalisation de tâches réalistes représentant des défis de plus en plus ardus, pour développer les compétences de résolution de problèmes et de raisonnement associés au travail scientifique. « Montrer » est la première étape, où l’enseignant commence par modéliser les savoir-faire. La phase « Guider et soutenir » vient ensuite, où l’enseignant aide les élèves dans leurs premières tentatives de réalisation de tâches simples. Le troisième stade de l’apprentissage de savoir-faire consiste à permettre aux élèves d’être plus indépendants et de pratiquer les savoir-faire dans le cadre de tâches plus complexes jusqu’à ce qu’ils deviennent compétents.

Intégrer à la fois les savoir-faire et le contenu du programme peut représenter un défi d’ampleur pour les enseignants de sciences. Notre programme de formation offre aux enseignants une solution efficace et pratique.

Entretenir la motivation grâce à l’art de la mise en scène

Après avoir capté l’intérêt les élèves, comment allons-nous le conserver tout au long de l’investigation ? Notre réponse ? Grâce à l’art de la mise en scène. Les techniques de présentation ne sont pas réservées au théâtre ! La recherche en éducation confirme que les contenus sont mieux mémorisés lorsqu’ils sont présentés de façon spectaculaire. TEMI invite donc des spécialistes pour aider les enseignants. Magiciens, acteurs et autre communicants comprennent intuitivement l’idée exprimée dans la littérature de maintenir la curiosité en créant des intrigues et en distillant peu à peu des clefs pour les résoudre. Leur travail consiste à faire en sorte que le public ait envie de savoir quelque chose, ce qui les pousse à explorer et à être attentifs jusqu’à ce qu’ils le sachent. Voilà exactement le type de compétence dont un enseignant de science a besoin. Si les connaissances scientifiques peuvent être intégrées dans la résolution de problèmes intrigants, les cours seront plus engageants et auront plus de sens. Le programme de formation TEMI fera appel à des artistes comme les magiciens pour soutenir les enseignants dans la transformation de leurs cours de sciences par l’utilisation de techniques de mise en scène variées.

Programme de formation

Les innovations du programme TEMI sont introduites à travers des ateliers en présentiel suivis d’une experimentation en classe, avec le soutien du matériel pédagogique mis à disposition. Le format peut varier d’un pays à l’autre, mais le modèle de base est constitué de deux ateliers :

Semaine Evénement
0 Tâches préparatoires
2 Atelier 1
3-8 Application en classe
8-12 Atelier 2
11-16 Suivi

L’atelier 1 introduit les innovations suivantes : les “Mystères” et le cycle d’apprentissage des 5E.

L’atelier 2 introduit le transfert graduel de responsabilité et l’art de la mise en scène

Dans chaque atelier, les enseignants consacrent une large proportion du temps à mettre les idées en pratique en créant un cours basé sur un Mystère.

A quoi pouvez-vous vous attendre en participant à ce programme ?

  • Explorer comment le cycle d’apprentissage de l’investigation des 5E peut être utilisé comme outil pour intégrer l’enseignement de l’investigation quand il s’agit de contenu scientifique
  • Aquérir une expérience de méthodes éprouvées pour enseigner des compétences en transférant peu à peu la responsabilité aux élèves
  • Évaluer des ressources pédagogiques basées sur les mystères, utilisées comme des invitations à l’investigation et qui structurent autant que nourrissent les cours
  • Considérer comment utiliser des techniques de mise en scène variées à travers l’interaction avec des professionnels de la communication.
  • Utiliser les stratégies cognitives pour améliorer les compétences liées à l’investigation des étudiants pour leur permettre d’obtenir de meilleurs résultats lors des examens aux enjeux importants.