LA DEMARCHE D’INVESTIGATION

1. LA DEMARCHE D’INVESTIGATION

2. Cette démarche s’appuie sur le questionnement des élèves sur le monde réel. Elle débouche sur l’acquisition de connaissances, de compétences méthodologiques et sur la mise au point de savoir faire technique

3. CANEVAS D’UNE SEQUENCE D’INVESTIGATION • Ce canevas ne fige pas de façon exhaustive un déroulement imposé, mais propose une manière commode de faire. • Il se décompose en sept moments clés.

4. 1. Le choix d’une situation problème par le professeur • Repérer les acquis initiaux des élèves • Identifier les représentations des élèves, ainsi que les difficultés persistantes. • Trouver la situation en fonction de l’analyse de ces différents éléments

5. 2. L’appropriation du problème par les élèves Reformulation de la question si nécessaire pour s’assurer de la compréhension de son sens.(le problème à résoudre doit être compris par tous)

6. 3. Formulation d’hypothèses, de protocoles possibles • Formulation orale ou écrite d’hypothèses(seul ou en groupe) • Elaboration d’expérience, destinées à valider les hypothèses • Communication à la classe des hypothèses ou des protocoles expérimentaux.

7. 4. Investigation ou résolution du problème • Réalisation d’expériences • Moments de débats internes entre les élèves • Exploitation au sein du groupe des résultats • Confrontations avec les hypothèses formulées précédemment

8. 5. Echange argumenté • Communication au sein de la classe des solutions élaborées, des résultats obtenus, des interrogations qui demeurent. • Confrontation des propositions

9. 6. Acquisition et structuration des expériences • Mise en évidence de nouveaux éléments de connaissances (notion, technique, méthode) • Reformulation écrite des connaissances nouvelles acquises en fin de séquence.

10. 7. Opérationnalisation des connaissances • Exercices d’entraînement • Nouveaux problèmes dans de nouveaux contextes ( réinvestissement) • Évaluation des connaissances et des compétences méthodologiques.

11. Exemple de travail pratique avec une démarche d’investigation.

12. Objectifs de connaissance: Dans une solution le courant électrique est dû à la présence d’ions. Place de ce TP dans la progression de chimie de 3ème Les élèves connaissent la structure des atomes, les ions, les solutions ioniques, et ce qu’est le courant dans les métaux. Trois difficultés à surmonter En début de seconde, beaucoup d’élèves imaginent le courant électrique uniquement comme un « courant » d’électrons circulant dans le sens opposé au sens conventionnel. Les élèves sont persuadés que l’eau pure conduit le courant. Confusion de l’atome et de l’ion correspondant

13. 1ère étape : la question Il faut tenir compte des difficultés persistantes des élèves cités ci avant, de leurs connaissances et du programme

14. 2ème étape Les élèves émettent des hypothèses par écrit.

15. Confrontation des différentes hypothèses. Tous ces liquides sont conducteurs car ils contiennent de l’eau et l’eau conduit bien le courant ! L’eau pure sera la meilleure conductrice car les autres solutions contiennent des espèces qui vont gêner le courant. La solution la plus conductrice sera la solution de sulfate de cuivre car le cuivre est un très bon conducteur ( confusion atome et ions ) L’eau salée sera bien conductrice car le sel va aider le courant à traverser !!!! 3ème étape

16. 4ème étape • Les élèves travaillent en équipe de 4 • Proposition de protocoles expérimentaux permettant de vérifier les hypothèses. • Elaboration de la liste du matériel nécessaire Ils pensent tout de suite à faire des circuits électriques

17. 5ème étape • Validation du projet par le professeur • Réalisation des expériences par les élèves.

18. Les élèves ont choisi soit une lampe, soit un ampèremètre, soit les deux. • Les élèves qui ont choisi la lampe (qui s’allume peu ou pas ) comprennent à l’aide du questionnement du professeur où est le problème et refont leurs mesures avec un ampèremètre.

19. 6ème étape • Les élèves , après avoir observé, peuvent conclure. • Ils classent les solutions de la plus conductrice à la moins conductrice

20. Interprétation par les élèves. • Le professeur distribue un joker qui permet aux élèves d’interpréter leurs résultats et d’aboutir à l’objectif souhaité: Seules les solutions ioniques conduisent le courant électrique

21. 7ème étape • Les élèves rendent compte de leurs travaux à la maison pour la semaine suivante

22. 8ème étape : Synthèse collective Comparaison des résultats expérimentaux. Réponse à la question posée Etude des différences hypothèses proposées qui sont soit acceptées soit refusées.

23. Barème de notation (sur 20 points) En classe *Pertinence de la réflexion au sein du groupe /2 *Manipulation /2 *Partage des tâches au sein du groupe /1 Compte-rendu *but de l'expérience réalisée /1*description de l'expérience /2 * observations : - mesures (cohérence, écriture correcte : I = .......A...) /2 - bulles sur les électrodes /1 - I’eau =  I’eau sucrée = I’eau alcoolisée /1 - I’eau salée 10g/L > I’eau salée 2g/L /1 - le courant passe mieux dans l'eau salée et dans le sulfate de cuivre /1*interprétations : - notion de particules chargées /2 - notion de quantité de particules chargées /1 - précision dans le vocabulaire, rigueur dans les explications /2 * présentation - soin (ne pas oublier le titre) /1