Des situations avec manipulation

Nous présentons d’abord la situation proposée, soit une séparation de trois poudres (limaille de fer, sel fin et sable) ⁴⁶³ . L’ensemble de la démarche comporte trois phases (Préparations, Manipulations, Formulations). Il s’étale sur deux à quatre séances selon les conduites de classes et la fatigabilité des apprenants. La population CL.I.S. 1 est scindée en trois groupes de trois ou quatre enfants selon l’effectif. Chaque groupe reçoit un jeu de documents « Idées-Actions » (format A2) à remplir et à présenter collectivement (avant et après tentative de solution). Chaque élève dispose de fiches au format A3 où sont rappelées les principales consignes et informations ⁴⁶⁴ .

On implique d’emblée en faisant réaliser le mélange (après sensibilisation aux risques éventuels – limaille de fer). Chacun doit alors résumer sur sa première fiche (avec reconnaissance des termes-substances : fer, sel, sable – figure 23).

Figure 4-2-23. Fiche structuration 1a (individuelle)

Il s’agit ensuite de découvrir et manipuler le matériel à disposition (dans chaque groupe : casserole, soucoupe, récipient vide, carafe d’eau, aimants, filtres, entonnoir, plaque chauffante). Les groupes sont invités à s’accorder sur la compréhension des données (propriétés liées aux trois poudres). Ils doivent ensuite désigner le ou les objets paraissant le plus en adéquation avec ces informations et le problème soulevé (séparation des produits).

Chaque rapporteur viendra présenter le document réalisé par son équipe (sous forme de dessin et avec commentaire quant au sens des trois mots clés : attirer, dissoudre, filtrer). L’ensemble des communications est au final intégré par le maître dans un tableau de synthèse qui associe à chaque propriété déclarée les réponses proposées (figure 24).

Figure 4-2-24. Fiche structuration 1 b (collective)

Un débat peut être lancé pour aboutir sur un accord quant au choix du matériel (la plaque chauffante n’est généralement pas retenue). Il convient cette fois de réfléchir à l’exploitation des objets retenus (aimants, eau, filtre, entonnoir).

Une nouvelle fiche est à renseigner (par mots et ou graphismes – figure 25). Elle fait l’objet d’un travail individuel dans un premier temps puis, comme précédemment, devra déboucher sur un consensus intragroupe. Lorsque ce dernier est obtenu, l’enseignant relève la fiche où celui-ci est transcrit (« Ce que nous allons faire »).

Figure 4-2-25. Fiche anticipation (individuelle et groupe)

Il en fera une synthèse pour un écho ultérieur (après les premiers essais des élèves, pour mémoire).Dans un deuxième temps, le maître redistribuera ces documents et demandera à chaque rapporteur de récupérer le matériel nécessaire (le tableau qui résumait l’accord classe est resté affiché). Chaque groupe met en place les situations anticipées pour séparer les trois poudres. La majorité va solutionner les problèmes de séparation de la limaille (aimants) et du sable (eau). Reste la question du sel qui partage généralement en plusieurs niveaux d’interrogation. Le plus grand nombre demeurent dans l’expectative (« disparu ! »). Quelques-uns intuitent sa présence dans l’eau récupérée (« fondu ! »).

Un moment de reformulation des manipulations et de leurs effets permet souvent de détruire la première conception et de consolider la seconde (figure 26). Il est conseillé de rebondir sur celle-ci en l’enrichissant (éclairages par transfert de connaissances). Un rappel par l’enseignant d’une étude antérieure sur les états de l’eau puis d’une autre sur les marais salants peut ici servir de tremplin.

Figure 4-2-26. Fiche structuration 2 a (par groupe)

Cela permet dans la discussion d’envisager le phénomène de l’évaporation et des conditions pour le produire. Celles qui viennent d’abord à l’esprit suggèrent de recourir à l’exposition solaire. En insistant sur l’action calorique le maître peut inciter à reconsidérer le matériel mis à disposition. Une nouvelle série d’essais peut être envisagée avec la plaque chauffante. Pour autant l’utilisation de cet instrument n’assure pas de réussir (obstacles notamment de temps et de reconnaissance du produit récupéré). Des accompagnements et encouragements s’avèrent souvent nécessaires. Lorsque tous les groupes sont enfin parvenus à la séparation du dernier composant (sel), une nouvelle fiche groupe permet de faire un compte rendu des manipulations successives (figure 27). Une fois celles-ci remplies (mots et ou images) l’enseignant les relève. Il en propose la séance suivante un résumé rétro projeté (après avoir recontextualisé les manipulations). Les points restés obscurs dans les déclarations sont pointés et mis en débat (figure 28). Un accord classe doit être obtenu sur le déroulement effectif (même nature d’encodage).

Figure 4-2-27. Fiche structuration 2b (par groupe)

Figure 4-2-28. Fiche retour (collective)

Dans une dernière phase, un ou deux synthétiseurs viendront rappeler les différentes étapes (de la distribution des fiches individuelles au bilan post expérimental).

L’enseignant prend le relais en signalant que réussir à résoudre un problème concret n’économise pas pour autant de comprendre. Il demande de réfléchir à ce qui entre en jeu dans les différentes actions (attraction, filtration, évaporation). Après une mise en débat avec de réguliers conflits de type sociocognitifs, trois niveaux de formulation peuvent principalement être dégagés (attirer/ faire passer à travers une petite grille / transformer en fumées ; force qui attire / faire passer à travers un corps percé de petits trous / transformer en vapeurs ; / retenir en partie un produit / transformation d’un corps liquide en corps gazeux).

L’ensemble de cette évaluation se clôture pour les apprenants avec une ultime fiche à trous laquelle rappelle le trajet suivi et l’intelligence des concepts accessibles (figure 29).

Figure 4-2-29. Structuration 3 (individuelle)

Tout ce processus patient d’investigation-structuration va s’accompagner d’une évaluation de compétences.