Professeur expérimentateur
- Laurent GUERRE, au lycée Galilée à CERGY (95).
| LIAISON AVEC LE PROGRAMME | |
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| Niveau concerné | Terminale S spécialité |
| Partie du programme : | Thème 2 - Enjeux planétaires contemporains Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l’avenir |
| PLACE DANS LA PROGRESSION |
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| Une fois envisagée la dynamique des enveloppes fluides et leur influence sur le climat, puis étudiés des éléments de paléoclimatologie pour comprendre comment il est possible de reconstituer le climat récent, il sera intéressant d’expliquer les variations cycliques du climat depuis 800000 ans et de déterminer quels sont les paramètres amplificateurs qui entrent en jeu actuellement. Ce qui permettra, après ce parcours, d’envisager le climat du futur grâce à la modélisation. |
| MOTIVATION DU CHOIX DE LA SEQUENCE A INVERSER |
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| Auparavant, les notions étaient abordées de façon plus classique grâce à une étude de documents "papier" en classe et une manipulation EXAO était déjà réalisée. L’inversion semblait ici une plus-value car elle permettait de dégager du temps pour l’activité pratique. Le but était de renforcer l’autonomie et la réflexion des élèves face à un grand nombre de ressources tout en conservant des activités pratiques. Le temps de classe a donc été optimisé en ce sens. La plateforme ELEA semblait justifiée car elle avait déjà été utilisée en début d’année par les élèves. |
| PROBLEME A RESOUDRE |
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| Comment expliquer les variations cycliques du climat depuis 800000 ans ? Quels sont les paramètres amplificateurs qui entrent en jeu actuellement ? Est-il encore possible de limiter le réchauffement climatique actuel ou est-il en train de s’emballer ? |
Extrait du parcours proposé aux élèves sur ELEA :
Vous êtes chargé par une grande organisation internationale de faire, lors d’une conférence, un point sur l’enjeu du réchauffement climatique actuel.
Pour préparer votre conférence, vous devrez acquérir 4 niveaux successifs de maitrise du sujet et collaborer avec les autres membres de votre organisation.
Ce parcours va vous permettre de valider ces 4 niveaux, en engrangeant des badges à chaque étape.
Certains passages de ce parcours sont à faire à la maison, d’autres en classe.
| NOTIONS, SAVOIR-FAIRE, COMPÉTENCES | |
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| Notions : | Extrait du Bulletin officiel spécial n° 8 du 13 octobre 2011 : Les enveloppes fluides de la Terre (atmosphère et hydrosphère) sont le siège d’une dynamique liée notamment à l’énergie reçue du Soleil. Elles sont en interaction permanente avec la biosphère et la géosphère. Le climat, à l’échelle globale ou locale, est à la fois le résultat de ces interactions et la condition de leur déroulement. La compréhension, au moins partielle, de cette complexité permet d’envisager une gestion raisonnée de l’influence de l’Homme. Sans chercher l’exhaustivité, l’objectif de ce thème est d’aborder quelques aspects de la relation entre histoire des enveloppes fluides de la Terre et histoire du climat. |
| Savoir-faire : | Collaborer à distance autour d’un schéma-bilan sur un mur mutualisé
Concevoir une stratégie expérimentale dans le cadre d’une collaboration à distance Mettre en oeuvre un protocole expérimental Modéliser les échanges de carbone entre compartiments du cycle du carbone Communiquer et exploiter des résultats expérimentaux Analyser des graphiques et des schémas scientifiques Répondre à des exercices type QCM, associations, millionnaire, glisser-déposer |
| Compétences : | Exploiter un grand nombre de ressources variées pour résoudre une situation-problème. Collaborer au sein d’une équipe "à la manière de chercheurs scientifiques". |
| ACTIVITE | ||
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| Durée :
– 1h en amont de la séance en classe. – 1h30 par demi-groupe en TP. – 30 mn en retour à la maison. – 30 mn en collaboration pour le bilan en classe. Total : 3h30 |
Coût : Un peu de sel, de l’eau, du matériel EXAO avec sondes O2 et température et de nombreuses requêtes sur Internet ... |
Sécurité : Une blouse en coton. |
| Outils numériques et ressources |
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Déroulement global de la séquence
Déroulement détaillé de la séquence
Avant la classe
– A partir de l’analyse de documents numériques et de vidéos, l’objectif est de déterminer comment certains paramètres orbitaux peuvent expliquer les variations climatiques cycliques depuis 800000 ans. Des tests de nature variée permettent de vérifier ce qui a été compris.
Exemple de vidéo intégrée dans ELEA à partir de youtube (voir la vidéo sur le site).
– L’objectif est alors d’expliquer dans un schéma collaboratif simple comment certains paramètres orbitaux peuvent expliquer les variations climatiques cycliques depuis 800000 ans.
Padlet est une sorte de mur libre sur lequel les élèves peuvent collaborer en direct en ajoutant du texte et des images et construire en commun par exemple des schémas-bilan.
Tester le mur en ajoutant un élément :
– Sachant que les différents compartiments du système climatique terrestre (atmosphère, hydrosphère, continents) peuvent réaliser des échanges de carbone, dont le sens peut varier, on cherche alors à déterminer si le réchauffement climatique peut provoquer le départ du CO2 de l’océan vers l’atmosphère, ce qui accentuerait encore l’effet de serre. On veut vérifier grâce à un modèle que l’élévation de la température de l’eau entraîne une libération du CO2 dissous dans l’air.
Une collaboration pour élaborer la stratégie de modélisation est alors engagée grâce à un outil adapté.
– La collaboration pour concevoir la stratégie peut également être envisagée avec l’activité "wiki" proposée par la plateforme ELEA :
Voir un article sur ce site présentant l’utilisation du wiki.
– Cette collaboration peut également être envisagée à partir d’un pad directement intégré dans ELEA.
Tester le pad en l’amendant :
L’avantage ici est de disposer du Chat (sur le côté droit) pour échanger facilement avant de modifier le document central.
Pendant la classe
L’objectif est maintenant de mettre en oeuvre la stratégie expérimentale élaborée pour modéliser un des forçages naturels qui peuvent amplifier les variations climatiques actuelles. Les élèves réalisent une expérience EXAO et obtiennent des résultats expérimentaux.
Après la classe
L’objectif est maintenant de comprendre quels sont les forçages anthropiques qui peuvent amplifier les variations climatiques actuelles. Un court travail à la maison permet d’envisager d’autres facteurs.
Retour en classe
L’objectif final est alors d’expliquer dans un schéma collaboratif plus complexe comment les forçages naturels et anthropiques s’articulent et amplifient l’évolution actuelle du climat. Les élèves vont collaborer de façon synchrone depuis leur ordinateur pour construire sur une page numérique partagée commune le schéma attendu.
Evaluation des élèves
La plateforme ELEA permet d’attribuer des badges pour chacun des niveaux franchis pas les élèves.
Pour préparer votre conférence, vous devrez acquérir 4 niveaux successifs de maitrise du sujet et collaborer avec les autres membres de votre organisation.
Ce parcours va vous permettre de valider ces 4 niveaux, en engrangeant des badges à chaque étape.
La plateforme ELEA permet également de connaitre pour chaque élève, la durée du travail fourni, le score obtenu à chacun des exercices et le nombre de tentatives réalisées.
| RETOUR DES IMPRESSIONS DES ELEVES | |
|---|---|
| Un questionnaire a été élaboré afin d’avoir un retour critique de la part des élèves. Même si tous les élèves n’ont pas renseigné le questionnaire, la participation anonyme a néanmoins permis à tous ceux qui l’ont fait de s’exprimer pleinement sur le sujet. Une trentaine de réponses a été recueillie.
Dans l’ensemble on peut dresser un bilan plutôt positif pour les élèves qui ont eu l’impression d’avoir compris les notions abordées. Le travail collaboratif semble également avoir été une expérience intéressante, même si elle a trouvé ses limites. 
Avantages
Inconvénients
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| ANALYSE ET EVALUATION DU DISPOSITIF | |
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| Plus-values dégagées | La transmission de notions avant la classe permet aux élèves de construire et d’approfondir leurs connaissances sur un fait scientifique précis et d’arriver en classe avec un bagage notionnel suffisant pour pouvoir rapidement se mettre en activité. Ce dispositif inversé permet une bonne implication en classe pour la plupart, lors des phases de réflexion ou lors de la réalisation des manipulations et enfin lors de la phase de communication. En effet, l’élève fragile est ramené au même niveau que le "bon" élève en début de séance. L’hétérogénéité est donc théoriquement réduite. De plus, lorsque le professeur a beaucoup de contenu à transmettre, le fait de déplacer avant la classe ces notions libère du temps pour la mise en activité et l’acquisition des savoirs-faire et des savoirs-être. Enfin, la réflexion et l’analyse retrouvent également toute leur place.
Les feedbacks bienveillants que les élèves rencontrent tout au long du parcours permettent de les encourager et de les motiver, d’autant plus que le statut de l’erreur est changé. Il a possibilité de se tromper et de recommencer. L’erreur est utilisée ici comme une modalité d’apprentissage et un moyen de progresser. Face à l’échec, les élèves peuvent redoubler d’efforts et essayer de nouvelles stratégies. Le travail collaboratif permet aux élèves de s’enrichir mutuellement des réflexions des uns et des autres permettant ainsi de construire des productions plus abouties et réfléchies. La aussi, le statut de l’erreur peut changer, car il est possible pour l’élève de se tromper et d’être corrigé par un de ses pairs. L’accès à la plateforme ELEA hors temps de classe permet à l’élève d’améliorer éventuellement ses productions de classe, si il le souhaite et si le temps lui a manqué pendant la classe. La plateforme ELEA est donc vraiment un outil facilitateur et ludificateur pour pratiquer la classe inversée et le travail collaboratif avec les élèves. |
| Difficultés rencontrées | Aucun des outils de collaboration synchrone ou asynchrone en ligne utilisés (base de données, wiki, pad, padlet, drive) ne s’est révélé complétement satisfaisant. Certains, comme la bases de données et le pad, avaient l’avantage de séparer l’espace numérique de travail en deux ; l’espace principal de communication et un espace annexe pour échanger et progresser (Chat et commentaires). Mais la base de données moodle (tout comme le wiki) s’est révélée peu ergonomique (ce qui a limité la mutualisation) et le pad était limité à du texte et ne permettait pas de rajouter des images. Le padlet s’est révélé plus ouvert, mais seul le professeur créateur du mur peut modifier les blocs créés et le fait que les élèves ne puissent pas au moins déplacer les blocs des autres est un frein à la collaboration. Il est éventuellement possible de créer un compte pour les élèves ou pour les groupes et de les désigner comme modérateurs. Enfin le schéma collaboratif sur Google Drawings était le plus malléable et collaboratif, mais il manquait un espace de Chat et il n’était pas possible d’identifier facilement les élèves contributeur (étant donné l’option de ne pas demander de compte gmail pour les élèves, mais de leur fournir un simple lien). Bref, l’outil idéal n’existe pas encore et ce serait un point positif qu’il soit proposé par un site institutionnel. Dans un registre différent, il est nécessaire de se méfier de la tentation de donner trop de travail personnel à réaliser pour l’élève hors de la classe, car ces activités sont chronophages. |
| Pistes d’amélioration | Même si la plateforme ELEA rassemble des atouts nombreux et incontestables pour la classe inversée et le travail collaboratif, il semble nécessaire de partir à la recherche d’un outil intégrable de mutualisation synchrone pour réaliser des schémas, proposant à la fois plusieurs espaces de travail pour faciliter les échanges entre les contributeurs et également la possibilité de rajouter facilement des images et des formes, en plus du texte, en interagissant avec les éléments proposés par les autres contributeurs.
L’anonymat des contributions lors de la collaboration sur un même document peut être contourné en imposant une signature, par exemple en titre de contribution. Sinon il faut créer des comptes "élève" ou "groupe" pour que les contributions soient nominatives. |
