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comprendre, c'est inventer...

Le raisonnement enfantin confronté aux exigences de la pensée scientifique. Les étapes, les blocages et les leviers pour une démarche de tâtonnement expérimental avec des enfants, dans un contexte scolaire ou de loisirs.
by

Eric OBON

on 11 July 2014

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Transcript of comprendre, c'est inventer...

Double click anywhere & add an idea
des expériences de formalisation du tâtonnement expérimental avec des enfants
le folklore des représentations scientifiques
les enjeux sociétaux et philosophiques
la pensée scientifique comme concept libérateur
découvrir en s'amusant
apprendre à apprendre
développer la curiosité
penser par soi même au contact des autres
les enjeux éducatifs et pédagogiques
lutter contre l'obscurantisme
développer la pensée critique
agir en citoyen éclairé
2.1 quelles sont les caractéristiques de la pensée enfantine ?
OHERIC
observation
hypothèse
expérience
résultat
conclusion
Pourquoi fais-tu cette expérience ?

Pourquoi as-tu tout mélangé ?

Lesquels ?

Pourquoi le café ?

Et l'encre?
de la beauté formelle d'un modèle.................................................................................................... à la réalité de la pensée enfantine
Pourquoi fais-tu cette expérience ?

Pourquoi as-tu tout mélangé ?

Lesquels ?

Pourquoi le café ?

Et l'encre ?
Pour voir si ça pousse bien.

Pour voir ce qu'allaient faire les produits.

Je voulais voir si le sel et le sucre allaient nourrir.

Pour voir si ça allait le stimuler.

Parce que ça doit pas être bon!
Dialogue avec l'élève:
Expérience réalisée par des enfants de sixième de leur propre initiative et conclusions qu'ils en ont tiré
Extrait de : "Une pédagogie pour les sciences expérimentales." André Giordan.
2.2 - alors comment aider les enfants ?
utiliser Mural.ly
difficulté à penser les combinatoires
difficultés cognitives
difficultés psycho affectives
inversion des causalités
antrhropomorphisme
pensée en "chaîne" ou en "chardon"...
Exemple de pensée en chaîne: " la grenouille n'est pas peureuse!"
représentations finalistes
pensée syncrétique
"comprendre, c'est inventer..."
jean piaget:
"la souris a creusé"
observation-résultat
hypothèse
expérience
conclusion
ou
nouvelle connaissance
la vérité historique
enfin rétablie:
"on va faire un piège pour que la souris tombe et voir ses réactions quand elle tombe et quand elle remonte"
objection:
"c’est idiot car elle ne peut pas sauter!"
"on va mettre une glace, comme ça elle va creuser"
la souris ne creuse pas
"c’est normal car elle n’ a pas faim!"
"On recommence la semaine prochaine, on va l'affamer avant."
la souris ne creuse pas
"on va faire un autre trou avec de la nourriture"
"on va mettre un petit tuyau pour qu’elle voie la nourriture"
objection: elle pourra pas voir, le tuyau est tout tordu !
"ça ne fait rien, elle va sentir"
la souris a creusé!!
la souris ne creuse pas
les difficultés
s'appuyer sur le groupe
le retour de la souris
-Acquérir une méthodologie pour apprendre à apprendre, qui pourra être utile plus tard, dans d’autres contextes
intérêt de la méthode :
-Fixer la volatilité du questionnement des enfants
- Rendre familières et repérables les étapes de la démarche expérimentale, grâce à l’utilisation des couleurs qui renforcent leur distinction
Bleu: Observation, fait constaté ou communément admis
- Donner de la flexibilité à la démarche, s’affranchir du modèle linéaire OHERIC (Observation Hypothèse Expérience Résultat Interprétation Conclusion)
-Aider à mémoriser et socialiser les découvertes et les apprentissages (par exemple en décollant régulièrement tous les post-it et en essayant de reconstruire le cheminement avec le groupe)
-Garder une mémoire des recherches (une question ou une observation peut rester « en panne » durant quelques temps puis être soudainement d’actualité)
-Favoriser la capacité de décentration: en reconstituant un parcours de recherche avec les post-it, l’enfant cherchera à retrouver ce que les autres pensaient de son expérience, de son hypothèse
>>>>> il est possible que …
>>>> je pense que…
>>> je sais que...
>> je suis sûr que…
> je m'en fiche...
- finalité
Dans quel but ?
"What for?"
A cause de quoi ?
"Why?"
VS
-causalité
POURQUOI?
le pourquoi, le comment et le bon Dieu...
De la même façon, le recours à une représentation déiste (c’est Dieu, pour les poissons, c’est un dieu qui souffle…) témoigne de cette conception finaliste, plus économique pour la pensée qu’une exploration des causalités (ex : Pourquoi il y a du vent ? Pour que les graines des plantes puissent s’éparpiller). Lorsque l’animateur pointe les limites de ces représentations, il s’agit d’encourager l’enfant à dépasser une forme de paresse intellectuelle, et non de heurter sa foi.
La formulation de la question « pourquoi » correspond plus souvent à une représentation finaliste du monde (tout ce qui arrive dans la nature est guidé par une intention) plutôt qu’a une exploration des causalités (rechercher des liens entre les causes et les conséquences) L’animateur doit prendre le temps de reformuler la question pour bien comprendre de quoi il s’agit
simplifier les combinatoires:
la croyance
recentrer vers la causalité, c'est inviter à explorer le champ des possibles
Exemple de pensée en chardon: le "nimportequisme" décrit par Jean Piaget
C'est une volonté peu consciente de dire n’importe quoi plutôt que de ne rien dire du tout. Quand l'adulte interroge l’enfant, il peut penser que c’est son imagination qui est sollicitée, alors que c’est son inventivité qui est recherchée (explorer mentalement le possible, et non pas explorer l’imagination) C’est un problème fréquent en pédagogie, la "médiation de l’intentionnalité"
A un âge où la curiosité spontanée peut baisser (10-11 ans) la contradiction qu’un enfant peut apporter à la proposition d’un autre peut relancer l’intérêt pour la démarche, en ayant à cœur de prouver à l’autre qu’on avait raison. Le « conflit socio-cognitif » décrit par PIAGET est un levier puissant, à utiliser avec précaution. L’adulte doit être vigilant pour que les oppositions concernent les idées et pas les personnes.
quand l'amour propre relance la motivation...
"c'est les branches des arbres qui font le vent en bougeant"
baisse de la curiosité
peur du jugement des autres
conflit de loyauté
blanc: interprétation du résultat, conclusion (réponse à la question)
Vert: Vérification de l’Hypothèse (expérience, livre, autorité…)
Jaune: Hypothèse ou représentations, certitudes opinions, possibilité
Rose: question
-Se familiariser avec la "pensée arborescente"
mémoriser et socialiser
stabiliser
structurer la pensée
faciliter la démarche
permettre la souplesse
apprendre à apprendre
garder la mémoire
pensée magique
difficultés méthodologiques
isoler les facteurs
faisabilité du protocole expérimental
questionnement pauvre ou anecdotique
manque de rigueur “métrologique”
difficulté à objectiver les observations
Penser l’expérience: se la représenter mentalement, et en formaliser le protocole expérimental (dessins, cahier de laboratoire, dictaphone...)
comment vérifier?
à ton avis ?
quelle question ça pose ?
qu'est-ce qu'on observe ?
on en déduit quoi ?
le résultat peut être en bleu, comme une observation, ce qui oblige à le différencier de l'interprétation et de la conclusion
aider à formaliser le protocole expérimental
proposer une expérience “témoin”
repérer et isoler les variables
reproduire l’expérience
insister sur le rôle contestataire d'une expérience
prouver que l'autre a tort est plus facile
explorer les représentations
condition:
garantir un climat de confiance
permettre à l'enfant d'interroger, de faire évoluer, de se débarrasser de ses représentations, car un nouveau savoir ne remplace pas une représentation, il s'y ajoute.
se méfier des analogies
“toute connaissance scientifique est une réponse à une question” G. Bachelard
sur-appropriation du vivant
inviter à AGIR: passer de la curiosité à l'intérêt, et de l'intérêt au projet
ne pas répondre (trop tôt) aux questions
confrontée aux exigences de la pensée scientifique
une expérience "pour voir"
...mais pas en "arbre"
André Giordan
"Une pédagogie pour les sciences expérimentales"
noter les questions, les représentations, garder la mémoire des recherches
spontanéiste
préformiste
nucléique
sexualiste
astuce:
"Quand j'étais petit, je pensais que..."
apprendre à se décentrer et à accéder au point de vue de l'autre
histoire d'une imposture scientifique
comment les enfants décrivent leur expérience:
comment les enfants ont réellement imaginé cette expérience
“La curiosité est le ferment de la pensée,
la débrouille est le ferment de l’action”
formaliser la démarche avec des POST-IT
pourquoi il pleut ?
2 exemples d'expériences:
eric obon - 2011
interprétation
"c'est pour donner à boire à la végétation"
"c'est l'eau des nuages qui est lourde et qui tombe"
les causes
POURQUOI?
1- les enjeux:
entre peur et fascination
2- une démarche
Comment se trouver prisonnier de son hypothèse:
"hier je me suis promené en forêt, je me suis rapproché tout doucement d'une grenouille, de dos, près de la mare. Je ne faisais pas de bruit, mais quand j'étais à deux mètres, elle à sauté dans la mare…

-J'en déduis que la grenouille est très sensible au déplacement d'air, car elle ne pouvait pas me voir


Je pose un ventilateur pour faire un déplacement d'air, et comme ça, la grenouille va sauter

C'est qu'elle n'est pas peureuse !
Le prof:
Qu'en déduis tu ?


Quelle expérience tu pourrais imaginer pour vérifier ça ?


Et si elle ne saute pas ?
CQFD!
un problème autant sémantique que philosophique
(ex: croyances ou pratiques religieuses familiales)
dessiner les expériences qui ne sont pas facilement réalisables
une attitude adaptée de l'adulte:
s'appuyer sur le groupe
entretenir la motivation
pour éviter le risque d'exposer ses insuffisances
L’adulte possède un jeu de post-it de 5 couleurs différentes (ou à défaut, des feutres de 5 couleurs) et invite les enfants y noter (ou le fait pour eux) leurs remarques au moment même ou ils les formulent, durant l’activité. (ou il utilise Mural.ly avec un smartphone, voir slide 66)
Régulièrement, les post-it sont collés, décollés et recollés sur des grandes feuilles (paper board) pour retracer- ou se remémorer- les étapes des recherches (moment de formalisation en groupe au début ou à la fin de l’activité)
Mode d'emploi:
Pour télécharger le PDf présentant la démarche:
http://goo.gl/5XVgU
directeur de séjour de vacances, ex animateur scientifique et formateur-militant aux CEMEA Ile de France
À propos de cette expérience:
Jusque là tout va bien...
L'adulte relaye ensuite cette question vers le groupe.
Suivent alors des réponses désordonnées et frénétiques des enfants, comme s'il s'agissait d'être le premier à "deviner la bonne réponse":
Question d'un enfant:
Elle mange quoi la grenouille ?
des vers!
des insectes!
de l'herbe!
des souris!
des oiseaux!
des chips!
des champignons
ça doit les nourrir
ça doit pas être bon!
ça doit stimuler
nos hypothèses:
des nénuphars!
des poissons chat!
4 modèle de représentation à propos des graines
"commet fait la graine pour germer?"
Les idées germent toutes en même temps, dans toutes les directions
les idées s'enchaînent les unes après les autres, dans une seule direction
les idées sont explorées une à une, avec méthode
3- Deux autres expériences: des voitures à ballons et un atelier de démontage d'objets
mise en place d'une plateforme de contrôle technique pour des voitures à ballon
une problématique de départ : la quête de conformité
la recherche de la différence:
l'apparence plus importante que la performance
explorer les critères de performance
Qu’est ce qui fait qu’une voiture marche mieux qu’une autre ??

Comment on va pouvoir vérifier ces caractéristiques ??

Ca veut dire quoi « qui marche mieux qu’une autre » ??

Comment vérifier ces performances ??

Existe-t-il des liens entre les caractéristiques et les performances ?? (ex : lien entre poids et vitesse ?)
Celle qui va le plus vite ? le plus loin ? le plus longtemps ? le plus droit ? la plus puissante ? la plus bruyante ? la plus belle ? la plus « dérapante » ?
soumettre son véhicule au banc d'essai
remplir sa fiche de contrôle technique
analyser les résultats, envisager les améliorations
atelier "sauvage" d'amélioration
C’est l’étape la plus « projective » de la démarche, dans le sens ou les enfants doivent anticiper, en imaginant les effets de leur action actuelle (ex : en changeant le diamètre de la tuyère j’aurais plus de chance demain de gagner l’épreuve de vitesse). La pédagogie employée doit être très « ouverte » (au sens de « favorisant une multitude de parcours» (une « pédagogie active », quoi !)
L’adulte est en position d’accompagnateur, un genre de « coach » (pas comme sur la photo!):
- disponible pour mesurer la faisabilité des améliorations envisagées par les enfants
- dosant son intervention pour encourager sans faire à leur place, pour suggérer une solution en cas d’impasse
- en éveil pour que l’émulation reste saine (par exemple, encourager les enfants à s’intéresser aux solutions trouvées par d’autres)
se confronter aux autres
Cette étape d’animation assez classique est à considérer comme « un plus ». Sans être déterminante, elle peut permettre un prolongement festif et une valorisation de l’activité auprès de spectateurs qui n’y auraient pas participé.
Après la phase de compétition individuelle (ou à la place de…) les enfants sont invités à s’associer pour former des petites unités de recherche et de production autour d’un défi technologique commun
Exemple : réaliser une voiture amphibie, installer une bi motorisation, concevoir une voiture qui tourne en rond…
Le défi technologique
Apres cette brève analyse des points forts et des points faibles, l’enfant pourra établir avec ambition mais lucidité, dans quelle(s) catégorie(s) son véhicule aura le plus de chance d’être performant pour la grande compétition finale
Il est important que les tests soient publics et collectifs. C’est ainsi que l’émulation sera la plus forte, et c’est à cette condition que les enfants vont s’intéresser aux réalisations des autres.
Un exemple de système de mesure de l’aérodynamisme de la voiture : plus la voiture va vers le bas de la planche, supposé meilleur est son aérodynamisme
Le recours au jeu d’imitation (faire comme pour de vrai, avec la vrai voiture) ou au folklore de l’imagerie scientifique (la blouse, les diagrammes, les tests…) peut également motiver les enfants dont le besoin d’exploration imaginaire et de jeu symbolique est toujours présent, y compris dans le cadre d’une activité supposée rationnelle (en vérifiant que l'aspect ludique ne se fasse pas au détriment de l'aspect cognitif)
inventer des systèmes pour tester les performances
Les compétitions de voitures
L’enjeu est donc de renforcer la part intrinsèque de la motivation pour cette activité en sollicitant, pour chaque enfant, une mise en perspective d’actions possibles, au delà de la simple réalisation (possession) de son objet
-S’appuyer sur le groupe pour trouver des nouvelles sources de motivation
-Proposer des situations qui invitent les enfants à entrer dans une démarche de tâtonnement expérimental à partir d’une recherche de performance
-Adapter un principe général de progression pour solliciter la créativité, à partir du modèle RATI : Reproduire, Adapter, Transposer, Innover
-Motiver la formalisation des tests de performance en imitant les centres de contrôle technique automobile
les leviers:
les étapes :
Derrière cette étape très calibrée (20 à 30 mn), l’enjeu pédagogique est double :
- Initier les enfants au maniement technique des outils et aux notions de sécurité : pistolet à colle (basse température, si possible) perceuse ou poinçon (pour les roues) pince coupante (pour les axes en pic à brochette)

- Familiariser les enfants avec des notions physiques ou mécaniques : axe de rotation, roulement, frottement, propulsion…
Suivant la richesse du matériel à sa disposition, l’enfant pourra utiliser sa créativité pour personnaliser son objet. Mais même si les matériaux proposés permettent déjà d’explorer des différences techniques, les réalisations se différencient assez naturellement sur les apparences et non sur les performances (ce qui serait très bien pour une activité plastique, mais pas suffisant pour une activité technique)
Les interactions entre les enfants se résument généralement à une indifférence bienveillante : elle est sympa ta voiture, regarde la mienne…
On pèse, on mesure… Il s’agit d’explorer le domaine de la mesure quantitative : initiation modeste à la « métrologie »
Il s’agit d’explorer l’inventivité pour imaginer des systèmes de mesures qualitatives de la performance, avec un souci constant d’objectivité et de reproductibilité.
Il s’agit de mettre en œuvre une véritable démarche d’expérimentation où les enfants sont invités à identifier et isoler les variables de chaque expérience, pour les tester séparément.
s'associer à un projet de recherche
Toutes les réponses sont notées, sans évaluation, ex : le poids de la voiture, sa taille, la précision du centrage des roues, la taille du ballon, le diamètre de la tuyère (paille de propulsion arrière) la force de celui qui gonfle le ballon, la couleur du ballon (authentique !)…
On se met ensuite d’accord sur une liste (après quelques débats et expériences si besoin)
1 -Réaliser une voiture, réaliser sa voiture…
2- Inventer des systèmes pour mesurer les caractéristiques et tester les performances…
3- Soumettre son véhicule au banc d’essai et remplir la fiche de « contrôle technique »…
4- Analyser les résultats, envisager les améliorations et les réaliser…
5- Confronter sa réalisation à celle des autres.
sensibilisation à la démarche expérimentale
avec des voitures
à réaction

d'après les travaux d'André Giordan
mais...
mais...
mais décidément...
"on a fait une expérience pour découvrir de degré d'odorat de la souris"
(André Giordan)
L’effervescence au service du projet
Un garçon fait part à la classe de son témoignage à propos des grenouilles (classe de 5 ème)
instaurer un climat de bienveillance
http://mrl.li/18uqWL4
Une alternative aux post-it
pour les animateurs modernes:
c'est un tableau blanc, en ligne et collaboratif, potentiellement immense, qui regroupe les notes, les images, et qui formalise les cheminements...
Avantage 1:
l'animateur, les enfants peuvent envoyer des notes, des images vers la carte en temps réel, à partir d'un simple smartphone (lors d'une promenade de découverte, par exemple). Cela permet de s'appuyer sur des productions plus spontanées des enfants (surtout les observations et les questions).
Avantage 2:
quand on déplace les éléments, les liaisons sont conservées, ce qui est très pratique pour que les recherches, par nature dynamiques et volatiles, restent structurées
voir l'exemple:
le choix de la question exploratoire, comme un défi cognitif à relever
pour aller plus loin, voir expérience pédagogique de "la boite"sur le site "dans la peau d'un chercheur"

http://danslapeaudunchercheur.ning.com/
le démontage est autorisé uniquement quand on a trouvé la question exploratoire, formalisé et comparé les hypothèses à l'aide de schémas, et assimilé le bon usage de chaque outil.
ATTENTION: le démontage "à la barbare" est interdit!
Que pourrions nous faire ?
Que devrait-il se passer?
Que pourrait-il se passer ?
S'il se passe quoi, on en déduit quoi ?
S'il ne se passe pas quoi, en en déduit quoi ?
1 Les enjeux
11 Une démarche de formalisation avec des post-it
111 Deux autres exemples d'activités

Pierre-Gilles de Gennes
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