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DÉF I SCIENT IF IQUE ET TECHNOLOGIQUE
« CONSTRUIRE UNE MAQUETTE DE MAISON ÉCO-CITOYENNE »
I N S T I T U T F R A N Ç A I S M E K N È S - M A R O C 2 7 F É V R I E R – 1 E R M A R S 2 0 1 4
E . T O U C H A R D C o n s e i l l è r e p é d a g o g i q u e c i r c o n s c r i p t i o n d e G r e n o b l e 2
Université Moulay Ismaïl (UMI)
Ecole Normale Supérieure (ENS)
Institut Français MEKNES (IFM)
Académie Régionale de l’Education et de la
Formation Meknès-Talifalet (AREF)
OUVERTURE DE L’UNIVERSITÉ D’HIVER 2014
Objectif général
La formation des enseignants
Conférence : Besoins sociaux, objectifs
institutionnels et didactique du français
(C.Puren, Université de St Etienne)
Ateliers de formation
-L’enjeu des traces en classe préscolaire
-Littérature pour les petits
-Didactique du film cinématographique en
classe de français
-Le défi scientifique et la démarche de
projet
-Aider les élèves à adapter leurs capacités à
apprendre
-Le roman d’aventure au cycle secondaire
-Projet Théâtre
OBJECTIFS DE L’ATELIER « DÉFI SCIENTIFIQUE ET DÉMARCHE DE PROJET »
Objectif général
• Permettre aux enseignants de mettre en place un défi scientifique avec leurs élèves et de participer à une rencontre scientifique organisée par l’Institut Français de Meknès.
Objectifs spécifiques
• Connaitre les enjeux et le fonctionnement d’un défi scientifique
• Vivre et analyser les démarches d’enseignement basées sur l’investigation scientifique
• S’approprier les notions scientifiques
• Connaitre les démarches et s’approprier les ressources pour la classe
• Planifier les actions pour organiser le défi
PLANNING DE LA FORMATION
DATES
CONTENUS
Jeudi 27 février
9h- 11h
Présentation de la formation : les objectifs, les enjeux du défi Elaborer le scénario conceptuel du projet
11h- 30 14h30
Qu’est-ce qu’un isolant thermique ? Vivre et analyser une démarche d’investigation
Vendredi 28 février
9h- 11h
Comment éclairer une maquette de maison ? Identifier la place et le rôle de la trace écrite : tenir un cahier de sciences
11h- 30 14h30
Quel est l’impact de l’habitat sur l’environnement ? Identifier les problématiques environnementales : la gestion des déchets, de
l’énergie et de l’’eau
Samedi 1er mars
9h- 11h
Comment chauffer de l’eau avec l’énergie solaire ? Réaliser un objet technologique
11h- 30 14h30
Identifier les ressources et les outils liés au projet Planification des actions pour organiser la rencontre Bilan de la formation
QU’EST-CE QU’UN ÉCO HABITAT?
• Mise en commun des représentations individuelles
- Un habitat respectueux de la nature
- Une maison économe avec de l’isolation, un double vitrage…
- Un habitat qui ne pollue pas, consomme peu d’énergie
- Utilise les moyens écologiques pour la construction ,
l’électricité et l’eau
- Un habitat sain pour les habitants (pas de produits chimiques)
- Un habitat qui veille à la préservation de l’environnement à
travers des gestes écologiques quotidiens
PROBLEMATIQUES DU DÉFI
Qu’est-ce qu’un
éco habitat?
Un habitat écologique
utilise des matériaux à
faible impact
environnemental
Un habitat écologique est
économique en énergie
Quels sont les matériaux de
construction? Quelles sont les sources
d’énergies?
Energie/ Electricité
Un habitat écologique est
respectueux de
l’environnement
Comment réduire la
consommation d’eau,
d’électricité et les déchets?
Qu’est-ce qu’un isolant
thermique?
Technologie Education civique
PROBLEMATIQUES DU DÉFI
Quels sont les
différents types
d’habitats?
L’habitat rural ou urbain L’habitat individuel ou
collectif
Comment se répartit la
population ?
L’habitat sédentaire ou
nomade
Comment ont évolué les
modes de vie?
Quel est
l’impact de l’habitat sur
l’environnement?
Géographie Architecture Histoire
LES CONNAISSANCES ET COMPÉTENCES
En sciences, technologie, Education au Développement Durable
• L’ énergie : connaitre les sources d’énergie renouvelables, connaitre les propriétés des isolants thermiques
• Le monde construit par l’homme : concevoir des circuits électriques , utiliser des matériaux et des outils pour construire un objet technologique
• L’environnement : être capable de réduire sa consommation en eau et en énergie, participer à la gestion des déchets
• Le ciel et la Terre : savoir orienter la maison en fonction des points cardinaux
LES CONNAISSANCES ET COMPÉTENCES
En français
- Parler : formuler des questions pertinentes, participer à un débat argumenté, utiliser des connecteurs logiques et un lexique spécifique
- Lire : des textes documentaires, trouver des informations sur Internet, traiter des textes complexes (tableaux, images, schémas…)
- Ecrire : rédiger un compte rendu d’expérience, d’observation, une enquête, un texte documentaire, communiquer au moyen d’une messagerie, utiliser un logiciel…
En éducation civique
- Se montrer responsable et respectueux à l’égard de l’environnement
- Partager des valeurs avec ses pairs
LES ENJEUX DU DÉFI SCIENTIFIQUE
Mettre en place un défi c’est…
1. Travailler à partir d’une problématique commune
2. Mettre en place un enseignement basé sur la démarche
d’investigation
3. Tenir un cahier de bord pour : garder en mémoire la démarche, les
essais/erreurs, les connaissances scientifiques
4. Favoriser le travail de groupe
5. Développer les échanges et la communication entre les élèves et
entre les classes
6. Participer avec sa classe à une rencontre finale : présentation et
communication des productions par les élèves
LE CAHIER DES CHARGES DU DÉFI
Les classes participant au défi doivent :
Réaliser une maquette collective de maison « éco citoyenne » intégrant un circuit électrique et au moins 2 thèmes étudiés : Energie / Déchets/ Isolation/ l’eau
Présenter 1 panneau sur la démarche d’investigation 1 panneau sur les recherches documentaires
Présenter un carnet de bord par groupe pour témoigner du travail de groupe
Prévoir la présentation orale des travaux par les élèves : expliquer ce qu’on a réalisé, ce qu’on a appris
LE CAHIER DES CHARGES DU DÉFI
Caractéristiques de la maquette de maison :
- 1 toit amovible
- 3 murs et une face ouverte qui laisse voir l’intérieur de la maison
- Au moins 1 fenêtre et 1 porte
- Au moins 2 lampes pour éclairer (indépendamment pour CE5-CE6) 2 pièces de la maison
- Utiliser un matériel peu couteux (matériaux de récupération
- Prévoir un plan horizontal 50 x 50 cm solide pour poser la maquette de la maison :
- Présenter le maximum d’objets et de matériaux permettant de rendre compte des recherches effectuées en lien avec les thèmes scientifiques.
CRITERES D’EVALUATION DES PROJETS
Critères Indicateurs note
Caractéristiques techniques Dimension, ouvertures, matériaux respectés
2
Fonctionnement 2 éclairages avec interrupteurs 2
2 Affiches 1 sur les thème scientifiques et 1 sur la
démarche d’investigation
2
Le travail collectif le carnet de bord témoigne du travail de
groupe
1
La communication les élèves s’expriment clairement et savent
répondre aux questions
2
Le soin et l’esthétique le travail est bien présenté
1
EXEMPLES DE DEFIS EN FRANCE
La maison éco citoyenne 2007 et 2008
Ecole de la circonscription de Grenoble 4
LA DEMARCHE D’INVESTIGATION SCIENTIFIQUE La situation de départ
Elle provoque l’étonnement, la curiosité, le questionnement des élèves
1-Formuler un problème
Par le raisonnement et en utilisant ses connaissances l’élève donne des explications, des réponses possibles. Avec l’aide de
l’enseignant il formule un problème à résoudre:
Exemple : « Comment éclairer la maquette de la maison ?»
2-Formuler des hypothèses à tester
Seuls ou en groupe les élèves, s’appuient sur leurs connaissances préalables
pour émettre des hypothèses.
Élaborer et réaliser des protocoles c’est…
3.1- Faire des expériences
Prévoir un dispositif expérimental
Exemple 1 Exemple 2
Réaliser un circuit électrique Mettre en évidence la présence de l’air
Exemple 3 Exemple 4
Tester les besoins des végétaux Mesurer la température de fusion d’un glaçon
3.2- Faire des observations
Observer à l’œil nu
Observer avec un instrument : loupe à main ou loupe binoculaire…
•Réaliser un modèle Exemple 1 Exemple 2 Modéliser un tremblement de terre Modéliser le déplacement du soleil dans le ciel
Exemple 1 Exemple 2
Modéliser un tremblement de terre Modéliser le déplacement du soleil dans le ciel
3.3- Réaliser un modèle
3.4 - Effectuer une enquête et /ou des recherches documentaires
5- Structuration du savoir construit en réponse au problème posé
Les élèves formulent avec l’aide de
l’enseignant, ce qu’ils ont appris.
Synthèse de l’ensemble des
hypothèses validées et invalidées
4- Constatation des résultats et comparaison avec l’hypothèse
QU’EST-CE QU’UN ISOLANT THERMIQUE?
• Expérience 1
Comment conserver une eau (50°c) la plus chaude
possible pendant 15 min?
© EDF / 2010
STRUCTURER LES CONNAISSANCES
Un bon isolant doit :
• ne conduit pas la chaleur. On dit qu’il a une faible conductivité thermique
• ne se réchauffe pas facilement. Un tel matériau une grande capacité thermique ou une grande inertie.
Classement conductivité/ capacité thermique
1. Panneau de fibre de bois
2. Liège expansé,
3. Ouate de cellulose (papier/ carton recyclé),
4. Laine de mouton
5. Polystyrène,
6. Laines minérales (de verre ou de roche)
STRUCTURER LES CONNAISSANCES
La chaleur correspond à l’énergie thermique c’est-à-dire
l’agitation désordonnée des atomes ou molécules qui
composent un corps.
La température mesure cette agitation thermique.
COMMENT FONCTIONNE UN CIRCUIT ÉLECTRIQUE?
1. D’où vient l’électricité?
2. Comment éclairer une lampe?
3. Comment fonctionne un interrupteur?
4. Comment éclairer plusieurs lampes?
5. Comment éclairer deux lampes indépendamment?
1. D’OÙ VIENT L’ÉLECTRICITÉ AU MAROC?
Turbine à gaz de l'Office national de l'électricité à
Tetouan,
barrage d’Abdelmoumen
Centrale de charbon propre à Safi
?
Parc éolien Tanger
Centrale Thermo Solaire à cycle combiné
intégré d’Ain Béni Mathar
2. COMMENT FONCTIONNE UNE LAMPE?
Filament
Ampoule de verre
Plot
Culot
Support en verre
Comment ça marche ? Enveloppée dans une ampoule en verre sous vide, un filament de
tungstène est porté à incandescence par le passage d’un courant électrique. Ce filament
chauffe, ce qui produit de la lumière. Certaines ampoules contiennent un gaz inerte (argon,
krypton ou xénon) pour augmenter leur durée de vie (maximum 1 500 heures).
COMMENT CHAUFFER L’EAU AVEC L’ÉNERGIE SOLAIRE?
Le chauffe-eau solaire : de la fiche
technique à la réalisation matérielle
LE CAHIER DE SCIENCES
E . T O U C H A R D C O N S E I L L E R E P E D A G O G I Q U E C I R C O N S C R I P T I O N D E G R E N O B L E 2
I N S T I T U T F R A N Ç A I S M E K N È S 2 7 F E V R I E R – 1 E R M A R S 2 0 1 4
POURQUOI UN CAHIER DE SCIENCES?
• Accompagner chaque étape de la démarche d’investigation.
• Faire le lien entre le l’action et la réflexion : développer les
compétences langagières à l’oral et à l’écrit.
• Ce cahier d’expériences comporte différents types de
documents ; des dessins, des schémas, des comptes rendu, des
listes, des textes explicatifs ou documentaires
• Ces écrits sont rédigés, avec ou sans l’aide de l’enseignant, soit
individuellement, en groupe, ou collectivement.
POURQUOI UN CAHIER DE SCIENCES?
Le cahier d’expérience permet de ;
• garder en mémoire le déroulement des activités,
• de faire des liens entre les différentes situations
d’apprentissage et les différents thèmes étudiés
• d’identifier les progrès des élèves au cours de l’année
• Communiquer avec d’autres classes, avec les parents
POURQUOI UN CAHIER DE SCIENCES?
• Pour la diversité des écrits
- Ecrire : individuellement, en groupe, collectivement
- Lister le matériel
- Réaliser des dessins, des schémas légendés
- Décrire, nommer des objets, des phénomènes: apprendre un
lexique spécifique
- Ecrire un compte rendu : rédiger des phrases avec des
connecteurs logiques, spatiaux et temporels
L’ÉCO HABITAT
I N S T I T U T F R A N Ç A I S M E K N È S 2 7 F E V R I E R – 1 E R M A R S 2 0 1 4
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COMMENT RÉDUIRE LA PRODUCTION DE DÉCHETS DANS LA MAISON?
Quels sont les déchets produits
dans la maison?
- Déchets recyclables :
d’origine végétale (pelures de
fruits et légumes)
- Déchets recyclables : bois,
papier, carton, plastique,
métaux, verre
- Déchets dangereux:
médicaments, produits
ménagers…
Quels sont les éco gestes ?
• Faire un compost
• Trier les déchets dans des poubelles séparées
• Acheter moins de produits avec des emballages à usages uniques
• Ne pas jeter les produits dangereux mais les porter dans une décharge.
COMMENT RÉDUIRE LA CONSOMMATION D’ÉLECTRICITÉ DANS LA MAISON?
Quels sont les appareils
qui consomment de
l’électricité?
-Les appareils
électroménager, les
luminaires, les appareils
technologiques (TV,
ordinateurs…)
-Le chauffage
• Quels sont les éco
gestes?
- Éteindre les luminaires
en sortant d’une pièce
- Eteindre les appareils
en veille
- Utiliser un thermostat
COMMENT RÉDUIRE LA CONSOMMATION D’EAU DANS LA MAISON?
• Quels sont les lieux où on consomme de l’eau?
La cuisine,
La salle de bain,
Les toilettes
Le jardin (arrosage des plantes)
• Quels sont les éco
gestes?
• Prendre un douche au
lieu d’un bain
• Ne pas laisser couler
inutilement
• Réparer les fuites d’eau
PLANIFICATION DES ACTIONS
• Rencontre des classes : samedi 7 juin 2014
• Mise en place du défi avec les élèves : du 10 mars au 2 juin
4 séances d’1h pour réaliser les expériences
4 séances d’1h pour réaliser les recherches documentaires
2 séances d’1h pour construire la maquette
1 à 2 séances pour s’entrainer à présenter les travaux
• Rassembler le matériel nécessaire, organiser les groupes, communiquer le projet auprès des parents et de l’équipe pédagogique.
MA MAISON, MA PLANETE…ET MOI!
L’espace élève propose des animations multimédias permettant de mieux
comprendre:
L’histoire et la diversité de l’habitat
dans le monde
Comment économiser
l’énergie?
Comment économiser l’eau?
Comment garder une maison
saine?
Tester ses connaissances
MA MAISON, MA PLANETE…ET MOI!
BIBLIOGRAPHIE
• Ma planète, ma maison…et moi, Edition Le Pommier (2010)
• Energies Développement Durable, Activités clés en main pour l’enseignant, Hachette éducation (2010)
• Enseigner les sciences expérimentales à l’école élémentaire, Physique et Technologie, R. Tavernier, Edition Bordas (2009)
• Ma maison, ma planète et moi … http://www.fondation-lamap.org/fr/ecohabitat
• Le module élève ; http://www.fondation-lamap.org/sites/default/files/upload/media/minisites/ecohabitat/animations/home.swf
• Planète énergies http://www.planete-energies.com/fr/planete-energies-900000.html