La physique-chimie en classe de 5e

Introduction

Une enquête sur l’employabilité des diplômés menée auprès d’employeurs Européens (Comission Européenne, 2010) a montré que pour eux,les compétences « travailler en équipe » (98%), « s’adapter à de nouvelles situations » (97%) et « communiquer » (96%) jouaient un rôle très important dans le recrutement. Ces compétences sont-elles développées dans notre enseignement ? Le travail en groupe ne peut-il pas participer à leur développement ?
Depuis septembre 2015, j’enseigne la physique-chimie en tant que professeur stagiaire au collège Grand Air de La Baule. J’ai pu rapidement constater que l’enseignement de cette matière était propice aux travaux de groupes. En effet, au collège, la construction des notions, des connaissances et des compétences se fait à partir d’activités expérimentales, de démarches d’investigation et d’activités réflexives. Les élèves sont donc acteurs de leur apprentissage.
Néanmoins, j’ai rapidement été confrontée au fait que pour être efficace, le travail de groupe se construit progressivement et durablement et que certaines règles sont à mettre en place. Faire travailler les élèves en groupe est un défi permanent et compliqué à relever et la route pour maîtriser pleinement cette partie du métier de professeur est encore longue.
Il m’est donc apparu que mon écrit réflexif allait traiter de : comment faire pour que le travail de groupe soit constructeur de compétences ? J’ai donc choisi de réaliser une analyse réflexive d’une séquence effectuée en cours de Physique-Chimie avec des classes de 5ème . Dans un premier temps, je décrirai le contexte de l’enseignement et je présenterai la séquence ainsi que les choix didactiques et pédagogiques effectués. Par la suite, je détaillerai et j’effectuerai l’analyse réflexive d’une séance. Enfin, en conclusion, je présenterai les perspectives de cette séquence et je mettrai en évidence les compétences développées par ce travail.

Présentation de la situation professionnelle vécue

Contexte

Profil de l’établissement

L’établissement concerné est le collège Grand Air, situé à La Baule en Loire-Atlantique (44).
Il s’agit d’un collège avec 19 divisions, composé de 525 élèves et de 38 enseignants. Cet établissement propose aux élèves une dimension linguistique avec une section internationale, une section européenne espagnole LV1 et une section bi-langue allemand-anglais toutes accessibles dès la 6ème . L’établissement propose également une dimension sportive avec la section sportive « planche à voile » et la section sportive « tennis ». L’établissement propose enfin l’option Latin et l’option découverte professionnelle en 3ème.
Cet établissement public local d’enseignement (EPLE) fait partie d’une cité scolaire avec un lycée qui propose des filières générales (S, L et ES) ainsi qu’une filière technologique (STMG).
Il propose également le BTS tourisme. La cité scolaire réunit en tout 1 200 élèves, dont 98% sont demi-pensionnaires et 6% sont internes.

Compétences visées

Le programme de physique-chimie de la classe de cinquième est le prolongement de celui de l’école primaire. Il a pour but de sensibiliser les élèves, par rapport aux sujets abordés, uniquement par une approche phénoménologique. Les notions sont donc essentiellement fondées sur l’observation et l’expérimentation sans modélisation, c’est-à-dire uniquement de manière qualitative. Le programme est organisé en trois parties :
– L’eau dans notre environnement – mélanges et corps purs : cette partie a pour but de clarifier les notions de mélanges et de corps purs et de présenter les trois états de la matière et les changements d’états associés à partir de l’étude de l’eau.
– Les circuits électriques en courant continu – étude qualitative : cette partie a pour but d’introduire les propriétés élémentaires des circuits électriques en série et en dérivation ainsi que les premières notions de transfert et de conversion d’énergie.
– La lumière : sources et propagation rectiligne : cette partie a pour but d’introduire la propagation rectiligne et par conséquent d’introduire la notion de modèle avec le rayon lumineux.
Le programme de physique-chimie s’intègre égale mentdans le socle commun de connaissances et de compétences. Un certain nombre de compétences, regroupées dans le tableau ci-dessous, doivent être maîtrisées par les élèves à l’issue de l’enseignement de physique-chimie.

Analyse critique de cette séquence

Un retour critique de la séquence en analysant les points positifs et négatifs qui ont pu ressortir, va maintenant être effectué. Comme chaque séance est organisée de la même manière, je vais faire une analyse globale des différentes activités proposées aux élèves.
Tout d’abord, l’introduction de la séquence, sous forme de questionnement, pour savoir comment ajouter une deuxième lampe dans un circuit en série, n’a pas été évidente. En effet pour les élèves, il n’y avait qu’un moyen d’ajouter une deuxième lampe, en la mettant à la suite de l’autre. La notion de circuit en série est donc facilement introduite. Par contre la notion de dérivation qui consiste à ajouter une lampe dans une autre boucle n’est pas claire pour tous les élèves. Néanmoins, il est important de noter que les élèves étaient à l’écoute lors de cette introduction et étaient impatients de mettre en pratique ces différents circuits. Cette méthode d’introduction est donc réussie et permet de mettre en haleine les élèves pour la suite du chapitre.
Pour commencer les autres séances (2 et 3), une synthèse orale sur la séance précédente est toujours demandée aux élèves. Ces synthèses sont globalement positives puisque les élèves aiment participer. J’ai pu constater que les élèves avaient bien retenu les caractéristiques des circuits en série et en dérivation. Par contre, j’ai pu constater qu’il était plus difficile pour eux de définir clairement ce qu’était un circuit en série et un circuit en dérivation.
En ce qui concerne les activités expérimentales, celle sur le circuit électrique en série, qui a suivi cette introduction a été traitée rapidement et de manière correcte par les élèves. Les élèves ont alors ainsi pu conclure facilement que dans un circuit en série si une lampe est hors service, l’autre lampe s’éteint. Par contre, les élèves ont eu plus de mal à conclure que dans un circuit l’ordre des dipôles n’a pas d’importance. En effet,ils ont facilement observé que l’éclat des lampes ne changeait pas si on modifiait leur place dans le circuit, mais ils ont eu beaucoup de mal à l’exprimer sous forme d’une phrase pour conclure.
Pour l’activité expérimentale sur le circuit en dérivation, les élèves ont « bloqué » dès le départ, car ils ont été, pour la grande majorité, incapables de voir comment faire une seconde boucle dans le circuit. J’ai donc dû faire un point oral pour expliquer aux élèves qu’ils pouvaient brancher des fils l’un sur l’autre dans un circuit et je leur ai fait la démonstration. Après ce point, la majorité des élèves ont alors réussi à faire le montage seul. Pour les classes suivantes, j’ai expliqué ce point avant de commencer l’activité expérimentale et j’ai pu constater que seulement peu de groupes ont eu besoin de mon intervention pour faire le circuit électrique.
Une fois le circuit réalisé, les élèves n’ont eu aucun mal à faire le travail demandé et à conclure que dans un circuit en dérivation les lampes fonctionnaient indépendamment.
Pour la démarche d’investigation, les élèves ont adhéré à la situation proposée. Ils se sont rapidement mis au travail et ont cherché à résoudre le problème. Des difficultés ont été observées lors de la deuxième étape qui consistait à placer l’interrupteur dans le circuit en dérivation. Il a fallu guider de nombreux groupes qui sont restés « bloqués ». Par contre, j’ai pu constater des difficultés dans le travail de groupe. Certains élèves sont très passifs et se reposent sur le travail des autres. De plus, il y a en général peu de communication dans le groupe. Un élève impose souvent ses idées et il est le seul à manipuler.
Une fois les activités expérimentales terminées, une correction orale sous forme de bilan a été proposée aux élèves. Cette phase a été positive puisque les élèves sont généralement coopératifs et il est alors facile de leur faire énoncer leurs résultats. Cependant, les élèves ont souvent eu du mal à expliquer le pourquoi de leurs résultats et il a fallu faire un point avec eux.

Éclairage didactique de la séance

Comme le dit Barlow « En les invitant à travailler en équipes, nous entendons bien amener nos élèves à mettre en commun leurs richesses, ou plutôt à les étayer les unes sur les autres pour construire ensemble leur intelligence et leur caractère. » (Barlow, 1993). Ainsi, le travail de groupe permet d’apprendre par soi et par les autresmais aussi pour soi et pour les autres. De plus, les potentialités d’un groupe ne correspondent pas à la somme mais à la multiplication des connaissances et des compétences de chacun (De Vecchi, 2006). En groupe le processus d’apprentissage est un processus de type partenarial car les échanges se situent tous au même niveau hiérarchique. Ce type de fonctionnement s’appelle « l’apprentissage coopératif » (Pléty, 1998), il permet l’apport d’informations que l’individu n’aurait pas nécessairement eu par lui même et enfin, il pousse l’apprenant à s’engager plus profondément. Le travail de groupe, de par la liberté et la proximité des élèves est donc le lieu privilégié de l’apprentissage coopératif.
Le travail de groupe permet également d’affermir son opinion et de l’argumenter mais aussi par la critique de le remettre en cause. Les intérêts du travail de groupe sont donc nombreux mais quelles méthodes utiliser pour le rendre efficace et permettre les apprentissages de chacun ? Les professionnels de la didactique et de la pédagogie ont dégagé plusieurs axes pour faciliter le travail de groupe : la constitution des groupes, la répartition des tâches, la mise en commun et l’évaluation.
Selon Barlow, les groupes peuvent être constitués de manière libre, aléatoire ou imposée (Barlow, 1993). Chacune de ces situations présente ses avantages et ses inconvénients et correspond à une intention de formation spécifique.Un groupe constitué librement est plus agréable à vivre pour les participants mais le risque de dérive est grand. Un groupe constitué aléatoirement évite le problème de dérive, mais peut à l’inverse provoquer des « blocages » nuisibles en cas d’antipathie entre certains membres du groupe. Enfin, un groupe imposé évite ces deux problèmes. Il peut se faire de manière homogène ou hétérogène. D’une manière générale, les groupes hétérogènes fonctionnent mieux. En effet, les différences constituent plutôt une richesse qu’un handicap. Il semble donc logique que l’enseignant choisisse lui-même les groupes surtout en début d’apprentissage. Cela permet de mieux équilibrer les groupes et d’éviter certains débordements possibles d’élèves qui ensemble seraient trop bruyants et trop dissipés. De plus, cela permet d’éviter que des élèves soient refusés par d’autres ou laissés de côté. Cependant, il est important de prévoir des modifications dans la constitution des groupes au cours de l’année scolaire afin de ne pas entrer dans un phénomène de lassitude. Sur ce point de formation des groupes, tous les critères favorables décrits par Barlow sont mis en place dans la séance. Il ne semble donc pas y avoir de modification à apporter sur ce point.
Ensuite, toujours selon Barlow, il semble logique puisqu’on est plusieurs dans un groupe, de se répartir les tâches afin d’être plus efficace. Dansun groupe, il distingue plusieurs fonctions essentielles : la production d’idées et de support,la facilitation des échanges entre les élèves et la communication avec l’extérieur (Barlow, 1993). Dans ces travaux, il décrit alors un grand nombre de rôles possibles à mettre en place. Les rôles cruciaux étant : le secrétaire, le régulateur, le rapporteur, le gestionnaire du temps et le gestionnaire des documents ou du matériel. Meirieu précise que ces rôles doivent être provisoires et remplis par chacun des membres du groupe à tour de rôle pour ne pas tomber dans une dérive économique, qui est une dérive importante de ce type de travail (Meirieu, 1995). En effet, fasciné par le produit à accomplir et soucieux d’efficacité, les élèves se répartissent les rôles selon leurs aptitudes, et ne font donc pas d’autres acquisitions car ils restent dans ce qu’ils savent déjà faire. Les élèves ne sont donc pas en situation d’apprentissage, les groupes d’apprentissage ne se justifient plus. Enfin, Barlow précise bien que lorsqu’un élève est responsable d’une tâche, il s’agit bien d’une « tâche » mais en aucune manière d’un pouvoir. Ainsi, dans la séance, les différents critères concernant la répartition des tâches sont respectés. Néanmoins, l’intérêt et la mise en valeur des différents rôles en termes d’apprentissage ne sont pas suffisamment clairs pour les élèves. Ces points seront donc à remédier.

Mise en application dans un autre travail de groupe

Pour vérifier les hypothèses émises dans la partie de remédiation, celles-ci ont été mises en application lors d’une autre démarche d’investigation. Cette démarche concerne cette fois la partie chimie du programme et s’intéresse à la récupération et à l’identification du gaz contenu dans l’eau de Perrier. La situation déclenchante est la suivante
Au niveau de la posture professeur, il avait été supposé, qu’une reformulation initiale de la problématique en concertation avec tous les élèves suivie d’une autonomie complète permettrait un meilleur travail de groupe. Cela permettrait également une meilleure évaluation du travail grâce à une libération du temps du professeur. L’analyse du script de la séance (Annexe 7) a montré que la reformulation de la problématique n’était pas évidente pour tout le monde. En regardant les propositions des groupes, nous constatons que certains proposent une problématique totalement à côté du sujet. Sans cette étape de mise en commun, ces groupes peuvent alors être bloqués car ils ne voient pas comment répondre à leur problématique. Par conséquent, ils peuvent totalement laisser de côté le travail à faire. De plus, cette mise en commun permet d’expliquer les erreurs commises et de les corriger. Cette étape est donc nécessaire pour une mise au travail rapide des élèves. De plus, après cette étape, les élèves sont alors totalement en autonomie, car ils savent sur quoi travailler. Cela permet donc au professeur d’avoir un temps de regard sur les élèves beaucoup plus important que s’il doit expliquer la problématique à de nombreux groupes.
Au niveau de la répartition des tâches dans le groupe et de l’évaluation du travail de groupe, l’hypothèse avait été faite que l’évaluation devaitégalement porter sur le travail de groupe et sur l’implication dans les rôles. Pour cela, une grille d’évaluation du travail de groupe a été mise en place. L’analyse de ces grilles d’évaluation sur une classe (Annexe 8) montre que les élèves obtiennent une moyenne de classe de 8,3 sur 10. Notons que la moyenne sur les quatre classes est identique. Cette grille permet vraiment de valoriser les élèves qui se sont impliqués et au contraire de dévaloriser ceux qui n’ont pas travaillé. Les élèves s’étant trompés sur la démarche mais s’étant impliqués dans le travail peuvent donc quand même avoir une note correcte. Cette grille permet alors la valorisation du travail effectué, malgré les erreurs. Cela incite donc les élèves à s’impliquer davantage sans avoir peur de se tromper. Cette grille permet aussi, au sein d’un même groupe, de différencier les notes en fonction de l’implication dans le groupe. Un élève ne peut alors donc plus s’appuyer sur les autres pour avoir une bonne note. Il faut également qu’il s’implique dans le travail.
Une grille d’évaluation des compétences a également été mise en place afin de montrer clairement les compétences travaillées lors de l’activité (Annexe 9). L’analyse de cette grille, montre que le travail en autonomie ainsi que le suivi expérimental d’un protocole est loin d’être maîtrisé par tous les groupes. Dans un premier temps, cette grille permet aux élèves de savoir ce qui sera évalué dans le travail mis en œuvre. Mais cette grille a surtout pour but d’aider les
élèves à comprendre ce qui n’est pas acquis et donc de savoir comment ils peuvent progresser.
Enfin, au niveau de la mise en commun, l’hypothèse avait été faite qu’il serait intéressant de faire participer tous les porte-paroles afin de pouvoir analyser les erreurs commises. Cette mise en commun permettrait alors la construction par les élèves des points essentiels à retenir.
L’analyse du script (Annexe 7) montre que cette étape donne la possibilité de mettre en évidence les erreurs commises et surtout de les expliquer et de les corriger. De plus, je trouve que les élèves retiennent mieux lorsque ces explications sont réalisées par d’autres élèves.
Notons également que comme tous les groupes doivent participer, ils sont obligés de rester attentifs lors de cette mise en commun. Cette étape est donc nécessaire pour que tous les élèves comprennent les notions travaillées dans cette activité. De plus, l’analyse de ce script montre qu’il est intéressant de faire construire la synthèse point par point par les élèves. Cela permet une meilleure appropriation des notions car les élèves sont confrontés à de la métacognition qui est favorable à l’apprentissage.

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Table des matières
Introduction
1. Présentation de la situation professionnelle vécue
1.1. Contexte
1.1.1. Profil de l’établissement
1.1.2. Profil des classes
1.1.3. Compétences visées
1.2. Description de la séquence
1.2.1. Séance 1
1.2.2. Séance 2
1.2.3. Séance 3
1.2.4. Séance 4
1.3. Analyse critique de cette séquence
2. Analyse réflexive de la séance 
2.1. Description de l’activité et des difficultés des élèves lors de la séance
2.2. Éclairage didactique de la séance
2.3. Remédiation
2.4. Mise en application dans un autre travail de groupe
Conclusion 
Bibliographie 
Annexes

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