La démarche expérimentale en CM2 et 6^e : expérience en réseau de réussite scolaire

La problématique, que l’on se situe dans l’enseignement primaire ou secondaire, est toujours la même : comment aider les élèves à apprendre ? Dans le cadre du RRS, un travail a été engagé entre les écoles primaires et le collège, mon rôle étant de coordonner les actions de manière participative. L’objectif était de promouvoir l’enseignement des sciences par la sélection de projets d’équipes réunissant les élèves et leurs enseignants.

Dans son article « Faire des sciences physiques et chimiques » (Cahiers pédagogiques n° 469), Cédric d’Ham indique qu’un protocole expérimental est rarement considéré comme objet d’apprentissage. Lors de travaux pratiques, les enseignants transmettent souvent aux élèves un protocole qu’ils ne font qu’appliquer. Les élèves comprennent-ils pourquoi ils effectuent une manipulation et non une autre ? L’idée de Cédric d’Ham est que si les élèves construisent leur protocole, ils vont se focaliser sur le problème à résoudre, formuler des hypothèses, définir le matériel nécessaire, etc. Avec son équipe, il a vérifié ceci auprès d’élèves de terminale scientifique.

Je me suis alors interrogée sur la manière de transposer cette expérience auprès d’élèves de CM2 et de 6^e. En 2013-2014, la ville de Saint-Quentin dans l’Aisne souhaitait entrer dans un projet scientifique connu sous le nom de C Génial, il s’agit d’un concours interacadémique. Le RRS du collège Gabriel-Hanotaux de Saint-Quentin dont je suis la secrétaire, bien que n’étant pas inscrit à ce concours, a néanmoins décidé de s’inscrire dans une démarche similaire grâce à l’adhésion des enseignants. Pourquoi des élèves de CM2 ou de 6^e ne pourraient-ils pas entrer dans la démarche scientifique ?

Le choix du type de problématique à offrir aux élèves allait dépendre de l’objectif recherché. Voulait-on les amener à se questionner sur une idée ou un phénomène particulier ? Les aider à résoudre des problèmes scientifiques ? Confirmer des résultats déjà découverts en cours ? D’un commun accord avec les enseignants du réseau, nous avons opté pour la seconde solution.

Un autre aspect fondamental s’est imposé de lui-même dans l’esprit de la liaison école-collège : la démarche de projet à l’école s’appuie sur des échanges. Ce travail collaboratif enrichit l’ensemble de ses participants et rayonne sur l’ensemble de la communauté éducative, en particulier les élèves. Mais ce partenariat culturel scientifique nécessite un investissement de la part des élèves, enseignants et établissements.

Cette démarche avait également pour objectif l’acquisition de compétences du socle commun de connaissances et compétences (palier 2) : pratiquer une démarche d’investigation ; manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter ; mettre à l’essai plusieurs pistes de solutions ; exprimer et exploiter les résultats d’une mesure ou d’une recherche en utilisant le vocabulaire scientifique à l’écrit et à l’oral ; maitriser des connaissances dans divers domaines scientifiques ; mobiliser ses connaissances dans des contextes scientifiques différents et dans la vie courante ; exercer des habilités manuelles et réaliser certains gestes techniques. L’idée a ainsi été de se servir de la démarche expérimentale comme « objet et moyen d’apprentissage ».

Des binômes d’élèves

Quatre groupes de 6^e et trois classes de CM2 ont accepté de participer à ce défi scientifique. Chaque élève de CM2 s’est vu attribuer un binôme de 6e. Les élèves ne se connaissaient pas et n’allaient se rencontrer qu’au bout de plusieurs mois de recherches, dans un but commun : créer, à deux, un protocole expérimental, afin de le mettre en pratique à terme. Les élèves ont ainsi dû communiquer à distance, par courriel et donc développer aussi des compétences en maitrise de la langue et en informatique, ainsi que faire l’apprentissage de l’autonomie.

Les 159 élèves participants (dont quatre-vingt-cinq du premier degré) ont été répartis en trois groupes. Chaque groupe s’est vu attribuer un défi scientifique parmi les suivants : Pourquoi y a-t-il des trous dans la mie de pain ? Pourquoi les croutes des divers fromages sont-elles de couleurs différentes ? Comment rendre propre de l’eau sale ?

J’ai, dans un premier temps, expliqué à chacun des sept groupes d’élèves (quatre groupes de 6es et trois classes de CM2) en quoi consiste une démarche expérimentale, quelles en sont les étapes, et comment mettre au point et rédiger un protocole d’expérimentation.

Ensuite, leur enseignant et moi-même avons procédé à cinq à huit séances encadrées : recherche documentaire ou informatique, création de messagerie et apprentissage de son utilisation pour certains élèves, rédaction d’un premier jet, confrontation des informations avec leur binôme, réajustement des protocoles et finalisation.
Nous avions décidé de ne pas aider les élèves, le protocole pouvait très bien être basé sur une hypothèse erronée, l’objectif n’était pas d’aboutir systématiquement à la bonne réponse, mais d’appréhender la démarche scientifique et d’en comprendre le sens. Le rôle des enseignants n’était que celui de guide, de modérateur et d’observateur.

Mettre en pratique les protocoles

Après quatre mois de recherches et mise au point des protocoles, les binômes se sont retrouvés au collège pour la mise en pratique de leurs protocoles. L’ensemble du matériel et des réactifs listé par les élèves avait été préparé et les manipulations ont eu lieu.

Sur toutes les thématiques, les élèves, par groupe de quatre ou cinq, ont finalisé la séquence de travail par la création d’affiches explicatives qui ont donné lieu à une exposition.

À l’issue du projet, le bilan est très positif. Mon expérience professionnelle antérieure m’a bien entendu été très utile, mais également le soutien de l’équipe du collège et de l’inspection académique ainsi que la participation des enseignants du premier et du second degrés. Les enseignants ont pu échanger sur leurs pratiques pédagogiques, mener un travail concret dans l’intérêt des élèves. Du côté des élèves, certains qui ne présentaient pas d’intérêt ni d’envie vis-à-vis du travail scolaire, posant même des difficultés de comportement en classe, ont montré leur capacité d’investissement, pris le projet à bras-le-corps et su faire preuve de persévérance. D’autres attitudes ont pu nous surprendre : face à l’échec de leur expérimentation, les élèves sont allés regarder les expérimentations de leurs pairs, ont échangé, cherché à comprendre. De véritables échanges constructifs ont eu lieu.

Ceci fait partie de toutes ces retombées fructueuses observées au cours de quatre mois de travail. L’investissement de tous a été levier de réussite, tant du côté enseignant que du côté élève.

Laurence Lang
Directrice d’école et secrétaire d’un RRS