Auteur/autrice : Bissonnette, Marianne

Par

Mathieu Boutin
Luc David

La situation d’apprentissage présentée dans ce texte permettra à l’enseignant d’évaluer la compétence de communication en science en obligeant les élèves à présenter la climatologie d’un lieu. Cet exercice est d’une durée de 12 cours et s’adresse à des élèves de deuxième année du deuxième cycle du secondaire.

À travers cette situation, les étudiants devront construire une mini station météo qui doit comporter un thermomètre, un baromètre, un pluviomètre et un anémomètre. Cette station sera installée à l’extérieur et des observations y seront recueillies quotidiennement pour une période 7 jours ouvrables de classe par les équipes pour ensuite être analysées à l’aide de plusieurs outils de comparaison. L’information, une fois analysée sera interprétée sous forme de graphiques comparatifs. Finalement, chaque équipe devra élaborer ses conclusions, à l’aide d’une coopération interdisciplinaire avec l’enseignant de français par la présentation d’un colloque scientifique appuyé d’un document de nature scientifique (poster où power point) où l’étudiant droit démontrer une analyse de ses données. Durant les 10 périodes allouées à l’élaboration du projet, des segments de théorie seront assimilés par les élèves grâce à la méthode des groupes experts. L’enseignant devra également prévoir la visite guidée d’une station météorologique en opération.

Mise en situation
Le gouvernement du Canada a reçu plusieurs plaintes de citoyens mécontents des prédictions météorologiques du service d’Environnement Canada (identifié ci-après comme ‘’E.C.’’). Afin de faire taire les rumeurs, le gouvernement vous a chargé de faire vos propres relevés et de les comparer à ceux d’E.C. et d’en analyser la pertinence via un rapport au contenu scientifique. Vous ne disposerez d’aucune collaboration d’E.C. pour votre travail (sauf pour les données accessibles au grand public). L’enquête est entre vos mains. Saurez-vous faire taire les rumeurs?

Par

Fanny Gagné
Jeremie Lockwell
Caroline Martin

La situation d’apprentissage et d’évaluation ici présentée s’adresse à des élèves de quatrième secondaire en sciences et technologies de l’environnement (STE). Ces derniers devront décider, en équipe formée de différents experts, si de nouvelles planètes sont aptes à accueillir une population d’homo sapiens. Pour y arriver, les élèves seront appelés à vérifier, grâce à des expériences en laboratoire, si l’air, l’eau et le sol possèdent les propriétés caractéristiques permettant le maintien de la vie
sur chacune des planètes proposées. Par la suite, à l’aide de bases de données fournies, ils devront aussi évaluer le potentiel énergétique des différentes planètes afin d’assurer l’établissement et la survie d’une colonie humaine. Comme il nous est impossible de survivre sans nourriture, ils devront également vérifier le potentiel agricole de chaque planète, et proposer un plan agroalimentaire succinct qui tient compte de la dynamique des écosystèmes. Par le biais d’échange de données, puis de discussions entre les différents experts au sein de l’équipe, ils devront décider quelle planète est la plus propice à l’établissement d’une population humaine. Chacune des équipes sera finalement invitée à débattre, de manière orale, sur leur décision finale. Cette SAÉ abordera donc des thèmes variés qui s’inscrivent dans l’univers terre et espace de même dans l’univers du vivant.

Sur une planète près de chez vous, qui s’étend sur 12 périodes d’enseignement de 75 minutes, vise à développer la compétence disciplinaire 1, soit la recherche de réponses et de solutions à des problèmes d’ordre scientifique ou technologique (PFÉQ, chap.6-­‐STE, p.275). En effet, les étudiants devront se poser des questions, explorer, observer et réaliser des expériences afin de trouver réponses à une problématique en science. Bien que cette SAÉ permette également de développer la compétence disciplinaire 2: Mettre à profit ses connaissances scientifiques et technologiques (PFÉQ, chap.6-­‐STE, p.279), de même que la compétence disciplinaire 3: Communiquer à l’aide des langages utilisés en science et technologie (PFÉQ, chap.6-­‐STE, p.281), nous proposons ici de n’évaluer que la première et ses composantes.

Finalement, en optant pour la méthode de travail des groupes d’experts, qui amène une interdépendance entre chacun des membres d’une équipe, cette SAÉ mobilisera la compétence transversale 8: coopérer (PFÉQ, chap.3, p.50). De par les discussions, les échanges d’idées et les débats entre les différents élèves, cette SAÉ permettra également de développer la compétence transversale 3: exercer son jugement critique (PFÉQ, chap.3, p.41).

Par

Antoine Debien
Félix Schneeberger
Marc-Alexandre Houle

Notre situation d’apprentissage s’inscrit dans le programme des sciences et technologies et plus précisément dans l’univers vivant. De plus, elle tient compte de trois contraintes:
– La compétence disciplinaire 1 : Chercher des réponses ou des solutions à des problèmes d’ordre scientifique ou technologique
– La compétence transversale: Exploiter les technologies de l’information et de la communication
– Le domaine général : Orientation et entrepreneuriat

Objectif visé:
Introduire les concepts de conservation des aliments en abordant initialement la décomposition. Les élèves sont alors familiarisés au concept inverse et peuvent alors utiliser ces connaissances pour déterminer par eux-mêmes le fonctionnement de la conservation des aliments.

La situation d’apprentissage se déroule sur 8 périodes d’enseignement :

1. La contextualisation de la situation se fait lors de la première période par les explications de l’enseignant concernant le rôle des microorganismes dans la décomposition. De plus, les élèves sont amenés à remplir un questionnaire afin de tester leurs connaissances sur le sujet et d’entamer leur processus réflexif.
2. La réalisation de la situation a lieu lors des périodes 2 à 5 par l’élaboration d’un protocole de laboratoire, une première analyse de résultats, la rédaction d’un second protocole de laboratoire et finalement l’analyse finale de l’entièreté des données recueillies. Le but de ces périodes est d’amener les élèves à chercher des réponses d’ordre scientifiques par leurs propres expérimentations.
3. L’institutionnalisation de la situation a finalement lieu lors des périodes 6,7 et 8 où les élèves doivent analyser les diverses données qu’ils ont recueillies pour déterminer la méthode de décomposition la plus efficace. À la période 7, les élèves auront alors à présenter leurs découvertes et devront tenter de vendre leur méthode. La période 8 est finalement allouée à la synthèse de la situation et permet à l’enseignant de mettre la lumière sur les concepts que les élèves auraient eu plus de difficulté à capter.

Par

Catherine Mercier
Julien Dubois-Roy

Cette situation d’apprentissage s’inscrit dans l’univers matériel et technologique. Elle prend en compte les contraintes suivantes :
– Doit intégrer la compétence disciplinaire 1
– Doit utiliser la technologie
– Doit exploiter les technologies d’information et de la communication

Objectif visé :
Cette situation d’apprentissage vise à faire comprendre, de manière pratique, l’utilisation des lentilles. Pour ce faire, les élèves devront réaliser plusieurs défis optiques, qui mèneront à la compréhension des différents types de lentilles. Suite à ces défis, ils devront construire une longue-vue grâce à leur connaissance acquise de l’optique géométrique.

Les grands thèmes explorés
– Les concepts d’optique géométrique
– Les concepts prescrits dans l’univers technologique (Technologie de l’information et des communications)

La situation pédagogique est d’une durée de 8 périodes

1. La contextualisation de la situation se fera lors des cours 1 et 4. Lors du cours 1, il y aura un cours théorique, qui sera une introduction au concept de lentille et une explication générale de la situation. Le cours 4, quant à lui, servira à l’explication approfondie de la partie visant la construction de la longue-vue.
2. La réalisation de la situation se fera lors des cours 2,3, 5 et 6. Lors des cours 2 et 3, les élèves auront à réaliser les Défis Optiques, sous la supervision de l’enseignant. Les cours 5 et 6 seront, quant à eux, utilisés pour élaborer, construire et tester la longue-vue.
3. L’institutionnalisation de la situation se déroule lors des cours 7 et 8. Lors du cours 7, l’enseignant fait un retour sur les lentilles, les rayons principaux et fait un lien avec le fonctionnement de l’oeil, ce qui agira comme synthèse de la situation d’apprentissage. Le cours 8, quant à lui, servira à l’évaluation des élèves. En effet, ce cours est réservé à un examen sur l’optique géométrique, cet examen servira de dernier point de contrôle pour l’enseignant.

Par

François Perron
Mathieu Landry
Sébastien Côté

Les Carburants est une situation d’apprentissage et d’évaluation qui amènera les élèves de quatrième année du secondaire à comprendre les enjeux du défi énergétique de l’humanité (p. 51, chap. 6, PFÉQ), et ce, tel que prescrit dans le Programme de formation de l’école québécoise. Les thèmes abordés seront les futurs carburants et leurs répercussions sociales et économiques. Nous parlerons ainsi des biocarburants, de la production de l’hydrogène par électrolyse et par réaction entre les acides et les métaux. Il est à noter que ces thèmes seront davantage abordés par leurs aspects scientifiques que par leurs aspects technologiques.

Pour débuter, les élèves seront amenés à écouter un film-choc sur la réalité des carburants utilisés en ce moment. Ce film est une mise en situation permettant d’ouvrir un débat sur l’utilisation, la production et l’effet environnemental des carburants tel que les combustibles fossiles, l’hydrogène et les biocarburants. Ils devront donc produire un exposé oral sur un sujet prédéterminé et sous la forme de leur choix, et ce, en équipe de 2 à 3 personnes. Par la suite, une partie plus théorique sur la combustion, le balancement des équations chimiques et sur l’électrolyse de l’eau prendra la forme d’un cours magistral. Ensuite, une situation de laboratoire ouverte sera proposée aux élèves. En effet, les élèves auront comme mandat de produire et de recueillir de l’hydrogène. Ils devront donc construire un dispositif afin de capter le gaz, et ce, avec le matériel de leur choix. Afin de comprendre que l’électrolyse est très énergivore, une comparaison entre les watts utilisés pour produire le dihydrogène et le calcul du volume obtenu sera faite.

Les Carburants développera la compétence disciplinaire 1 : chercher des réponses ou des solutions à des problèmes d’ordres scientifique ou technologique (p. 12, chap. 6, PFÉQ) et la compétence disciplinaire 3 : Communiquer à l’aide des langages utilisés en science et en technologie (p. 20, chap. 6, PFÉQ). De plus, cette situation d’apprentissage et d’évaluation permettra de développer la compétence transversale 5 : Se donner des méthodes de travail efficaces (p. 13, chap. 3, PFÉQ), ainsi que, la compétence 9 : Communiquer de façon appropriée (p. 21, chap. 3, PFÉQ). En supplément, nous développerons également la compétence disciplinaire 2 en univers social : Comprendre les réalités sociales pour assumer ses responsabilités de citoyen (p. 8, chap.4, PFÉQ).

Par

Anne-Pierre Charlot
Valérie Baldacchino

La situation d’apprentissage présentée dans ce document est conforme à l’esprit des nouveaux programmes. Elle a pour but de faire découvrir à l’élève les mécanismes en jeu lors de la formation des pluies acides ainsi que de lui faire prendre conscience de l’effet de la circulation atmosphérique sur la formation de pluies acides dans des zones géographiques qui n’émettent que peu ou pas de polluants.

Ces deux objectifs sont conformes à l’esprit du programme de science et technologie qui vise la consolidation et l’enrichissement par les élèves de leur culture scientifique et technologique ainsi que la formation d’utilisateurs de la science et de la technologie conscient de l’importance de considérer les impacts environnementaux à court, à moyen et à long terme (Programme de Formation de l’école québécoise – Science et technologie de l’environnement, chapitre 6, page 23).

Lors de cette activité d’apprentissage, l’élève aura à appliquer la démarche scientifique afin de résoudre une des deux problématiques suivantes :
– La circulation de l’air dans l’atmosphère
– La formation des pluies acides

Pour ce faire, il devra, dans un premier temps, préparer et réaliser, en collaboration avec un autre élève, une expérience visant soit à démontrer l’existence de la circulation atmosphérique, soit à démontrer les mécanismes par lesquels les polluants atmosphériques peuvent provoquer la formation de pluies acides. Les résultats obtenus lors de cette expérience seront ensuite analysés par l’élève puis chaque équipe préparera un exposé oral dans lequel il présentera sa démarche, ainsi que ses résultats. Les exposés seront alors, pour le professeur, le moment idéal pour échanger avec les élèves sur les points forts et les points à améliorer afin de respecter une démarche scientifique rigoureuse.

L’approche présentée ci-dessus a été retenue afin de s’adapter à une classe dont les élèves éprouvent des difficultés d’apprentissage. En appliquant la démarche scientifique dans un contexte d’échange elle sort la recherche de son contexte habituel et permet de susciter l’intérêt, et donc la motivation, de l’élève tout en lui offrant l’opportunité de bénéficier du travail de tous les membres du groupe pour la construction de ses apprentissages. Elle allège également la charge de travail puisqu’une seule des deux problématiques est vécue par l’élève en tant qu’acteur principal, la seconde lui permettant de jouer le rôle de spectateur « actif ».

Dans un même ordre d’idée, le cahier des charges (ANNEXE I ET ANNEXE III) qui accompagne cette activité d’apprentissage est conçu de manière à obliger l’élève à discuter, lors de son exposé, d’au moins un des concepts prescrit par le programme, ce qui permettra à l’élève d’acquérir les connaissances nécessaires à la poursuite de ces apprentissages sans que le professeur n’ait à intervenir, par l’intermédiaire d’exposés magistraux, une stratégie pédagogique qui procure des résultats trop souvent décevants, principalement avec des élèves qui éprouvent des difficultés d’apprentissage.

Le lecteur remarquera sûrement que le cahier de l’élève (ANNEXE II ET ANNEXE IV) est également construit de manière à ce que le travail de l’élève soit dirigé tout de long de la réalisation de cette activité, ce qui peut, à première vue, sembler non conforme à l’esprit de la Réforme. Cependant, la lecture du document Échelles des niveaux de compétence – Enseignement secondaire 2e cycle mentionne clairement les différences entre les situations d’apprentissage du programme de science et technologie de première année du deuxième cycle et celles du programme de science et technologie de deuxième année du deuxième cycle soit le passage de problématiques circonscrites vers des problématiques ouvertes (page 46). Or, puisque cette activité d’apprentissage est construite pour être utilisé en tout début d’année, elle se doit, principalement en présence d’élèves en difficultés d’apprentissage, de s’arrimer à quelque chose de connu (des problématiques circonscrites) afin de faire un rappel et d’amener ensuite l’élève à délaisser progressivement la rigidité de ce carcan pour résoudre des problématiques de plus en plus ouvertes tout au long de l’année. Cette activité a donc pour principal objectif de fournir une base solide à l’élève, un document sur lequel s’appuyer, ce qui ne pourra que le rassurer dans son apprentissage de l’autonomie.

Finalement, notons que l’activité d’apprentissage L’ÈRE DE LA POLLUTION a été élaborée pour une classe de 32 élèves, divisés en équipe de deux, mais qu’elle peut facilement être adaptée à un groupe de plus petite ou de plus grande taille. De même, dans le cas ou le groupe serait formé d’un nombre impair d’élèves, la formation d’une équipe de trois personnes pourraient être envisagée sans difficulté. Par ailleurs, bien que dans ce document elle est été conçue, et donc présentée, dans la perspective de période de soixante-quinze minutes (12 PÉRIODES ET UNE 13ÈME FACULTATIVE), rien ne l’empêche d’être modifiée de manière à convenir à tout autre type d’horaire. Le support retenu pour la présentation de l’exposé, le diaporama, pourrait également être remplacé par une affiche faite à la main dans le cas où l’accès à une salle informatique serait limité.

Par

Andréa Côté-Myre
Frédéric Ouellet
Jonathan Cyr

Lors de cette activité, les élèves seront invités à former une entreprise de fabrication d’éolienne et de soumissionner à un appel d’offres commandité par l’enseignant. En équipe de quatre, ils auront donc à personnifier individuellement un des professionnels suivant : Ingénieur, Technicien, Comptable et Représentant. L’entreprise ainsi créée devra produire un prototype d’éolienne « mécanique » et devra vendre son concept lors d’une séance de présentation à la fin de la SAÉ.

La situation d’apprentissage et d’évaluation a été conçue dans l’optique de combler les trois contraintes suivantes : elle doit aborder le volet technologique, elle doit évaluer la compétence disciplinaire 1 et doit finalement s’inscrire dans le domaine général de formation « Orientation et entreprenariat ».

La situation d’apprentissage est donc complètement inscrite dans le domaine général de formation « Orientation et entreprenariat » (PFÉQ, Ch.2, p.6 à 8). Elle se concentre particulièrement sur la réalisation
d’un objet technologique par la première compétence disciplinaire en science et technologie, « Chercher des réponses ou des solutions à des problèmes d’ordre scientifique ou technologique » (PFÉQ, Ch.6, p.275). Dans une autre mesure, les compétences transversales « Se donner des méthode de travail efficaces » (PFÉQ, Ch.3, p.13-14), « Visualiser la tâche dans son ensemble » (PFÉQ, Ch.3, p.15), « réguler sa démarche » (PFÉQ, Ch.3, p.15), « analyser sa démarche » (PFÉQ, Ch.3, p.15) pourront aussi être évalué au besoin.

La situation d’apprentissage s’étend en tout sur neuf (9) périodes d’enseignement et inclus quatre (4) phases majeures:
1- Présentation de l’appel d’offres par l’entreprise « Super Hydro-Club » (l’enseignant) et formation des entreprises soumissionnaires (les élèves).
2- Recherche et choix du design, planification (tâches, budget, etc.) et schématisation de l’éolienne à pompage en vue d’une approbation par le commanditaire (point de contrôle).
3- Construction de l’éolienne et tests d’assurance-qualité.
4- Présentation publique du projet (exposé oral).

Par

Myrianne Pelletier
Philippe Handfield
Krystel Bertrand

Dans cette situation d’apprentissage, les élèves de quatrième secondaire sont invités à mesurer différentes températures par divers tests expérimentaux et à faire différentes expériences sur la transmission de l’énergie d’un corps à un autre par la chaleur. Pour ce faire, ils devront construire un objet leur permettant de quantifier la température d’un corps. Après cette analyse intuitive du thermomètre, les apprenants construiront un calorimètre pour déterminer le rendement énergétique de divers aliments. Ils devront ensuite élaborer un menu quotidien équilibré.

Dans le cadre de cette situation d’apprentissage, les élèves sont invités à chercher des réponses ou des solutions à des problèmes d’ordre scientifique (Partie scientifique de la compétence disciplinaire 1, PFÉQ, p. 277), à comprendre le fonctionnement d’un objet technique (composantes de la compétence disciplinaire 2, volet science et technologie, PFÉQ, p. 279), et à exercer leur jugement critique (compétence transversale 3, PFÉQ, p. 41).

Cette situation d’apprentissage s’étend sur 8 périodes d’enseignement de 75 minutes :
1-Visionnement d’un court extrait vidéo sur l’obésité. Deuxièmement, Questionnaire écrit sur l’apport nutritionnel de votre petit déjeuner . Compilation, présentation et analyse des résultats du questionnaire.
2- Retour succinct sur l’objectif du visionnement du vidéo. Construction d’un thermomètre Activité A artisanal et mesure de la température ambiante de la classe et de divers liquides. Explications du concept de mesure et définition de la température.
3- Retour sur les notions de la séances précédentes. Correction et explication des exercices. Présentation « haut en couleur » du transfert de chaleur. Introduction à la thermodynamique avec l’équation Q = m•cΔT. Série d’exercice en relation avec la théorie.
4- Correction et explication des exercices. Association entre énergie et alimentation en revenant sur la problématique de l’obésité. Début de l’analyse du calorimètre.
5- Évaluation des protocoles d’expérimentation des élèves. Déroulement de l’activité B : Étude quantitative des valeurs énergétiques.
6- Déroulement de l’activité B (séance 2) et présentation du cahier des charges « C ».
7- Activité C : Les élèves devront élaborer un menu équilibré fournissant l’énergie nécessaire pour une journée et fournir par écrit les étapes de leur raisonnement.
8- Publication de chaque menu.

Par

Nadia Benkhalfa
Éric Houle
Cathy St-Amand
Mathieu Thibodeau

Dans le cadre des 8 séances, l’enseignant devra amener la problématique de la Californie qui est la déshydratation chez l’être vivant. Or, les élèves devront s’interroger sur la façon de résoudre cette problématique en construisant un objet technique. Celui-ci servira pour le transport de l’eau salée à un système de dessalement afin que les habitants de la Californie puissent avoir accès à de l’eau potable.

L’équipe de travail devra prendre en considération deux contraintes afin d’y arriver. La première étant l’exploitation de l’information dans la compétence transversale 1 par le biais d’une recherche sur différentes méthodes de fabrication de pompe en se basant sur des références fiables. La deuxième sera de tenir compte de la technologie qui est lien à la compétence 1. Ainsi, les élèves devront construire un objet technique servant au transport de l’eau et le présenter sous forme d’exposé oral.

Par

Camille Bouchard
Jérémie Dion
Amine Mahhou
Katherine Major

Lors de la réalisation de cette situation d’apprentissage, les élèves seront emmenés à découvrir les différentes structures du système musculosquelettique et le fonctionnement général des articulations. Les élèves se verront proposer une mise en situation dans laquelle un athlète se blesse. Une description du mécanisme de blessures et les symptômes que présente l’athlète permettront aux élèves d’obtenir le bon diagnostic. Les apprenants devront concevoir et bâtir deux modèles articulaires, un sain et un blessé, dans le but de présenter, en tant qu’expert, la blessure, les traitements possibles et le pronostic. Chaque élève se verra distribuer un cahier de l’élève qu’il devra compléter. Un cahier parmi les cahiers des quatre élèves de l’équipe sera corrigé au hasard à chaque cours. Les élèves travailleront donc en coopération.

La situation s’inscrit dans le DGF « santé et bien-être » (PFÉQ, 2e cycle, chap. 2, p.5) dans l’étude du fonctionnement musculosquelettique du corps humain et de ses limites. La compétence 1 en science et technologie « chercher des réponses ou des solutions à des problèmes d’ordre scientifique ou technologique » (PFÉQ, 2e cycle, ATS, p.13) sera développée par les élèves qui devront s’approprier les connaissances relatives aux structures articulaires (os, cartilages, ligaments, tendons et os), à leur fonctionnement et à leurs rôles. Pour ce faire, les apprenants devront donc « exploiter l’information » (PFÉQ, 2e cycle, chap. 3, p.5) qu’ils obtiendront dans leurs recherches pour concevoir des modèles articulaires fonctionnels qui démontreront le fonctionnement d’une articulation saine et les conséquences de la blessure de l’athlète sur l’articulation blessée. Pour bâtir ces modèles, les élèves devront « mettre en oeuvre leur pensée créatrice » (PFÉQ, 2e cycle, chap. 3, p.11).

Cette situation d’apprentissage s’inscrit en science dans l’univers vivant. Elle s’inscrit dans l’orientation « systèmes – fonction de relation » (PFÉQ, 2e cycle, ATS, chap. 6, p.41) en permettant aux élèves de s’approprier les « fonctions des os, des articulations et des muscles » (PFÉQ, 2e cycle, ATS, chap. 6, p.41) et les « types de mouvements articulaires » (PFÉQ, 2e cycle, ATS, chap. 6, p.41).

En plus, cette situation s’inscrit en technologique dans une « démarche de modélisation » (PFÉQ, 2e cycle, ATS, chap. 6, p.29). Elle exige des élèves de « construire une représentation destinée à concrétiser une situation abstraire, difficilement accessible […] » (PFÉQ, 2e cycle, ATS, chap. 6, p.29), c’est-à-dire des modèles d’articulations qui expliquent le fonctionnement de ces dernières. Une « démarche technologique de conception » (PFÉQ, 2e cycle, ATS, chap. 6, p.30) est mise de l’avant grâce à la présentation du fonctionnement de l’articulation et les conséquences de la blessure.