Le projet sciences « embarquons, ensemble, sur Mars», interdisciplinaire et inclusif, a vu le jour suite à la réforme de 2016. Il vise le développement de compétences scientifiques pour tous les élèves dès l'entrée en 6e au collège Pailleron situé en REP (19e).

Des enseignants de plusieurs disciplines (SVT, physique-chimie, technologie, arts, maîtrise de la langue et documentation) travaillent en équipe, accompagnés par des chercheurs dans une démarche de recherche-action-collaborative visant la transformation des pratiques enseignantes et la construction de connaissances scientifiques.
Au-delà du développement de compétences scientifiques et d'éducation à l'esprit critique, les effets sur les pratiques des enseignants et l'autonomisation des élèves ne sont plus à démontrer. Le projet, accompagné par la recherche, monte en puissance depuis son intégration au réseau des LéA en septembre 2020.

Sont présentés, en fin d'article, des exemples concrets (fiches de séances autonomes en sciences et fiches-élèves).

Objectif MARS

Objectif pour les élèves : se préparer à un voyage sur Mars en répondant à différentes problématiques :

• Destination Mars, Pourquoi cette Planète ?
• Comment contrôler et calculer la vitesse de notre navette pour aller sur Mars ?
• Quelle(s) sources d'énergie pouvons-nous utiliser pour aller sur Mars ?
• Quelles seraient les difficultés liées aux besoins de l'équipage durant le voyage ?
• Comment communiquer depuis Mars ?

Le voyage nécessite une gestion précise des groupes, la collaboration d'enseignants de différentes disciplines dans l'élaboration de séances et d'outils communs de différenciation.
Toutes les 6ème y compris SEGPA, ULIS et UPE2A sont répartis en petits équipages au sein de 8 groupes d’une quinzaine d’élèves correspondant à chaque planète du système solaire. Ils se retrouvent 2 heures par semaine, toute l'année, pour travailler sur 5 thèmes. 

Depuis 2017, Emmanuel Rollinde, astrophysicien, a permis d'intégrer au projet des séances basées sur un outil spécifique, le planétaire humain.
Une convention de partenariat a été établie depuis cette date par la CARDIE et CY Cergy Paris Université (Laboratoire LDAR) pour soutenir l’accompagnement scientifique du projet. Depuis 2019, Emmanuel Rollinde et Rita Khanfour-Armalé encadrent Lucie Copreaux pour une thèse de doctorat sur ce projet autour des pratiques enseignantes dans un contexte interdisciplinaire. 

Le projet sciences pendant le confinement

Malgré les difficultés à maintenir le travail par groupe, la dynamique interdisciplinaire du projet sciences s'est poursuivie à distance lors du premier confinement.
En physique-chimie, des séances expérimentales ont pu être adaptées : par exemple, mesurer la quantité d’eau et de nourriture que l'on doit emporter pour un voyage Terre-Mars avec du matériel que l'on trouve à la maison ; construire des maquettes de la fusée Ariane (site du CNES, logiciel Celestia)... autant d'adaptations qui ont conduit à la création d'un cahier multimédia "des incroyables expériences" sur l’ENT que les élèves complétaient chaque semaine. Il leur était demandé de réaliser une expérience scientifique, de la prendre en photo et de rédiger un court texte explicatif. Ils ont pu ainsi réaliser jusqu’à une centaine d’expériences depuis leur domicile !
En technologie, les élèves ont réalisé des expériences sur quelques propriétés du son.
Le travail avec Emmanuel Rollinde a pu être être poursuivi à l’aide de l’ENT avec des images d’un planétaire, identique à celui construit dans le hall du collège. Avec Lilia Samali, enseignante du 1er degré et référente sur les séances artistiques et d’étude de documents dans le projet, un film sur le planétaire a été réalisé à partir de photos prises par les élèves de leur planète afin de reproduire leur mouvement le long de leur orbite.  
Les élèves ont également rédigé des articles scientifiques en lien avec l’astronomie avec Marjorie Bessonies, enseignante de SVT (comment les astronautes gèrent leur eau lors d’un voyage dans l’espace ? Comment conserver les aliments pour un long séjour dans l’espace ? Quelles sont les théories complotistes en lien avec l’espace ? etc.). Les articles les plus complets ont été publiés dans le Journal de Pailleron, réalisé par les élèves et Séverine Nardou, professeur documentaliste impliquée dans le projet. Les élèves ont également été accompagnés par la documentaliste dans la réalisation d’un répertoire scientifique à distance (cahier multimédia).

 

Démarrage du LéA : accélérateur de transformation de pratiques

L’action de recherche du LéA, engagée en septembre 2020, permet un travail collaboratif de coconstruction d’outils visant à améliorer la transmission du savoir vers les enseignants et les élèves, ainsi que la cohérence du projet.

Point d'étape, par Lucie Copreaux, doctorante (Université de Cergy-Pontoise)

La démarche interdisciplinaire est complexe par sa structuration (interactions entre les savoirs) mais également par le travail d’équipe qui en découle (organisation, étayage). L’objectif poursuivi est de permettre aux savoirs disciplinaires de pouvoir être transmis par les enseignants qui se trouvent hors de leur champ disciplinaire.

Axes de travail : structurer un cadre clair enveloppant le projet, travailler sur la dynamique de construction du savoir par l’élève au sein d’un groupe d'élèves et restructurer les supports didactiques pour favoriser l’autonomie de l’élève.

• Lier les éléments du projet de façon cohérente et favorisant la curiosité des élèves : l'équipe choisit de « raconter une histoire » immergeant les élèves dans un rôle de scientifique appartenant à une équipe qui prépare un voyage sur Mars. Un cahier de bord, instituant les règles à respecter  (savoir-être, savoir-faire et savoirs) est transmis à chaque élève. Ce livret est structurant pour les élèves comme pour les enseignants. Il permet aux enseignants de clarifier les liens entre les disciplines et harmoniser leurs attentes, et, à l’élève, de se référer à un cadre clair des attentes concernant son rôle de scientifique, la formalisation de schémas, etc.  Les logos (ou balises) du livret sont repris dans la fiche d'activité de chaque séance, afin que l'élève puisse identifier les attentes correspondantes (voir, les exemples de fiche ci-dessous). Un sommaire précis permet à l’élève de chercher rapidement les informations dont il a besoin pour accomplir la tâche demandée sur le support séance.
• Structurer les séances de façon à ce que les savoirs soient clairs et cohérents, l’objectif étant de changer la posture de l’enseignant (qui ne sera plus le détenteur et transmetteur du savoir) et celle de l’élève (qui va devenir acteur de la construction de son savoir).
  Les élèves verbalisent leurs idées, leurs représentations sur une notion ou une activité, les confrontent à celles de leurs pairs. Les enseignants constituent des équipes hétérogènes afin de rendre le travail efficient en îlots de rationalité (groupe qui va échanger sur une notion, une situation, un contexte mais également sur la représentation de chaque membre). Elle a pour objectif de permettre une communication et des débats rationnels (notamment à propos de prises de décisions, établissement d’un raisonnement commun). Afin de faciliter les échanges et permettre aux élèves de savoir se positionner au sein du groupe, ils ont un rôle respectif qui change à chaque séance.

Premier bilan des "séances autonomes"

• par Florian Hauss, enseignant de physique-chimie, coordonnateur 

Un trimestre vient de s'écouler, et déjà plus de 10 heures de réunion en équipe pédagogique avec les chercheurs du LDAR  pour coconstruire les séances autonomes de 2h à partir desquelles les élèves ont travaillé.
L’accent a été mis sur le lien entre les différentes séances, la rédaction d’une problématique de départ en lien avec le thème de travail, l'explicitation renforcée des consignes et l’autonomisation de la séance (rédaction des aides-outils, repérage en amont des difficultés possibles pour les élèves,…). L'objectif étant d’uniformiser le support pédagogique, de rendre le groupe d’élèves totalement autonome face au travail et d’obtenir une structure commune pour l’ensemble des séances du projet sciences qui sera proposée au cours de l’année scolaire.
Les enseignants observent un changement complet de posture, ils ne sont plus en situation de transmission frontale depuis leur bureau mais deviennent accompagnateurs des groupes d'élèves dont les rôles sont clairement définis et répartis (maître du temps, rapporteur, secrétaire, maître des tâches : recherche de l'aide, outils et matériel). Les groupes ont à disposition la fiche de préparation de séances, la fiche-élèves avec les consignes individuelles et collectives, le document d'aide.
L'enseignant est présent aux côtés des élèves, les observe (compréhension des consignes, respect du temps, etc). Cette nouvelle posture apporte un climat plus serein. L'observation (notamment filmée par Lucie Copreaux) des effets sur les enseignants et sur les élèves se poursuit.

• par Marjorie Bessonies, enseignante de SVT, coordonnatrice

L'accompagnement de la CARDIE et du LéA donne à l'équipe le temps d’apprendre à apprendre ! Les séances de SVT étaient précédemment conçues en 2 temps (activités pratiques ou documentaires suivi d’un temps de construction commune d'un bilan de l’activité). Les formations avec Lucie Copreaux ont permis de changer de regard et comprendre ce que l’on appelait concrètement les tâches autonomes... au point d'oser le challenge du 100% tâches autonomes avec toutes les classes. Un réel bonheur ! Les élèves sont tous en activité, l'enseignante passe de poste en poste pour les observer, leur donner des pistes, les corriger, les aider à construire un bilan par petits groupes. L'enseignante adopte une posture de guidance qui lui permet de mieux comprendre les difficultés de chacun et de s'adapter. Depuis septembre, elle observe que cette façon d’enseigner a été complètement intégrée par ses élèves et ressent un vrai plaisir de les voir aller chercher seuls des aides-outils pour tenter de résoudre des problèmes successifs. Une nouvelle façon d'enseigner que l'enseignante souhaite pérenniser et essaimer.

Des questions se posent face aux difficultés apparues dans la gestion des équipes de travail des élèves au sein des groupes : que faire quand des élèves refusent de travailler en équipe ? De quels leviers dispose l’enseignant pour faciliter la collaboration au sein d'un groupe d’élèves ? Les heures de réunions au sein du LéA et les temps de formation "relais ressources en sciences" programmés au collège, permettront de poursuivre le travail engagé.

Exemples de supports

Exemple de séance autonome en physique chimie en octobre 2020 (4 h de coconstruction + plusieurs heures de construction par l’enseignant disciplinaire), en comparaison à la séance présentée aux élèves en 2019. 
Exemple de

- en 2021, en  comparaison à la séance de 2020 - thème 1.
Exemple de fiche en technologie : l'atterrissage en 2021 , en comparaison à la séance de 2019.
Exemple de fiche élèves. 

L'équipe

Florian Hauss, Marjorie Bessonie, Séverine Nardou, Lilia Samali, Philippe Saussez, Paul Taylor, Mylène Pommier, Florence Augustin, Le Duigou Aurélie, Bruno Micheletti et Julien Saint-Jore, Caroline Chambol, Collège Pailleron, 75019 Paris
Lucie Copreaux, Emmanuel Rollinde, Rita Khanfour-Armalé, CY Cergy Paris Université, LDAR.

Et la suite...

2021/2022 : l'équipage se transforme et accueille deux nouveaux astraunautes : Bruno Micheletti et Julien Saint-Jore. Le collège Pailleron retourne sur Mars, prêt à tester la transférabilité du projet sciences en autonomie. Les séances autonomes permettant aux élèves leur activité ont été longuement discutées et retravaillées par l'équipe du LéA. Cap sur l'évaluation et la remédiation cette année !

Essaimage, rayonnement

La Cardie favorise la mise en réseau avec d'autres établissements : des enseignants intéressés sont invités aux rochaines séances de formation "relais-ressources" en science. 
Le travail sur le planétaire humain se déploie à l’international : le projet européen Aristarchus (Artistic Reality in School Education: enacted, reflective and collaborative learning with the Human Orrery Space) sera financé par Erasmus+ de février 2022 à février 2025. Un beau succès !

Découvrir le projet en vidéo

En savoir plus sur le projet 

Padlet du projet
Fiche innovathèque

Présentation du volet recherche : Séances autonomes pour « embarquer sur Mars » au Collège Pailleron, par E. Rollinde