Sciences et technologies

4. COMPETENCES EN SCIENCES ET TECHNONOLOGIES

A. Définition

‘ Les compétences en sciences se réfèrent à la capacité et à la volonté d’employer les connaissances et méthodologies utilisées pour expliquer le monde de la nature afin de poser des questions et d’apporter des réponses étayées.

Les compétences en technologies sont perçues comme l’application de ces connaissances et de ces méthodologies pour répondre aux désirs et besoins de l’homme.

Les compétences en sciences et technologies supposent une compréhension des changements induits par l’activité humaine et de la responsabilité de tout individu en tant que citoyen’.

B. Philosophie

Les compétences en sciences doivent développer chez l’élève une vision globale de son environnement et lui permettre de comprendre l’impact de la science et des technologies sur la société.

Elles doivent entre  autres sensibiliser l’élève aux problèmes d’hygiène de vie et de santé.

Le cours de sciences privilégie l’acquisition de démarches d’apprentissage et plus spécialement d’une approche empirique laquelle, à partir de situations problèmes, développe la recherche et le traitement des informations, la communication et l’application de savoirs et de savoir-faire.

Prioritairement inductive, cette démarche proscrit la simple transmission de connaissances mais sans négliger pour autant la précision des notions et la formulation de concepts.

L’élève devrait quitter l’école avec les outils pour comprendre les phénomènes scientifiques tels qu’ils sont relatés dans les médias et pouvoir les mettre en question, le cas échéant (pensée critique).

Pour atteindre ces objectifs et rendre l’enseignement des sciences motivant, cohérent et concret, la division en physique, chimie et biologie devrait céder le pas à une approche interdisciplinaire, ce qui implique que, idéalement, les cours de sciences soient attribués à un seul et même professeur.

La technologie est présente partout et permet de renforcer les apprentissages en mathématique, sciences, arts, langues étrangères,… .

La recherche de ressources sur internet et la technologie sociale basée sur les réseaux offrent des accès aux savoirs et permettent à l’élève de synthétiser d’abord et de présenter ensuite ses connaissances de manière créative au travers de présentations graphiques, des montages (audio) -visuels, de la création de page web.

L’élève pourrait également être invité à participer, dans un cours d’arts plastiques, à la visite virtuelle d’un musée, d’une galerie d’arts et d’autres sites en relation avec la discipline.

Dans un cours d’histoire, l’intégration de la technologie peut renforcer la motivation : l’élève recherche les informations nécessaires afin de présenter à la classe un personnage ou un événement historique.

C. Connaissances

  • Initiation à la méthode scientifique
  • Contenus notionnels en biologie et en physique
  • Comprendre et appliquer des termes techniques, des concepts, des croquis, schémas et graphiques, des procédures, des principes et des lois
  • Comprendre les conséquences de la science et de la technologie sur l’environnement naturel
  • Organismes vivants (animaux et végétaux) et les manifestations vitales chez l’homme pour mettre en évidence
    • la diversité des êtres vivants
    • l’énergie
    • la matière
    • l’air, l’eau, le sol
    • les hommes et l’environnement
    • l’histoire de la vie et des sciences
    • la complémentarité ‘structures’ et ‘fonctions’
    • les interactions entre les êtres vivants d’une part et entre les êtres vivants et le milieu   d’autre part
    • le processus d’adaptation
    • la place et le rôle de l’homme dans la nature
  • concepts fondamentaux en biologie (autotrophe, hétérotrophe, parasite, circulation simple, circulation double, respiration pulmonaire, respiration branchiale, …)
  • concepts fondamentaux en physique (solide, fluide, gaz, masse, force, pression, température, …)
  • grandeurs physiques fondamentales (longueur, température, masse, durée) et grandeurs dérivées (force, poids, aire, volume, capacité, pression)
  • phénomènes physiques familiers : les effets de la propagation de la chaleur / le changement d’état des corps / la pression / le circuit électrique / …
  • comprendre les composantes des systèmes, processus, ressources et choix technologiques
  • comprendre que les systèmes technologiques correspondent à des besoins de la société
  • comprendre qu’ils ont des effets positifs et négatifs
  • apprendre à utiliser les systèmes  technologiques avec efficacité
  • s’interroger sur les échecs éventuels
  • comprendre qu’ils ont été inventés et sont donc susceptibles d’amélioration
  • s’assurer de leur maintenance régulière pour assurer la longévité et le fonctionnement efficace

L’enseignant se réfèrera utilement aux programmes spécifiques en sciences.

D. Aptitudes

A partir d’une situation problème ou d’un questionnement,

  • Savoir rassembler des informations par l’observation d’un objet, d’un organisme, d’un phénomène, d’un milieu de vie sous les angles biologique et physique, grâce à des critères pertinents et objectifs qui éliminent les interprétations purement individuelles (ou non pertinentes)
    • Savoir mesurer grâce au choix et à l’utilisation correcte d’un instrument de mesure adéquat et contrôler la fiabilité de la mesure par la répétition
    • Savoir distinguer la grandeur mesurée par rapport à la mesure, à l’unité et aux symboles dans laquelle elle s’exprime
    • Savoir exprimer le résultat d’une mesure en utilisant les unités conventionnelles (système international), leurs multiples et sous-multiples exprimés par leur symbole
    • Savoir apprécier le seuil de fiabilité d’une mesure
    • Savoir imaginer et réaliser des manipulations à l’aide d’un matériel peu sophistiqué afin d’analyser le phénomène à partir des questions que l’on se pose et savoir mettre en œuvre une procédure simple d’expérimentation
    • Savoir verbaliser oralement ou par écrit les questions à poser à un spécialiste afin de mieux comprendre la situation problème et analyser les réponses reçues
    • Savoir retrouver, repérer, noter, recopier correctement et intégralement une information dans un dictionnaire, une encyclopédie, une flore, un atlas, un ouvrage de vulgarisation, une notice d’utilisation d’un appareil, un extrait de presse,  sur internet,…
    • Savoir décoder et transcrire une information sous une forme qui favorise la compréhension, face à un phénomène ayant des implications socio-affectives (un coup de soleil, un accident de voiture, …) et savoir faire la distinction entre une proposition descriptive, une réaction affective et un jugement de valeur
    • Savoir interpréter une information en fonction de la question posée au départ de la recherche, en se débarrassant des données superflues, en mettant en évidence des relations de cause à effet, de conséquence, de proportionnalité, … entre des informations recueillies à partir d’observations et de représentations théoriques afin de construire un modèle explicatif simple (sous la forme d’un récit) pour ensuite induire une propriété, une règle, une notion, une loi (généraliser et conceptualiser) ou déduire une information (propriété, renseignement, fonction,…) d’une règle, d’un principe, d’une loi, d’un modèle utilisé de manière adéquate, en appuyant son raisonnement par des arguments vérifiés
    • Savoir rechercher et sélectionner des informations et appliquer des critères de comparaison, de classement, de regroupement et savoir ordonner les informations en fonction de ces critères
    • Savoir synthétiser un ensemble d’informations sous une forme claire et concise et discuter la pertinence d’une synthèse ou d’une conclusion proposée suite à une récolte d’informations et à des raisonnements divers en confrontant les informations recueillies par rapport à la question de départ.
    • Savoir faire une brève communication orale, un petit exposé scientifique sur un sujet bien circonscrit ou savoir extraire d’une communication orale brève les informations pertinentes en fonction d’un contexte et d’objectifs précisés en distinguant l’essentiel de l’accessoire et en utilisant des supports technologiques adéquats
    • Savoir communiquer par écrit en recherchant le sens d’un mot, d’une expression en fonction du contexte notamment par la consultation d’un ouvrage de référence (dictionnaire, encyclopédie, …)
    • Savoir décrire un objet, un organisme, un phénomène, un appareil avec plus ou moins de détails suivant l’objectif poursuivi afin de rédiger un rapport d’observation ou le compte rendu d’une manipulation, un résumé court et concis reprenant l’essentiel de l’information relative au problème posé
    • Savoir lire une photographie, un dessin, un schéma, un organigramme, une image, une représentation en fonction de ce qu’on veut en tirer
    • Savoir dessiner à l’échelle un objet, un organe, une partie d’organe, un croquis pour schématiser une situation expérimentale, un phénomène, un montage, avec un titre et une légende
    • Savoir lire un tableau de données, un diagramme, un histogramme, un graphique cartésien ou construire ces représentations à partir d’un tableau de données afin d’interpréter un phénomène sur la base du tableau de données, d’un diagramme ou graphique
    • Savoir interpréter un événement, une situation, une observation en se référant à des éléments vus précédemment et en appliquant une démarche déjà utilisée pour résoudre une situation problème du même type.

E. Attitudes

L’élève doit faire preuve de curiosité, de créativité, d’un souci de s’informer et de traiter l’information pour communiquer afin de résoudre une situation problème.

Il doit faire preuve d’intérêt pour les problèmes éthiques, le respect pour la sécurité et la durabilité notamment au regard des progrès scientifiques et technologiques vis-à-vis de soi-même, de la famille, de la collectivité et des problèmes mondiaux.

F. Niveaux de compétence

Ils seront fonction de l’âge des élèves.

Au plus jeune âge (jusque 6 ans), les élèves devraient pouvoir comprendre et utiliser les systèmes technologiques pour accomplir un objectif déterminé et prendre conscience qu’ils ont été créés pour répondre à des besoins individuels.

A l’issue de l’enseignement primaire, ils devraient pouvoir comprendre les différentes composantes des systèmes technologiques qu’ils peuvent utiliser dans un contexte déterminé en réponse aux besoins de la société.

Plus tard, ils devraient pouvoir comprendre les fonctions des différentes composantes des systèmes technologiques et utiliser ceux-ci avec efficacité en se rendant compte que si  les besoins sociétaux sont le moteur de leur développement, les systèmes technologiques sont également source de changements dans la société.