Projet groupe 8: Loris, Laetitia et Olivier

Problématique : 

 

Lors d’une observation au microscope, les élèves éprouvent souvent des difficultés à confronter le modèle théorique à la réalité. Ils recherchent souvent quelque chose qui ressemble au schéma standard, ce qui les empêche parfois de reconnaître ce qu’ils voient. Il nous semble que c'est la notion même de modélisation qui n'est pas claire pour eux. Lorsque nous présentons des schémas, nous n'insistons peut-être pas assez sur le fait qu'il s'agit d'un modèle, et qu'il a été élaboré sur la base de multiples observations du réel, desquelles seuls les détails saillants sont retenus.

Bien qu’il n’y ait pas de consensus dans la communauté scientifique sur la définition même de ce qu’est un modèle, nous retenons les éléments suivants : un modèle est une représentation simplifiée et idéalisée de la réalité, permettant de raisonner et de faire des prédictions dans un domaine d’application donné (Soler 2013) (Définition Wikipedia).

Notre projet cherche à adresser la question de ce qu’est un modèle, en leur montrant qu’un schéma pourtant assez éloigné de la réalité de leurs observations leur permet tout de même d’identifier les types cellulaires qu’ils ont sous les yeux. Ici le schéma aura retenu les détails cruciaux permettant l’identification des globules blancs, en revanche il ne permettrait pas d’expliquer, par exemple, leur mode d’action (champ d’application limité des modèles).

 

Conjectures :

 

CJ1 : Grâce aux multiples observations rendues possibles par le partage d’images permis par l’utilisation de Beekee, les élèves comprennent que le modèle est une généralisation ne gardant que quelques détails saillants.

 

CJ2 : La validation du choix de classement des images par l’autorité scientifique (nous en l’occurrence) permet aux élèves de se rendre compte que même si leur observation n’est pas identique au schéma, il peut quand-même s’agir de la même structure.

 

CJ3 : En confrontant le schéma original aux différentes photos retenues pour la catégorie, les élèves déduisent quelles sont les caractéristiques importantes pour l’identification des différents types cellulaires et quels détails sont moins significatifs.

 

Scénario :

 

Afin de tester notre problématique, nous avons imaginé le dispositif suivant : observation et prise d'images de cellules sanguines, classification grâce à la comparaison avec des modèles.

 

Avant la mise en place de notre activité, il faudra que nous procédions à une phase d’entraînement durant laquelle les élèves s’exerceront à prendre des photos à travers le microscope (à l’aide d’un outil permettant de stabiliser l’objectif de l’appareil photo du smartphone sur l’oculaire) ainsi qu’au recadrage des images afin mettre en évidence la cellule sélectionnée (zoomée et placée au milieu du champ de vision, voire entourée à l’aide de l’outil de retouche photo présent par défaut sur les smartphones récents).

 

Déroulement de l’activité proprement dite :

1. Distribution d’un document qui présente les différentes cellules sanguines à l’aide de schémas (globules rouges, différents globules blancs, plaquettes). L’enseignant-e a créé au préalable dans l’espace beekee des sous-dossiers correspondant aux différents types de cellules sanguines.

2. Observation au microscope par les élèves d'un frottis sanguin coloré après préparation par eux (ou non). Instructions :
- repérer un ou plusieurs exemplaires de chaque type de cellule sanguine
- faire une photographie de chaque type de cellules
- placer ses images dans les dossiers correspondant sous beekee.


3. En groupe classe, l’enseignant-e projette les images partagées par les élèves catégorie par catégorie et valide ou non les cellules sélectionnées : est-ce que toutes les photos placées dans le dossier éosinophile montrent bien des éosinophiles?

4. Pour donner suite au visionnage des multiples images retenues de chaque catégorie, les élèves commentent la ressemblance ou la dissemblance de ces images par rapport au modèle et repèrent quels étaient les critères décisifs qui ont permis leur identification.

5. L’enseignant-e présente la définition de ce qu’est un modèle, et montre en quoi l’activité a bien exemplifié l’utilité des modèles en sciences en permettant l’identification des cellules sanguines à partir de schémas. Il-elle ouvre ensuite la discussion en mentionnant les limites du champ d’application de chaque type de modèle en général.

(Proposition de développement pour une leçon complémentaire : les élèves, à leur tour, s’entraînent à dessiner un schéma à partir de multiples observations, permises à nouveau par un partage d’images sur Beekee. Ce travail nécessiterait qu’on leur fournisse au préalable les outils nécessaires à la réalisation d’un dessin scientifique afin de leur éviter une surcharge cognitive
(Quillin et Thomas 2015).

 

Méthode pour récolter des traces :  

 

En l’absence de travail préalable sur la reconnaissance de schémas, nous n’aurons pas la possibilité de comparer leur compréhension des modèles avant/après l’activité. Nous proposons alors d’élaborer un petit post-test écrit où nous demanderons aux élèves d’associer des photos aux schémas correspondant et de justifier leurs choix en énonçant les critères déterminants pour l’identification. Ces tests nous permettront de vérifier que l’activité leur a permis d’acquérir une compréhension suffisante de ce que sont les modèles pour pouvoir les utiliser.


  Conjectures Element Design
 Effets attendus
 Eléments observables
 CJ1Grâce aux multiples observations rendues possibles par le partage d’images permis par l’utilisation de Beekee, les élèves comprennent que le modèle est une généralisation ne gardant que quelques détails saillants.La plateforme Beekee  permet aux élèves d'avoir accès à une banque de photos représentant des cellules diverses.
Les élèves vont faire diverses observations et à partir de celles-ci, garder les caractéristiques importantes pour la réalisation d'un schéma.
Les schémas des élèves contiennent les caractéristiques importantes pour l'identification du type cellulaire.
 CJ2La validation du choix de classement des images par l’autorité scientifique (nous en l’occurrence) permet aux élèves de se rendre compte que même si leur observation n’est pas identique au schéma, il peut quand-même s’agir de la même structure.La mise en commun suivie de la validation des photos dans une catégorie ou une autre sur Beekee montre qu'un schéma peut correspondre à plusieurs photos (et inversément).
Les élèves vont intégrer le fait que différentes observations peuvent représenter une même cellule.
Les élèves arrivent en groupe-classe à trier les photos retenues dans les bonne catégories.
 CJ3En confrontant le schéma original aux différentes photos retenues pour la catégorie, les élèves déduisent quelles sont les caractéristiques importantes pour l’identification des différents types cellulaires et quels détails sont moins significatifs.La confrontation des schémas aux photos retenues va permettre aux élèves de d'identifier les caractéristiques indépendants.
Les élèves déduisent les caractéristiques importantes pour l'identification du type cellulaire dans leur commentaires.
Les posts-tests sont réussis. Les élèves énoncent des critères pertinents et cohérents en lien avec leur panel d'observations.

Bibliographie :

 

Quillin, Kim, et Stephen Thomas. 2015. « Drawing-to-Learn: A Framework for Using Drawings to Promote Model-Based Reasoning in Biology | CBE—Life Sciences Education ». 2015. https://www.lifescied.org/doi/10.1187/cbe.14-08-0128.

Soler, Lena. 2013. « Qu’est-ce qu’un modèle scientifique ? Des caractéristiques du modèle qui importent du point de vue de l’enseignement intégré de science et de technologie ». Spirale. Revue de recherches en éducation 52 (1): 177214. https://doi.org/10.3406/spira.2013.1067.



Commentaires du CE / F3MiTIC 26 XII19

Votre projet a bien avancé depuis la précédente version  c’est plus clair et mieux structuré  : le lien entre conjectures (implicites cf plus bas) et scénario semble cohérent. Mais les  activités sont en avance sur la formulation de vos CJ
Il faudrait les mettre à jour sinon il sera difficile de leur apporter une réponse 

Différencier l'usage du mot modèle dans le sens de la représentation typique dans les livres (schéma type) du modèle que les élèves utilisent dans leurs  observations pour classer les types de cellules : le MàI 
des pistes pour reformuler, issues de vos activités :

J1 : Grâce aux multiples observations rendues possibles par le partage d’images permis par l’utilisation de Beekee, les élèves comprennent que le modèle est une généralisation ne gardant que quelques détails saillants.
 … contribue à ce que les élèves construisent un modèle (mental) qui associe les différentes formes de chaque type de cellule à sa définition et à l'image typique ( modèle-type)

 

CJ2 : La validation du choix de classement des images par l’autorité scientifique (nous en l’occurrence) permet aux élèves de se rendre compte que même si leur observation n’est pas identique au schéma, il peut quand-même s’agir de la même structure.

… contribue à ce que les élèves construisent un modèle (mental) qui différencie conformément au MàI les formes inhabituelles et ressemblant peu à l'image typique d'autres type de cellules sanguines
 

CJ3 : En confrontant le schéma original aux différentes photos retenues pour la catégorie, les élèves déduisent quelles sont les caractéristiques importantes pour l’identification des différents types cellulaires et quels détails sont moins significatifs.

… contribue à ce que les élèves savent expliciter les caractéristiques importantes du MàI. en des termes qui leur permettent  d'identifier les types cellulaires.

Comment vous observerez les effets de ces CJ pourrait alors être adapté


Votre projet parait nous parait riche et jouable. Et avec quelques clarification des CJ devrait apporter des réponses à votre Pbl.


P.S Question en dehors de la séquence que vous passerez pour les MiTIC,  avez-vous prévu d'aider les élèves à donner du sens à ces catégories descriptives ( qu'est-ce que cela leur permet de mieux comprendre / prédire ?  p. ex que peut signifier un grand nombre de lympho dans le sang ?)

Commentaires du CE2 XII19 

Votre projet est très prometteur, il faut clarifier ce que vous cherchez à faire (objectifs d'apprentissages ( structurants SVP), modèles visés, etc.) puis discuter les CJ comme moyens supposés pour y parvenir et les ED comme moyen d'essayer de le faire.


La problématique: "Lors d’une observation au microscope, les élèves éprouvent souvent des difficultés à confronter le modèle théorique à la réalité. Ils recherchent souvent quelque chose qui ressemble au schéma standard ce qui les empêche parfois de reconnaître ce qu’ils voient. Il nous semble que c'est la notion même de modélisation qui n'est pas claire pour eux. Lorsque nous présentons des modèles, nous n'insistons peut-être pas assez sur le fait qu'il s'agit d'un modèle, et qu'il a été élaboré sur la base de multiples observations du réel. "

Vous semblez penser que l'explicitation de ce qu'est un modèle permettra à l'élève de développer celui que vous cherchez à institutionnaliser…

Ce qu'est le modèle visé (Modèle à institutionnaliser = MàI) devrait être mieux explicité pour pouvoir focaliser l'activité des élèves sur le developpement de cette compétence. Distinguez bien énoncer le modèle et savoir l'utiliser pour ? Observer ?  Trier, catégoriser, … à définir  ?


Vos CJ
    1. Plus les élèves sont confrontés à la réalité, plus ils acquièrent un certain recul vis-à-vis des modèles présentés en classe.
   
 je ne saisis pas pourquoi il faudrait prendre du recul par rapport aux modèles : ne visez-vous pas le développement d'un modèle mental (d'une catégorie ?) qui peut leur servir à prédire et expliquer ( si cette cellule est / n'est pas dans telle catégorie en se référant à un modèle ...)  je vois plutôt un mouvement de rapprochement, appropriation ?
    2. Est-ce que cet usage de Beekee dans cette expérience permet d'établir un changement dans les connaissances des élèves. (indicateurs, quels changement dans les discussions, est ce que les élèves font référence à l'activité induite par Beekee)
   
    peut-être préciser la nature des changements attendus ? S'agit-il d'un test de Beekee ( désolé Vincent ...) ou d'une stratégie de développement de compétences et savoirs en biologie. ?
   
    3. Les élèves comprennent ce qu’est un modèle et comment le construire à partir d’observations multiples (conjecture choisie).
Il y a une différence entre se construire un modèle et savoir l'énoncer, entre savoir l'utiliser et en percevoir les limites ... clarifiez peut-être de quoi vous parlez dans cette CJ

Vous mentionnez comme en passant "Par ailleurs, il y a une discussion concernant le choix du sous-dossiers dans lequel chaque photo est classée."
Mais la nature de ces discussions et les critères selon lesquels on valide les choix ne sont-ils pas ce qui permettra à chacun de développer son modèle ? ne faut-il pas soigneusement scénariser la préparation de cette discussion par des activités individuelles et des discussions par 2-3 avant une mise en commun ? suffit-il d'être
confrontés à de nombreuses photos de chaque type de cellule sanguine  " de constater que le registre empirique (Martinand ?) est légèrement différent du modèle."  pour qu'ils se construisent un modèle équivalent au MàI    
Les critères pour valider sont-ils connus des élèves à l'avance ou doivent-ils les deviner ? sur la base de quoi décide-t-on ce qu'on retient ?…   Cf notamment " Ceci tout en respectant des critères définis et nécessaires prouvant son appartenance à l'un ou l'autre type de cellule."

Commentaires du CE

la première conjecture ne  lie pas explicitement une intervention et un effet. je vous encourage - pour cet atelier à vous concentrer sur une des conjectures principalement ( question effort, réalisme et pertinence des résultats…) 
Les critères de discussion au point 3 me semblent particulièrement importants ( à définir) ains que la production qui en résulte ( par qui, pour qui, selon quels critères ...) 

  • Quillin, K., & Thomas, S. (2015). Drawing-to-Learn: A Framework for Using Drawings to Promote Model-Based Reasoning in Biology. Cell Biology Education, 14(1), es2‑es2. http://doi.org/10.1187/cbe.14-08-0128
Remarques :
Retravailler les deux problématiques (1:3) pour aller dans la direction de la construction d'un modèle commun, reformuler la 2.
Préciser le scénario, une fois le RDV avec Vincent passé.
Compléter le tableau.




ć
Laetitia EDU-BRUNL,
4 déc. 2019 à 06:52
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