La science axée sur les lieux

Par Sarah Hackworth et Ana Houseal

Traduit par Maude Dessureault

Les liens que nous faisons en tant qu’adultes sont bien différents de ceux qu’établissent nos élèves, notamment en raison de notre lot d’expériences variées. Lorsque je complétais ma maîtrise à l’Université du Wyoming, j’ai participé à la création d’ateliers d’élaboration de programmes d’enseignement avec ma conseillère pédagogique, Ana Houseal (co-auteure de cet article), en association avec la commission scolaire du Wyoming. Trimestriellement au cours des dernières années, une équipe de l’Université franchit des centaines de kilomètres pour se rendre dans une ville rurale du Wyoming, où ils passent quelques jours à aider les enseignants d’écoles primaires à accomplir la tâche ardue d’élaborer de nouveaux programmes d’enseignement en sciences. L’été dernier, lors d’un des ateliers, une enseignante de troisième année nous avait informés avec enthousiasme qu’elle combinait son programme d’anglais langue maternelle et son programme de sciences en y introduisant un volet sur la migration des baleines. Nous lui avons gentiment demandé : « N’y aurait-il pas une espèce locale dont nous pouvons observer le mouvement migratoire? Une espèce que les enfants connaissent bien? » La plus grande migration d’antilocapres a lieu tout près de sa communauté. « Comment n’y ai-je pas pensé? », nous a-t-elle demandé. Cela peu sembler évident après-coup, mais elle était tellement concentrée à établir des liens entre les deux matières qu’elle n’a pas tenu compte de la manière dont le contexte des lectures se rapportait à ses élèves.

Une réorientation dans la façon de penser et dans la recherche a ouvert la porte à de nombreuses ressources pour le nouveau volet proposé par cette enseignante. Utiliser des exemples pertinents d’un point de vue local peut aider à s’orienter dans la conception de nouvelles leçons ou de curriculum. Ce changement peut aussi aider à faire en sorte que les élèves s’investissent davantage, qu’ils soient interpellés par les problèmes locaux et qu’ils soient reconnaissants envers leur communauté. En faisant appel aux organismes que peuvent rencontrer vos élèves en explorant leur milieu, vous vous assurerez qu’ils établiront des liens avec leur environnement tout en ayant une meilleure compréhension du contexte scientifique.

Lorsque nous concevons des programmes d’étude, nous nous demandons souvent comment nous pouvons aider les enseignants à élaborer de nouveaux curriculums qui répondent aux nouvelles normes nationales en matière d’éducation, soit les normes scientifiques de la prochaine génération (NGSS). Les curriculums doivent être pertinents d’un point de vue local, significatifs et stimulants pour les élèves. Parce que les NGSS s’inscrivent en tant que normes nationales générales, elles ne spécifient pas le type d’exemples qui doit être utilisé lors des activités et des leçons. Les normes sont faites pour servir de structure à l’élaboration de programmes d’études locaux, ce qui permet d’intégrer facilement des exemples locaux et d’établir des liens avec la région. Par exemple, un volet sur les écosystèmes pourrait porter essentiellement sur les écosystèmes de votre région plutôt que ceux d’ailleurs.

Dans cet article, nous démontrons comment certains enseignants de troisième et de quatrième année s’étant portés volontaires pour participer à ce projet ont été en mesure d’intégrer leur milieu à leurs leçons axées sur les NGSS. En partageant ces récits de planification, nous espérons stimuler votre créativité et vous aider à intégrer des activités liées à votre milieu dans votre curriculum. 

Que vous travailliez dans un environnement d’éducation formel ou non, vous vous demandez peut-être pourquoi vous devriez vous intéresser aux NGSS. En fait, il y a plusieurs raisons. Les NGSS sont pertinentes puisqu’elles sont inspirées d’une recherche actuelle sur l’apprentissage des élèves; elles visent le développement des élèves et non seulement le partage de connaissances scientifiques. L’ouvrage A Framework for K-12 Science Education et les NGSS mettent tous deux l’accent sur l’importance de développer graduellement les connaissances des jeunes de la maternelle jusqu’au secondaire et sur l’importance d’une compréhension conceptuelle profonde plutôt que la mémorisation de faits distincts. Cet accent renouvelé sur l’apprentissage des compétences requises pour être un scientifique peut vous être utile, que vous enseigniez aux États-Unis, au Canada ou ailleurs dans le monde.

Même si les curriculums axés sur les NGSS sont de plus en plus accessibles, les éducateurs doivent être en mesure de les examiner d’un œil critique et de les adapter à leur propre environnement, que ce soit dans un cadre formel ou informel. Nous avons constaté que, malgré qu’il soit important d’intégrer votre milieu afin de développer des plans d’activités stimulantes, cet aspect est fréquemment laissé de côté lors de l’utilisation des normes. Ci-dessous, nous fournissons des conseils pouvant vous aider à utiliser les endroits locaux ou les principes territoriaux^, dans le processus d’élaboration de nouveaux curriculums ou dans la modification de plans d’activités déjà existants. 

Lier les normes nationales aux endroits locaux

Pour ce projet, nous nous sommes d’abord consacrés à aider les enseignants à comprendre comment intégrer les trois dimensions des NGSS : les idées de base disciplinaires (le contenu scientifique), les concepts transversaux (l’idée principale qui relie les disciplines) et les pratiques scientifiques et techniques (les démarches scientifiques). Ce modèle créé par Ana Houseal fournit un gabarit qui permet aux enseignants d’établir des liens visuels entre les différents modules de cours afin de s’assurer que les trois dimensions sont présentes. Vous pouvez trouver ce modèle, uniquement en anglais, à l’adresse suivante : greenteacher.com/finding-a-place-for-science/.

Lorsque vous apercevez un écart entre le contenu et le contexte de vos cours, servez-vous des idées de base disciplinaires afin de vous assurer que le cours aide les élèves à établir des liens avec leur communauté. Tentez de répondre aux questions suivantes :

Comment cette activité : 

• suscite-t-elle l’appréciation de leur communauté? 
• se concentre-t-elle sur les problèmes locaux? 
• appuie-t-elle l’apprentissage grâce aux partenariats?
• tire-t-elle profit de la cour d’école, de la communauté et de l’environnement?
• interpelle-t-elle personnellement les élèves?
• incite-t-elle les élèves à investiguer, à se questionner et à résoudre des problèmes? 
• favorise-t-elle l’apprentissage interdisciplinaire? 

Les cycles de vie locaux – Les sciences de la vie en troisième année

Au printemps 2015, l’équipe d’enseignants de troisième année participant à ce projet a demandé à recevoir des commentaires sur leur tout nouveau volet mettant en vedette les cycles de vie. Le volet qu’ils ont créé est composé de neuf cours qui mettent l’accent sur les structures retrouvées dans les cycles de vie et la relation de cause à effet par rapport à l’hérédité. En révisant la progression du cours, nous avons été surpris de constater l’absence d’exemples locaux. Lorsque nous en avons fait part aux enseignants, ils en ont été aussi surpris que nous. Lors de la conception de ce volet, ils ont travaillé avec ardeur en utilisant Backwards Design, une façon de créer des curriculums axés sur les résultats et les objectifs des élèves. Cette méthode peut vous aider à déterminer, dès le début, les résultats qui permettront de savoir si vos élèves ont compris. En compilant des idées provenant de différentes sources en ligne, l’équipe d’enseignants a inconsciemment omis d’intégrer leur milieu local à leurs cours et à leurs activités. Comme résultat, le volet répondait bien aux exigences, mais était dépourvu de liens locaux. 

Lorsque vous modifiez une unité, commencez par lire les attentes en matière de rendement des NGSS, qui décrit bien les exigences que devront atteindre vos élèves pour satisfaire aux normes données. L’attente de rendement pour cette première leçon stipule que les élèves devraient être capables de « développer des modèles qui décrivent que les organismes ont des cycles de vie uniques et diversifiés, mais ont tous en commun la naissance, la croissance, la reproduction et la mort » (3-LS1-1). Ensuite, utilisez des exemples pertinents à votre localité et qui font appel aux trois dimensions des NGSS. Voici quelques exemples de cycle de vie de la flore et de la faune locale utilisés avec succès auprès de nos élèves au Wyoming : les sauterelles, les coccinelles, les crapauds de l’Ouest, les merles d’Amérique, les tétras des armoises, les écureuils gris, les antilocapres, les cerfs de Virginie, les agropyres de l’Ouest et les brousses d’armoises. Les leçons révisées et les connexions locales sont présentées dans le tableau 2A, parmi les outils disponibles pour aider les enseignants.

Lors de la conception d’un volet, les ressources en ligne demeurent pertinentes. Par contre, lorsque vous choisissez vos sources, nous recommandons que vous passiez plus de temps à repérer des exemples qui peuvent être remplacés par des exemples locaux. En adaptant les exemples mentionnés dans vos activités, vous augmentez grandement la pertinence du contenu pour vos élèves.  

Des fossiles aux combustibles fossiles – Les sciences de la terre en quatrième année

Les enseignants de quatrième année qui participaient au projet étaient confiants de leurs nouvelles leçons basées sur les NGSS qui mettent en vedette les fossiles. Par contre, ils éprouvaient de la difficulté à y intégrer le milieu local. C’est après plusieurs remue-méninges qu’ils ont compris qu’établir des liens entre les réserves de combustibles fossiles de leur communauté et l’histoire qu’elles révèlent à propos des paysages du passé permettrait aux élèves du mieux assimiler le contenu du cours. 

Dans le cadre des leçons développées par ces enseignants, les élèves sont d’abord amenés à observer des images de différents fossiles. Ils utilisent ces images pour échanger sur ce que révèlent ces fossiles sur le passé de la Terre. Ensuite, les élèves créent un modèle temporal pertinent en plaçant des découpages de fossiles sur plusieurs couches terrestres représentées par des feuilles de papier de couleurs différentes. Comme discussion culminante, on demande aux élèves de réfléchir à la question suivante : « Que nous indique la présence de charbon au Wyoming sur les paysages du passé? » Après avoir discuté de la relation de cause à effet de la formation du charbon, les étudiants revoient leur modèle temporel en ajoutant une couche de charbon. La question culminante et le choix des fossiles pour cette activité peuvent facilement être modulés selon l’endroit. Vous pouvez faire appel à des géologues locaux dans la planification et l’enseignement de cette leçon. De plus, en tenant compte du contexte historique de votre ville ou de votre région, vous capterez mieux l’intérêt des élèves et les aiderez à faire des liens avec la science grâce aux lieux.

Habituellement, lorsqu’on pense aux fossiles, on s’imagine le plus souvent des objets (des poissons, des plantes, des coquillages, des dinosaures, etc.) plutôt que des sous-produits de la décomposition de matière végétale menant à la formation de pétrole et de charbon. C’est ce genre de distinction que les enseignants doivent faire. En travaillant ensemble et en réfléchissant de manière créative afin d’établir des connexions locales, vous serez en mesure d’aligner votre programme d’études avec les normes NGSS en matière d’éducation basées sur les lieux. Cela aboutira à un apprentissage plus significatif pour vos élèves.

Cet exemple démontre aussi comment les concepts transversaux peuvent être utilisés pour rendre les sujets complexes plus pertinents d’un point de vue local et plus accessibles pour vous et vos élèves. Lorsque vous évaluez si vos cours sont en règle avec les NGSS, vous pouvez chercher des exemples explicites de la façon dont vos élèves utiliseront les relations de cause à effet (ou d’autres concepts transversaux) pour en apprendre davantage sur le contenu scientifique spécifique (sur ce que les couches terrestres ont à nous dire sur le passé des paysages, par exemple). Dans le même ordre d’idées, vous pouvez chercher des exemples explicites sur la façon d’intégrer les principes de l’éducation basée sur les lieux à vos cours (se concentrer sur les problèmes locaux en est un exemple). Considérer les trois différentes dimensions des NGSS à la fois peut sembler insurmontable, c’est pourquoi nous vous suggérons de réfléchir à la façon dont une activité peut être encadrée pour cibler les concepts transversaux (ex. : relation cause à effet) après avoir réfléchi au contenu (ex. : les fossiles). 

Les outils disponibles pour aider les enseignants

Lors du développement de ce programme, nous avons mis au point des outils pouvant vous aider à assurer que vos cours répondent aux exigences des NGSS. Le tableau 1A contient un exemple de notre projet; le tableau 1B (que vous trouverez à greenteacher.com/finding-a-place-for-science/) est vierge pour que vous puissiez l’utiliser.

Cours A – Vue d’ensemble du cours sur la Tour du Diable : Dans ce cours, les élèves en apprennent davantage sur les mythes de la création de la Tour du Diable et sur comment diverses cultures indigènes peuvent apporter différentes valeurs au paysage ou comment ils établissent des liens avec celui-ci. Comme activité de synthèse, les élèves rédigent une dissertation persuasive sur la façon dont la Tour du Diable a été formée. Ils doivent étayer leurs affirmations à l’aide de ce qu’ils ont appris durant le cours. 

Concentrez-vous sur l’alignement d’exemples locaux aux trois dimensions des NGSS. Le fait de commencer à l’aide d’exemples pertinents d’un point de vue local permet à ceux impliqués dans le processus de création de se mettre dans le bon état d’esprit. Ces changements aident à faire en sorte que vos élèves se sentent investis personnellement, se sentent interpellés par les problèmes locaux et développent une appréciation pour les communautés qui les entourent. Cette activité est particulièrement utile si vous désirez souligner l’importance des ressources locales (les gens, les lieux, l’expérience sur le terrain) et des liens à faire avec les normes en sciences. Le tableau 2A donne un exemple du curriculum de troisième année. Le tableau 2B (que vous trouverez à greenteacher.com/finding-a-place-for-science/) peut être adapté pour un usage individuel. 

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Tableau 1A. Deux exemples sur la façon d’intégrer les principes de l’éducation axée sur les lieux à une séquence de science intégrée. 

Cours instructif et principes axés sur un lieu	Cours A : La Tour du Diable
L’appréciation de son milieu	En apprendre davantage sur les mythes de la création de la Tour du Diable permet aux élèves de développer une appréciation pour les cultures indigènes, leurs valeurs et ce qui les lie au paysage.
Problèmes locaux	Les rangers du Service des parcs nationaux (SNP) ou les membres tribaux pourraient rendre visite aux élèves et discuter des questions liées à l’accès récréatif à ce site sacré (par exemple : les grimpeurs)
Partenariat communautaire	Les élèves prennent part à une sortie à la Tour du Diable où ils rencontrent des rangers, des bénévoles du parc, des membres des tribus et d’autres représentants de la collectivité.
Cour d’école, communauté et environnement	Une sortie à la Tour du Diable plonge les élèves dans leur environnement local.
Pertinence sur le plan personnel	Plusieurs élèves ont visité la Tour du Diable avec leur famille. C’est un endroit bien connu de la collectivité et qui occupe une place importante.
Investigation, enquête et résolution de problèmes	Les élèves enquêtent sur les différentes raisons de la formation de ce monument naturel.
L’interdisciplinarité	(Arts et langue) Comme activité culminante, les élèves rédigent une dissertation persuasive décrivant comment la Tour du Diable a été formée en se basant sur ce qu’ils ont appris lors des cours.

Tableau 2A. Utiliser des exemples locaux pour soutenir le développement et l’adaptation de cours axés sur les NGSS. Exemple pour les élèves de 3^e année :

Attentes des NGSS en matière de rendement	Développez des modèles démontrant que les organismes ont des cycles de vie uniques et diversifiés, mais qu’ils ont tous en commun la naissance, la croissance, la reproduction et la mort.
Concentration des cours	Les cycles de vie
Exemples locaux	Présentez des exemples de plantes et de cycles de vie d’animaux locaux et demandez aux élèves de relever les similarités et les différences entre eux (ex. : les sauterelles, les coccinelles, les crapauds de l’Ouest, les merles d’Amérique, les tétras des armoises, les antilocapres et les cerfs de Virginie).
Expériences d’apprentissages et évaluations	Les élèves font des observations et identifient des caractéristiques propres à chaque cycle de la vie (comparer le nombre d’étapes, la durée du début à la fin, les caractéristiques de chaque étape, etc.). Les élèves utilisent des observations sur les divers cycles de vie des plantes et des animaux pour élaborer un modèle de cycle de vie général (développer des modèles pour décrire les phénomènes).
Idées de base disciplinaires	La croissance et le développement de la reproduction des organismes sont essentiels à la survie de toutes sortes d’organismes. Les plantes et les animaux ont des cycles de vie uniques et diversifiés.
Les concepts transversaux	Les différents changements observés peuvent être utilisés pour faire des prédictions.
Pratiques scientifiques et techniques	Développer et utiliser des modèles pour décrire des phénomènes.

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Vue d’ensemble du cours sur les cycles de vie : Au début du cours, les élèves reçoivent un questionnaire diagnostique évaluant leurs connaissances existantes. Ils tentent de déterminer si des éléments vivants et non vivants, tels que les roches, les arbres et les vers de terre possèdent un cycle de vie. Ils font ensuite des observations sur les cycles de vie de différentes plantes et de différents animaux locaux. Ils doivent relever les caractéristiques des différents cycles de vie. Ils utilisent ensuite ces observations pour dessiner un modèle pour tous les cycles de vie, qu’ils partageront avec leurs camarades. Ils revoient ensuite leurs réponses au questionnaire et réfléchissent à ce qu’ils ont appris.

À un récent atelier sur le développement professionnel, les mêmes enseignants, qui étaient dépassés et inquiets au départ par rapport au développement du nouveau curriculum en sciences, débordaient d’enthousiasme. Des éducateurs des commissions scolaires du Wyoming demandaient à avoir accès au curriculum. Un enseignant a suggéré à la blague que le curriculum soit publié sur Teachers-Pay-Teachers pour en tirer un peu d’argent. Blague à part, ils s’entendaient tous pour dire que les volets avaient été créés méticuleusement en ayant en tête la communauté et l’écosystème. Par conséquent, ce nouveau curriculum ne peut pas être utilisé par une autre commission scolaire, un autre état ou un autre pays sans que certaines adaptations ou modifications soient apportées. Par contre, le processus, les idées et les outils que nous avons utilisés peuvent être partagés pour aider les autres à obtenir le même résultat. En prenant en considération votre milieu local et les principes axés sur les lieux lors de la création de votre curriculum basé sur les NGSS, vous pouvez vous aussi approfondir l’expérience des élèves avec la science. 

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Sarah Hackworth est titulaire d’une maîtrise en enseignement des sciences naturelles de l’Université du Wyoming. Elle a travaillé comme éducatrice en plein air pour l’organisme Teton Science Schools et enseigne actuellement les sciences en 6^e année à l’école secondaire Sheridan. 

Ana Houseal est professeure en vulgarisation scientifique au Centre d’enseignement des sciences et des mathématiques de l’Université du Wyoming à Laramie. Elle a débuté sa carrière d’enseignante il y a plus de trente ans à la réserve de Rosebud dans le Dakota du Sud et a enseigné dans une école intermédiaire de la côte est de la ville et dans des communautés du Montana, de la Georgie et de l’Iowa. Elle accueille des enseignants en formation initiale et en formation continue dans sa classe et dans les cours universitaires depuis 1996.

Maude Dessureault est diplômée au baccalauréat en traduction professionnelle de l’Université de Sherbrooke.