Bandeau

Pédagogie différenciée

Logiciels et EXAO

Faciliter la maîtrise progressive de logiciels  par les élèves

1.1 Utilisations progressives au collège puis au lycée 

1.1 Le logiciel Phylogène
1.2 L'ExAO

1.2 Vers les ECE au lycée: une utilisation progressive du logiciel RASTOP

 

Les séances en demi-groupe constituent des moments privilégiés pour mettre les élèves en situation d’investigation. En terminale scientifique, un ensemble de logiciels (liste des logiciel disponible en cliquant ici) et de matériel doivent être maitrisés en autonomie par les élèves et l’acquisition de ces compétences numériques peuvent être travaillées dès la classe de sixième, notamment pour les suites bureautique. Les fiches techniques disponibles sur le site de Toulouse constituent une bonne base de travail mais ne sont pas suffisantes à l’acquisition de ces compétences. On peut finalement distinguer trois niveaux de maîtrise de ces outils numériques :

 

Les trois niveaux de maîtrise des logiciels

fleche

Niveau 1 : le pas-à-pas constitue un descriptif détaillé de la procédure où chaque étape est précisément donnée à l’élève et dans l’ordre chronologique. Ce pas à pas constitue une aide majeure le jour de l’épreuve des ECE.

Niveau 2 : des consignes succinctes type ECE et une fiche technique simplifiée sont fournis aux élèves.

Niveau 3 : des consignes succinctes type ECE et la fiche technique disponible sur le site de Toulouse sont fournis aux élèves.

 

Il est noté que dans tous les cas, les élèves doivent être placés dans une démarche d’investigation et que l’aide technique apportée doit permettre aux élèves de  d’atteindre leur objectif cognitif (« en quoi ce matériel me permet de répondre au problème posé ? »).

 

L’utilisation des fiches techniques en terminale ne doit constituer qu’un mémento et il est indispensable que les élèves aient au préalable travaillé plusieurs fois sur ces logiciels et leurs fiches techniques. Cependant, les élèves n’étant pas au même degré de maîtrise autonome du logiciel, il peut être intéressant de concevoir et de proposer des outils pédagogiques différenciés adaptés à leurs besoins.

1.       Utilisations progressives au collège puis au lycée:

 Objectifs :

-          Faciliter la maîtrise progressive de logiciels et de l’ExAO par les élèves à l’aide de situations d’apprentissage les amenant à explorer progressivement les différentes potentialités de ces outils.

-          Faciliter l’autonomie des élèves à l’aide de fiches d’utilisation adaptées à leur niveau.

 Au cours d’une année scolaire :

Une progressivité peut s’effectuer en cours d’année en fonction de l’autonomie des élèves et des compétences acquises.
Une première approche peut se faire à l’aide d’une fiche technique pas à pas (niveau 1) visant à prendre connaissance de l'utilisation du logiciel. La réflexion ne se fera bien souvent qu'à la fin pour répondre à la problématique posée.
Au fur et à mesure de l’apprentissage, un élève gagnant en compétence et en autonomie laissera la fiche guidée pour une fiche aux diverses fonctions répertoriées (niveaux 2 et 3). Dans ces dernières, l'élève sera amené à chercher les fionctionnalités dont il a besoin pour obtenir des informations lui permettant à répondre à la problématique posée. Une démarche de réflexion est donc nécessiare.

 Au cours de la scolarité :

Une sélection de fonctionnalités utilisées permet de simplifier la fiche technique afin de guider les élèves vers une autonomie de sélection de l’information que requiert la fiche ECE.

 La différenciation des fiches techniques est un moyen de maîtriser progressivement certains outils numériques au cours de la scolarité en ciblant les fonctions utiles pour le niveau d’enseignement.

Faire de la différenciation de fiches au sein d’un niveau, permet aux élèves ayant des difficultés à trier l’information utile de prise en main l’outil par un guidage plus ou moins précis (niveaux 1 et 2) afin de traiter la problématique donnée.

1.1 Une utilisation progressive du logiciel Phylogène

Ce logiciel permet d'établir une classification et des relations de parentés entre des espèces actuelles et fossiles à partir de données morphologiques, anatomiques et moléculaires.
Il est distribué par Access et téléchargeable ici. Il existe des téléchargements pour les élèves et les professeurs avec des versions collège ou lycée.

Voici quelques utilisations possibles du logiciel Phylogène au cours de la scolarité (liste non exhaustive)

Niveaux de classe

Partie du programme

Séance envisageable

3ème

Evolution des organismes vivants et histoire de la Terre

Observer, recenser et organiser des informations afin d’établir une relation de parenté entre les espèces

Représentation des liens de parenté

 

Place de l’Homme parmi les êtres vivants

2de

La Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant : une planète habitée

La biodiversité, résultat et étape de l’évolution

Recenser, extraire et organiser des informations sur l’organisation de quelques vertébrés actuels et/ou fossiles

Classer puis construire l’arbre de parenté d’un échantillon de Vertébrés actuels et fossiles

Tle S

Thème 1-A-4 Un regard sur l’évolution de l’Homme

Positionner quelques espèces de primates actuels et fossiles, dans un arbre phylogénétique, à partir de l’étude de caractères ou de leurs productions

Classer puis construire l’arbre de parenté d’un échantillon de Primates actuels et fossiles

La fiche de niveau 3 correspond à la fiche technique de l’ECE de Terminale S. Elle comporte toutes les fonctionnalités du logiciel. A l’élève de sélectionner les informations utiles à la résolution du problème posé.

 FT phylogene ECE 

A partir de cette fiche technique de l'ECE, la sélection d’outils utiles uniquement pour répondre au problème posé permet à l’élève de sélectionner les informations qui seront toutes à exploiter. La présentation est identique à la fiche technique de l’ECE mais des données inutiles pour l’activité proposée ont été retirées.

 FT phylogene 2de

Fiche technique de l'académie de Lyon:
FT phylogene college

Pour une première prise en main, une fiche technique pas à pas permet à l’élève de suivre précisément les étapes à effectuer afin d’obtenir le résultat escompté. Elle vise un premier contact avec le logiciel sans réflexion dans son utilisation.

 Un exemple de fiche de niveau 1 en seconde (G.BRIDON-2014):Pas a pas Phylogene 2de

Un exemple de fiche de niveau 1 en troisième (G.BRIDON-2015):

Pas a pas Phylogene 3e

 L'utilisation progressive de phylogène peut ainsi se faire au cours d'une année scolaire, d'une scolarité ou en pédagogie différenciée.

 UtilisationProgressivePhylogene

 

UtilisationProgressivePhylogene2

 1.2 Une utilisation progressive de l'ExAO:

 Deux approches peuvent se faire progressivement: le logiciel utilisé et le matériel utilisé.

Dans les exemples proposées, le logiciel est LatisBio avec le matériel Eurosmart. L'ensemble étant transposable pour tous les logiciels et matériels ExAO du marché.

ExAO logiciel

 ExAO materiel

Exemple de fiche technique de Niveau 2 en seconde:

ExAO Niveau2

Exemple de fiche technique de Niveau 1 en 5ème:

ExAO Niveau1

 

 2. Vers les ECE au lycée: une utilisation progressive du logiciel RASTOP

Ce logiciel permet de visualiser des structures moléculaires en 3 dimensions.  Il est distribué par Access  et disponible ici.  Des didacticiels et structures 3D sont mises à disposition des professeurs sur ce même site ou sur la librairie de molécules.

 

 Voici quelques exemples d’utilisation de RASTOP au lycée (liste non exhaustive) :

Niveaux de classe

Partie du programme

Séance envisageable

Seconde

Thème I-Nature du vivant

Expérimenter, modéliser, recenser, extraire et organiser

des informations pour comprendre la parenté chimique

entre le vivant et le non vivant.

Mettre en œuvre un processus (analyse chimique et/ou

logiciel de visualisation moléculaire et/ou pratique

documentaire) pour repérer quelques caractéristiques

des molécules du vivant.

Manipuler, modéliser, recenser, extraire et organiser des

informations pour mettre en évidence l’universalité de

l’ADN.

Comparaison des molécules du vivant et du non vivant

 

 

 

Structure de l’ADN

Première S

L’expression du patrimoine génétique

Recenser, extraire et exploiter des informations (à partir d’un exemple comme la drépanocytose ou le xeroderma pigmentosum) permettant de : - caractériser les différentes échelles d’un phénotype ;

Thème 3 - C

De l’œil au cerveau : quelques aspects de la vision Cerveau et vision : aires cérébrales et plasticité

Des substances comme le LSD perturbent le fonctionnement des aires cérébrales associées à la vision et provoquent des hallucinations qui peuvent dériver vers des perturbations cérébrales graves et définitives.

 

Comparaison ADN/ARN

 

Drépanocytose

 

 

 

 

Drogues hallucinogènes

Terminale S spécifique

Thème 3-A-1 La réaction inflammatoire, un exemple de réponse innée

Recenser, extraire et exploiter des informations, y compris expérimentales, sur les effets de médicaments antalgiques et anti-inflammatoires.

Thème 3-A-2 L'immunité adaptative, prolongement de l'immunité innée

Concevoir et réaliser une expérience permettant de caractériser la spécificité des molécules intervenant dans l'immunité adaptative

Thème 3-B-1 Le réflexe myotatique, un exemple de commande réflexe du muscle Recenser, extraire et exploiter des informations, afin de caractériser le fonctionnement d'une synapse chimique. Interpréter les effets de substances pharmacologiques sur le fonctionnement de synapses chimiques.

 

 

 

Mode d’action des anti-inflammatoires

 

 

Structure anticorps et complexe immun

 

Neurotransmetteurs et mode d’action des substances phramacologiques

Terminale S spécialité

Glycémie et diabète

Les enzymes sont des protéines qui catalysent des transformations chimiques spécifiques

Enzymes et inhibiteur compétitif

 

Voici un exemple d’utilisation du logiciel en terminale S, selon les trois niveaux de maîtrise du logiciel sur le thème 3-A-2 L'immunité adaptative, prolongement de l'immunité innée.

 

Les anticorps libres ou immunoglobulines G (IgG), sécrétés par les plasmocytes, conduisent à la neutralisation des antigènes circulants et à l’élimination de ce complexe immun par les phagocytes.  Au cours de la séance, les élèves cherchent à connaître l’organisation de la molécule d’anticorps pour comprendre cette liaison spécifique antigène-anticorps.

Il est noté qu’un travail en parallèle avec le logiciel Anagène permet dedéterminer les séquences d’acides aminés qui composent la partie globalement constante de l’anticorps et celle des acides aminés qui composent la partie variable de l’anticorps.

Consigne générale : mettre en œuvre un protocole de comparaison des séquences et de traitement des modèles moléculaires des complexes immuns afin d’expliquer l’origine de la spécificité d’un anticorps pour son antigène.

 

Protocole niveau 3 :

A l’aide des logiciels et de leurs fiches techniques mis à votre disposition sur le réseau du lycée :

-          Rechercher les séquences d’acides aminés variables d’un anticorps à un autre

-          Rechercher les séquences d’acides aminés constantes d’un anticorps à un autre

-          Dans un complexe immun, mettre en évidence

  • l’antigène
  • Les chaines lourdes (H) et constantes de l’anticorps
  • Les chaines lourdes (H) et variables de l’anticorps
  • Les chaines légères (L) et constantes de l’anticorps
    • Les chaines légères (L) et variables de l’anticorps
    • les sites de fixation des antigènes sur un anticorps dans un complexe immun.

NB : il s’agit ici de la fiche technique type ECE

 ece rastop

 

Protocole niveau 2 :

A l’aide du logiciel Anagène, comparer les séquences d’acides aminés des différents anticorps proposés

L’organisation générale d’une immunoglobuline

A l’aide du logiciel RASTOP, étudier :

-          La forme générale de la molécule

-          Le nombre de chaînes

-          Le nombre et la séquence d’acides aminés dans chacune des chaînes

-          Le type de liaisons chimiques assurant la cohésion au sein des chaînes

-          Le type de liaisons chimiques assurant la cohésion entre les différentes chaînes

 

Fichier utilisé :

IGGTOTAL.pbd : molécule entière d’une immunoglobuline G

 

Représentation attendue de la molécule :

squelette carboné affiché seul et coloré par chaîne avec les liaisons hydrogène en pointillés et les ponts disulfures en bâtonnets

Appelez le professeur pour vérification

 

L’organisation du complexe immun

A l’aide du logiciel RASTOP :

-          Distinguer les chaînes lourde et légère de l’anticorps et l’antigène

-          Distinguer les parties variables de l’anticorps au niveau des deux chaînes

-          Etudier la structure du site de fixation de l’antigène sur l’anticorps

Fichier utilisé :

IGG-LYS.pbd : représentation des

extrémités des chaînes lourdes et légères de l’anticorps  associées à l'antigène constitué par une molécule de lysozyme.

 

Représentation attendue du complexe immun et de l’antigène:

Pour l’anticorps, squelette carboné affiché seul et coloré par chaîne avec les régions variables représentées en sphère.

Pour l’antigène, sphères colorées en rouge

Appelez le professeur pour vérification

 

NB : il s’agit ici d’une fiche technique intermédiaire adaptée à des élèves de seconde et de première S

 ece ratsop 1S

Cette fiche technique reprend dans l’ordre chronologique les étapes clefs et les fonctions les plus usuelles du logiciel.

 

Protocole niveau 1 : montrer que les antigènes se fixent sur les parties variables de l’antigène.

Document d’aide : à l’aide des fonctionnalités du logiciel RASTOP, étudier la structure d’un anticorps

But de l’activité

Protocole détaillé

  1. 1.       Lancer le logiciel

Lancer le logiciel RasTop

  1. 2.       Ouvrir les fichiers et réorganiser son espace de travail

Ouvrir le fichier utilisé IGGTOTAL.pbd 

  1. 3.       Changer la représentation de la molécule

Dans l’icône Rubans, choisissez d’afficher seul le squelette carboné.

  1. 4.       Déterminer le nombre de chaines  peptidiques

Dans l’onglet Atomes, colorez par chaînes

  1. 5.       Comparer les chaînes peptidiques

Dans l’onglet Molécule, comparez les séquences des différentes chaînes.

  1. 6.       Identifier les noms des différentes chaînes

Cliquez sur la chaine à identifier, son nom apparaît en bas de l’écran.

  1. 7.       Afficher les liaisons

Dans l’onglet liaisons, affichez les liaisons hydrogène en tirets et les ponts disulfures en bâtonnets (250 R.U)

 

Document d’aide : à l’aide des fonctionnalités du logiciel RASTOP, étudier le complexe immun et les sites de fixation des antigènes

But de l’activité

Protocole détaillé

  1. 1.       Ouvrir les fichiers et réorganiser son espace de travail

Ouvrir le fichier utilisé IGG-LYS.pbd 

  1. 2.       Changer la représentation de la molécule

Dans l’icône Rubans, choisissez d’afficher seul le squelette carboné.

  1. 3.       Déterminer le nombre de chaines  peptidiques

Dans l’onglet Atomes, colorez par chaînes

  1. 4.       Comparer les chaînes peptidiques

Dans l’onglet Molécule, comparez les séquences des différentes chaînes.

  1. 5.       Identifier les noms des différentes chaînes

Cliquez sur la chaine à identifier, son nom apparaît en bas de l’écran.

  1. 6.       Afficher les liaisons

Dans l’onglet liaisons, affichez les liaisons hydrogène en tirets et les ponts disulfures en bâtonnets (250 R.U)

  1. 7.       Changer la représentation de l’antigène

Avec l’icône Expression , taper l’expression  « *Y » . Choisissez la représentation en sphère  et avec la palette de couleur, faites le apparaître d’une autre couleur.

  1. 8.       Changer la représentation des parties variables de l’anticorps

Avec l’icône Expression , taper l’expression  « *H 1-119 » . Choisissez la représentation en sphère  et avec la palette de couleur, faites la apparaître d’une autre couleur.

Avec l’icône Expression , taper l’expression  « *L 1-111 » . Choisissez la représentation en sphère  et avec la palette de couleur, faites la apparaître d’une autre couleur.

  1. 9.       Topographie du site de fixation de l’antigène sur l’anticorps

La topographie du site peut être explorée grâce à la fonction "Coupe" du logiciel RasTop. Cette option permet de réaliser une coupe dans la molécule selon un plan parallèle à l'écran à un niveau défini par un pourcentage, seuls sont conservés les atomes situés en arrière du plan désigné.

Cliquez sur l’icône Front  et diminuez le pourcentage.

sphères et colorez par chaîne. Seuls les acides aminés situés dans un rayon de 0.6 nm autour de la glycine  du substrat sont affichés.

 

       

 

NB : la fiche technique intermédiaire adaptée à des élèves de seconde et de première S est distribuée aux élèves.

 2.2 Une utilisation progressive du logiciel ANAGENE

(En cours de rédaction)

Situations d’apprentissage

Trois exemples de variation des situations d'apprentissage grâce au numérique vous sont proposés:

1. L'externalisation des ressources

2. Un exemple de "classe inversée" en terminale S

3. Mutualisation du travail d'élèves

 

1. L’externalisation des ressources.

 Le support numérique peut être utilisé avant, pendant et après la classe. Les outils pour réaliser un apprentissage différencié dans ce contexte sont divers : site Web du professeur, ENT de l’établissement, cahier de texte en ligne, drive, blog…

 L’exemple développé est l’utilisation d’un site de professeur pour externaliser une partie des ressources afin que les élèves puissent les avoir à disposition avant, pendant et après la classe. En parallèle, l’utilisation du cahier de texte numérique permet d’y associer des informations concernant le contenu de la séance à venir.

 Les supports peuvent être variés : des vidéos (scientifiques, de professeurs, d’élèves), des fiches techniques et méthodologiques, des liens de connaissances ou d’animations, des logiciels, des cours, des activités, des QCM, des productions numériques d’élèves…

 L’utilisation de ces ressources externalisées et mises à disposition à n’importe quel moment de l’apprentissage met l’élève dans une position d’autonomie pour anticiper une séance, s’aider pendant la séance ou encore acquérir des savoirs voire approfondir des notions après une séance.

 Ces dispositifs sont des supports possibles au moment où les élèves peuvent en ressentir le besoin en fonction de leurs acquisitions. Leur diversité en fait des ressources utilisables par des élèves aux compétences d’apprentissage variées.

 L’autonomie est primordiale dans le cadre de l’externalisation des ressources mais elle n’est pas obligatoire. Dans le cas d’une utilisation en classe, la mise à disposition peut être rappelée aux élèves par le professeur comme aide sans qu’ils aient anticipé la révision proposée avec le cahier de texte en ligne.

 Mise en situation (exemples non exhaustifs) :

  • Avant la classe :
    • Le cahier de texte en ligne par le « contenu prévisionnel de séance » que propose certains logiciels permet d’indiquer la problématique traitée, des informations disponibles sur le site, de revoir certaines fiches technique et/ou méthodologique.
    • Par le site du professeur :

-          Les ressources techniques et méthodologiques permettent une remise en mémoire des compétences nécessaires
-          Le téléchargement de logiciels, la visualisation d’animations permettent d’anticiper les notions qui seront abordées à la séance suivante, de s’entraîner à pratiquer
-          Des QCM sur les acquis
-          Utiliser des ressources pour présenter son travail à la classe

  • Pendant la classe sur le site :
    • Les ressources techniques et méthodologiques permettent une remise en mémoire des compétences nécessaires
    • La mise en ligne de photos légendées prises en classe par les élèves, de vidéos pendant une expérimentation ou d’une correction de groupe
  • Après la classe :
    • Le cahier de texte permet de mettre des fichiers de résultats (graphiques, tableaux) suite à une mutualisation d’un TP mosaïque
    • Par le site du professeur :

-          Recopier/imprimer les notions mises en évidence en cours de séance, à sa vitesse, à sa façon
-          Revoir ce qui a été fait en séance : l’utilisation d’un logiciel, photo d’un autre élève
-          Aller plus loin avec des liens proposés
-          Des QCM pour évaluer ses connaissances

 

Au collège comme au lycée, l’approche est la même. Au lycée, la mise en ligne de fiches techniques type ECE pour les terminales, de liens de téléchargement de logiciels gratuits vont être plus développés ainsi que la part d’autonomie et d’anticipation des élèves.

 Exemples de ressources :

En classe de  Aides et QCM

Ressources par classe :

Ressources classe1 

Ressources classe2

Cette approche permet à l’élève d’utiliser des ressources en fonction de ses besoins. Le professeur les mettant à disposition sans qu’il ne soit forcément présent.
Cette externalisation des ressources fait partie de la classe inversée. Cette dernière est variée en fonction du public abordée et des professeurs la mettant en pratique.
Certaines classes inversées correspondent à des cours en ligne dont les heures de classe sont utilisées pour poser des questions, mettre en pratique les apprentissages, faire des recherches pour présenter un compte-rendu à la classe etc…

Dans le cas présenté, le choix pédagogique est de mettre à disposition des élèves des ressources variées dont l’utilisation peut se faire à différents moments de l’apprentissage, en présence d’un professeur ou non.

 

L’évolution pédagogique de la pratique présentée permet :
-          Une délégation de la transmission des savoirs à un support numérique afin d’avoir d’avantage de temps pour être un accompagnant dans l’acquisition des compétences
-          Une pédagogie différenciée par l’utilisation de ressources en fonction des besoins des élèves que cela soit avant, pendant ou après une séance
-          D’élargir la transmission par des approches différentes de notions vues en classe
-          Une mise à disposition en continu des ressources que l’élève est été présent ou absent en classe

 Rien de fondamentalement nouveau dans cette pratique. Avant le numérique, des professeurs :

-           demandaient de lire à l’avance un chapitre du livre pour utiliser la séance suivante au questionnement et aux échanges sur un sujet.
-          donnaient une photocopie d’un travail d’élève comme support à l’apprentissage.
-          donnaient une référence de livre du CDI pour aller plus loin ou d’un article de revue.
-          mettaient à disposition une fiche technique papier pendant l’expérimentation
-          laissaient à disposition dans un coin du laboratoire des livres ou revues
L’évolution de la pratique proposée réside dans l’outil utilisé et le changement de l’espace-temps.
Le numérique devient une plus-value mais pas une obligation pour l’élève sauf dans le cas où le professeur choisi de mettre uniquement les notions qu’en ligne que les élèves doivent recopier/imprimer. L’utilisation du CDI, peut alors palier à une absence d’équipement informatique et de connexion.

 Pour aller plus loin, quelques lectures :

-          Marcel Lebrun : C’est quoi la classe inversé ?

-          CRDP de Reims : La pédagogie inversée

-          Canopé : La classe inversée, que peut-elle apportée aux enseignants ?

 

 2. Exemple de « classe inversée » en Terminale S : introduction à la géothermie, avec l’outil Socrative  et des ressources en ligne.

 Cette activité s’inscrit dans le thème 2A, Géothermie et propriétés thermiques de la Terre, qu’elle introduit. Il est préférable que le thème 1B ait déjà été traité.

 Objectifs pédagogiques

 Des objectifs en termes d’acquisition de connaissances :

  • Comprendre les notions de gradient géothermique, de flux géothermique
  • Comprendre l’origine du flux géothermique et quelques paramètres à l’origine de ses variations locales
  • Découvrir les différents types d’exploitation géothermique, en étudiant des exemples d’installations sur le territoire français.

 Des objectifs en termes de remobilisation de compétences (notamment en lien avec l’utilisation de logiciels de bureautique) en vue de l’entraînement aux ECE et aux exercices type II du bac :

  •  Calculs (détermination du coefficient directeur d’une droite, calculs de flux géothermiques en relation avec la conductivité thermique des roches, calcul de puissance totale)
  •  Construction de graphiques (fonction affine, diagramme en secteur)
  • Rédaction de synthèses
  •  Restitution orale de notions.

Outils numériques utilisés

 Par l’enseignant-e :

  • ENT permettant de mettre à disposition des élèves un corpus de ressources, et/ou document numérique présentant directement une partie des ressources + des liens permettant d’accéder au contenu distant (page HTML, présentation pdf ou fichier texte avec liens cliquables)
  • Outil d’élaboration de quiz en ligne, par exemple Socrative (voir d'autres exemples d'utilisation de Socrative et quelques pistes de mise en route dans l'onglet "exercices en ligne" de cet article)
  • Logiciel de présentation permettant d’élaborer un diaporama, et/ou manuel numérique

 Par l’élève :

  • Ordinateur + connexion à internet
  • Tableur
  •  Traitement de texte

 Les élèves n’ayant pas d’ordinateur/ de connexion au net sont invités à travailler au CDI ; il est également envisageable, si l’organisation au sein de l’établissement le permet, d’ouvrir sous la surveillance d’un-e enseignante-e une salle informatique lors de créneaux prévus à l’avance pour les élèves.

Les élèves n’ayant pas de suite bureautique sur leur ordinateur sont invités à télécharger et installer une version libre et gratuite des logiciels nécessaires (ex : Libre office.)

 Déroulement de l’activité

 Les étapes 1, 4 et 5 se déroulent en classe, les étapes 2 et 3 à la maison.

Cette activité nécessite au minimum : un premier temps en classe d’une vingtaine de minutes (étape 1), un délai permettant le travail personnel des élèves d’une à deux semaines (étapes 2 et 3), et une séance de mutualisation et de bilan en groupes à effectifs réduits d’une durée d’au minimum 1h - si possible plus, afin d’enchaîner sur la séquence suivante (étapes 4 et 5).

 1.Présentation du principe de l’activité et élaboration de la problématique

 Cette courte séquence d’introduction (15~20 minutes) est notamment l’occasion d’indiquer la localisation du dossier ou du document contenant les ressources, et de présenter le principe du quiz autodiagnostic.

  1. Découverte des ressources et des suggestions d’exploitation.

Les ressources et leurs pistes d’exploitation sont accessibles en ligne, soit via l’ENT de l’établissement, soit présentées dans un document numérique, compilant les liens vers les ressources, des liens vers les fiches techniques, le rappel des consignes et le lien vers le QCM d’autodiagnostic/remédiation.

Les élèves ont ainsi accès à une liste d’une dizaine de ressources, issues de médias variés : pages de sites internet, courtes vidéos (extraits de journaux télévisés, vidéos explicatives par des acteurs spécialisés dans l’exploitation géothermique), tableaux de données, documents du manuel… classés par thème.

capture site geothermie

Chaque thème s’accompagne d’une ou plusieurs pistes d’exploitations, sous forme de petits exercices faisant appel aux notions contenues dans les ressources listées, et à un certain type de compétences.

 Capture site geothermie2

 Lorsque c’est nécessaire, des liens vers des fiches techniques d’utilisation des logiciels requis (notamment tableur) sont fournis.

 Chaque élève a pour consigne :

  • de prendre connaissance de l’intégralité des ressources
  • de choisir, parmi les pistes d’exploitation proposés, celles qu’il/elle traitera, avec pour consigne de privilégier celles qui font appel aux compétences qu’il/elle maîtrise le moins, afin de s’y entraîner. Ici, la consigne était d’en choisir au moins 2, faisant appel à des compétences différentes. La production était à rendre sous format numérique quelques jours avant la séance de bilan.

 Un délai d’environ deux semaines leur est accordé pour réaliser ce travail.

 Notons que dans le contexte de la classe inversé, il est envisageable de laisser un choix total aux élèves quant aux nombre de pistes d’exploitation à traiter (c’est-à-dire de laisser également le choix de ne rien rendre) ; en particulier si les objectifs poursuivis sont principalement notionnels, ou si l’activité ne vise qu’à introduire ou enrichir un contenu dont l’essentiel sera travaillé en classe.
A l’inverse, il est possible d’imposer un nombre plus important de travaux à rendre, ou de cibler à la place de l’élève, en fonction de ses difficultés déjà connues, le type d’exercice à traiter en priorité.
Les consignes sont donc adaptables en fonction du niveau d’autonomie des élèves et des objectifs à atteindre, à l’échelle de la classe et/ou à l’échelle de chaque élève.

  1. Autoévaluation et première remédiation : quiz en ligne

 Les élèves complètent le quiz, élaboré avec Socrative (voir explication sur l’outil plus haut dans cet article), portant sur l’intégralité des ressources présentées (une dizaine de questions, de type QCM, vrai/faux, réponse courte.) Ceci leur permet de vérifier qu’ils ont bien acquis les notions attendues et leur donne également des pistes pour la réalisation des graphiques et des calculs, puisque certains de ces éléments sont inclus dans les questions.

Capture Socrative 02

Les élèves peuvent recommencer le quiz autant de fois qu’ils le souhaitent. Pour chaque question, la bonne réponse est donnée immédiatement, mais pas l’explication la justifiant : un commentaire redirige l’élève vers la ou les ressources où il la trouvera, ceci afin de l’inciter à s’approprier lui-même la notion concernée, dans son contexte.

 Capture Socrative 01

L’enseignant-e a accès en temps réel aux résultats de tous les élèves, et peut ainsi détecter les points qui nécessiteront plus particulièrement d’être revus dans la séance de bilan.

 

  1. Mutualisation, nouvelle remédiation

 Une séance (1h), de préférence en groupes à effectif réduit, est consacrée au bilan.

Grâce à un diaporama reprenant en images (photos, graphiques... issus des ressources étudiées, ou d’autres origines ; il peut être intéressant d’inclure des contenus provenant des productions d’élèves relevées au préalable) les principales notions abordées, les élèves sont invités à restituer à l’oral ce qu’ils ont retenu de ces notions. En pratique, un élève est appelé au tableau pour commenter une diapositive ; le reste de la classe apporte sa contribution pour compléter son propos si nécessaire.

 L’enseignant-e enrichit ou corrige les réponses, en insistant plus particulièrement sur les points qui ont fait l’objet du plus fort taux d’erreur dans le QCM, et dans les productions écrites.

La trace écrite dans le cours peut-être élaborée dans la foulée ou reportée à une séance en classe entière.

 

  1. Ouverture vers de nouvelles questions à résoudre

 Le reste de la séance est consacré à l’élaboration de nouvelles problématiques en lien avec les contenus déjà assimilés : relation entre contexte géodynamique et variations du flux géothermique, modes de transferts de l’énergie thermique, et travaux pratiques permettant de les étudier.

Évaluation de l’activité

 L’évaluation de l’acquisition par les élèves des notions et des compétences abordées est réalisée à plusieurs niveaux :

  • résultats du quiz
  • réponses aux pistes d’exploitation choisies
  • restitution à l’oral des notions lors de la séance de mutualisation.

 Ces éléments d’évaluation peuvent faire, ou non, l’objet d’une note chiffrée.

On peut également choisir de réserver la note chiffrée à une évaluation sommative en fin de chapitre.

 Bilan : les possibilités d’individualisation du parcours de chaque élève

 

  • chaque élève prend connaissance des ressources à son rythme, les parcourt autant de fois que nécessaire, a le temps d’approfondir ou de rechercher d’autres sources d’informations pour compléter ce qui lui est fourni (principe de la classe inversée)
  •  possibilité d’adapter le type de compétences travaillées par l’élève, soit en laissant le choix à l’élève lui-même de s’exercer sur ce qu’il lui semble le moins maîtriser, soit en ciblant pour lui, en amont, les compétences à retravailler
  • le quiz d’autodiagnostic permet à l’élève de détecter les éventuels problèmes et le guide pour les résoudre lui-même,
  • les résultats du quiz, la phase de mutualisation orale et les éventuelles productions écrites permettent à l’enseignant-e de repérer, à l’échelle de l’élève et de la classe, les points à retravailler.

 

3.  Mutualisation du travail d’élèves avec Google Sheets : modélisation de la dérive génétique en Seconde.

 Cette activité s’inscrit dans le thème 1, La Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant : une planète habitée du programme de Seconde.

Au préalable, les élèves ont découvert la variabilité allélique des individus, par exemple en étudiant le système A, B, O (comparaisons de séquences sur Anagène.) Ils ont également étudié la notion de sélection naturelle. A partir de ces notions connues, on se pose la question du devenir des allèles qui ne confèrent pas d’avantage ou de désavantage sélectif flagrant, comme les allèles A, B, O.

La comparaison de résultats obtenus de manière indépendante par chaque élève lors d’un petit jeu de tirage au sort (principe tiré du Guide Critique de l’Évolution de G. Lecointre, éditions Belin ; de nombreux manuels proposent des versions plus ou moins simplifiées de ce modèle) permet alors de toucher du doigt le rôle du hasard et l’effet de l’effectif dans l’intensité du phénomène de dérive génétique.

Outils numériques utilisés :

  • En complément : logiciel Évolution allélique de P. Cosentino.

 

Déroulement de l’activité et exemples de résultats

 L’introduction de l’activité et l’élaboration de la problématique sont réalisées en classe, par exemple après avoir traité la partie sur la sélection naturelle.

Les règles du jeu sont découvertes avec les élèves.

Le jeu en lui-même ainsi que la saisie des résultats, peuvent être réalisés en classe ou à la maison, cette deuxième option présentant l’avantage non négligeable de gagner un temps précieux sur le temps de cours, et de laisser aux élèves qui le souhaitent la possibilité et le temps d’approfondir leur maîtrise de l’utilisation du tableur (plusieurs niveaux d’utilisation selon leur intérêt pour l’outil et leur degré d’« expertise ».)

 Une fois que chaque élève a rempli son tableau de résultat papier, il remplit la feuille de calcul en ligne avec ses données.

 La feuille est préparée de façon à ce que les résultats entrés par les élèves alimentent au fur et à mesure un graphique leur permettant de visualiser et de comparer leurs données avec celles de leurs camarades.

 Capture google sheets 02

 

 L’exploitation des données, en classe, met en évidence les résultats très différents obtenus par les élèves à partir de mêmes conditions de départ, et le fait que dans un certain nombre de simulations, un ou plusieurs allèles finissent par disparaitre de la population, entraînant une baisse de diversité génétique.

 Le suivi d’un allèle en particulier permet de découvrir ses différents devenirs possibles.

 Capture google sheets 01

 Cette activité permet aux élèves de mieux comprendre les graphiques présentant l’évolution des allèles au fil des générations. Il est alors plus facile de travailler avec le logiciel Évolution Allélique pour illustrer l’impact de l’effectif de la population dans l’intensité du phénomène de dérive génétique, en comparant les résultats obtenus dans le jeu, à partir d’une population très restreinte d'individus, et le type de résultats obtenus en partant d’une population beaucoup plus grande.

 Avantages et inconvénients de l'outil Google Sheets

Avantages  :

  • gratuit (bien que non libre)
  •  facilité d’utilisation (tableur simplifié)
  • possibilité de travailler à plusieurs, simultanément, sur la même feuille de calcul
  • aucune inscription nécessaire pour les élèves, il leur suffit d’avoir le lien. Nul besoin d’avoir une adresse google pour accéder et modifier le document.

 Inconvénients :

  • non libre
  •  nécessité pour l’enseignant d’avoir un compte google
  •  puisque la feuille n’est pas protégée en écriture, risque (très faible, compte-tenu du peu de manipulations à réaliser sur la feuille) que des élèves modifient ou suppriment par erreur du contenu. On peut limiter ce risque en créant plusieurs feuilles destinées à de petits groupes, puis en compilant à la fin les résultats obtenus dans chaque feuille ; ou en séparant la feuille destinée aux résultats généraux, et celle destinée au suivi d’un allèle en particulier.

Exercices en ligne

I- Exercices en ligne : quels apports comparés aux supports papiers ?
Proposer en séance des exercices différents et adaptés aux besoins des élèves rend la tâche hardue lorsqu'ils sont sur supports papiers.
 
Imaginez une séance d'exercices, de niveaux de difficulté différents, pour permettre un apprentissage adapté à chaque élève. Comment en classe entière gérer individuellement les élèves pour :
- identifier leurs éventuels obstacles cognitifs?
- les diriger individuellement vers des exercices adaptés à leurs besoins ?
- corriger les exercices lorsque tous n'ont pas fait les mêmes ?
- maintenir, dans ce contexte, une atmosphère favorable au travail pour tous les élèves?
Ces séances nécessitent une omnipotence de l'enseignant, qui est impossible. Elles sont de surcroit usantes.
Quels sont les avantages des exercices en ligne ?

Les exercices en ligne offrent à l'élève un parcours de formation personnalisé, tant du point de vue de son rythme que des contenus, et au professeur une gestion plus efficace du suivi des parcours individuels de ses élèves.

Parmi les nombreuses possibilités des outils numériques, le retour immédiat et simultané des réponses des élèves :
- peut permettre de les diriger de façon automatique vers des exercices personnalisés en fonction de leur niveau de compétences (exercices de remédiation ou de difficulté croissante),
- offre à l'enseignant un gain de temps pendant la séance, ce qui lui permet d’être davantage disponible pour ses élèves.
En outre, l'affichage immédiat des parcours et résultats des élèves, et la possibilité de les enregistrer, facilite le travail de gestion de l'enseignant, ce qui constitue un gain de temps supplémentaire non négligeable.

Les outils numériques que nous allons vous présenter n'ont rien de révolutionnaires. Mais c'est la façon dont nous les utilisons qui leur donne une pertinence pédagogique. C'est pourquoi nous avons choisi de vous les présenter par des exemples, plutôt que sur leurs aspects techniques. Les outils présentés ont été sélectionnés pour leur simplicité d'utilisation (cette liste n'est pas exhaustive).

II- Une vérification initiale des savoirs, pour la résolution d'un problème complexe en collège, avec l'outil Socrative:
La séance proposée ici s'inscrit dans la partie transmission de la vie chez l'Homme, en 4ème.  Toutes les notions ont été abordées, sauf celles sur la maîtrise de la reproduction. L'objectif de cette séance est d'amener les élèves à d'abord remobiliser leurs connaissances, à l'aide d'un questionnaire intitulé "Partie C- Je vérifie mes connaissances". Les élèves obtiennent une correction immédiate et automatique de leurs réponses. La consigne est donnée aux élèves de parvenir à faire le questionnaire sans faute, quitte à le recommencer, avant de passer à la résolution d'un problème. Certains commencent donc le problème, tandis que d'autres s'entraînent de nouveaux sur leurs connaissances.

Une partie de connaissances remobilisées est nécessaire à la résolution du problème qui suit (adapté d'après Mon cahier d’activités SVT, 4ème,  Romina Seyed, Belin, 2013, 63 p.):

Léa et Pierre souhaitent avoir un enfant. Léa a soigneusement noté les dates de ses règles sur un calendrier (en rouge sur le doc 1). Elle a des cycles réguliers. Chez Léa, l’ovulation a lieu en général aux alentours du 15e jour du cycle, mais des variations d’un à deux jours sont fréquentes.

Question à résoudre : À quelles dates un rapport sexuel aurait-il le plus de chance de permettre à Pierre et Léa d'avoir un enfant ?


Plusieurs informations sont nécessaires pour résoudre ce problème : certaines extraites de documents, d'autres issues de leurs savoirs, d'autres encore issues de leur raisonnement.
Ce problème est proposé en tâche simple ("Partie C – Je résous le problème 1 pas à pas") et en tâche complexe ("Partie C – Je résous le problème 1 "). En tâche simple, les élèves sont guidés dans leur raisonnement, à l'aide d'un questionnaire n'utilisant que des QCM.
En tâche complexe, ils choisissent la proposition qui leur semble bonne (et qui répond directement au problème, sans découper le cheminement intellectuel, comme en tâche simple). Si c'est le cas, la consigne suivante les amène à rédiger leur raisonnement.
Il y a donc deux niveaux de difficultés différents.
Les élèves ont une autonomie dans le choix de leur parcours: ils peuvent choisir d'emblée le problème en tâche simple ou complexe.
Les élèves ont un parcours adapté à leurs compétences : si la tâche complexe n'est pas réussie, ils seront automatiquement redirigés vers la tâche simple. Si la tâche simple est réussie, ils peuvent rédiger la démarche qu'ils ont suivie pas à pas, en, passant au questionnaire en tâche complexe.

Comment consulter ces questionnaires ?
A chaque compte professeur  correspond une salle de classe "virtuelle", affectée d'un numéro qui ne change jamais. L'enseignant peut y créer ou importer plusieurs questionnaires. Pour lancer les élèves sur un questionnaire, il doit, depuis son compte, cliquer sur "commencer un jeu-questionnaire" puis en sélectionner un. Il donne ensuite le numéro de la salle virtuelle aux élèves. Ceux-ci doivent simplement aller sur le site de Socrative et entrer le numéro de la salle dans "Student login". Ils n'ont pas à créer leur session :avantage indéniable dans la simplicité d'utilisation. Une multitude de paramétrages simples et intuitifs est proposée dans cet outil. Nous vous invitons à l'explorer par vous-même et/ou consulter le tutoriel en ligne.

Nous mettons à votre disposition deux comptes professeur, avec identifiant et mot de passe (la raison de ces deux comptes, plutôt qu'un unique est expliquée dans le paragraphe "les inconvénients et les moyens de les contourner").

Compte enseignant

Mot de passe

Exercices disponibles

Numéro de la salle (pour consultation en tant qu'elève)

socrative.svt@gmail.com

exempleqcm

Partie C- Je vérifie mes connaissances
Partie C – Je résous le problème 1 pas à pas

3e0943e1

socrative.svt.tach.comp@gmail.com

exempleqcm

Partie C – Je résous le problème 1

A9LTB7BS

 

Nous vous conseillons de tester un questionnaire en vous connectant en tant que professeur et élève à la fois. Vous pourrez ainsi suivre les résultats qui s'affichent dans la compte professeur, au fil de vos réponses. Si plusieurs d'entre vous consultent en même temps le même compte et testent différents paramètres, il se peut que les questionnaires dysfonctionnent. C'est pourquoi il est préférable de créer votre propre compte (cliquer sur "Teacher login") et d'importer les questionnaires (voir la page 16 du tutoriel). L'opération est simplissime.

 

Les avantages de cet outil

Nous vous invitons à consulter une liste des avantages figurant dans l'article "la classe connectée" sur le site la tablettepédagogique.com (Socrative s'utilise aussi sur un ordinateur classique!). Certains ont déjà été évoqués plus haut. A cette liste, nous ajoutons ceux-ci :

. Toutes les tentatives d'un même élève sont enregistrées (par exemple si un élève refait le questionnaire plusieurs fois pour tenter le "zéro faute", sous le même nom). Cela permet de suivre l'évolution de l'élève.

. La correction d'une réponse peut ou non être donnée aussitôt après la réponse de l'élève.

. L'enchainement des questions peut s'effectuer au rythme de l'élève ou du professeur.

. L'ordre des questions et des réponses peut être rendu aléatoire. 

. Au sein d'un même exercice, la nature des questions peut varier : QCM/vrai-faux/réponse courte.

. Les exercices peuvent être importés très simplement, à partir d'un compte d'un autre enseignant (pour cela, autoriser le partage) ou à partir d'un fichier excel.

.  Les élèves peuvent travailler en équipe. La vidéoprojection des résultats en direct (via le compte professeur) est ludique et stimulant pour tous.

. Des images peuvent être insérées avec les énoncés (mais pas avec les réponses !) .

. Les résultats sont téléchargés  ou envoyés à la demande, par courriel. Différentes compilations sont possibles et CONSTITUENT NOTRE COUP DE COEUR: 

     - Afficher tous les résultats des élèves, dans un fichier excel,

     - Afficher le nombre de bonnes réponses à chaque question, en format pdf,

    -  Afficher toutes les réponses d'un élève, avec la correction, sur un pdf, avec son score final. Cela lui permet d'avoir une trace (numérique ou imprimée) de ses réponses.

 

 Les inconvénients de cet outil et les moyens de les contourner

Inconvénients

Solutions

On ne peut pas lancer plusieurs questionnaires d'un même compte, de façon simultanée, ce qui est problématique pour une pédagogie différenciée. 

 

Créer autant de comptes professeur que d'exercices que l'on souhaite lancer simultanément.
Dans l'exemple que nous vous avons proposé, nous avons crée deux comptes, l'un contenant le problème en tâche simple, l'autre en tâche complexe. Les élèves travaillent  ainsi, au même moment, sur le même problème. On peut se créer deux comptes, l'un contenant toutes les tâches simples et l'autre, toutes les tâches complexes par exemple.

L'ouverture de 2 comptes professeur avec le même ordinateur est impossible.

Utiliser deux ordinateurs différents.

Soit l'outil n'indique pas si la réponse est correcte, soit il indique la bonne, selon le paramétrage choisi. Nous aurions souhaité une 3ème option : celle d'indiquer si la réponse est correcte ou non, sans donner la bonne réponse. Cela aurait permit à l'élève de réfléchir par lui-même.

La seule possibilité pour que l'élève réfléchisse par lui-même est qu'il demande à l'enseignant s'il a bien répondu. Si non, il recommence le questionnaire. Et oui, autre inconvénient : il ne peut pas revenir en arrière !!

 

 

III-  Une mobilisation de savoirs et des propositions de remédiation en lycée, avec l’outil Office Mix

Cette séance peut être proposée en classe de Seconde dans le cadre du cours de SVT, d’un devoir à la maison facultatif ou lors d’une séance d’accompagnement personnalisé. Elle s’inscrit dans le thème 1 dans la partie La nature du vivant où les élèves sont amenés à travailler aux échelles cellulaires et moléculaires sur les supports de l’information génétique. Ces notions sont d’autant plus importantes qu’elles seront réutilisées dans les niveaux supérieurs et constituent de véritables obstacles cognitifs pour un grand nombre d’élèves. L’objectif de cette séance est donc de permettre aux élèves de tester leurs connaissances à l’aide d’exercices simples et courts. Des documents en ligne leur permettent de saisir des informations et de corriger ou de compléter leurs connaissances sur ce sujet. 

Pour accéder aux exercices en lignes, une simple adresse internet doit être fournie aux élèves par le biais du cahier de texte numérique par exemple. Le questionnaire est directement hébergé sur le site d’ Office Mix. Vous trouverez à l’adresse ci-joint, un exemple de questionnaire : https://mix.office.com/watch/3bx7mb99hodw

La création du questionnaire :

Office Mix est un complément gratuit du logiciel de présentation assistée par ordinateur PowerPoint. Cet outil permet d’ajouter des enregistrements vidéos et  de petits exercices éventuellement corrigés. L’auteur du fichier doit être en possession de la suite Office 2013 ou Office 365 (version abonnement) et télécharger l’outil à l’adresse suivante https://mix.office.com/ . Des tutoriels en anglais sont disponibles sur ce même site.  A partir du logiciel Powerpoint, il faut ensuite télécharger des applications gratuites et le fichier sera finalement hébergé sur  le Cloud et accessible en cliquant sur le lien. Le professeur pourra avoir accès à des statistiques liés à l'usage du contenu, révélant le nombre d'élèves ayant accédé à la présentation ou le type d'interactions qu'ils auront expérimenté au sein du document.

Les avantages de cet outil :

-          la facilité de prise en main du logiciel et des aplpications

-          la diversité des exercices proposés (questionnaire à choix multiples, réponse libre, sondage, vrai/faux)

-          Diversité des modalités de réponses (une ou plusieurs réponses parmi les propositions, réponses directement visibles ou pas par les élèves, nombre d’essai à définir etc.)

-           L'ordre des réponses peut être rendu aléatoire. 

-          L’accès aux analyses des résultats (par diapositives, par visiteurs) exportables également au format Excel

-          L’hébergement sur le Cloud

-          L’accès à des ressources scientifiques en anglais (option DNL en anglais)

 

Les limites de cet outil :

-          L’auteur doit être en possession de la licence Office 2013 ou office 365 (version abonnement) pour pouvoir travailler avec  Office Mix

-          Délai de 15 min pour l’obtention des analyses

-          Obligation de s’identifier avec un compte (Microsoft, Google, Facebook) pour avoir les résultats