TraAM Classes inversées 2016-2017

L’étude du climat en classe inversée - Terminale S spécialité ELEA, Padlet, pad, drawings, capsules vidéos, exercices interactifs, collaboration sur un même document en ligne

De nombreux outils en ligne permettent de pratiquer la classe inversée. La DANE de l’académie de Versailles s’est lancée dans une expérimentation autour d’une plateforme en ligne pour faire travailler les élèves. Cette plateforme ELEA, moodle ludifié et évolutif, est un outil très performant pour pratiquer la classe inversée, car elle permet de construire des parcours complets accessibles de n’importe où (ordinateur personnel, de l’établissement, tablettes, ...), avec une identification et un traitement des résultats individuels. Elle peut proposer des activités collaboratives variées et intégrer d’autres outils, comme des pages libres sur lesquelles les élèves peuvent collaborer en direct en ajoutant du texte et des images et construire en commun par exemple des schémas-bilan ou une stratégie expérimentale.

L’objectif de cette expérimentation est de tester un dispositif de pédagogie inversée en classe de spécialité en Terminale S autour de l’étude du climat, tout en mettant l’accent sur l’autonomie et le travail collaboratif au sein de la classe et à l’extérieur. Il s’agira aussi d’évaluer la pertinence du dispositif, ses plus-values, mais également de montrer quelles sont les difficultés que l’on peut rencontrer dans ce type de démarche.


- Liaison avec le programme et place dans la progression
- Problème à résoudre et extrait du parcours
- Notions, savoir-faire, compétences
- Outils numériques et ressources

- Déroulement de la séquence
- Evaluation des élèves
- Retour des impressions des élèves
- Analyse et évaluation du dispositif
- Fichier MBZ du parcours

Professeur expérimentateur

  • Laurent GUERRE, au lycée Galilée à CERGY (95).

LIAISON AVEC LE PROGRAMME
Niveau concerné Terminale S spécialité
Partie du programme : Thème 2 - Enjeux planétaires contemporains Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l’avenir
PLACE DANS LA PROGRESSION
Une fois envisagée la dynamique des enveloppes fluides et leur influence sur le climat, puis étudiés des éléments de paléoclimatologie pour comprendre comment il est possible de reconstituer le climat récent, il sera intéressant d’expliquer les variations cycliques du climat depuis 800000 ans et de déterminer quels sont les paramètres amplificateurs qui entrent en jeu actuellement. Ce qui permettra, après ce parcours, d’envisager le climat du futur grâce à la modélisation.
MOTIVATION DU CHOIX DE LA SEQUENCE A INVERSER
Auparavant, les notions étaient abordées de façon plus classique grâce à une étude de documents "papier" en classe et une manipulation EXAO était déjà réalisée. L’inversion semblait ici une plus-value car elle permettait de dégager du temps pour l’activité pratique. Le but était de renforcer l’autonomie et la réflexion des élèves face à un grand nombre de ressources tout en conservant des activités pratiques. Le temps de classe a donc été optimisé en ce sens.
La plateforme ELEA semblait justifiée car elle avait déjà été utilisée en début d’année par les élèves.

PROBLEME A RESOUDRE
Comment expliquer les variations cycliques du climat depuis 800000 ans ? Quels sont les paramètres amplificateurs qui entrent en jeu actuellement ? Est-il encore possible de limiter le réchauffement climatique actuel ou est-il en train de s’emballer ?

Extrait du parcours proposé aux élèves sur ELEA :

Vous êtes chargé par une grande organisation internationale de faire, lors d’une conférence, un point sur l’enjeu du réchauffement climatique actuel.
Pour préparer votre conférence, vous devrez acquérir 4 niveaux successifs de maitrise du sujet et collaborer avec les autres membres de votre organisation.
Ce parcours va vous permettre de valider ces 4 niveaux, en engrangeant des badges à chaque étape.
Certains passages de ce parcours sont à faire à la maison, d’autres en classe.

NOTIONS, SAVOIR-FAIRE, COMPÉTENCES
Notions : Extrait du Bulletin officiel spécial n° 8 du 13 octobre 2011 :

Les enveloppes fluides de la Terre (atmosphère et hydrosphère) sont le siège d’une dynamique liée notamment à l’énergie reçue du Soleil. Elles sont en interaction permanente avec la biosphère et la géosphère. Le climat, à l’échelle globale ou locale, est à la fois le résultat de ces interactions et la condition de leur déroulement. La compréhension, au moins partielle, de cette complexité permet d’envisager une gestion raisonnée de l’influence de l’Homme. Sans chercher l’exhaustivité, l’objectif de ce thème est d’aborder quelques aspects de la relation entre histoire des enveloppes fluides de la Terre et histoire du climat.

L’effet de serre, déterminé notamment par la composition atmosphérique, est un facteur influençant le climat global. La modélisation de la relation effet de serre/climat est complexe. Elle permet de proposer des hypothèses d’évolutions possibles du climat de la planète notamment en fonction des émissions de gaz à effet de serre induites par l’activité humaine. [...] L’ensemble des mécanismes agissant sur le climat n’est pas au programme, mais on indiquera que l’effet de serre n’est qu’un facteur parmi d’autres. En particulier, l’influence des paramètres astronomiques pourra être évoquée. [...]

Savoir-faire : Collaborer à distance autour d’un schéma-bilan sur un mur mutualisé

Concevoir une stratégie expérimentale dans le cadre d’une collaboration à distance

Mettre en oeuvre un protocole expérimental

Modéliser les échanges de carbone entre compartiments du cycle du carbone

Communiquer et exploiter des résultats expérimentaux

Analyser des graphiques et des schémas scientifiques

Répondre à des exercices type QCM, associations, millionnaire, glisser-déposer

Compétences : Exploiter un grand nombre de ressources variées pour résoudre une situation-problème.
Collaborer au sein d’une équipe "à la manière de chercheurs scientifiques".
ACTIVITE
Durée :
- 1h en amont de la séance en classe.
- 1h30 par demi-groupe en TP.
- 30 mn en retour à la maison.
- 30 mn en collaboration pour le bilan en classe.
Total : 3h30
Coût :
Un peu de sel, de l’eau, du matériel EXAO avec sondes O2 et température et de nombreuses requêtes sur Internet ...
Sécurité :
Une blouse en coton.

Outils numériques et ressources

Déroulement global de la séquence

Déroulement détaillé de la séquence

Avant la classe

- A partir de l’analyse de documents numériques et de vidéos, l’objectif est de déterminer comment certains paramètres orbitaux peuvent expliquer les variations climatiques cycliques depuis 800000 ans. Des tests de nature variée permettent de vérifier ce qui a été compris.

Travail préparatoire : des paramètres orbitaux initiaux

Exemple de vidéo intégrée dans ELEA à partir de youtube (voir la vidéo sur le site).

Exemple de jeu d’associations


- L’objectif est alors d’expliquer dans un schéma collaboratif simple comment certains paramètres orbitaux peuvent expliquer les variations climatiques cycliques depuis 800000 ans.

Collaboration A DISTANCE : Paramètres orbitaux, insolation et climat

Padlet est une sorte de mur libre sur lequel les élèves peuvent collaborer en direct en ajoutant du texte et des images et construire en commun par exemple des schémas-bilan.
Tester le mur en ajoutant un élément :

Fait avec Padlet



- Sachant que les différents compartiments du système climatique terrestre (atmosphère, hydrosphère, continents) peuvent réaliser des échanges de carbone, dont le sens peut varier, on cherche alors à déterminer si le réchauffement climatique peut provoquer le départ du CO2 de l’océan vers l’atmosphère, ce qui accentuerait encore l’effet de serre. On veut vérifier grâce à un modèle que l’élévation de la température de l’eau entraîne une libération du CO2 dissous dans l’air.

Une collaboration pour élaborer la stratégie de modélisation est alors engagée grâce à un outil adapté.

Collaboration à distance : concevoir une strategie expérimentale autour des forçages naturels
Collaboration dans la conception de la stratégie grâce à l’activité "base de données" d’ELEA

- La collaboration pour concevoir la stratégie peut également être envisagée avec l’activité "wiki" proposée par la plateforme ELEA :

Page wiki modifiable par tous les élèves

Voir un article sur ce site présentant l’utilisation du wiki.

- Cette collaboration peut également être envisagée à partir d’un pad directement intégré dans ELEA.
Tester le pad en l’amendant :

L’avantage ici est de disposer du Chat (sur le côté droit) pour échanger facilement avant de modifier le document central.

Pendant la classe

L’objectif est maintenant de mettre en oeuvre la stratégie expérimentale élaborée pour modéliser un des forçages naturels qui peuvent amplifier les variations climatiques actuelles. Les élèves réalisent une expérience EXAO et obtiennent des résultats expérimentaux.

Mise en oeuvre de la strategie expérimentale autour des forçages naturels
Montage expérimental
Consultation des travaux remis par les élèves
Exemple de résultats expérimentaux exploités

Après la classe

L’objectif est maintenant de comprendre quels sont les forçages anthropiques qui peuvent amplifier les variations climatiques actuelles. Un court travail à la maison permet d’envisager d’autres facteurs.

Travail complémentaire à la maison sur les forçages anthropiques
Exemple de test avec vidéo, feedbacks et glisser-déposer sur image

Retour en classe

L’objectif final est alors d’expliquer dans un schéma collaboratif plus complexe comment les forçages naturels et anthropiques s’articulent et amplifient l’évolution actuelle du climat. Les élèves vont collaborer de façon synchrone depuis leur ordinateur pour construire sur une page numérique partagée commune le schéma attendu.

Collaboration en classe autour des forçages amplifiant l’évolution actuelle du climat
Tester l’interface de collaboration (Google drawings)

Evaluation des élèves

La plateforme ELEA permet d’attribuer des badges pour chacun des niveaux franchis pas les élèves.

Les 4 badges décernés dans le parcours

Pour préparer votre conférence, vous devrez acquérir 4 niveaux successifs de maitrise du sujet et collaborer avec les autres membres de votre organisation.
Ce parcours va vous permettre de valider ces 4 niveaux, en engrangeant des badges à chaque étape.

L’élève reçoit les badges

La plateforme ELEA permet également de connaitre pour chaque élève, la durée du travail fourni, le score obtenu à chacun des exercices et le nombre de tentatives réalisées.

Gestion des résultats des élèves
Données statistiques pour chaque question
Résultats d’un élève
Profil d’un élève ayant obtenu les badges

RETOUR DES IMPRESSIONS DES ELEVES
Un questionnaire a été élaboré afin d’avoir un retour critique de la part des élèves. Même si tous les élèves n’ont pas renseigné le questionnaire, la participation anonyme a néanmoins permis à tous ceux qui l’ont fait de s’exprimer pleinement sur le sujet. Une trentaine de réponses a été recueillie.

Dans l’ensemble on peut dresser un bilan plutôt positif pour les élèves qui ont eu l’impression d’avoir compris les notions abordées. Le travail collaboratif semble également avoir été une expérience intéressante, même si elle a trouvé ses limites.

La réponse est sans appel. A noter que la mise en place des comptes à partir de l’ENT francilien "monlycee.net" s’est déroulée sans encombres, au mois de septembre.

Un effort particulier a été réalisé par la DANE pour rendre la plateforme ludique et facile d’accès.

Ce point est central. C’est une plus-value importante dans ce type de séquence inversée. Les élèves ont dans leur majorité l’impression d’avoir mieux compris et anticipé le travail réalisé en classe.

La difficultés de ce type de parcours en partie à distance est justement de savoir être suffisamment explicite. L’objectif semble atteint.

Il semble nécessaire de créer, lors de ce type de parcours, un schéma global de la séquence, qui résume en une image les activités des élèves avant, pendant et après la classe.


Une bonne majorité des élèves a fort heureusement trouvé un intérêt indéniable au travail collaboratif. En revanche on trouve un tiers des élèves qui n’en voient pas l’intérêt. Il faudra toujours veiller à ce que personne ne soit laissé en difficulté, et ce, dès le début d’un dispositif de classe inversée afin de motiver au maximum ces élèves et susciter en eux une envie de découvrir, d’expérimenter et de collaborer pour construire un savoir et développer des compétences.

L’adhésion semble importante à l’inversion de la classe. Cependant, le problème du temps de travail personnel à la maison pourrait se poser en cas d’inversion dans la majorité des disciplines ...

En terminale, les badges ne sont pas forcément un outil de motivation supplémentaire. Leur impact serait peut-être plus fort au collège ou en seconde.

L’expérience a vraisemblablement plu aux élèves, mais il faudra veiller à l’avenir à varier les activités, car l’aspect "nouveauté" est déterminant au début.

Avantages


Inconvénients

ANALYSE ET EVALUATION DU DISPOSITIF
Plus-values dégagées La transmission de notions avant la classe permet aux élèves de construire et d’approfondir leurs connaissances sur un fait scientifique précis et d’arriver en classe avec un bagage notionnel suffisant pour pouvoir rapidement se mettre en activité. Ce dispositif inversé permet une bonne implication en classe pour la plupart, lors des phases de réflexion ou lors de la réalisation des manipulations et enfin lors de la phase de communication. En effet, l’élève fragile est ramené au même niveau que le "bon" élève en début de séance. L’hétérogénéité est donc théoriquement réduite. De plus, lorsque le professeur a beaucoup de contenu à transmettre, le fait de déplacer avant la classe ces notions libère du temps pour la mise en activité et l’acquisition des savoirs-faire et des savoirs-être. Enfin, la réflexion et l’analyse retrouvent également toute leur place.

Les feedbacks bienveillants que les élèves rencontrent tout au long du parcours permettent de les encourager et de les motiver, d’autant plus que le statut de l’erreur est changé. Il a possibilité de se tromper et de recommencer. L’erreur est utilisée ici comme une modalité d’apprentissage et un moyen de progresser. Face à l’échec, les élèves peuvent redoubler d’efforts et essayer de nouvelles stratégies.

Le travail collaboratif permet aux élèves de s’enrichir mutuellement des réflexions des uns et des autres permettant ainsi de construire des productions plus abouties et réfléchies. La aussi, le statut de l’erreur peut changer, car il est possible pour l’élève de se tromper et d’être corrigé par un de ses pairs.

L’accès à la plateforme ELEA hors temps de classe permet à l’élève d’améliorer éventuellement ses productions de classe, si il le souhaite et si le temps lui a manqué pendant la classe.

La plateforme ELEA est donc vraiment un outil facilitateur et ludificateur pour pratiquer la classe inversée et le travail collaboratif avec les élèves.

Difficultés rencontrées Aucun des outils de collaboration synchrone ou asynchrone en ligne utilisés (base de données, wiki, pad, padlet, drive) ne s’est révélé complétement satisfaisant.
Certains, comme la bases de données et le pad, avaient l’avantage de séparer l’espace numérique de travail en deux ; l’espace principal de communication et un espace annexe pour échanger et progresser (Chat et commentaires). Mais la base de données moodle (tout comme le wiki) s’est révélée peu ergonomique (ce qui a limité la mutualisation) et le pad était limité à du texte et ne permettait pas de rajouter des images.
Le padlet s’est révélé plus ouvert, mais seul le professeur créateur du mur peut modifier les blocs créés et le fait que les élèves ne puissent pas au moins déplacer les blocs des autres est un frein à la collaboration. Il est éventuellement possible de créer un compte pour les élèves ou pour les groupes et de les désigner comme modérateurs.
Enfin le schéma collaboratif sur Google Drawings était le plus malléable et collaboratif, mais il manquait un espace de Chat et il n’était pas possible d’identifier facilement les élèves contributeur (étant donné l’option de ne pas demander de compte gmail pour les élèves, mais de leur fournir un simple lien).
Bref, l’outil idéal n’existe pas encore et ce serait un point positif qu’il soit proposé par un site institutionnel.

Dans un registre différent, il est nécessaire de se méfier de la tentation de donner trop de travail personnel à réaliser pour l’élève hors de la classe, car ces activités sont chronophages.

Pistes d’amélioration Même si la plateforme ELEA rassemble des atouts nombreux et incontestables pour la classe inversée et le travail collaboratif, il semble nécessaire de partir à la recherche d’un outil intégrable de mutualisation synchrone pour réaliser des schémas, proposant à la fois plusieurs espaces de travail pour faciliter les échanges entre les contributeurs et également la possibilité de rajouter facilement des images et des formes, en plus du texte, en interagissant avec les éléments proposés par les autres contributeurs.

L’anonymat des contributions lors de la collaboration sur un même document peut être contourné en imposant une signature, par exemple en titre de contribution. Sinon il faut créer des comptes "élève" ou "groupe" pour que les contributions soient nominatives.

Je suis preneur de toute suggestion et piste concernant l’organisation du travail collaboratif avec les élèves.

Fichier MBZ du parcours à importer dans un moodle

Voir en ligne : Faire une demande pour pouvoir consulter le parcours sur Éléa

Partager

Imprimer cette page (impression du contenu de la page)