TraAM Classes inversées 2016-2017

L’étude de la pression artérielle en classe inversée - Seconde ELEA, drawings, capsules vidéos, exercices interactifs, chat, 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 Seconde autour de l’étude de la pression artérielle, 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 Seconde
Partie du programme : Thème 3 - Corps humain et santé : l’exercice physique
PLACE DANS LA PROGRESSION
Une fois envisagée la modification d’un certains nombre de paramètres physiologiques, au cours de l’effort, pour permettre un meilleur approvisionnement des muscles en dioxygène et en nutriments et après avoir dégagé l’idée qu’un bon état cardiovasculaire est indispensable à la pratique d’un exercice physique, la boucle de régulation nerveuse de la pression artérielle est envisagée. Après un travail préparatoire à la maison pour définir la pression artérielle, l’élève pourra réaliser la mesure de la pression artérielle grâce à des appareils adaptés, puis étudier le contrôle de la fréquence cardiaque, pour enfin construire la boucle de régulation de la pression artérielle de façon collaborative.
MOTIVATION DU CHOIX DE LA SEQUENCE A INVERSER
Auparavant, les notions étaient abordées de façon plus classique grâce à une étude de documents "papier" ou numériques en classe et une manipulation (prise de la "tension") était déjà réalisée. L’inversion semblait ici une plus-value car elle permettait de dégager du temps pour la manipulation, mais aussi pour la réflexion autour des simulations d’expériences réalisées. 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
A quoi correspond cette pression artérielle ? Comment la mesure-t-on ?
Comment est-elle maintenue à une valeur moyenne pour éviter certaines maladies graves ?

Extrait du parcours proposé aux élèves sur ELEA :

NOTIONS, SAVOIR-FAIRE, COMPÉTENCES
Notions : Extrait du programme de Seconde (BO spécial n° 4 du 29 avril 2010) :

La pression artérielle est une grandeur contrôlée par plusieurs paramètres. Par exemple, il existe une boucle réflexe de contrôle de la fréquence cardiaque (dont la pression artérielle dépend par l’intermédiaire du débit) :

- des capteurs (barorécepteurs) sont sensibles à la valeur de la pression artérielle ;

- un centre bulbaire intègre les informations issues des barorécepteurs et module les messages nerveux en direction de l’effecteur (coeur) ;

- les informations sont transmises du centre à l’effecteur par des nerfs sympathiques et parasympathiques.

La boucle de régulation contribue à maintenir la pression artérielle dans d’étroites limites autour d’une certaine valeur. A l’effort, l’organisme s’écarte de cette situation standard.

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

Utiliser un chat

Mettre en oeuvre un protocole expérimental

Simuler des expériences avec une animation interactive

Analyser des expériences simulées et historiques

Compléter un tableau collaboratif en ligne

Répondre à des exercices de type QCM, associations, ...

Construire une boucle de régulation.

Compétences : Exploiter un grand nombre de ressources variées pour résoudre une situation-problème et construire une boucle de régulation.
Collaborer au sein d’une équipe "à la manière de chercheurs scientifiques".
ACTIVITE
Durée :
- 30 minutes en amont de la séance en classe.
- 1h30 par demi-groupe en TP.
- 30 mn en retour à la maison, en collaboration pour le bilan.
Total : 2h30
Coût :
Utilisation des tensiomètres et des stéthoscopes du laboratoire.
Sécurité :
Etre attentif lors de la prise de tension.

Outils numériques et ressources

Déroulement global de la séquence

Déroulement détaillé de la séquence

Avant la classe

A partir du visionnage d’une vidéo, l’objectif est de définir ce qu’est la pression artérielle et de découvrir ses particularités, notamment le fait qu’elle soit régulé.

Vers une définition de la pression artérielle

Un test permet de vérifier ce qui a été compris et permet de préciser les choses grâce à des graphiques à analyser.

Exemple de QCM avec graphique à analyser

Un lien permet d’aller plus loin pour ceux qui le souhaitent.

Pendant la classe

- L’objectif est d’abord de mettre en oeuvre un protocole de mesure de sa "tension", grâce aux données d’une capsule vidéo.

Mesurer sa pression artérielle

Un test est ensuite proposé pour mieux comprendre la manipulation réalisée et vérifier si elle a été réussie.

Exemple de QCM avec étapes à mettre dans l’ordre

- L’objectif est ensuite d’étudier le contrôle de la fréquence cardiaque :

On a constaté en effet dans la première activité que la pression artérielle est régulée entre d’étroites limites. Elle est générée par le cœur et elle dépend du débit cardiaque. Pour réguler la pression artérielle, il faut donc réguler le débit cardiaque et donc la fréquence cardiaque. On se demande donc quelle est l’origine du contrôle existant sur la fréquence cardiaque.
Les premiers documents permettent de dégager des hypothèses et leurs conséquences.

Exemple de documents disponibles
Exemple de QCM

Un autre document permet d’envisager la première hypothèse et une animation en ligne (auteur : P. Cosentino) la deuxième. Les élèves peuvent alors les vérifier ou non, en répondant à plusieurs tests.

- L’objectif est enfin de construire une boucle de régulation de la pression artérielle :

On pose l’hypothèse que cette régulation correspond à une boucle, encore appelée « arc réflexe ».

Le modèle de départ

Grâce à un test, les élèves retrouvent les éléments du réflexe qu’il connaissent déjà.

Une question du test

Afin de compléter la boucle, les élèves simulent des expériences de section de nerfs et de clamp (interruption de la circulation sanguine grâce à une pince), après avoir branché le manomètre pour visualiser la pression artérielle et le stéthoscope pour entendre les battements du cœur. Les résultats sont interprétés dans un tableau collaboratif en ligne (Google docs).

Extrait du tableau collaboratif


- Tester le tableau collaboratif

Grâce aux résultats expérimentaux des expériences de simulation réalisées, il est alors possible de déterminer le nom des 2 éléments de l’arc réflexe qui leur manquaient.

Après la classe

Il ne leur reste plus maintenant qu’à compléter un schéma bilan en ligne sur un mur collaboratif (Google drawings), avec l’aide de quelques mots-clefs disponibles.

Un exemple de schéma collaboratif à compléter


- Tester le mur collaboratif

Pour se mettre d’accord lorsqu’ils complètent le schéma, les élèves peuvent échanger grâce à un "Chat".
Une fois qu’il aura été complété et vérifié, il sera possible de l’imprimer.

Evaluation des élèves

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

Les 5 badges qu’il est possible d’obtenir
Un badge a été décerné

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.

Les résultats nominatifs
Le détail pour un élève
Des données statistiques pour chaque question

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 ne l’a pas trouvé profitable. 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 Seconde, les badges sont un outil de motivation supplémentaire. Une autre expérimentation réalisée en Terminale S montre que leur impact est moins fort.

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.

Certains élèves ont l’impression de mieux comprendre les notions étudiées. D’autres ont appréciés l’aspect ludique. Enfin, certains ont apprécié l’aspect collaboratif.

Toutes les activités n’étaient pas réalisables à partir d’une tablette et certains élèves n’avaient pas chez eux le matériel optimal pour consulter le parcours. Les notes qui sont évoquées, la plupart du temps très bonnes, correspondent à de l’évaluation formative et peuvent éventuellement être intégrées avec un faible coefficient dans la moyenne, pour valoriser leur travail.

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. De plus, le Chat permet de s’entraider.

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. On se rend compte d’ailleurs que les élèves les plus en difficultés sont parfois ceux qui se prennent le plus au jeu et qui terminent le parcours en entier.

Par ailleurs, le fait d’utiliser une seule interface, où tout est directement accessible, est aussi un élément facilitateur.

La fonction de "tuteur" est centrale pour le professeur : le suivi et l’évaluation de la progression de l’élève identifié est facilitée. En effet, Il est possible pour le professeur de suivre chaque élève en consultant « l’historique » des actions de l’élève et les « notes » obtenues pour chaque exercice. Il est également possible d’avoir des statistiques globales autour des actions réalisées.

Difficultés rencontrées

- Le parcours linéaire, sans autonomie et sans différenciation de la pédagogie, s’offre facilement à nous et il faut rester vigilant pour ne pas proposer des activités trop guidées et cadrées.

- Les droits d’auteur doivent être scrupuleusement respectés, surtout dans le cas d’un cours ouvert.

- Les vidéos insérées ne sont pas toujours pérennes.

- Certains élèves n’ont pas toujours Internet et accès à un ordinateur à la maison.

- La nécessité de réaliser des questionnaires pour valider la progression de manière pertinente est une contrainte.

- Le temps de travail supplémentaire pour l’élève mais aussi pour l’enseignant est à prendre en compte.

- Attention à ne pas trop substituer le virtuel au réel.

- Enfin le schéma collaboratif sur Google Drawings était malléable et collaboratif, mais il doit obligatoirement être associé à un espace de Chat si on veut qu’il y ait interaction entre les élèves. Mais si certains élèves remplissent le schéma trop vite, sans utiliser le chat et sans se tromper, les autres ont tendance à un peu trop s’appuyer sur le travail déjà fait.

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.

- Pour pallier au fait que le schéma collaboratif a vite été complété (certains s’étant reposés dessus), on peut éventuellement envisager un schéma à compléter par groupe restreint (4 à 6 élèves), pour permettre d’installer une certaine émulation entre les groupes et une comparaison des différents schémas en classe, avec une discussion.

- 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.

- Un forum commun et une base de données peuvent permettre d’aider pas à pas les élèves si les aides fournies ne sont pas suffisamment efficaces. Par exemple, la base de données peut permettre aux élèves de présenter leur travail en cours pour qu’un échange puisse s’établir avec le professeurs ou d’autres élèves de la classe.


- On peut imaginer aussi différencier davantage les parcours, en fonction du niveau de l’élève (voir un parcours proposant cette différenciation).

Fichier MBZ du parcours à importer dans un moodle

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

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