La main à la pâte : Graines de Sciences 7

Colloque organisé par Edith Saltiel et Marc Jamous du 23 au 29 octobre 2004

Participants

Les formateurs

Pierre Balagne, Professeur d’IUFM en sciences physiques à l’IUFM de Guadeloupe
Dominique Bense, Conseillère pédagogique départementale science et technologie des Hauts-de-Seine (92)
Francis Bernard, Professeur à l’IUFM de l’académie de Rouen, en technologie et TIC.
Estelle Blanquet, Professeur à l’IUFM de Bourgogne, en sciences.
Gilles Cappe, Maître-ressources sciences pour la Seine-maritime (76)
Corine Carbonnier, Maître formatrice à l’IUFM de Paris
Isabelle Caublot-Lacroix, Professeur à l’IUFM d’Aix-Marseille, en sciences physiques.
Marie Chesné, Conseillère pédagogique en sciences au Centre français de culture et de coopération du Caire (Égypte)
Jean-Michel Choplin, Animateur sciences départemental de l’Ain (1)
Romain Couairon, Maître ressource sciences en Gironde (33)
Marie-Claire Glain, Conseillère pédagogique à l’île Maurice
Natalie Lebret, Conseillère pédagogique dans le département de la Gironde (33)
Corine Marlot, Conseillère pédagogique sur la circonscription de Draguignan (Var, 83).
Michel Martinez, Conseiller pédagogique généraliste à la Seyne sur mer dans le Var (83)
Daouda Njoya, Coordinateur au Centre national d’appui à l’action pédagogique du Cameroun.
Daniel Plumet, Professeur à l’IUFM Nord-Pas-de-Calais, en biologie et géologie.

Les scientifiques

Yuan Chunwei, Professeur d’université South East, Nanjing, Chine
François Costard, Astrophysicien à l’Université Paris XI
Ghislaine Dehaene, Neurobiologiste au CNRS
Agnès Guillot, Maître de Conférences en Psychophysiologie à l’Université Paris X
Daniel Levy, Chercheur en Immunologie à la retraite
Marc Rabaud, Physicien au laboratoire FAST (Fluides, automatique et systèmes thermiques) à l’Université Paris XI

L’équipe de La main à la pâte

Marc Jamous, Docteur en biologie.
Edith Saltiel, Maître de conférence à Paris 7

Liste des ateliers

Yuan Chunwei : les états de l’eau
François Costard : à la découverte de Mars
Ghislaine Dehaene : cerveau et apprentissages
Agnès Guillot : la bionique
Daniel Levy : les défenses immunitaires
Marc Rabaud : la genèse des formes

Compte-rendu

Chaque année, depuis octobre 1998, La main à la pâte, sous l’égide de l’Académie des sciences, et associée à la Fondation des Treilles organise, durant une semaine, une rencontre entre scientifiques et enseignants du primaire. Le but de ces rencontres est de rapprocher deux communautés qui ont peu d’occasion de se connaître et de faire prendre conscience à ces pédagogues que la science est accessible, afin qu’ils deviennent des éléments moteurs dans l’enseignement des sciences. Durant cette semaine, les scientifiques présentent à tour de rôle un atelier sur leur travaux de recherche en jouant le jeu de La main à la pâte : ils illustrent leur exposé d’exemples et d’expériences simples, prennent à partie les enseignants, les questionnent et les font participer activement aux expériences.Les rencontres « Graines de sciences » aboutissent à la publication d’un ouvrage, édité par les Éditions Le Pommier, avec l’aide de la Fondation des Treilles. Six volumes de la collection ont déjà été publiés, l’ouvrage « Graines de sciences 7, qui reprendra les ateliers exposés pendant la rencontre de cette année sortira à la rentrée scolaire 2005.

Cette année, sous les conseils de la Fondation, La main à la pâte a décidé de s’adresser aux formateurs d’enseignants, dont les formateurs IUFM, qui sont pour la plupart spécialistes d’une discipline mais qui doivent assurer de plus en plus souvent des formations dans plusieurs domaines scientifiques. Le public était ainsi composé approximativement de deux tiers de formateurs IUFM (dont une moitié de professeurs et l’autre moitié de maîtres formateurs) et d’un tiers de conseillers pédagogiques, ceux-ci assurant la formation continue des maîtres, sous la responsabilité des inspecteurs.

Six scientifiques étaient invités à animer un atelier, chacun deux fois, devant un public de huit formateurs. Les responsables du programme « Learning by doing », l’équivalent de La main à la pâte en Chine, souhaitant organiser dans leur pays des rencontres sur le modèle des Graines de sciences, ont proposé comme conférencier un chimiste chinois, francophone, M. Chunwei Yuan.

Un glaçon d’eau flotte sur de l’eau liquide, un glaçon d’huile coule dans de l’huile liquide ; quel est le comportement le plus courant ? Chunwei Yuan a centré son atelier sur les états de l’eau et a amené peu à peu les formateurs à prendre conscience que l’eau a beau être le corps le plus présent sur la Terre, elle présente des caractères exceptionnels par rapport aux autres corps. La structure moléculaire de l’eau a été abordée, en insistant sur la présence et le rôle des liaisons hydrogènes. Chunwei Yuan a terminé son atelier en présentant quelques moyens différents d’écrire « eau » en chinois, selon son état : pluie, neige, nuage, vapeur…

Comment la planète Mars s’est-elle formée ? Existe-t-il de l’eau sur ou dans son sol ? Quelles en sont les différentes phases géologiques ? Les réponses à ces questions ne sont pas si simples car aucun être humain n’est encore allé sur Mars. Il s’agit donc de faire des hypothèses à partir de photos obtenues par différentes méthodes et de résultats donnés par des sondes. François Costard a réalisé un panorama des différentes hypothèses actuelles sur la formation, la structure et l’histoire de la planète Mars, tout en les rattachant aux différentes théories historiques. Les formateurs ont ainsi pu observer une carte géologique de la planète, et remarquer certaines similitudes avec notre Terre.

Notre cerveau nous permet de comprendre le monde qui nous entoure. Mais, notre trop grande spécialisation dans certains domaines (lecture de mots et de phrases, capacité à compter) n’est-elle pas quelques fois un handicap ? Ghislaine Dehaene a parsemé son atelier « d’illusions d’optique, de vision, d’écoute » afin de montrer comment notre cerveau pouvait nous induire en erreur. Cependant, le but de la séance était de réfléchir aux caractéristiques du cerveau humain qui permettent des activités propres à notre espèce, comme le langage, les mathématiques, la musique, l’art…Peut-on lier du vivant et du non-vivant, peut-on s’inspirer de la nature pour améliorer la technologie, peut-on transposer le vivant pour améliorer des machines, des engins de locomotions ? Ce furent les questions traitées par Agnès Guillot dans son atelier sur la bionique, illustré par de nombreuses vidéos et séquences animées. Comment un organisme humain se défend-il des agents infectieux : bactéries, virus, parasites ? Il met en jeu différents processus compris dans un vaste ensemble : le système immunitaire. Pendant son atelier, Daniel Levy a présenté tous les acteurs de cette lutte entre les microbes et l’organisme : des barrières naturelles, comme la peau, les larmes, aux cellules les plus évoluées, comme les lymphocytes. Existe-t-il des lois, des principes régissant les formes dans la nature ? Pourquoi les pommes de pain forment-elles des spirales qui obéissent à la suite de Fibonacci ? Pour son atelier, Marc Rabaud avait apporté une liste d’objets digne d’un inventaire à la Prévert : feuilles d’arbre, pommes de pin, coquilles d’escargots, tournesols, choux, mélange d’huile et de poudre d’aluminium… pour montrer que plusieurs formes dans la nature obéissaient à des lois physiques permettant des économies d’énergie dans leur croissance.Après la tenue de tous les ateliers, une matinée fut réservée à un débat regroupant tous les participants afin de faire le point sur la semaine écoulée. Dans un premier temps, chacun a voulu connaître un peu mieux le métier de l’autre : comment les chercheurs travaillent-ils, comment arrivent-ils à se mettre d’accord ? Comment les formateurs travaillent-ils avec l’enseignant? Comment connaître les questions des enfants, des enseignants ?….
Ensuite, le groupe a fait quelques constats sur le contenu de la semaine : les scientifiques se sont aperçus avec étonnement qu’ils se posaient chacun dans son domaine des questions de même nature. Les formateurs ont constaté l’existence de liens entre les thèmes abordés durant la semaine, ce qui n’était pas évident a priori. Tous ont énormément apprécié cette semaine, tant du point de vue scientifique que du point de vue humain. Chunwei Yuan, en guise de conclusion de la matinée, a noté qu’en Chine il y a beaucoup de cours, d’examens (voire des concours), mais pas vraiment de science, contrairement à ce qui s’est passé durant la semaine.

La dernière après-midi, les formateurs se sont répartis en groupes de deux ou trois personnes, autour des scientifiques, afin d’établir le plan de chaque chapitre de l’ouvrage, qui sera publié en septembre 2005. Les chapitres seront rédigés par les scientifiques, sous une relecture attentive des formateurs. Ces discussions ont permis aux scientifiques de prendre conscience de certaines difficultés de leur atelier et de clarifier la tâche d’écriture qui les attend.