                                                             Informer et accompagner
                                                             les professionnels de l’éducation   Cycles 2                          3 4
                                     Sciences de la vie et de la Terre
                                       Enseigner les sciences de la vie et de la Terre au cycle 4




                                    Les usages du numérique au cycle 4,
                                            dans l’enseignement
                                    des sciences de la vie et de la Terre.

                                    Ce document propose d’explorer les usages du numérique dans l’enseignement des sciences de
                                    la vie et de la Terre pour la mise en oeuvre du nouveau socle de connaissances, de compétences
                                    et de culture et du nouveau programme des sciences de la vie et de la Terre.
                                    Pour en faciliter la lecture, ce document est organisé en fonction des domaines 1, 2 et 4 du socle.
                                    Il ne s’agit pas ici de traiter de la question matérielle du numérique en classe. Un guide
                                    d’équipement pour les usages pédagogiques du numérique a été publié sur Éduscol et présente
                                    des choix possibles d’équipement, en dégageant leurs avantages et leurs inconvénients.




                                Le domaine 1 Les langages pour penser et communiquer
                               La maîtrise des langages est, en sciences de la vie et de la Terre, comme dans toutes les
                               disciplines, un enjeu central. Pour comprendre les démarches et les mettre en œuvre, les
                               élèves utilisent différents langages que le numérique contribue à développer. Trois sous
                               domaines sont plus particulièrement concernés :
                               • comprendre et s’exprimer en utilisant la langue française à l’écrit et à l’oral ;
                               • comprendre et s’exprimer en utilisant une langue étrangère ;
                               • comprendre et s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques
                                  et informatiques.

                               Le numérique et les compétences liées à l’expression écrite et orale.
                               La pratique des démarches d’investigation est intimement liée à la maîtrise de la langue.
                               L’élève doit être capable d’exprimer et de comprendre des questionnements, des hypothèses,
                               des relations de causalité, des relations de corrélation, d’argumenter, de commenter, de
                               construire des conclusions, etc.

                               Quand un élève en difficulté face à l’expression écrite produit un texte, il n’identifie pas
                               ses propres erreurs. Si le professeur attire son attention sur un point particulier, il peut
                               alors chercher des solutions. Les traitements de textes apportent des fonctionnalités qui
                               permettent, en quelque sorte, de remplacer le professeur dans cette assistance auprès
                               de l’élève. Les corrections orthographiques et grammaticales en particulier amènent les
                               collégiens à rechercher des solutions pour supprimer les erreurs signalées. De plus, les
                               recherches dans les dictionnaires des synonymes intégrés à l’outil contribuent à l’amélioration
                               de l’expression écrite par exemple.
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                               L’outil « révision » des traitements de texte peut aussi favoriser des pratiques de reformulation
                               dont on sait qu’elles améliorent les apprentissages. Le professeur peut porter un regard sur
                               les productions, apporter des commentaires pour guider les élèves qui vont ainsi améliorer la
                               qualité de leurs productions. En gardant les traces des révisions et des commentaires, il peut y
                               avoir une reformulation obtenue de manière collective qui associera de fait une argumentation
                               orale des propositions d’amélioration ou de correction du texte, et par conséquent qui
                               nécessitera de la part des élèves une explicitation de leurs intentions. Le travail de
                               reformulation peut aussi avoir lieu de manière différée à la maison par exemple, ce qui permet
                               d’aider des élèves éprouvant des difficultés dans la rédaction écrite.

                               L’utilisation de cet outil permet également de mieux répondre aux besoins d’élèves souffrant
                               de troubles cognitifs. Les fonctionnalités qui permettent la lecture des textes par la machine,
                               d’augmenter la taille ou de changer la police des caractères, ou encore, un changement de la
                               couleur du fond de page, sont autant d’éléments qui peuvent aider des élèves dyslexiques
                               par exemple.

                               L’oral est omniprésent dans les séances à la fois par les échanges entre le professeur et ses
                               élèves et entre les élèves eux-mêmes. Paradoxalement, c’est un domaine difficile à évaluer
                               et où la remédiation est rarement mise en place. La difficulté principale est de pouvoir garder
                               une trace de ce que l’élève dit et de l’amener à travailler plus spécifiquement les points qui
                               font défaut.

                               Tous les systèmes d’exploitation intègrent des enregistreurs et des outils simples de montage
                               vidéo. Par ailleurs, ils peuvent utiliser des systèmes de capture vidéo pour filmer une
                               expérience en classe, réaliser un reportage dans une exploitation agricole ou encore réaliser
                               des interviews. Il est donc possible, sans engager de gros moyens techniques, de faire réaliser
                               aux élèves des bandes-son ou des séquences vidéo qu’ils commentent. Il y a ici une plus-value
                               très forte dans l’usage du numérique qui rend pérenne l’expression orale et donc la possibilité
                               de travailler avec les élèves sur les difficultés identifiées.

                               Ce travail peut être fait, par exemple, dans le cadre de projets qui ont pour objectif de produire
                               un reportage pour une « web radio », pour un film mis en valeur lors de journées portes
                               ouvertes ou sur le site Internet de l’établissement.


                               Comprendre et s’exprimer en utilisant une langue étrangère.
                               L’utilisation de documents en anglais peut se faire de différentes façons dans les cours des
                               sciences de la vie et de la Terre. Des documents scientifiques en langue étrangère peuvent
                               être utilisés en classe. Il faut bien sûr s’assurer auprès des professeurs de langues qu’ils sont
                               d’un niveau adapté.

                               Face à des documents en langue étrangère, les élèves, quand ils accèdent comme ils le
                               souhaitent à des outils numériques, ont tendance rapidement à faire appel à des systèmes de
                               traduction. Il suffit d’un copier-coller dans une fenêtre pour voir apparaître le texte en français
                               voire utiliser des fonctionnalités des navigateurs pour que les pages soient directement
                               traduites.




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                               Pour autant, les résultats obtenus présentent souvent des contresens, des erreurs de
                               vocabulaire, des erreurs dans la structure des phrases et dans les relations de cause à
                               effet par exemple. On le voit dans l’exemple ci-dessous obtenu en traduisant un texte sur le
                               Darwinisme du site Wikipedia anglais.

                               Texte original :

                               « Darwinism is a theory of biological evolution developed by the English naturalist Charles Darwin
                               and others, stating that all species of organisms arise and develop through the natural selection of
                               small, inherited variations that increase the individual’s ability to compete, survive, and reproduce.
                               Also called Darwinian theory, it originally included the broad concepts of transmutation of species
                               or of evolution which gained general scientific acceptance after Darwin published On the Origin of
                               Species in 1859, including concepts which predated Darwin’s theories, but subsequently referred to
                               specific concepts of natural selection, of the Weismann barrier or in genetics of the central dogma
                               of molecular biology.[1] Though the term usually refers strictly to biological evolution, creationists
                               have appropriated it to refer to the origin of life, and it has even been applied to concepts of cosmic
                               evolution, both of which have no connection to Darwin’s work. It is therefore considered the belief
                               and acceptance of Darwin’s and of his predecessors’ work—in place of other theories, including
                               divine design and extraterrestrial origins. »

                               Proposition de traduction :

                               « Le darwinisme est une théorie de l’évolution biologique développée par le naturaliste anglais
                               Charles Darwin et d’autres, indiquant que toutes les espèces d’organismes naissent et se
                               développent grâce à la sélection naturelle des petits, a hérité des variations qui augmentent
                               la capacité de l’individu à concurrencer, survivre et se reproduire. Aussi appelée la théorie
                               darwinienne, il comprenait à l’origine les grands concepts de la transmutation des espèces ou
                               de l’évolution qui a gagné l’acceptation scientifique générale après Darwin a publié Sur l’origine
                               des espèces en 1859, y compris les concepts qui existaient avant les théories de Darwin, mais
                               par la suite appelé à des concepts spécifiques de la sélection naturelle, de la barrière Weismann
                               ou en génétique du dogme central de la biologie moléculaire. [1] Bien que le terme se réfère
                               généralement strictement à l’évolution biologique, les créationnistes se sont appropriés pour faire
                               référence à l’origine de la vie, et il a même été appliquée à des concepts de l’évolution cosmique,
                               qui ont tous deux pas de connexion à l’œuvre de Darwin. Il est donc considéré la croyance et
                               l’acceptation de Darwin et de ses prédécesseurs le travail à la place des autres théories, y compris
                               la conception divine et origines extraterrestres. »

                               L’outil est intéressant, il apporte des clés de lecture, mais il est imparfait. Pour repérer les
                               erreurs, nous faisons appel à nos connaissances en biologie et à nos compétences en langues
                               française et anglaise pour juger de la pertinence de ce que l’application propose. C’est bien
                               ce travail que doit être capable de mener un élève et c’est en le conduisant qu’il adoptera une
                               attitude critique. Il est intéressant de voir ici comment le recours au numérique peut amener
                               l’élève à prendre conscience de l’importance des compétences disciplinaires construites
                               pour prendre le recul nécessaire face aux ressources proposées sur Internet. Bien entendu,
                               on rejoint ici fortement les compétences qui sont à développer dans le domaine 2 du socle à
                               propos des recherches et du traitement de l’information.




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                                Comprendre et s’exprimer en utilisant les langages mathématiques,
                                scientifiques et informatiques.

                                Utiliser le numérique pour faciliter l’exploitation des cartes.
                                Dans les investigations qu’ils conduisent, les élèves sont amenés à exploiter des plans et des
                                cartes, à travailler à différentes échelles, à faire le lien par exemple entre des observations
                                ponctuelles qu’ils peuvent réaliser lors de sorties sur le terrain et des objets géologiques
                                d’une toute autre échelle. Ce qui est difficile pour l’élève c’est le lien entre la représentation
                                cartographique et le réel, c’est le changement d’échelle du local au global, c’est de visualiser
                                le relief à partir d’un objet plan, c’est de se localiser sur la carte ou encore de visualiser le
                                trajet fait au cours d’une sortie, etc. Les systèmes d’informations géomatique qui intègrent la
                                réalité augmentée rendent ce travail plus facile pour les élèves.

                                Ils permettent des changements d’échelles, la visualisation du relief, la localisation des lieux
                                d’étude, les mesures de distance, de surface, etc. L’ajout de « couches de données » permet
                                de visualiser des informations scientifiques géoréférencées variées comme les températures
                                moyennes des océans ou de l’atmosphère, la localisation des séismes ou du volcanisme,
                                les limites de plaques, les cartes topographiques et géologiques, des informations du
                                sous-sol, etc.

                                Sur le terrain, à condition de disposer d’outils connectés, il est possible d’obtenir des
                                informations sur les lieux d’étude (carte topographique, information du sous-sol, carte
                                géologique, relief, etc). Le code de l’éducation exclut l’usage des téléphones portables dans les
          1. Au sujet de        collèges 1. Sur le terrain, des solutions techniques peuvent être mises en œuvre.
        l’utilisation des       Par exemple, une borne WIFI portable intégrant une puce SIM peut permettre aux élèves un
  téléphones portables
                                accès à l’Internet sur des tablettes.
 le code de l’éducation
précise : Article L511-5
           (Créé par LOI        Ces outils numériques contribuent au développement de l’autonomie puisque les élèves
        n° 2010-788 du          peuvent choisir les données qu’ils affichent en fonction de la recherche qu’ils mènent.
        12 juillet 2010 -
             art. 183 (V))
                                Le site national de SVT hébergé par l’académie de Toulouse propose une liste de ces logiciels
        « Dans les écoles
                                avec des exemples d’applications.
 maternelles, les écoles
     élémentaires et les        Utiliser le numérique pour aider à construire des schémas fonctionnels.
    collèges, l’utilisation
    durant toute activité       Lors de la construction des schémas fonctionnels, les principales difficultés pour les élèves
d’enseignement et dans          sont d’établir des relations logiques et de mettre en place un système de codes cohérents
  les lieux prévus par le
                                traduisant le mécanisme. Les logiciels générant des cartes conceptuelles sont bien adaptés
règlement intérieur, par
un élève, d’un téléphone
                                pour aider les élèves à réaliser des schémas fonctionnels. En effet, il est nécessaire de définir
  mobile est interdite. »       un sens de lecture et de préciser la signification des liens établis (les nœuds de la carte
                                conceptuelle). En d’autres termes, l’élève doit se demander qui agit sur qui et de quelle façon.




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                               Les exemples ci-dessous sont réalisés avec l’un des logiciels libres de droit.

                               Dans le premier exemple ci-dessous, il s’agit de faire un schéma fonctionnel du devenir de
                               l’amidon lors de la nutrition.

                               Le logiciel ne permet pas d’associer la légende qui peut ensuite être rajoutée après insertion
                               du schéma dans un traitement de texte par exemple (signification des couleurs des flèches,
                               des différents types de cadres ou encore du fond coloré des figures ici).




                               Le deuxième exemple permet par exemple aux élèves de représenter une partie des
                               mécanismes liés à l’évolution.




                               Utiliser les langages informatiques.

                               Dans notre discipline, l’utilisation de clés de détermination pour identifier un organisme
                               revient à utiliser un algorithme. Il est constitué par l’ensemble de la clé et des choix qui sont
                               à effectuer. Chaque ramification correspond en réalité à un test logique de type « Si telle
                               condition est remplie, alors je choisis ce chemin ». En suivant successivement les propositions,
                               on arrive, à la fin de la clé, à déterminer l’être vivant.

                               Des logiciels permettent d’accompagner l’élève dans ces déterminations, certains sont
                               adaptables aux collections d’organismes que l’élève doit étudier.


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                               Il est possible de faire construire la clé. On peut imaginer au sein d’un EPI que des élèves aient
                               à construire d’abord l’algorithme d’une clé de détermination avant de devoir la transposer
                               dans un logiciel de type « scratch ».

                               Les logiciels de carte conceptuelle, décrits dans le paragraphe précédent, aident à la
                               construction de clés. L’exemple suivant a été créé avec l’un de ces logiciels. À chaque
                               « nœud » l’élève est amené à préciser le critère qui permet d’identifier les différentes espèces
                               de coccinelles.




                               Utiliser le numérique pour traiter des données et faire des représentations graphiques.

                               Le traitement des données et leurs représentations peuvent être réalisés avec des tableurs.
                               Cet outil apporte des plus-values très importantes. D’abord, il permet aux élèves de traiter
                               des données et de les représenter. Il est possible très rapidement, à partir d’un même lot de
                               données, d’obtenir des représentations différentes. On voit ici le travail qui peut être fait avec
                               des élèves sur la pertinence ou pas de telle ou telle représentation graphique (diagrammes,
                               courbes, histogrammes, diagrammes-araignées, etc.). Il est intéressant de noter que le
                               recours au tableur ne gomme pas l’apprentissage de la construction des graphiques, en effet
                               les élèves sont toujours amenés à devoir choisir les axes, trouver un titre pertinent, nommer
                               les axes, etc. Par contre contrairement au travail sur du papier les erreurs sont corrigées en
                               quelques secondes, on pense tout particulièrement aux erreurs récurrentes liées au choix des
                               axes par exemple.

                               Le tableur c’est aussi le traitement extrêmement rapide de grandes quantités de données
                               issues de la recherche et auxquelles les élèves vont accéder via des banques de données.
                               C’est une plus-value très importante dans notre discipline qui rapproche le travail en classe de
                               celui de la recherche tout en permettant de comprendre comment se traitent des données et
                               comment on en obtient des représentations exploitables.


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                                Le domaine 2 Les méthodes et outils pour apprendre.
                               Les compétences définies dans le domaine 2 doivent permettre à l’élève « d’apprendre à
                               apprendre, seul ou collectivement, en classe ou en dehors »... « Les méthodes et outils
                               pour apprendre doivent faire l’objet d’un apprentissage explicite en situation, dans tous les
                               enseignements... ».

                               Le numérique prend une place importante dans l’acquisition de ces compétences qui doit se
                               faire, comme le texte l’indique, « en situation », c’est à dire en faisant pour nous des sciences
                               de la vie et de la Terre. Il s’agit bien d’apporter à nos élèves des méthodes et des outils qui
                               vont à la fois renforcer leurs apprentissages, les rendre plus autonomes, permettre une
                               différenciation voire une individualisation tout en menant des investigations scientifiques.

                               Organisation du travail personnel dans et hors la classe.

                               L’entrée au collège, en dernière année de cycle 3, s’accompagne d’une modification du travail
                               personnel que l’élève doit faire à la maison. Jusque-là, à l’école primaire, seul l’apprentissage
                               des leçons est demandé, les productions écrites ne peuvent être exigées. C’est à partir de
                               la classe de 6e que les élèves vont diversifier les travaux à faire hors la classe. Un véritable
                               apprentissage est à mener ici. Il faut accompagner les élèves dans ces nouvelles tâches qui ne
                               sont pas simples à prendre en charge et qui peuvent être sources d’échec scolaire.

                               Pour que les élèves produisent un travail personnel efficace, ils doivent être capables de bien
                               gérer leurs agendas, d’anticiper les travaux à conduire, de trouver des aides et les moyens
                               d’apprendre qui leur correspondent.

                               Les outils numériques apportent des plus-values certaines pour accompagner les élèves dans
                               ces apprentissages.

                               Aider les élèves à gérer le travail à faire.
                               Une première difficulté est la gestion des agendas. Sur ce premier point, une réflexion des
                               équipes pédagogiques peut être menée dans l’utilisation des agendas numériques, des
                               rappels automatiques des tâches à conduire, des liens dynamiques qui peuvent être établis
                               entre les cahiers de textes en ligne et des notifications qui peuvent être adressées aux
                               élèves. L’enjeu est de passer progressivement d’une gestion de ces outils par les professeurs
                               à une prise en main par les élèves eux-mêmes, et de les accompagner dans l’acquisition
                               de l’autonomie. Ces outils d’usage courant aujourd’hui seront inévitablement utilisés
                               dans leur vie professionnelle. Les espaces numériques de travail intègrent désormais ces
                               fonctionnalités.

                               Aider les élèves à mieux apprendre en diversifiant leurs stratégies d’apprentissage.

                               Le travail personnel va conduire l’élève à s’entraîner, à réviser et à mémoriser. Il importe ici
                               de diversifier les outils mobilisables par les élèves, pour qu’ils puissent choisir celui qui leur
                               paraît le plus adapté en fonction de ce qu’ils ont à faire ou en fonction de ce qui est le plus
                               efficace pour eux. Le numérique offre une palette très large d’outils :




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                               • les cartes conceptuelles déjà abordées dans la première partie de ce document ;
                               • les cartes mentales qui permettent d’organiser des idées, de résumer, de préparer un plan.
                                  Contrairement aux cartes conceptuelles, le sens des liens qui relient les différents items
                                  n’est pas précisé. On considère en général que seul l’auteur de la carte mentale est capable
                                  d’en retrouver le sens ;




                               • les logiciels d’enregistrement audio et vidéo pour ceux qui assimilent mieux en écoutant.


                               Aider les élèves à être plus autonomes dans la résolution des problèmes.

                               L’élève doit être capable, à la fin de la scolarité obligatoire, de suffisamment d’autonomie pour
                               investir un sujet d’étude, comprendre les problématiques qu’il a à résoudre et trouver les
                               ressources dont il a besoin pour réussir. Ici aussi, le numérique contribue à l’acquisition de ses
                               compétences.

                               La mise à disposition de ressources sur les espaces numériques de travail, accessibles en
                               classe, et hors la classe, permettent aux élèves d’accéder, sans l’intervention directe du
                               professeur, aux aides dont ils ont besoin. On voit ici que le simple transfert de la ressource sur
                               un format numérique apporte des plus-values très fortes (pérennité de l’accès aux documents,
                               en couleur, réutilisables à différents moments du cycle, développement de
                               l’autonomie des élèves qui accèdent par eux-mêmes aux ressources). La mise à disposition de
                               fiches d’aides techniques et méthodologiques sur l’espace numérique de travail (ou sur tout
                               autre lieu de stockage si l’établissement ne dispose pas encore de cette technologie) permet
                               aux élèves d’accéder par eux-mêmes aux aides dont ils ont besoin en fonction des difficultés
                               qu’ils rencontrent. Ce n’est plus le professeur qui va fournir, à terme, tel ou tel document,
                               mais c’est l’élève qui prend en main l’analyse de ses difficultés et qui trouve des solutions
                               pour y remédier. On aide l’élève à devenir plus autonome, à trouver les ressources dont il a
                               besoin. En même temps, une différenciation s’est opérée puisque les ressources utilisées sont
                               différentes d’un élève à un autre ou d’un groupe de travail à un autre.

                               Coopérer et réaliser des projets.

                               Il s’agit ici d’acquérir des compétences permettant aux élèves de coopérer dans la réalisation
                               de tâches qu’elles soient individuelles ou collectives, qu’elles soient menées dans une
                               démarche de projet ou sous une autre forme.

                               Aider les élèves à organiser leur projet.

                               Pour collaborer efficacement les élèves doivent être capables de s’organiser (voir paragraphe
                               précédent), d’échanger et de collaborer. Il s’agit de les responsabiliser et de les impliquer.

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                               Dans la mise en oeuvre spécifique de projets, et donc par exemple lors de la réalisation d’EPI,
                               on peut recourir à des logiciels qui aident les élèves à planifier des tâches, à définir les rôles
                               de chacun. Des logiciels comme GanttProject, très proches de logiciels utilisés dans le monde
                               de l’entreprise, permettent de faire ce type de projection.

                               Il est également possible d’utiliser de type de logiciel dans la mise en oeuvre de démarches
                               biotechnologiques où il s’agit, pour partie, de définir les étapes et la durée des procédures.

                                                           Définition des investigations à faire et de leur durée




                                                          Définition du rôle de chaque élève, ou groupe d’élèves




                                                                     Vue synthétique du projet à conduire




                               Aider les élèves à mutualiser leurs travaux, à collaborer, à coopérer.

                               Pour impliquer davantage les élèves lors des phases collaboratives, il faut parvenir à la fois à
                               prendre en compte les travaux de chacun tout en parvenant à mener le travail dans un temps
                               contraint.




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                               L’utilisation de systèmes de projections interactifs apporte une première solution. L’exemple
                               suivant montre un travail en classe de sixième où les élèves confrontent leurs propositions
                               d’expérimentation à propos des conditions nécessaires pour fabriquer du yaourt. Les quatre
                               groupes sont venus présenter leurs propositions en les inscrivant sur le tableau numérique.
                               Les remarques produites par les élèves lors de la mutualisation sont consignées par le
                               professeur et apparaissent en rouge et en vert. Le résultat de ce travail peut être capturé et
                               imprimé ce qui permet d’en retrouver la trace dans le cahier de l’élève ou déposé sur l’espace
                               numérique de travail. C’est un moyen de garder la trace de la mutualisation qui a permis de
                               travailler sur les erreurs des élèves.




                               Dans l’exemple qui suit, le document qui sera le support de la mutualisation se construit
                               pendant que les élèves travaillent. Le professeur donne accès à une plateforme internet qui
                               permet à chaque groupe, dans un cadre défini, de présenter les résultats de leurs recherches.
                               Dans l’exemple les élèves photographient des fossiles, les décrivent et font quelques lignes de
                               commentaires.
                               Chaque fois qu’un groupe écrit sur le mur collaboratif, l’ensemble des ordinateurs de la classe
                               affichent le travail. Ainsi se construit de façon synchrone un document qui va permettre une
                               mutualisation des recherches.
                               Le gain de temps est très important, les élèves sont responsabilisés puisqu’il faut que tous
                               les groupes terminent leurs recherches pour que des conclusions soient tirées, l’impression
                               du travail ou son stockage sur un espace numérique de travail permet de garder la trace du
                               travail et de sa mutualisation.




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                               Il existe aujourd’hui un panel très important d’outils numériques collaboratifs qui permettent
                               de prendre en compte le travail de tous les élèves et qui conduisent à la construction d’un
                               document unique à partir de différents lieux de travail. Ce sont, par exemple, les logiciels
                               de traitement de textes collaboratifs, les cartes mentales collaboratives, les ardoises
                               virtuelles collaboratives (padlet) par exemple. C’est également une source de motivation et de
                               responsabilisation puisque l’on ne pourra tirer des conclusions qu’à partir du moment où tous
                               les groupes auront fait leurs travaux.

                               Le numérique permet de changer les espaces de travail, car il permet aux élèves et à leur
                               professeur de collaborer et de coopérer dans et hors la classe. Il faut amener les élèves à
                               réfléchir sur les plateformes de communication qu’il est souhaitable d’utiliser en fonction des
                               besoins identifiés (échange de documents, de rendez-vous, agendas partagés, conférences
                               audio, conférences vidéo, etc.).

                               Le respect des conditions d’utilisation : âge minimum pour s’inscrire, format des documents
                               acceptés, pérennité, ou pas, des informations déposées, etc. sont également des points qui
                               doivent faire partie de la formation apportée aux élèves.



                               Médias, démarches de recherche et de traitement de l’information.

                               La connexion à l’Internet a enrichi significativement les possibilités offertes aux enseignants
                               et à leurs élèves : les élèves accèdent à un savoir quasi infini modifiant au passage le rapport
                               qu’ils ont à la connaissance. A quoi bon apprendre puisque tout se trouve sur la toile ?

                               Il y a ici un enjeu très important que nous avons déjà abordé avec les outils de traduction
                               dans la première partie. A ce propos, nous avons vu que sans connaissance dans le domaine
                               scientifique investi il est impossible d’identifier des erreurs produites par les algorithmes
                               de traduction. C’est le même constat ici. Il est bien difficile d’identifier des erreurs si l’on est
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                               complètement vierge de toute connaissance dans le domaine où l’on fait des recherches. Il y
                               a ici un paradoxe puisque la plupart du temps quand on utilise l’Internet pour une recherche
                               c’est que l’on ne connaît pas la réponse ! Il faut donc former les élèves à identifier la
                               pertinence de l’information trouvée et à sa fiabilité.

                               La première étape est le choix du moteur de recherche et la façon dont il est paramétré. Il faut
                               ensuite des mots clés et les résultats obtenus dépendront du vocabulaire scientifique utilisé et
                               du niveau d’expression de la langue. On n’obtient bien sûr pas le même résultat en proposant
                               les mots clés « plantes » et « tige » qu’avec l’expression « végétaux vasculaires ». Cette
                               même expression donne des résultats très différents si l’on fait la recherche dans « Google »,
                               dans « Google scholar » ou dans « Wold wide sciences ». Nos élèves doivent être capables de
                               choisir, en fonction de ce qu’ils ont à mener comme recherche, l’outil le plus adapté.

                               Il faut ensuite identifier la fiabilité des informations trouvées. Pour cela les élèves doivent
                               être capables de différencier les sites scientifiques d’autres sites, de prendre le recul critique
                               nécessaire face aux flux d’informations médiatiques. Ils doivent rechercher qui est l’auteur,
                               l’origine des informations ou encore la structure qui les héberge.

                               Les données recueillies peuvent amener à un regard critique : comment ont-elles été
                               obtenues ? Comment ont-elles été traitées ? Comment sont-elles représentées ?

                               Ce travail est largement partagé entre les disciplines, mais il prend une importance
                               particulière dans des domaines que nous enseignons et qui sont pour certains régulièrement
                               attaqués. On pense particulièrement aux sites qui présentent des alternatives à la théorie de
                               l’évolution. C’est un moyen de travailler, au travers du numérique, sur des questions liées à ce
                               qu’est une science, sur sa construction au regard des faits qui l’étaye.


                               Outils numériques pour échanger et communiquer.

                               Les élèves utilisent des moyens de communication qui changent très rapidement au rythme
                               des nouvelles technologies. Les mails ont été supplantés depuis longtemps par les SMS
                               et autres MMS, eux-mêmes délaissés au profit des réseaux sociaux et des messageries
                               instantanées permettant d’échanger des textes, des images et en général de petits fichiers.
                               Quels sont les avantages à utiliser ces modes de communication dans les activités menées
                               en classe ?

                               Le mail permet aux élèves de communiquer entre eux ou avec leurs professeurs. C’est un outil
                               intégré dans tous les espaces numériques de travail. Il permet de conserver les échanges, de
                               classer les messages, de garder la mémoire des discussions dans le corps des messages. Il
                               a aussi l’avantage important de pouvoir associer les messages aux fichiers joints qui peuvent
                               être dans n’importe quel format. Pour autant, ce n’est pas un outil très dynamique, on ne peut
                               pas s’en servir pour nourrir des échanges en temps réel.

                               Les forums en ligne permettent des échanges en temps réel et surtout ils permettent à
                               plusieurs participants de suivre en direct et d’intervenir dans les discussions qui peuvent se
                               réaliser à distance. Les activités pédagogiques associées sont donc très différentes de celles
                               offertes par les messageries. Les élèves peuvent préparer ou participer à des débats, ils
                               peuvent s’y retrouver pour échanger à propos de la construction de projets ou pour réviser
                               un devoir. Des enseignants proposent à leurs élèves des rendez-vous sur ces plateformes
                               d’échanges.
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                               Les réseaux sociaux se définissent par tout système qui permet de mettre des personnes
                               qui se choisissent en communication grâce à une certaine technologie. Le téléphone est l’un
                               des plus vieux réseaux sociaux mis en place. Aujourd’hui, les réseaux sociaux recouvrent
                               des plateformes d’échanges variées qui ont l’avantage énorme de regrouper un ensemble
                               de fonctionnalités : messagerie, forum, dépôts de documents, agendas intégrés, etc. Cet
                               ensemble de fonctionnalités présente un avantage important pour les professeurs puisqu’on
                               accède d’un même endroit à une multitude de services. Au-delà de ce point technique, les
                               élèves sont motivés par l’utilisation d’outils qu’ils connaissent et utilisent dans leurs vies
                               privées.

                               Quels réseaux sociaux investir ?

                               L’usage des réseaux sociaux, dans le cadre des activités d’enseignement, est encadré en
                               particulier par la CNIL. Il nécessite de bien vérifier l’âge légal d’inscription, la localisation
                               des serveurs qui hébergent le réseau social et veiller à ce qu’aucune information personnelle
                               des élèves ne soit mise en ligne. Bien entendu, il est possible, dans ces conditions, et si le
                               règlement intérieur du collège ne s’y oppose pas, d’utiliser des plateformes publiques.

                               Il existe également des outils très performants qui peuvent présenter des avantages dans
                               la réalisation de certains projets, par exemple lors d’échanges avec des élèves d’autres
                               établissements, où qu’ils soient dans le monde. C’est le cas, par exemple, de la plateforme
                               Etwinning live qui met à disposition un ensemble d’outils, performants, incluant la possibilité
                               de faire des conférences vidéo interactives avec des partages d’écrans, la possibilité de
                               travailler avec un tableau blanc interactif, la possibilité de déposer des fichiers ou de partager
                               des espaces de stockage.

                               Dans l’exemple qui suit deux collèges ont travaillé sur un même projet pour préparer la
                               COP 21. Les élèves devaient préparer des films courts diffusés dans une structure muséale.
                               L’utilisation d’un réseau social a permis de co-construire un projet cohérent en permettant aux
                               élèves des échanges réguliers alors que les deux collèges étaient à plus de 100 km.

                               Le projet a conduit les classes à une rencontre dans la structure muséale à l’occasion de la
                               présentation des films courts.




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                               La copie d’écran suivant montre un extrait des échanges qui se sont faits entre les élèves.
                               Le professeur de SVT intervenant pour les réguler, conseiller et orienter les recherches.




                               Paradoxalement, on voit aujourd’hui des élèves qui ne savent pas utiliser les messageries
                               alors qu’ils communiquent très bien avec des outils de communication instantanée ou au
                               travers des réseaux sociaux. Il faut donc à la fois amener les élèves à utiliser des modes
                               de communication classique au cours des activités conduites, mais également investir les
                               technologies qu’ils utilisent.

                               L’usage des réseaux sociaux permet d’encourager le travail hors la classe des élèves, il
                               permet de faciliter les travaux collaboratifs, de changer les espaces de communication. C’est
                               au travers de ce type d’activité que l’on forme les élèves à être vigilants face aux informations
                               personnelles délivrées sur la toile qui en s’agglomérant forment leur identité numérique.




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                                Le domaine 4 Les systèmes naturels
                               et les systèmes technologiques

                               Démarches scientifiques

                               Le numérique permet d’enrichir les possibles dans les démarches conduites. On ne reviendra
                               pas ici sur ce qui a déjà fait l’objet d’analyses pour les domaines 1 et 2 et qui est bien sûr
                               lié à la mise en œuvre des démarches (maîtrise de la langue pour l’expression même de la
                               démarche, utilisation d’outils pour faciliter l’acquisition des langages scientifiques, modalité
                               de travail mise en œuvre, etc.). Il s’agit bien ici de montrer quelques exemples où le numérique
                               apporte des plus-values dans la mise en œuvre des démarches scientifiques.

                               Observer, traiter des images et en extraire des informations.

                               Lors des observations et, quelle que soit l’échelle (de la préparation microscopique au
                               paysage), la première difficulté est de savoir si l’élève a bien identifié ce qu’il faut regarder. La
                               numérisation d’images apporte des pistes intéressantes. L’élève peut montrer sur l’image ce
                               qu’il a repéré, il peut le présenter y compris au sein de son groupe de travail et au professeur.

                               La numérisation permet, avec l’aide de logiciels de traitement d’améliorer les images
                               acquises pour mettre en relief les structures recherchées par exemple, d’annoter, de mettre
                               un titre, etc.

                               Les logiciels dédiés (dont le logiciel Mesurim) permettent de générer automatiquement un
                               dessin à partir de la photographie. Ce type de fonctionnalité permet de travailler le dessin, les
                               proportions, d’amener l’élève à compléter ou au contraire à alléger une partie du dessin pour
                               retenir l’essentiel. Il est possible de rajouter les légendes, un titre, etc.




                               Ce logiciel permet également d’extraire des données des photographies réalisées. Il peut
                               s’agir de faire des mesures, de calculer des surfaces, d’avoir le rapport de différentes teintes
                               de la photographie, de faire des comptages, etc.
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                                                   Comptage des hématies et des leucocytes sur une photographie




                               Le site national de SVT hébergé par l’académie de Toulouse propose des fiches techniques
                               permettant d’exploiter pleinement ce logiciel.


                               Expérimenter, modéliser, simuler.

                               L’expérimentation assistée par ordinateur permet aux élèves de réaliser en classe des
                               mesures ou des expériences qui seraient très difficiles ou impossibles à réaliser sans cet
                               outil. Les capteurs permettent par exemple de mesurer les taux de dioxyde de carbone,
                               de dioxygène, de mesurer la turbidité d’un milieu ou encore d’enregistrer des ondes se
                               propageant dans différents milieux.




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                               On trouvera, sur le site national de SVT hébergé par l’académie de Toulouse, les fiches
                               techniques permettant de réaliser des expérimentations avec des matériels dédiés (interface
                               EXAO) mais aussi à partir de logiciels généralistes qui permettent par exemple de travailler
                               sur la propagation des ondes sismiques (Logiciel Audacity).

                               L’utilisation des objets connectés appartenant aux élèves peut être une source de données
                               particulièrement intéressante à exploiter en classe (montre connectée fournissant la
                               fréquence cardiaque, la durée d’activité au cours d’une journée, les temps de repos voire
                               de sommeil, etc.). Il y a ici à la fois à utiliser les données fournies, éventuellement à les
                               confronter à d’autres moyens de mesure, mais également à s’interroger sur le devenir
                               des données personnelles quand elles sont transmises aux sociétés qui commercialisent
                               ces objets et qui peuvent éventuellement les céder. Il est important ici de sensibiliser les
                               élèves aux conditions d’utilisation de ces objets, qu’ils acceptent au moment où ils activent
                               les logiciels qui les font fonctionner. On est bien sûr ici à l’interface entre le domaine 4 et le
                               domaine 2 concernant l’identité numérique des personnes.

                               Les logiciels de simulation ou de modélisation permettent aux élèves de réaliser des
                               expérimentations virtuelles impossibles à réaliser, pour différentes raisons, en classe.
                               Ils permettent aux élèves de choisir les conditions à simuler ce qui présente l’avantage de les
                               rendre acteurs.

                               Les applications montrant des animations qui présentent le déroulement de mécanismes par
                               exemple le fonctionnement d’une dorsale ou la dynamique lithosphérique ou encore le trajet
                               des spermatozoïdes et la fécondation sont construites à partir de connaissances scientifiques
                               établies. Elles peuvent donc être utilisées en fin de séquence pour permettre aux élèves de
                               construire un bilan ou de retrouver les éléments qui étayent le modèle proposé. Elles peuvent
                               aussi être proposées en début de séquence, avant toute étude, si l’on souhaite amener les
                               élèves à comprendre comment les scientifiques ont pu construire tel ou tel modèle (on est ici
                               quasiment dans une approche de « classe inversée »). Elles trouvent aussi leur place dans le
                               cadre d’un travail personnel d’apprentissage et de révision. Par contre, ce type d’application ne
                               peut pas constituer un élément permettant de conduire la phase d’investigation puisqu’il est
                               lui-même construit à partir de connaissances scientifiques établies.

                               La clé étamine, hébergée sur le site national de SVT hébergé par l’académie de Toulouse,
                               réunit un ensemble d’applications gratuites constituées à la fois de logiciels généralistes,
                               de logiciels adaptés à différentes parties des programmes de collège et de logiciels d’autres
                               disciplines pouvant être utilisés en SVT ou lors de la réalisation d’EPI. Cet outil présente
                               l’avantage de présenter les applications dans des menus organisés en fonction des thèmes
                               d’étude. Le site SVT de l’académie de Créteil propose une liste des ressources de cette clé.

                               Le calcul et le traitement de l’information ont été largement abordés dans la première
                               partie avec les tableurs. Pour autant, un point reste à préciser avec cet outil, intimement lié
                               à nos démarches. Les tableurs permettent de mutualiser des résultats. Il suffit pour cela
                               de partager des feuilles de calcul. On peut ici mutualiser des résultats et les rendre plus
                               robustes. C’est particulièrement important quand on cherche à traiter des données issues
                               de l’expérience ou de comptage ou encore quand on cherche à exploiter des enquêtes par
                               exemple.




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  CYCLE   4    I Sciences de la vie et de la Terre I Enseigner les sciences de la vie et de la Terre au cycle 4




                               Conclusion
                               La place du numérique ne cesse de s’accroître dans nos sociétés. Les élèves utilisent
                               ces technologies qui occupent des espaces de plus en plus importants. Le numérique a
                               transformé la communication, il modifie les espaces de travail, les modalités d’apprentissage,
                               il bouscule le rapport que nous avons à la connaissance. Les objets connectés fournissent
                               une multitude d’informations, y compris sur les paramètres biologiques des personnes, qui
                               ont créé depuis quelques années le concept « d’être humain augmenté ». Mais les objets
                               connectés c’est aussi une multitude d’informations sur la toile que le détenteur du dit objet
                               accepte de divulguer en même temps qu’il accepte les conditions d’utilisation, c’est l’identité
                               numérique qu’il appartient à chacun de bien maîtriser. L’un des enjeux aujourd’hui c’est de ne
                               pas créer une nouvelle rupture du numérique entre des usages qui seraient ceux de l’école et
                               des usages qui seraient ceux des élèves. Il faut que les enseignants s’emparent de ces outils,
                               qu’à travers eux ils forment leurs élèves pour en faire des citoyens responsables dans les
                               usages qu’ils en feront dans leur vie.




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