éléments de réponse

1- Le principe de toute expérimentation

Tester la validité d'une hypothèse explicative en établissant une relation de causalité entre les variations d'un facteur et ses effets sur le phénomène étudié.

Objectif

Montrer que A a un effet sur B

En savoir plus

Conséquence

Cause

Tester cette relation de causalité en provoquant la variation de ce facteur pour en mesurer les effets sur des observables ou mesurables du phénomène étudié.

Méthode

Faire varier A pour tester comment varie B

En savoir plus

Paramètre mesuré ou observé Paramètre que l’expérimentateur mesure (à l’aide d’un outil de mesure) ou observe (à l’aide d’un outil d’observation) pour évaluer l'évolution du phénomène étudié

Paramètre variable :Paramètre maîtrisable de l'envrionnement que l’expérimentateur annule ou fait varier volontairement

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2- Mise au point du protocole expérimental

Mesure, observation, estimation

Hypothèse

Matériel nécessaire

Evaluent la variation du paramètre observable du phénomène étudié.

Permet la mise en place d'un protocole expérimental adapté au test de l'hypothèse choisie.

Exprime la relation de causalité à tester.

Paramètresà définir

Résultats attendus

Déterminent le protocole à mettre en place pour tester l'hypothèse choisie.

Décrivent la variation attendue du paramètre observable selectionné.

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3- Compétences et gestes professionnels associés

• J'identifie les étapes d'un protocole scientifique permettant de répondre à une question.
• J'identifie le protocole le plus adapté pour répondre à une question données.
• Je combine différentes modalités d'inversation au cours d'un même protocole.

La définition d'un protocole

• Je formule une prédiction, une hypothèse en lien avec une question scientifique.

Formuler une prédiction, une hypohtèse

La collecte de données via l'expérimentation

• Je construis un protocole expérimental faisant varier un seul paramètre.
• Je privilégie la répétition des expérimentations pour obtenir un résultat plus fiable.

Compétences élèves

Hypothèse

Mesure, observation, estimation

Matériel nécessaire

Paramètres à définir

Résultats attendus

• J’élabore avec la classe un protocole que les élèves mettent en oeuvre.

• Chaque groupe d'élèves élabore et met en oeuvre des protocoles à partir du matériel que j’ai proposé.

• Chaque groupe d'élèves élabore et met en oeuvre des protocoles faisant appel à du matériel proposé par les élèves.

• J’aide les élèves à consigner leurs investigations dans un cahier de sciences pour qu’ils prennent en charge la production et l’organisation d’une partie des écrits.

La définition d'un protocole

• Je distribue des rôles au sein d’un groupe d’élèves (par exemple : celui qui prend des notes, celui qui effectue des mesures…).
• Je veille à la bonne participation de tous et sollicite les élèves de façon égalitaire.
• J’encourage les élèves et je peux leur apporter des aides spécifiques (je m’assure de la bonne compréhension des consignes données…).

La collecte de données via l'expérimentation

• Je ménage des moments où je rappelle explicitement les différentes étapes de la démarche, celles déjà réalisées et celles qui restent à réaliser.
• Je sollicite régulièrement les élèves pour qu’ils explicitent eux-mêmes leur démarche, ainsi que les étapes qu’ils ont déjà réalisées et celles qui restent à réaliser.
• Je précise les critères de réussite. J’insiste notamment sur le fait qu’invalider une hypothèse est aussi important que de la valider.

Gestes professionnels

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• Identifier les étapes d'un protocole scientifique permettant de répondre à une question.
• J'identifie le protocole le plus adapté pour répondre à une question données.
• Je combine différentes modalités d'inversation au cours d'un même protocole.

La définition d'un protocole

• Je distribue des rôles au sein d’un groupe d’élèves (par exemple : celui qui prend des notes, celui qui effectue des mesures…).
• Je veille à la bonne participation de tous et sollicite les élèves de façon égalitaire.
• J’encourage les élèves et je peux leur apporter des aides spécifiques (je m’assure de la bonne compréhension des consignes données…).
• Je ménage des moments où je rappelle explicitement les différentes étapes de la démarche, celles déjà réalisées et celles qui restent à réaliser.
• Je sollicite régulièrement les élèves pour qu’ils explicitent eux-mêmes leur démarche, ainsi que les étapes qu’ils ont déjà réalisées et celles qui restent à réaliser.
• Je précise les critères de réussite. J’insiste notamment sur le fait qu’invalider une hypothèse est aussi important que de la valider.

La collecte de données via l'expérimentation

Le pramètre variable

Les paramètres constants

Le paramètre mesuré ou observé

Pour vérifier l'hypothèse on souhaite tester les effets de A sur B

Les autres paramètres que l'expérimentateur veillera à ne pas modifier d'une expérience à l'autre.

Le paramètre A que l'expérimentateur fait volontairement varier pour en étudier les effets.

Le paramètre B observable du phénomène étudié que l'expérimentateur va mesurer (ou observer s'il n'est pas quantifiable).

L'expérience témoin

Ne variant avec l'expérience test que par le paramètre variable elle permet de comparer les résultats obtenus et de s'assurer qu'ils ne sont liés à aucun biais expérimental.

Paramètres choisis

Les différents éléments de l'expérience permettent de prévoir le matériel nécessaire :

Paramètre observé

Phénomène étudié

Pamètre mesuré

Matériel nécessaire

Outil d'observation

Matériel permettant de le modéliser

Matériel permettant de l'étudier en conditions réelles

Instrument de mesure

Paramètre quantifiable

Paramètre non quantifiable

Paramètre observable du phénomène étudié

Mesures, observation et estimation

Mesure

Estimation

Choix de la grandeur estimée

Choix de la grandeur mesurée

Choix de l'élément observé

Choix de l'instrument de mesure

Choix de l'outil d'observation

Choix de la grandeur estimée

La collecte de données via l'expérimentation

• Je construis un protocole expérimental faisant varier un seul paramètre.
• Je privilégie la répétition des expérimentations pour obtenir un résultat plus fiable.

• Je distribue des rôles au sein d’un groupe d’élèves (par exemple : celui qui prend des notes, celui qui effectue des mesures…).
• Je veille à la bonne participation de tous et sollicite les élèves de façon égalitaire.
• J’encourage les élèves et je peux leur apporter des aides spécifiques (je m’assure de la bonne compréhension des consignes données…).

La collecte de données via l'expérimentation

• Je ménage des moments où je rappelle explicitement les différentes étapes de la démarche, celles déjà réalisées et celles qui restent à réaliser.
• Je sollicite régulièrement les élèves pour qu’ils explicitent eux-mêmes leur démarche, ainsi que les étapes qu’ils ont déjà réalisées et celles qui restent à réaliser.
• Je précise les critères de réussite. J’insiste notamment sur le fait qu’invalider une hypothèse est aussi important que de la valider.

Elle exprime une relation de causalité qui peut être formulée ainsi :Selon notre hypohtèse, A a une influence sur B.

Hypothèse

• Identifier les étapes d'un protocole scientifique permettant de répondre à une question.
• J'identifie le protocole le plus adapté pour répondre à une question données.
• Je combine différentes modalités d'inversation au cours d'un même protocole.

La définition d'un protocole

• J’élabore avec la classe un protocole que les élèves mettent en oeuvre.

• Chaque groupe d'élèves élabore et met en oeuvre des protocoles à partir du matériel que j’ai proposé.

• Chaque groupe d'élèves élabore et met en oeuvre des protocoles faisant appel à du matériel proposé par les élèves.

• J’aide les élèves à consigner leurs investigations dans un cahier de sciences pour qu’ils prennent en charge la production et l’organisation d’une partie des écrits.

La définition d'un protocole

Paramètre quantifiable

Paramètre non quantifiable

Paramètre observable du phénomène étudié

Mesures, observation et estimation

Mesure

Estimation

Choix de la grandeur estimée

Choix de la grandeur mesurée

Choix de l'élément observé

Choix de l'instrument de mesure

Choix de l'outil d'observation

Choix de la grandeur estimée

Les différents éléments de l'expérience permettent de prévoir le matériel nécessaire :

Paramètre observé

Phénomène étudié

Pamètre mesuré

Matériel nécessaire

Outil d'observation

Matériel permettant de le modéliser

Matériel permettant de l'étudier en conditions réelles

Instrument de mesure

Elle exprime une relation de causalité qui peut être formulée ainsi :Selon notre hypohtèse, A a une influence sur B.

Hypothèse

Le pramètre variable

Les paramètres constants

Le paramètre mesuré ou observé

Pour vérifier l'hypothèse on souhaite tester les effets de A sur B

Les autres paramètres que l'expérimentateur veillera à ne pas modifier d'une expérience à l'autre.

Le paramètre A que l'expérimentateur fait volontairement varier pour en étudier les effets.

Le paramètre B observable du phénomène étudié que l'expérimentateur va estimer ou mesurer (voire observer s'il n'est pas quantifiable).

L'expérience témoin

Ne variant avec l'expérience test que par le paramètre variable elle permet de comparer les résultats obtenus et de s'assurer qu'ils ne sont liés à aucun biais expérimental.

Paramètres à définir

• Identifier les étapes d'un protocole scientifique permettant de répondre à une question.
• J'identifie le protocole le plus adapté pour répondre à une question données.
• Je combine différentes modalités d'inversation au cours d'un même protocole.

La définition d'un protocole

• Je distribue des rôles au sein d’un groupe d’élèves (par exemple : celui qui prend des notes, celui qui effectue des mesures…).
• Je veille à la bonne participation de tous et sollicite les élèves de façon égalitaire.
• J’encourage les élèves et je peux leur apporter des aides spécifiques (je m’assure de la bonne compréhension des consignes données…).
• Je ménage des moments où je rappelle explicitement les différentes étapes de la démarche, celles déjà réalisées et celles qui restent à réaliser.
• Je sollicite régulièrement les élèves pour qu’ils explicitent eux-mêmes leur démarche, ainsi que les étapes qu’ils ont déjà réalisées et celles qui restent à réaliser.
• Je précise les critères de réussite. J’insiste notamment sur le fait qu’invalider une hypothèse est aussi important que de la valider.

La collecte de données via l'expérimentation

• Je formule une prédiction, une hypothèse en lien avec une question scientifique.

Formuler une prédiction, une hypohtèse

Afin de tester la bonne compréhension du protocole mis en place par les élèves, il est utile de leur demander d'anticiper les valeurs attendues des paramètres mesurés ou observés.

Résultats attendus

Afin de tester la bonne compréhension du protocole mis en place par les élèves, il est utile de leur demander d'anticiper les valeurs attendues des paramètres mesurés ou observés.

Résultats attendus