La démarche d’investigation en SVT : mode d’emploi

Qu'est ce que la démarche d'investigation ?

La démarche d’investigation est essentielle car elle s’inscrit dans une démarche purement scientifique. Elle génère une réflexion de la part des élèves qui ne sont plus simplement à l’écoute de leur enseignant. Ils sont les pleins acteurs de leur apprentissage visant la résolution d’un problème. Ils formulent des hypothèses, participent à la stratégie de résolution, conçoivent des outils pour l’investigation et aboutissent à une conclusion. C’est par la logique, l’analyse et un questionnement constant qu’ils acquièrent un savoir. Le professeur est un guide qui travaille en amont et anticipe les questionnements potentiels de ses élèves et les outils qu’ils devront mettre en place. 

On valorise dans cette démarche la réflexion, l’expérience, la création d’outils, la communication entre élèves et les capacités de synthèse. La démarche d’investigation, parce qu’elle positionne les élèves au cœur d’une enquête ancrée dans un contexte réel, est en soi une source de motivation.

Les 7 étapes de la démarche d’investigation

La démarche d’investigation, quelle que soit la discipline scientifique, repose sur 7 piliers essentiels :

1. L’observation et la situation initiale
   À partir d’une situation proposée par l’enseignant, les élèves observent un phénomène dont découle une discussion collective liée aux représentations et questionnements de chacun.
    
2. La formulation d’une question, la problématisation
   Les idées soulevées vont amener à une confrontation de points de vue et un problème scientifique va se poser. Ce problème est celui que la classe devra résoudre.
    
3. La recherche d’hypothèses
   Le problème posé va amener à un nouveau questionnement des élèves dans le but de soulever des hypothèses. Pour cela, l’enseignant va encourager la communication entre les élèves pour les guider dans leur réflexion. Il ne se pose pas en détenteur du savoir mais en facilitateur. Les élèves vont formuler des hypothèses fondées sur leurs expériences ou connaissances, lesquelles ne sont d’ailleurs pas forcément justes.
    
4. L’investigation et la confrontation aux hypothèses
   C’est par l’investigation (recherches documentaires et/ou expérimentations) que les hypothèses vont être confirmées ou non. La pertinence de l’hypothèse est le fruit de l’expérimentation menée. Durant cette étape, l’enseignant veillera à ce que les élèves eux-mêmes soient les instigateurs de la création des outils de l’investigation. Ils pourront ainsi être amenés à créer leurs propres outils pour explorer la véracité de leurs hypothèses.
    
5. L'échange argumenté
   De cette expérimentation naît la formulation de nouvelles hypothèses émanant des élèves (soit de manière individuelle soit de manière collective). L’idée est de faire émerger un nouveau questionnement par rapport aux nouvelles données. Cet échange doit générer d’autres interrogations et mener à un débat entre pairs (les élèves).
    
6. La conclusion avec l’acquisition de connaissances
   Cette étape correspond au partage des découvertes menées dans la classe. C’est une mise en commun pour construire un savoir de classe partagé. S’ensuit la réalisation collective de la trace écrite, qui fait appel à ce qui a été mis en évidence. Cette phase doit permettre de généraliser et de conceptualiser.
    
7. La mobilisation des connaissances
   Cette dernière étape, c’est le réinvestissement des connaissances des élèves par le biais de l’évaluation formative.

Il est à noter que selon le problème posé, certaines étapes prendront plus de temps que d’autres et que le processus ne sera pas nécessairement linéaire.

Un exemple de démarche d’investigation en SVT

La situation de départ doit être ancré dans les exigences du programme et susciter la curiosité et un questionnement productif des élèves. Par exemple* : « Les espèces de chiens actuelles découlent d’une autre espèce de canidés : le loup. Or les diversités de morphologie et le caractère social des chiens n’ont rien à voir avec leur ancêtre sauvage. »

La situation initiale génère des questionnements et un problème que l’on peut formuler ainsi : Quelle est l’origine de la diversité au sein d’une espèce ?

Les hypothèses formulées devraient reposer sur la mutation génétique de l’ADN. Si un ou des gènes sont modifiés chez une espèce cela peut sans doute expliquer la diversité au sein de cette même espèce. Cette solution peut être raisonnablement envisagée et donc va être soumise à l’investigation.

Pour être validée, l’hypothèse doit être testée à travers une série de recherches par exemple sur la génétique moléculaire et l’évolution mais aussi à travers l’expérimentation avec par exemple un TP sur l’origine et diversité des allèles.

L’échange argumenté : suite à l’investigation, le professeur va mettre les élèves dans une posture de réflexion et d’analyse des données reçues. Cette phase génératrice de questionnements doit permettre aux élèves de formuler de nouvelles hypothèses.

La mise en commun des résultats de chaque groupe doit permettre la confrontation et la comparaison. Les divergences observées peuvent être prétexte à un débat et à l’élaboration d’expériences complémentaires visant à préciser les réponses. La conclusion doit pouvoir confirmer ou infirmer l’hypothèse de départ et donc répondre à la question de départ qui aboutit à la rédaction d’un bilan écrit.

L’évaluation formative peut se faire de diverses manières pour vérifier les acquis des élèves : à partir d’exercices, de quiz, sous format de bilan, avec des cartes mentales etc.