Certains professeurs de sciences abandonnent les longues conférences au profit d’expériences pratiques et de conversations en classe. La méthode s’appelle “la modélisation.”
Noel, deuxième année au lycée North Boone, souffle de l’air chaud sur un ballon bleu. Le ballon dit “Joyeux anniversaire” si vous êtes curieux.
“Les particules chaudes vont commencer à frapper le ballon”, a-t-elle déclaré. “Et puis les particules à l’intérieur du ballon vont commencer à se déplacer plus rapidement à cause de cela. Puis au bout d’un moment, ils se déplaceront de plus en plus vite et… ça s’étendra.
C’est ainsi que cette classe — et toutes les classes de modélisation — fonctionnent. Son professeur, Zena McFadden, ne se tient pas devant la classe et ne donne pas de cours pendant une heure pendant que les élèves griffonnent des notes la tête baissée. McFadden a commencé le mannequinat il y a quatre ans.
Ils introduisent un sujet. En ce moment, cette classe est dans une unité sur les lois des gaz et la pression atmosphérique. Mais il n’y aura pas de définitions de manuel aujourd’hui. McFadden veut qu’ils découvrent le matériel par eux-mêmes. Comme toujours, ils sautent directement dans un laboratoire.
En règle générale, les étudiants expérimentent pendant trois ou quatre jours, travaillant en petits groupes sur chaque activité de laboratoire. L’un des autres laboratoires implique aujourd’hui un peu de guimauve dans une seringue. La guimauve a également un petit visage souriant dessiné dessus.
“Nous avons commencé à 50”, ont-ils déclaré. “C’est comme à une taille normale, puis lorsque nous l’avons réduite à 15, la guimauve s’est ratatinée.”
Mais pourquoi? Ils pensent que la pression force les particules d’air à sortir de la guimauve.
Mais qu’est-ce que la pression ? Et que sont même les particules ? Ce sont des questions fondamentales que McFadden veut que ses élèves apprennent et connaissent par le biais d’expériences. Il y a même un signe de mot interdit.
“Ils commencent avec rien”, a déclaré McFadden, professeur de chimie à l’école secondaire North Boone qui utilise la “modélisation” depuis quelques années. “C’est là que ça commence : ‘des mots que nous utilisons mais que nous ne pouvons pas encore expliquer.’ Et nous ne sommes pas autorisés à les utiliser jusqu’à ce qu’ils puissent les comprendre.
Ainsi, l’une des premières expériences de l’année consiste simplement à prouver que les particules existent. Tout ce qu’il faut, c’est une canette de Febreze.
“Je pulvérise des particules et ils lèvent la main quand ils les sentent”, a déclaré McFadden.
Maintenant qu’ils ont établi cela, ils peuvent aller de l’avant. Mais il y a un autre élément dans la modélisation, qui est tout aussi important que les expériences. C’est ce qu’on appelle le “tableau blanc”.
Une fois que les élèves ont terminé leurs expériences, ils dessinent leurs découvertes sur un grand tableau effaçable à sec. Ensuite, ils se réunissent avec leurs camarades de classe et présentent leurs explications.
Le reste de la classe pose des questions et ensemble ils décident des conclusions qu’ils peuvent en tirer.
Une classe a regardé une vidéo d’un camion-citerne qui s’est violemment effondré sur lui-même. Maintenant, ils dessinent et discutent de leurs idées sur les raisons pour lesquelles cela aurait pu arriver.
« Êtes-vous en train de dire qu’ils mettent des particules dedans ? demande calmement un élève. L’étudiant présentateur répond “J’ai l’impression qu’il y avait déjà des particules à l’intérieur et qu’ils n’avaient nulle part où aller.” Un autre étudiant en chimie sonne “Si c’était le cas, alors ça aurait explosé, pas dedans!”
Ensemble, juste au moment où la cloche sonne, ils ont établi que les particules d’air et la pression à l’extérieur du pétrolier devaient être la raison pour laquelle il a implosé et n’a pas explosé.
Comme on dit dans la classe après chaque unité, “c’est l’histoire jusqu’à présent”. Ils sont parvenus à leur conclusion ensemble et les modèles qu’ils construisent changeront à mesure qu’ils apprendront de nouvelles informations et un nouveau vocabulaire.
Noel, un étudiant en deuxième année, dit que le mannequinat a pris une minute pour s’y habituer. Mais maintenant, elle l’aime beaucoup.
“Une fois que les gens sont sortis de leur zone de confort, c’est en fait beaucoup plus facile à comprendre”, a-t-elle déclaré. «Je trouve cela plus facile parce que vous ne vous éloignez pas autant. Et vous n’entendez pas parler de la même personne ; vous obtenez des perspectives différentes.
Phil Culcasi dit que créer une atmosphère confortable dans votre classe est essentiel pour les modélisateurs. Il est un professeur de chimie à Wheaton-Warrenville Sud. Il aide à organiser des ateliers de modélisation où ils enseignent la modélisation à des éducateurs du monde entier.
Dans une classe normale, les enfants ressentent une pression – un peu comme la petite guimauve dans la seringue – pour ne lever la main et présenter des idées que lorsqu’ils sont sûrs d’avoir raison. La modélisation veut qu’ils prennent des risques et soient plus vulnérables pour apprendre en groupe.
“Je vois mes enfants réfléchir davantage”, a-t-il déclaré, “et poser davantage de questions.”
Et même si des enseignants comme McFadden et Culcasi ne donnent pas de cours tout le temps et ne leur donnent pas de réponses, ils guident toujours leurs élèves à travers chaque leçon.
“C’est là que la compétence de modélisation entre en jeu”, a déclaré Culcasi. « Les enfants ne sont vraiment pas seuls. Nous les poussons à travers les questions des enseignants pour les amener au concept que nous voulons qu’ils apprennent en sachant ce qui vient avant et ce qui vient ensuite.
Et certains éducateurs de modélisation disent que les étudiants s’engagent avec et mieux retenir les informations par le modelage que dans l’enseignement traditionnel. Deux des anciens élèves de McFadden passent même en classe et reprennent là où ils se sont arrêtés l’année précédente dans un laboratoire sur le fonctionnement des thermos YETI.
McFadden dit que le passage au mannequinat au cours des dernières années a été libérateur, et elle aime que ce ne soit pas une compétition – c’est une collaboration, une compétence qui les aidera quelle que soit la carrière qu’ils poursuivent.
“Nous devons nous écouter parce que les idées de chacun sont importantes”, a déclaré McFadden. “Et vous ne pouvez pas l’apprendre sans écouter quelqu’un d’autre.”
Comme on dit en cours de chimie, “c’est l’histoire jusqu’à présent”.
