Cadre de L'APPRENTISSAGE

Programme FRANÇAIS

Sciences de la nature

Survol de la discipline

La science est l’exploration systématique du monde naturel par l’observation, l’expérimentation et un raisonnement fondé sur des preuves, dans le but d’approfondir notre compréhension du monde. Elle nait de la curiosité humaine et fait appel à la créativité, à l’imagination et à l’intuition, pour favoriser la découverte de nouvelles connaissances.

La science repose sur un ensemble de savoirs établis et propose un cadre conceptuel permettant de générer de nouvelles idées sur le monde naturel. Elle est influencée par des facteurs historiques, politiques, économiques, environnementaux et sociétaux, qui sont essentiels à la compréhension de sa valeur en tant qu’entreprise humaine fondamentale.

La science joue un rôle essentiel dans la compréhension de phénomènes, la résolution de problèmes et le développement de nouvelles technologies. En étudiant les sciences de la nature, les élèves développent leur littératie scientifique; ils enrichissent leurs connaissances, affinent leur pensée critique, renforcent leur capacité à analyser des données, et apprennent à évaluer efficacement des démarches scientifiques. La littératie scientifique permet aux élèves de discuter de l’information de manière critique, de prendre des décisions éclairées et de traiter des enjeux complexes d’ordres personnel, sociétal et environnemental. L’enseignement des sciences contribue à la réalisation d’une citoyenneté responsable, nourrit la curiosité et encourage une pensée interdisciplinaire grâce à ses liens avec les mathématiques, le génie, les arts, les langues, l’éducation physique, l’éducation à la santé et les sciences humaines.

Au Manitoba, l’éducation scientifique de la maternelle à la 10e année repose sur les cinq domaines suivants :

  • Les peuples autochtones au sein du monde naturel – Les Premières Nations, les Métis et les Inuit ont toujours utilisé des façons scientifiques de savoir, d’être et de faire; tous les élèves tirent profit d’une compréhension de la manière dont les différentes communautés autochtones interprètent le monde naturel, mettent en pratique des principes scientifiques et élaborent des technologies au sein d’approches interconnectées et durables.
  • L’identité scientifique – À travers l’histoire, des personnes de divers horizons ont joué un rôle dans le développement des sciences et chaque personne, chaque société, ainsi que l’environnement qui les entoure, est affecté par la science et la technologie; il est nécessaire de donner les moyens à tous les élèves de se considérer comme des participants à l’effort scientifique collectif.
  • La science en pratique – Ce domaine comporte les contextes STSE (Science, Technologie, Société et Environnement), la mesure, les actions et pratiques, les instruments scientifiques et la prise de conscience de l’application des sciences de la nature dans les carrières, les loisirs et les activités; il est nécessaire d’équiper tous les élèves avec les habiletés et les attitudes qui leur permettront d’agir en faveur de l’amélioration de la société et d’un avenir durable.
  • La nature de la science – Ce domaine comprend la raison d’être, les méthodes, les applications, et les implications de l’investigation scientifique; il est nécessaire que tous les élèves développent leur confiance en la science afin de pouvoir naviguer la complexité d’un environnement riche en information, y compris différencier l’information scientifiquement valide de la pseudoscience, la mésinformation et la désinformation.
  • Les connaissances scientifiques – Ce domaine comprend des informations, des concepts, des principes, des théories, et des faits qui ont été obtenus, testés, et validés par le processus systématique de l’investigation scientifique; il est nécessaire que tous les élèves développent un socle de connaissances fondamentales afin de devenir des citoyens dotés d’une littératie scientifique.

Les apprentissages dans les domaines des connaissances scientifiques et de la nature de la science sont organisés autour de quatorze notions-clés* de science et sur la science. Les dix notions-clés de science sont traitées à travers les apprentissages de connaissances scientifiques qui sont spécifiques à chaque niveau scolaire, alors que les quatre notions-clés sur la science sont explorées à travers les apprentissages de la nature de la science sur quatre stades progressifs. L’intention du domaine portant sur les peuples autochtones au sein du monde naturel est d’assurer que les savoirs, savoir-être et savoir-faire des Premières Nations, Inuit et Métis par rapport aux sciences sont infusés dans les cours de sciences. Le sentiment d’appartenance des élèves envers les sciences de la nature est abordé dans le domaine portant sur l’identité scientifique. Le domaine de la science en pratique met en lumière le fait que la science est active et participative.

Ces domaines entrelacés, sur lesquelles reposent la structure des apprentissages, placent les élèves sur un parcours où leur littératie scientifique peut continuellement s’étoffer. Ils cultivent leurs compétences globales, ce qui leur permet alors de participer de manière authentique au programme d’études et de consolider des apprentissages durables en science. De plus, l’apprentissage en sciences de la nature tient compte du rôle de l’école française en milieu minoritaire et de la construction langagière, identitaire et culturelle, ainsi que des principes de l’apprentissage et de l’évaluation. Les élèves sont exposés dans cette discipline à la fois à des modèles scientifiques et à des modèles culturels et langagiers.

* Voir Harlen, W. (2015). Idées de sciences, idées sur la science (traduit par M. Labonde). Éditions Le Pommier.

Compétences globales en sciences de la nature

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La pensée critique en sciences de la nature consiste à utiliser des preuves basées sur l’observation, l’expérience et l’expérimentation pour tester des idées, résoudre des problèmes, et approfondir sa compréhension des concepts scientifiques. La pensée critique est une composante essentielle à l’investigation scientifique et nécessite l’utilisation de divers processus et de nombreuses sources de preuves pour distinguer les informations exactes et fiables des informations biaisées ou erronées. Penser de façon critique permet de découvrir les relations dans et entre des phénomènes variés. Des théories sont élaborées et testées; elles peuvent être consolidées, remises en question, modifiées, ou abandonnées.

Lorsque la pensée critique est mobilisée en sciences, les élèves :

    • utilisent des habiletés de recherche stratégiques, efficaces et efficientes pour trouver et utiliser des sources fiables;
    • font preuve d’un scepticisme fondé en science, face à la partialité, la fiabilité et la pertinence des sources d’information scientifiques, afin de faire des liens entre idées, régularités et relations;
    • explorent une position sous l’angle de multiples perspectives scientifiques et la justifient, l’ajustent ou la modifient au regard de preuves scientifiques et de rétroactions de leurs pairs;
    • se montrent disposés à poser des questions scientifiquement pertinentes pour approfondir leur compréhension;
    • émettent des jugements fondés sur les meilleures preuves scientifiques disponibles, les observations et les expériences;
    • utilisent des critères pour arriver à des décisions scientifiques éthiques face à l’éventuel impact de leurs actions sur eux-mêmes, les autres, ou l’environnement.
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La créativité en sciences de la nature stimule l’exploration des idées, des processus, des problèmes et des enjeux scientifiques. La science est un processus profondément créatif visant à générer de nouvelles idées, à concevoir des produits et des processus innovateurs, et à obtenir des preuves menant à une prise de décisions éclairée. Les scientifiques utilisent l’imagination et les preuves disponibles pour proposer des théories ou des modèles expliquant les phénomènes dans le monde qui nous entoure et ils conçoivent des expériences pour tester ces théories. Ce processus peut entraîner des changements dans la compréhension humaine et mener à de nouvelles technologies.

Lorsque la créativité est mobilisée en sciences, les élèves :

    • font preuve d’initiative, d’ouverture d’esprit, d’inventivité, de flexibilité, et de la volonté de prendre des risques calculés;
    • se montrent curieux envers le monde naturel, posent des questions pertinentes sur le plan scientifique, et sont à l’aise avec l’exploration et la manipulation de différentes idées;
    • résolvent des problèmes en utilisant des stratégies scientifiques et en appliquant leurs connaissances et leurs idées de manière innovatrice;
    • approfondissent leur compréhension des concepts scientifiques en s’appuyant sur les idées de leurs pairs et en s’efforçant de voir le monde selon diverses perspectives;
    • planifient, et ajustent leur plan au besoin, lors de l’investigation scientifique d’un problème ou de la conception d’un prototype (le design);
    • Les élèves valident et adaptent leurs plans, idées, stratégies ou solutions pour résoudre des problèmes et des situations mathématiques, tout en persévérant face aux obstacles afin de progresser.
    • testent et améliorent leur plan au cours des processus de recherche, de design ou de prise de décision, en persévérant malgré les obstacles.
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La citoyenneté en sciences de la nature consiste en la capacité à reconnaitre et à comprendre les conséquences des décisions et des pratiques en sciences sur soi-même, les autres et le monde naturel. La méthodologie utilisée en science reconnait la faillibilité des facultés humaines, incluant les limites de l’observation et les biais naturels. Un scientifique exerce son rôle de citoyen en soumettant ses idées à la révision par les pairs et en reconnaissant la diversité et la richesse des personnes et des cultures qui contribuent à notre compréhension du monde. Les connaissances scientifiques accumulées à travers le monde peuvent aider à la durabilité et à l’amélioration du monde; elles devraient être recueillies de manière éthique, partagées volontairement et transmises de génération en génération.

Lorsque la citoyenneté est mobilisée en sciences, les élèves :

    • comprennent que la science traite souvent d’enjeux complexes, sur lesquels il peut exister des points de vue différents;
    • explorent les relations avec soi-même, avec les autres et avec le monde naturel;
    • évaluent les facteurs en jeu et proposent des solutions scientifiquement valables qui tiennent compte de leur bien-être, ainsi que de celui des autres et du monde naturel;
    • considèrent divers points de vue scientifiques, les contributions aux sciences provenant de personnes ayant des antécédents, expériences et visions du monde variés;
    • respectent les perspectives de leurs pairs, y compris celles qui ne correspondent pas aux leurs;
    • communiquent au sein de leur communauté scientifique de façon responsable, respectueuse, et inclusive;
    • participent, par leurs investigations scientifiques, à l’amélioration de la communauté humaine et naturelle, à la fois locale et globale;
    • recherchent des solutions équitables aux enjeux scientifiques dans un souci de respect de la diversité, de l’inclusion et des droits de la personne;
    • prennent des décisions éthiques basées sur les preuves scientifiques disponibles afin de créer un impact positif et durable sur eux-mêmes, les autres et le monde naturel.
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La connaissance de soi en sciences de la nature permet aux apprenants de développer une confiance en soi et un rapport positif vis-à-vis des sciences. La pensée scientifique est une habileté qui peut être développée et qui a des applications utiles dans la vie quotidienne. Faire de la science nécessite une prise de risque prudente, de la curiosité, une évaluation analytique de ses croyances, et une volonté de grandir et de changer fondée sur de l’information vérifiable. Pratiquer la science développe la résilience et la persévérance et promeut une compréhension de sa place au sein du monde naturel.

Lorsque la connaissance de soi est mobilisée en sciences, les élèves :

    • reconnaissent leurs intérêts, leurs forces, leurs dons et leurs défis en faisant des liens entre la science et leur vie;
    • se familiarisent avec les facteurs qui façonnent leur identité scientifique et comprennent que tout et chacun est un scientifique;
    • comprennent et utilisent des stratégies d’autorégulation pendant les investigations scientifiques et face aux rétroactions de leurs pairs;
    • s’interrogent sur leurs décisions scientifiques, leurs efforts et leur expérience et acceptent que la prise en compte des rétroactions des autres fait partie du processus scientifique;
    • se fixent des objectifs lors de tout processus scientifique pour soutenir leur apprentissage scientifique et leur bien-être;
    • reconnaissent qu’une compréhension scientifique du monde naturel peut susciter espoir et optimisme vis-à-vis de l’avenir;
    • font preuve de résilience et de persévérance face aux obstacles, en reconnaissant qu’on apprend de ses erreurs et qu’on s’appuie sur ses réussites;
    • démontrent leur capacité à évaluer de façon critique leurs propres idées et croyances et font preuve d’ouverture d’esprit en les adaptant et en les modifiant en réponse à de nouvelles données;
    • valorisent leur propre voix, renforcent leur confiance en leurs propres habiletés et acceptent que l’apprentissage des sciences continue tout au long de leur vie.
people holding hands and talking

La collaboration en sciences de la nature consiste à apprendre des autres et avec les autres pour élaborer des idées scientifiques et des processus. Le processus d’évaluation par les pairs et la recherche du consensus sont des pratiques essentielles aux sciences. Les développements en sciences se produisent par l’entremise de collaboration entre scientifiques et équipes de scientifiques.

Lorsque la collaboration est mobilisée en sciences, les élèves :

    • cherchent à comprendre divers points de vue, voix et idées, en les considérant comme des composantes à part entière du processus scientifique;
    • comprennent qu’en science, les nouvelles idées s’appuient souvent sur les contributions et les idées des autres;
    • valorisent les contributions des autres groupes et individus;
    • participent au processus de se poser des questions scientifiques et à en poser aux autres, ainsi qu’à écouter activement les réponses;
    • contribuent aux équipes scientifiques dont ils font partie en composant avec les différences et en se montrant disposés à faire des compromis ou à changer de point de vue face aux preuves scientifiques;
    • recueillent et interprètent des données de manière collaborative, en s’efforçant de s’accorder sur la compréhension de leur signification scientifique;
    • s’engagent à jouer leur rôle au sein de leur équipe afin d’atteindre un objectif commun dans le cadre des processus de recherche, de design et de prise de décision.
people holding hands and talking

La communication en sciences de la nature consiste en une interaction avec autrui pour échanger des idées et des informations scientifiques dans divers contextes. La communication claire de l’information est centrale à l’œuvre scientifique. Ce qui est communiqué en tant qu’information scientifique doit être crédible, ouvert au questionnement d’experts et testable par l’observation ou l’expérimentation. La communication scientifique transmet souvent de l’information sous formes mathématique, graphique, ou technique. Les limitations liées à l’investigation doivent être prises en compte. Le langage et les symboles peuvent être très spécialisés et la communication entre domaines scientifiques et la vulgarisation au grand public nécessitent souvent une interprétation par des enseignants, des journalistes et d’autres communicateurs scientifiques.

Lorsque la communication est mobilisée en sciences, les élèves :

    • expriment leurs idées et organisent l’information de manière claire et succincte à l’aide de la terminologie et de la représentation scientifiques appropriées, y compris la prise en compte de l’incertitude et des sources d’erreurs possibles;
    • partagent des idées scientifiques en utilisant des modes de communication et des supports variés, qui tiennent compte de l’intention, du contexte et du public cible;
    • comprennent que leurs paroles et leurs actions façonnent leur identité, tant en personne qu’en ligne;
    • utilisent leurs connaissances scientifiques et les indices contextuels pour mieux comprendre les communications scientifiques;
    • cherchent à comprendre le point de vue scientifique de leurs pairs par l’écoute active et le questionnement;
    • approfondissent leur compréhension des idées scientifiques en faisant des liens et en construisant des relations dans le cadre de conversations, de discussions et d’interactions dans des contextes variés et par le biais de divers médias;
    • poursuivent et défendent leurs intérêts et ceux des autres de manière constructive et responsable afin de renforcer leur communauté scientifique.

Apprentissage durable

Les sciences de la nature expliquent les phénomènes naturels.

Les sciences de la nature expliquent les causes des phénomènes observés dans le monde naturel en utilisant diverses pratiques pour y parvenir.

Les sciences de la nature vivent à travers un effort collectif.

Les sciences de la nature vivent grâce à un effort humain collectif, qui permet de découvrir des lois, de construire des modèles, et de formuler des théories, qui correspondent le mieux aux données disponibles à un moment donné.

Les sciences de la nature et la technologie sont interconnectées.

Les sciences de la nature nourrissent une relation symbiotique entre les connaissances scientifiques et les développements technologiques dans le but de résoudre des problèmes.

Les sciences de la nature ont des implications complexes.

Les sciences de la nature et ses applications ont des implications éthiques, sociales, personnelles, économiques, politiques, culturelles et environnementales, comme la prise en compte de la durabilité et de la justice sociale.

Les sciences de la nature équipent les apprenants avec la capacité d’agir.

Les sciences de la nature renforcent la capacité d’agir et le développement d’une identité scientifique qui permet de cultiver un intérêt pour la science tout au long de la vie, ainsi que d’éclairer la prise de décision dans la vie quotidienne.