• Les systèmes naturels et les systèmes techniques

    Domaine 4 du Socle Commun

    Extrait du B.O. n°30 du 26 juillet 2018 :

    Cycle des apprentissages fondamentaux (cycle 2)

    « Questionner le monde » constitue l’enseignement privilégié pour formuler des questions, émettre des suppositions, imaginer des dispositifs d’exploration et proposer des réponses. Par l’observation fine du réel dans trois domaines, le vivant, la matière et les objets, la démarche d’investigation permet d’accéder à la connaissance de quelques caractéristiques du monde vivant, à l’observation et à la description de quelques phénomènes naturels et à la compréhension des fonctions et des fonctionnements d’objets simples.
    Différentes formes de raisonnement commencent à être mobilisées (par analogie, par déduction logique, par inférence, etc.) en fonction des besoins. Étayé par le professeur, l’élève s’essaie à expérimenter, présenter la démarche suivie, expliquer, démontrer, exploiter et communiquer les résultats de mesures ou de recherches, la réponse au problème posé en utilisant un langage précis. Le discours produit est argumenté et prend appui sur des observations et des recherches et non sur des croyances. Cet enseignement développe une attitude raisonnée sur la connaissance, un comportement responsable vis-à-vis des autres, de l’environnement, de sa santé à travers des gestes simples et l’acquisition de quelques règles simples d’hygiène relatives à la propreté, à l’alimentation et au sommeil, la connaissance et l’utilisation de règles de sécurité simples.
    La pratique du calcul, l’acquisition du sens des opérations et la résolution de problèmes élémentaires en mathématiques permettent l’observation, suscitent des questionnements et la recherche de réponses, donnent du sens aux notions abordées et participent à la compréhension de quelques éléments du monde.
    L’enseignement des arts plastiques permet lui aussi d’aborder sous un angle différent les objets et la matière lors de la conception et de la réalisation d’objets. L’imagination et la créativité sont convoquées lors de la modélisation de quelques objets dans la sphère artistique, culturelle ou esthétique ou dans la sphère technologique comme des circuits électriques simples, en se fondant sur l’observation et quelques connaissances scientifiques ou techniques de base.
    L’enseignement moral et civique participe pleinement à la construction du futur citoyen dans le cadre de l’école et de la classe. Respecter ses engagements, travailler en autonomie et coopérer, s’impliquer dans la vie de l’école et de la classe constituent les premiers principes de responsabilité individuelle et collective.

    Cycle de consolidation (cycle 3) :

    Par l’observation du réel, les sciences et la technologie suscitent les questionnements des élèves et la recherche de réponses. Au cycle 3, elles explorent trois domaines de connaissances : l’environnement proche pour identifier les enjeux technologiques, économiques et environnementaux ; les pratiques technologiques et des processus permettant à l’être humain de répondre à ses besoins alimentaires ; le vivant pour mettre en place le concept d’évolution et les propriétés des matériaux pour les mettre en relation avec leurs utilisations. Par le recours à la démarche d’investigation, les sciences et la technologie apprennent aux élèves à observer et à décrire, à déterminer les étapes d’une investigation, à établir des relations de cause à effet et à utiliser différentes ressources. Les élèves apprennent à utiliser leurs connaissances et savoir-faire scientifiques et technologiques pour concevoir et pour produire. Ils apprennent également à adopter un comportement éthique et responsable et à utiliser leurs connaissances pour expliquer des impacts de l’activité humaine sur la santé et l’environnement.
    La géographie amène également les élèves à comprendre l’impératif d’un développement durable de l’habitation humaine de la Terre.
    En éducation physique et sportive, par la pratique physique, les élèves s’approprient des principes de santé, d’hygiène de vie, de préparation à l’effort (principes physiologiques) et comprennent les phénomènes qui régissent le mouvement (principes biomécaniques).
    Les mathématiques permettent de mieux appréhender ce que sont les grandeurs (longueur, masse, volume, durée, etc.) associées aux objets de la vie courante. En utilisant les grands nombres (entiers) et les nombres décimaux pour exprimer ou estimer des mesures de grandeur (estimation de grandes distances, de populations, de durées, de périodes de l’histoire, etc.), elles construisent une représentation de certains aspects du monde. Les élèves sont graduellement initiés à fréquenter différents types de raisonnement. Les recherches libres (tâtonnements, essais-erreurs) et l’utilisation des outils numériques les forment à la démarche de résolution de problèmes. L’étude des figures géométriques du plan et de l’espace à partir d’objets réels apprend à exercer un contrôle des caractéristiques d’une figure pour en établir la nature grâce aux outils de géométrie et non plus simplement par la reconnaissance de forme.

    Cycle des approfondissements (cycle 4) :

    Le domaine 4 est un lieu privilégié mais non exclusif pour travailler l'histoire des sciences en liaison avec l'histoire des sociétés humaines. Il permet d'initier aux premiers éléments de modélisation scientifique et de comprendre la puissance des mathématiques, l'importance de prendre conscience des ordres de grandeur de l'infiniment grand de l'univers à l'infiniment petit (de la cellule à l’atome). Les élèves sont amenés à utiliser constamment diverses échelles et la proportionnalité. Il met en perspective ce qui paraît aller de soi comme la mesure du temps et de l'espace. Au cycle 4, les élèves prennent conscience des risques, qu’ils soient naturels ou liés aux activités humaines, et en analysent les causes et conséquences naturelles et humaines. Ils sont sensibilisés aux problèmes de santé publique liés aux conduites ou à l'alimentation et trouvent dans l'éducation physique des exemples concrets de prévention. Ils explorent le monde des objets, leur production, leur design, leur cycle de vie ; ils en mesurent les usages dans la vie quotidienne.
    Les sciences, dont les mathématiques, visent à décrire et expliquer des phénomènes naturels en réalisant et exploitant des mesures, en mobilisant des connaissances dans les domaines de la matière, du vivant, de l’énergie et de l’environnement, en anticipant des effets à partir de causes ou de modèles, en aidant à se repérer dans l'univers en ayant conscience des échelles et des ordres de grandeur.
    La technologie décrit et explique des objets et des systèmes techniques répondant à des besoins en analysant des usages existants, en modélisant leurs organisations fonctionnelles, leurs comportements, en caractérisant les flux de données et d’énergie échangés.
    L'éducation physique et sportive aide à comprendre les phénomènes qui régissent le mouvement et l’effort, à identifier l'effet des émotions et de l’effort sur la pensée et l’habileté gestuelle.
    L'éducation aux médias et à l'information fait connaître et maîtriser les évolutions technologiques récentes des produits médiatiques.
    Les sciences aident à se représenter, à modéliser et appréhender la complexité du monde à l'aide des registres numérique, géométrique, graphique, statistique, symbolique du langage mathématique. Elles exercent à induire et déduire grâce à la résolution de problèmes, aux démarches d'essais-erreurs, de conjecture et de validation. Elles contribuent à former le raisonnement logique par le calcul numérique ou littéral, la géométrie et l'algorithmique. Elles forment à interpréter des données, à prendre des décisions en les organisant et les analysant grâce à des outils de représentation. Elles apprennent à expérimenter tout en respectant les règles de sécurité.
    Pour ces démarches d'investigation, l’éducation aux médias et à l'information constitue une précieuse ressource. Elle aide en effet à distinguer une information scientifique vulgarisée d’une information pseudo-scientifique grâce au repérage d'indices pertinents et à la validation des sources. L'histoire et la géographie contribuent également à la démarche de questionnement en donnant à imaginer des stratégies de sélection des informations reçues en classe, en les croisant avec ses représentations pour expliquer un événement, une notion, l’organisation d’un territoire.
    La technologie relie les applications technologiques aux savoirs et les progrès technologiques aux avancées dans les connaissances scientifiques. Elle fait concevoir et réaliser tout ou partie d’un objet ou d’un système technique en étudiant son processus de réalisation, en concevant le prototype d'une solution matérielle ou numérique, en cherchant à améliorer ses performances.
    Les arts contribuent à interpréter le monde, à agir dans la société, à transformer son environnement selon des logiques de questionnement autant sensibles que rationnelles qui permettent de répondre à des problèmes complexes par des réalisations plastiques concrètes ou à expérimenter des matériaux et techniques permettant la réalisation d’un projet musical au service d’une émotion, d’un point de vue, d’un sens particulier ou d’une narration.
    Les sciences, dont les mathématiques et la technologie, en liaison avec l'enseignement moral et civique, font réinvestir des connaissances fondamentales pour comprendre et adopter un comportement responsable vis-à-vis de l’environnement et des ressources de la planète, de la santé, des usages des progrès techniques. Elles aident à différencier responsabilités individuelle et collective dans ces domaines.
    L’éducation physique et sportive contribue à la construction des principes de santé par la pratique physique.

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