La première partie de l’article décrit des caractéristiques d’une salle de classe dédiée à la S&T à partir des expériences des écoles Notre-Dame-de-Grâce et Fernand-Séguin de Montréal, au Québec.  La  seconde partie rappelle quelques conseils visant la sécurité des élèves lorsqu’on encourage ceux-ci à explorer leur environnement et à réaliser des manipulations et des expériences.

Nous, êtres humains, sommes des êtres sensibles.  Nos sens sont nos fenêtres sur le monde. Notre intellect qui peut apprendre quantité de mots est doué de mémoire.  La science et la technologie (S&T) qui nous instruisent sur l’univers matériel, incluant les êtres vivants, peuvent s’apprendre par des mots et donner l’impression d’une certaine compréhension du sujet. 

Cependant, c’est l’exploration sensorielle, les manipulations et les expériences concrètes, une accumulation d’observations, de surprises, de questionnements, ainsi que l’usage d’une méthode de travail nommée «la méthode scientifique» et certains des savoir-faire particuliers à cette approche concrète du monde matériel que l’élève acquerra graduellement une conception réaliste et exacte de son environnement physique, biologique et technologique.

Une salle de classe dédiée à l’étude de ces sujets par les écoliers des écoles élémentaires favorise cet apprentissage car on y offrira plus facilement aux élèves des démonstrations concrètes ainsi que la possibilité d’y faire des manipulations et des expérimentations.  Un tel environnement initiera les élèves aux pratiques inhérentes au travail en laboratoire et aidera au développement de leur esprit scientifique.  Mais dans ce contexte on doit aussi prévoir les consignes et les attitudes à préconiser pour assurer la sécurité de ceux-ci.  

Avantages d’un local dédié à l’étude des S&T au primaire

1 - Un local spécialisé pour l’étude des S&T offre aux enseignants et à leurs élèves l’espace suffisant pour réaliser les activités de découvertes préconisées par l’enseignement fondé sur l’investigation, activités difficiles à réaliser dans les classes du primaire souvent encombrées.

2- Le local permet d’entreposer une large gamme d’appareils que les enseignants d’une même école se partageront.

3- Se rendre dans une classe spécialisée pour l’étude des S&T motive les élèves.  Par son aménagement et son décor, la classe de S&T éveille et stimule leur intérêt pour le sujet d’étude, selon l’expérience d’Anne Marie Asselin enseignante à l’école Notre-Dame-de-Grâce et Nathalie Chartrand personne-ressource en S&T à l’école Fernand-Séguin.

Quelques caractéristiques du local dédié à l’étude des S&T au primaire

1- Le local aura au moins la dimension d’une classe moyenne, de 50m² à 72m².

2- Environ la moitié de l’espace au plancher (de 16m² à 25m²)  sera vacant afin de pouvoir y réaliser certaines activités lorsque la surface disponible sur les tables ne suffit pas, par exemple les activités avec des objets roulants. Le couloir ou le gymnase seront parfois utilisés pour certaines de ces activités.

3- Les murs sans fenêtres sont pourvus d’armoires pour le rangement ainsi que de comptoirs pour y déposer le matériel d’activités inachevées à être poursuivies lors d’une leçon subséquente. 

4- Des fenêtres laissent entrer la lumière naturelle. Il y a des tables sous les fenêtres, des boîtes à fleurs ainsi que des paniers suspendus pour y placer une diversité de plantations. On doit par contre pouvoir faire l’obscurité totale pour les activités d’optique.

5- Les tables sont préférables aux bureaux. Les élèves se feront face. Cette position favorise le travail en équipes de deux, trois ou quatre.

6 - Le local jouit d’eau courante ainsi que d’un lavabo.

7 - Les prises électriques sont sécuritaires et facile d’accès.

10 - Le tableau blanc interactif peut être un outil de travail utile mais non essentiel dans le local, je recommande par contre un projecteur.

11-   Une grande variété de matériel sera disponible dans le local mais aussi dans une réserve.  Voici quelques trucs pour se procurer du matériel à bon compte :

• inventorier le matériel déjà disponible à l’école ; 
• acheter du matériel dans les magasins «à rabais ou vendant des objets usagés», les épiceries, les pharmacies, dans des ventes-débarras, etc.  ; 
• faire appel aux parents, car souvent les élèves ont des jouets sophistiqués, jeux de physique ou de chimie, appareils munis de petits moteurs, etc. dont très souvent ils ne se servent pas à la maison ;
• s’informer auprès des écoles secondaires pour acquérir certains objets dont ils n’ont plus besoin ;
•  accumuler les trousses éducatives élaborées par les enseignants d’une année à l’autre.

12- Liste des produits utiles à la réalisation d’activités de sciences au primaire :

• vinaigre blanc (acide acétique) ;
• papier d’aluminium (feuille de métal) ;
• comprimés de vitamines C (acide ascorbique) ;
• ammoniaque (une base - hydroxyde d’ammonium) ;
• craie (carbonate de calcium) ;
• plâtre de Paris (sulfate de calcium) ;
• alcool à friction (alcool isopropylique) ;
• talc (silicate de magnésium) ; 
• soda à pâte (bicarbonate de soude) ;
• sel de table (chlorure de sodium) ;
• sucre blanc (sucrose) ;
• sel d’Epsom (sulfate de magnésium) ;
• glycérine (glycérol) ;
• fécule de maïs ;
• farine ;
• poudre à pâte (levure chimique) ;
• huile végétale ;
• savon à vaisselle ;
• gélatine ;
• laine d’acier ;
• colorant alimentaire.

Ces produits sont disponibles à l’épicerie ou à la pharmacie

Deux produits qu’on trouve dans les jeux de chimie, la chaux (une base - oxyde de calcium - poison corrosif)  et le sulfate de cuivre (irritant des muqueuses) permettent de réaliser quelques expériences intéressantes.

13 - Et des livres de références : guides pédagogiques et répertoires d’activités pour les enseignants,  encyclopédies et dictionnaires pour les élèves.  Les élèves doivent se rappeler comment faire des recherches indépendamment du numérique, si ce n’est en utilisant des capteurs numériques dans certaines de leurs manipulations. Ils pourront compléter leurs recherches sur Internet dans leurs classes respectives.

Conseils relatifs à l’utilisation du local

1- Le local est verrouillé lorsqu’il n’est pas utilisé par un enseignant.

2- Une personne de l’école - enseignant désigné, personne-ressource en S&T ou personnel de soutien -  est responsable du local.

3- Cette personne se charge du cahier de rendez-vous pour l’utilisation du local.

4 - Cette personne enregistre les sorties de matériel par les enseignants ou par les élèves et s’assure de leur retour.

Mesures de sécurité 

Voici une courte liste des procédures de sécurité à préconiser.

1 - Si on encourage les élèves à explorer leur environnement, à faire des mélanges et réaliser diverses manipulations il faut leur apprendre la signification des symboles de toxicité des substances. Une affiche est exposée dans le local de science et on questionne régulièrement les élèves sur la signification de ces symboles. On demande aux élèves d’en dessiner une copie à inclure dans leur cahier de notes au début de chaque année. 

  «Cent fois sur le métier . . .» s’applique à certaines situations d’apprentissage.

2 - On informe les parents des procédures de laboratoire et les élèves ont la responsabilité d’apprendre, respecter et d’appliquer les mesures de sécurité.

3-  Il n’y a pas plus d’élèves dans la classe que la capacité d’accueil du local.

4 - Éviter, si possible, d’utiliser des contenants de verre.

5 - Il ne faut pas boire ou manger dans le local de science.

6 - Les produits chimiques sont rangés dans une armoire verrouillée et l’on en maintient un inventaire

7 - Porter des lunettes de protection lorsqu’on manipule des produits corrosifs ou des outils de découpe.   Utiliser uniquement la quantité de matériel nécessaire.   Nettoyer le matériel après l’avoir utilisé et se laver les mains après l’utilisation de produits chimiques. 

8- Éviter le contact de quelque produit chimique que ce soit avec les yeux ou la bouche.

9- Les cages des animaux doivent être nettoyées quotidiennement.  Les élèves manipulent les animaux uniquement lorsque c’est nécessaire.

10 - On se procure les graines pour les plantations dans une épicerie ou magasin d’aliments naturels.  Les graines pour les jardins sont recouvertes de fongicides ou autres produits toxiques qui peuvent irriter la peau. Ne jamais mettre une plante dans sa bouche. Ne jamais manger sans s’être lavé les mains après avoir manipulé des plantes.  Utiliser du terreau d’empotage stérilisé

11 - Attention lors de la cueillette de plantes sauvages ou de plantes aquatiques.  Ne jamais cueillir des plantes inconnues.

12 - On n’apporte jamais en classe des oiseaux ou mammifères sauvages, des tortues serpentines, des insectes pouvant être des agents pathogènes ou des animaux blessés ou trouvés morts sur la route.

13 - Ne pas s’assoir sur les tables.  Attacher les cheveux longs et éviter les manches amples.

14 -  Laver le matériel à l’eau et au savon.

15 - Apprendre à sentir (ou inhaler) les substances de manière sécuritaire.

L’étude des sciences fondée sur l’investigation ainsi que la manipulation et la fabrication d’objets technologiques permettent aux élèves du primaire et du premier cycle du secondaire d’affiner leur compréhension des concepts scientifiques et technologiques. Il importe d’éduquer l’apprenti scientifique au comportement adéquat en classe de science.  Cette formation initiale dans un contexte relativement sécuritaire donnera à l’élève de bonnes habitudes qu’il saura appliquer au moment de ses études de S&T au collège et au Lycée.

Une version de ce texte a été publié dans Spectre, vol 45, no 1, la revue de l’AESTQ, en octobre 2015

http://www.myvirtualpaper.com/doc/spectre/4933_aestq_revuespectre_octobre_web1/2015102901/#32