L'Oyu Gakuen Girls' Junior and Senior High School (Oyu Gakuen Educational Corporation : Setagaya Ward, Tokyo) est un lycée privé pour filles connu pour avoir traditionnellement un grand nombre d'élèves poursuivant des études scientifiques. Le département des sciences de l’école a contribué à un article sur l’enseignement des sciences à l’école et les stratégies éducatives qu’elle utilise pour nourrir l’amour des sciences chez les filles.
Tout d’abord, apprenez à aimer la science
L’une des raisons pour lesquelles les gens ont le sentiment de ne pas être bons en sciences est souvent que ces dernières traitent de choses qui ne peuvent pas être vues. Par exemple, comment pouvons-nous aider les élèves à comprendre et à s’intéresser aux « choses invisibles » comme les atomes et les électrons ? Je crois que réfléchir à cela est la première étape pour favoriser l’amour de la science. C'est pourquoi, dans la classe de sciences d'Ouyou, nous prenons des mesures pour empêcher les élèves de développer une attitude négative envers la science en « apprenant de ce qu'ils peuvent voir ».
En première année de collège, seuls les cours de biologie sont enseignés. En observant les plantes et les animaux « visibles », les enfants prendront conscience de la merveille des êtres vivants et de la beauté de la nature, tout en commençant à se poser des questions simples telles que « Pourquoi cela arrive-t-il ? » Nous voulons que les élèves comprennent que la science n’est pas seulement une matière de mémorisation, mais un moyen de comprendre le monde qui les entoure.
En deuxième année de collège, les élèves suivent des cours de physique, de chimie et de sciences de la terre. Ces domaines nécessitent la capacité de comprendre les théories et concepts « invisibles » et abstraits. C'est pourquoi, pour aller plus loin dans leurs études scientifiques, nous leur enseignons l'idée de « formuler une hypothèse et de la tester », et nous pensons que cette façon de penser est une partie très importante de l'apprentissage des sciences.
J'ai commencé la physique de la pensée en 2014
Tout d'abord, en deuxième année de physique au collège, nous apprenons « Expériences de vérification d'hypothèses : pourquoi ? »
Quand j’enseigne à des élèves du secondaire, il y en a pas mal qui se souviennent de ce qu’ils ont appris, mais quand il s’agit de choses qu’ils n’ont pas apprises, leur réflexion s’arrête et ils sont incapables d’appliquer ce qu’ils ont appris. Certaines personnes croient que s’il leur suffit de se souvenir de la formule, tout ira bien. La science est une matière qui requiert une réflexion créative. Nous avons pensé que la raison pour laquelle les élèves n’étaient pas capables de penser de cette façon pouvait être due à un problème avec l’éducation qu’ils avaient reçue au collège, et nous avons décidé qu’ils avaient besoin d’une formation pour améliorer leurs capacités de réflexion pendant leur séjour au collège.
Dans la société, il n’y a pas de tâches définies ou préparées. Tout d’abord, vous devez reconnaître et trouver le problème. Pour résoudre ces problèmes, nous devons avancer par essais et erreurs répétés, en nous demandant pourquoi cela ne fonctionne pas et comment y remédier. Pour y parvenir, en plus des connaissances, il est nécessaire d'acquérir la capacité de penser et de juger, ainsi que l'initiative et la collaboration. Nous avons donc lancé une expérience de test d'hypothèses intitulée « Pourquoi cela ? » auprès d'élèves de deuxième année de collège dans le but de les sensibiliser à cette question. Le cours se déroulera sur une période de deux mois à partir de janvier, après quoi des expériences et des conférences basées sur le contenu du manuel seront menées d'avril à décembre.
L’évaluation par rubrique a également été introduite en 2015. En s’évaluant eux-mêmes et en se faisant évaluer par les autres, ils augmentent leur sens de l’initiative et de la collaboration. De plus, à partir de 2016, nous avons introduit des thèmes dans des domaines que les élèves n'ont pas encore appris, tels que « XNUMX. Créer une rampe de lancement qui fera atterrir une super balle au même endroit, peu importe le nombre de fois qu'elle est lancée », « XNUMX. Lorsque des poids (piles sèches) sont placés à l'intérieur d'une canette, découvrir quelles règles s'appliquent à la façon dont les poids sont placés, à leur nombre et à la façon dont la canette roule », et « XNUMX. Enregistrer sur une bande d'enregistrement un chariot dynamique fonctionnant sur un plan horizontal et une pente, et trouver les règles qui le régissent. »
Les élèves regardent des vidéos créées par les enseignants, choisissent un sujet qui les intéresse, puis travaillent en équipe pour décider d'un « sujet » pour chaque sujet. Ensuite, les élèves formulent une hypothèse pour chaque sujet et discutent en groupes pour proposer des expériences et des outils expérimentaux pour prouver l’hypothèse.
Enfin, nous examinerons les résultats de l’expérience pour voir si l’hypothèse est correcte. Si les choses ne se passent pas comme prévu, les élèves réfléchissent à d’autres façons de faire et poursuivent l’expérience en discutant en groupe jusqu’à ce qu’ils arrivent à une réponse.
Cependant, le but n’est pas d’obtenir le bon résultat. Nous pensons que le processus d’apprentissage à partir de l’échec est ce qui rend l’apprentissage des sciences si intéressant et constitue une étape importante dans le développement de la pensée scientifique. Quand une expérience se déroule bien, tout le monde est ravi, et quand elle échoue, il y a un échange d'idées animé, avec des questions comme "Pourquoi est-ce ainsi ?" et "Pourquoi ne pas essayer de cette façon ?" C'est très rassurant à voir.
Nous valorisons également l’échange d’opinions au sein du groupe. Le partage des résultats expérimentaux et la discussion sur la manière d’améliorer les résultats approfondissent la réflexion individuelle et permettent d’intégrer différentes perspectives. La communication de groupe est essentielle dans les cours de sciences et cette interaction enrichit l’apprentissage.
Dès la troisième année de collège, « La physique de la pensée »
Dès la troisième année du collège, les élèves étudient la mécanique, qui constitue le fondement de la physique au lycée. Cependant, le style des cours dispensés par les professeurs a considérablement changé. Par exemple, dans la première leçon, on demandera aux élèves « d’observer le mouvement d’un objet lorsqu’il tombe d’une hauteur d’épaule jusqu’à ce qu’il touche le sol ».
Groupe A (objets sphériques)
Super balle (petite), super balle (grande), balle de ping-pong, balle en papier roulée
Groupe B (objets plats)
Un manuel, une feuille de papier B5, un mouchoir déplié et un ballon non gonflé
Divisé en
・Observez attentivement les phénomènes et les événements et valorisez votre intuition
・Dessinez un diagramme ou un autre schéma pour montrer le chemin que vous avez emprunté et partagez-le avec les autres
- Élargir notre réflexion à partir du chemin qui nous a été montré par d'autres pour arriver à une réponse
Dans cette optique, les élèves observeront le mouvement des objets dans diverses conditions et organiseront ce qu’ils ont en commun et ce qui est différent.
Cela aidera les élèves à approfondir leur compréhension de la « pensée inductive », qui consiste à expérimenter le processus de dérivation des lois physiques qui déterminent le mouvement des objets, et de la « pensée déductive », qui consiste à appliquer les lois physiques découvertes au mouvement d'objets qui n'ont pas encore été expliqués et à déduire les résultats expérimentaux et les raisons qui les sous-tendent.
Depuis la mise en place du cours « Physique de la pensée », j'ai l'impression qu'il y a de plus en plus d'élèves qui sont capables de penser par eux-mêmes même lorsqu'ils rencontrent des problèmes difficiles ou des problèmes qu'ils n'ont jamais vus auparavant lorsqu'ils deviennent lycéens. Il est également devenu courant de voir des amis se consulter entre eux au lieu de poser des questions directement.
Ce que la science d'Ouyou vise à faire
La clé pour aimer la science est de mettre la main à la pâte, de mener des expériences et des observations, et d’en tirer des enseignements. En voyant de nos propres yeux les phénomènes qui se produisent sous nos yeux, en y réfléchissant, en formulant des hypothèses et en les testant, la science devient plus qu’une simple matière ; elle devient un outil pour acquérir une compréhension plus profonde du monde qui nous entoure.
L’acquisition d’une manière de penser scientifique améliore non seulement vos connaissances scientifiques, mais améliore également vos capacités de résolution de problèmes dans la vie quotidienne. Dans notre école, les élèves sont divisés en classes de sciences humaines, d'arts et de sciences au cours de leur deuxième année de lycée. Le ratio est de 2:1 chaque année, mais la capacité de remettre en question et de réfléchir à la manière de résoudre ce problème sera certainement une compétence essentielle pour vivre dans le futur, même pour les étudiants qui choisissent des cours en sciences humaines ou en arts. C’est aussi le but caché de la « Physique de la Pensée ».
