La communauté scientifique pratique le médiade communauté par excellence Internet pour rechercher et échanger des informa tions publier des résultats Elle met en œuvre des méthodes expérimentales qui requièrent des outils d'observation d'analyse de simulation Elle est utilisatrice de techniques d'imagerie de l'au diovisuel classique observation des phéno mènes aux images de synthèse modélisation
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Niveau: Secondaire, Collège
EN JE UX ET INITIATIVES La communauté scientifique pratique le médiade communauté par excellence, Internet,pour rechercher et échanger des informa- tions, publier des résultats. Elle met en œuvre des méthodes expérimentales qui requièrent des outils d'observation, d'analyse, de simulation. Elle est utilisatrice de techniques d'imagerie, de l'au- diovisuel classique (observation des phéno- mènes) aux images de synthèse (modélisation). La communauté éducative, lorsqu'elle enseigne et apprend les sciences et les techniques, calque ses méthodes sur le milieu scientifique. Les lycéens se servent des dispositifs d'observation, d'expérimentation, de simulation, de traitement de données, certaines filières ayant recours sys- tématiquement à l'ExAO, et les collégiens tirent parti des images satellitales (réseaux météo), des traitements numériques de données (logiciel Titus des réseaux Sismo), etc. Quant à l'institu- tion, elle met à disposition des ressources libres de droits pour l'établissement (accords-cadres Spot-Images, Météo-France…) ou reconnaît « d'intérêt pédagogique » certains produits du privé (Jeulin, Micrelec, Chrysis…). L'école primaire est dans une situation plus ambiguë. Le politique a réaffirmé l'exigence de mieux enseigner les sciences (La Main à la pâte, puis le Plan de rénovation de l'enseignement des sciences et de la technologie à l'école, le Preste).
Voir
EN JE UX ET INITIATIVES La communauté scientifique pratique le médiade communauté par excellence, Internet,pour rechercher et échanger des informa- tions, publier des résultats. Elle met en œuvre des méthodes expérimentales qui requièrent des outils d'observation, d'analyse, de simulation. Elle est utilisatrice de techniques d'imagerie, de l'au- diovisuel classique (observation des phéno- mènes) aux images de synthèse (modélisation). La communauté éducative, lorsqu'elle enseigne et apprend les sciences et les techniques, calque ses méthodes sur le milieu scientifique. Les lycéens se servent des dispositifs d'observation, d'expérimentation, de simulation, de traitement de données, certaines filières ayant recours sys- tématiquement à l'ExAO, et les collégiens tirent parti des images satellitales (réseaux météo), des traitements numériques de données (logiciel Titus des réseaux Sismo), etc. Quant à l'institu- tion, elle met à disposition des ressources libres de droits pour l'établissement (accords-cadres Spot-Images, Météo-France…) ou reconnaît « d'intérêt pédagogique » certains produits du privé (Jeulin, Micrelec, Chrysis…). L'école primaire est dans une situation plus ambiguë. Le politique a réaffirmé l'exigence de mieux enseigner les sciences (La Main à la pâte, puis le Plan de rénovation de l'enseignement des sciences et de la technologie à l'école, le Preste).
- cd rom
- almanach du marin breton
- compré- hension des phénomènes
- appareil photo
ENJEUX
ET INITIATIVES
L
a communauté scientifique pratique le média
de communauté par excellence, Internet,
pour rechercher et échanger des informa-
tions, publier des résultats. Elle met en oeuvre
des méthodes expérimentales qui requièrent des
outils d’observation, d’analyse, de simulation. Elle
est utilisatrice de techniques d’imagerie, de l’au-
diovisuel classique (observation des phéno-
mènes) aux images de synthèse (modélisation).
La communauté éducative, lorsqu’elle enseigne
et apprend les sciences et les techniques, calque
ses méthodes sur le milieu scientifique. Les
lycéens se servent des dispositifs d’observation,
d’expérimentation, de simulation, de traitement
de données, certaines filières ayant recours sys-
tématiquement à l’ExAO, et les collégiens tirent
parti des images satellitales (réseaux météo), des
traitements numériques de données (logiciel
Titus des réseaux Sismo), etc. Quant à l’institu-
tion, elle met à disposition des ressources libres
de droits pour l’établissement (accords-cadres
Spot-Images, Météo-France…) ou reconnaît
« d’intérêt pédagogique » certains produits du
privé (Jeulin, Micrelec, Chrysis…).
L’école primaire est dans une situation plus
ambiguë. Le politique a réaffirmé l’exigence de
mieux enseigner les sciences (
La Main à la pâte
,
puis le Plan de rénovation de l’enseignement des
sciences et de la technologie à l’école, le Preste).
La méthode expérimentale est clairement privi-
légiée. Mais les enseignants, soucieux de « réa-
lité », de manipulation physique, sensible, mon-
trent une certaine défiance envers les TIC,
marquées du soupçon de la « virtualité ». Il est
vrai que les dernières décennies ont été caracté-
risées par une désaffection pour les sciences et un
retour aux « leçons de choses » livresques, où le
document remplaçait parfois l’expérience et le
questionnement scientifique.
Plusieurs arguments plaident pourtant en
faveur d’une utilisation réfléchie des TIC en
sciences à l’école. Nous ne retiendrons ici que la
capacité de celles-ci à articuler sciences et maî-
trise des langages.
TIC, sciences et maîtrise des langages
Les élèves de l’école primaire n’échappent pas à
l’intense bombardement médiatique contempo-
rain. Leur apparente aisance dans la fréquenta-
tion des images ne doit pas faire oublier que
l’image est un langage (avec ses codes, ses
conventions), une construction, qu’à ce titre elle
doit faire l’objet d’un apprentissage. S’interroger
sur le codage des couleurs (le bleu et le rouge uti-
lisés pour représenter le froid et le chaud, le sang
pur et le sang chargé de CO
2
; les traits continus
ou discontinus d’un schéma technique pour mon-
trer les parties visibles et invisibles, etc.), voire
changer ce codage, c’est comprendre ce que
l’image scientifique comporte de convention
sociale (voir ill. 1).
L’image ne ment pas, mais le lecteur est plus ou
moins bien armé pour la lire. Combien de lec-
teurs sont-ils abusés par les échelles non linéaires,
ou avec une origine décalée, de certaines info-
graphies publiées dans les médias ?
Ainsi l’image scientifique, par son statut parti-
culier, est-elle par excellence le lieu de toutes
les manipulations. Parées des atours de la science,
les images semblent légitimer leur sens, qui appa-
raît aux yeux du profane comme la « vérité révé-
lée ». Ainsi le présentateur du bulletin météo
télévisé, qui n’est pourtant pas habillé en pro-
fesseur Tournesol, annonce-t-il avec une certaine
candeur le temps de demain, qu’il « prouve » avec
une animation satellitale magistrale. On conçoit
un certain trouble à l’idée qu’une prévision fon-
dée sur un modèle (dont la validité n’est pas en
cause, mais dont le calcul repose sur un nombre
limité d’observations) est présentée comme une
preuve simplement parce que l’imaginaire col-
Sciences, images et TIC à l’école
L’image est à la fois un instrument pédagogique
d’une grande diversité d’application et un moyen
efficace pour relancer l’enseignement des
sciences à l’école dans le cadre des TIC.
Bernard Usé
INGÉNIERIE ÉDUCATIVE,
CRDP DE POITOU-CHARENTES
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ENJEUX ET INITIATIVES
Des outils pour les sciences
1. Animation de la circulation des courants océaniques (classe de
seconde) dans laquelle les températures sont codées rouge-chaud/bleu-
froid http://bips.cndp.fr/scenarios/SVT/courant/animmouv.htm
lectif associe ce type d’image à la réalité du phé-
nomène.
S’interroger sur la fabrication des images scien-
tifiques fait partie des postures intellectuelles
que l’école doit mettre en place afin de permettre
une plus grande autonomie du lecteur.
Il s’ensuit que l’image scientifique repose sur un
malentendu, car elle postule l’analogie avec la
réalité alors qu’elle interprète le réel.
Savoir distinguer dans le flot d’images scienti-
fiques des médias les images « du réel » (photo,
vidéo, imagerie médicale…) des images manipu-
lées (traitées, colorisées…) ou construites
(cartes, schémas, graphiques…) est une des
capacités attendues des élèves, au primaire et au
secondaire. Dans quelques années, il sera impos-
sible de distinguer un film de synthèse d’une
vidéo. Les jeux vidéo offriront des images fluides
de qualité cinéma. Peut-être même s’affranchira-
t-on de l’écran, qui « fait écran » à la réalité et faci-
lite la discrimination virtuel-réel. Quelles réper-
cussions
ces
évolutions
technologiques
auront-elles sur notre perception du monde ?
Dès la maternelle, les élèves doivent être
capables de trier des photographies, des cartes,
des dessins.
En élémentaire, on développera leurs capaci-
tés à observer, décrire, comparer les images scien-
tifiques.
J’étais à l’école primaire avant l’alunissage de
juillet 1969. La photo de « clair de Terre » prise
depuis la surface lunaire m’a émerveillé. Aujour-
d’hui, tous les enfants ont vu la Terre telle qu’on
peut la contempler depuis l’espace. L’image de
synthèse et la fiction les ont accoutumés aux
changements de « point de vue ». Mais une utili-
sation de la visionneuse du site
The Living Earth
(www.fourmilab.ch/earthview) permet de se faire
une idée des questions soulevées par la repré-
sentation visuelle de phénomènes physiques :
quel est le rapport entre le représenté et les
modalités de la représentation (« entre la carte et
le paysage ») ?
Le site Éducnet Observation de la Terre fournit
des images satellitales traitées, SPOT en vraies ou
fausses couleurs, en noir et blanc… (Voir ill. 2.)
2. www.educnet.education.fr/obter/ressourc/images/index.htm
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3. www.ufsbd.com
4. http://bips.cndp.fr/scenarios/SVT/fleurcerise/anatomie.htm
6. http://seig.ensg.ign.fr/
5. http://rockefeller1.univ-lyon1.fr/VisibleHumanProjectFrancais
/VisibleHuman.html
Les encyclopédies sur CD-Rom proposent des
représentations diverses de la Terre, comme les
vues nocturnes d’Encarta.
On trouve également sur la Toile des anima-
tions où le lecteur peut agir sur la vitesse de rota-
tion des astres, voire les arrêter ou les faire recu-
ler. Quels changements ces nouvelles images
induisent-elles ?
L’image scientifique pour « penser
avec »
L’image scientifique ne se résume pas à des dif-
ficultés de lecture du vecteur incontournable de
la communication. C’est d’abord une aide à pen-
ser. L’expression « penser avec » est utilisée par
plusieurs chercheurs en psychologie cognitive ou
en sciences de l’éducation (Pappert, Mottet, Ceri-
sier). Je la reprends ici pour signifier que l’image
scientifique est un support pour raisonner – voir
la fonction du schéma –, un outil de pensée – par
exemple, la modélisation.
La prise de conscience des différentes fonc-
tions de l’image en sciences se fait progressive-
ment lors des activités de classe. Ainsi peut-on,
pour chaque document scientifique, expliciter et
faire découvrir « à quoi sert l’image » :
– ordonner spatialement (dessin technique,
perspective cavalière, vue éclatée d’un objet tech-
nique…) ;
– ordonner chronologiquement (par exemple,
l’animation Flash de la pousse des dents, voir
ill. 3, et du phénomène de la marée dans le CD-
Rom du
Marin breton
) ;
– montrer, expliquer (par exemple, l’anatomie
de la fleur de cerisier, voir ill. 4) ;
– changer de point de vue (coupes du corps
humain avec la visionneuse du
Visible Human
,
voir ill. 5), comparer les coupes du corps humain
à une représentation du relief sur une carte topo-
graphique (des conventions de codage sont dis-
ponibles sur le serveur éducatif de l’IGN, voir
ill. 6) ;
– montrer l’invisible (photo au microscope élec-
tronique, écoulement de l’air sur un bord d’at-
taque, vues simultanées de différents endroits
de la planète grâce aux webcams de la page « le
tour du monde des villes en images
»,
www.france5.fr/decouverte_nature/webcams/) ;
– modéliser le mouvement (par exemple, l’ani-
mation Flash expliquant le fonctionnement du
régulateur à boules de Watt, voir ill. 7).
Au fil de sa progression, l’élève prend
conscience des diverses fonctions assumées par
l’image (représentation, organisation, interpré-
tation, transformation…)
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ENJEUX ET INITIATIVES
Des outils pour les sciences
L’image en interaction
Les liens entre l’écrit, l’oral, l’image que les docu-
ments multimédias autorisent sont à décrypter.
Exemples de tâches possibles :
– S’interroger sur ce qu’apporte le texte à
l’image dans un schéma légendé (afficher alter-
nativement ou simultanément les deux versions :
avec et sans légende).
– S’interroger sur la nature et la fonction d’un
lien hypertextuel dans un CD-Rom (par exemple,
demander à l’élève d’anticiper, d’émettre des
hypothèses sur le contenu de l’écran suivant).
– Reformuler l’information sonore, visuelle,
textuelle dans un document multimédia.
– Rédiger un texte descriptif d’un objet tech-
nique à partir d’un schéma et comparer les textes
obtenus ; à partir d’un texte descriptif d’un dis-
positif technique, dessiner une représentation de
cet objet…
L’élève prend conscience que l’image accom-
pagnant un texte facilite généralement la com-
préhension, que l’hypertexte organise l’informa-
tion, que le son et l’image peuvent apporter des
informations différentes.
L’image complexe, la « multivision »
Les jeunes accros aux jeux vidéo de simulation,
les simulateurs de vol par exemple, sont fami-
liers des écrans complexes affichant de multiples
paramètres simultanément. Ce type d’écran
« multivision » (j’emprunte ce terme à l’audiovi-
suel qui désigne le
nec plus ultra
de la projection
diapo en fondu enchaîné) présente des difficul-
tés de lecture inédites.
Ainsi le CD-Rom livré avec l’édition papier de
L’Almanach du marin breton
décrit-il le phé-
nomène des marées par un écran de type
« tableau de bord » affichant simultanément une
vidéo de littoral couvrant et découvrant, une hor-
loge, un curseur de vitesse gradué en centimètres
par minute, une coupe transversale d’une balise
fixe montrant le niveau de la mer, un indicateur
de marnage. Le lecteur doit découvrir le lien entre
tous ces paramètres, qui varient ensemble, sans
possibilité d’action sur le déroulement de l’ani-
mation, sinon rejouer l’animation plusieurs fois.
Il s’agit donc d’une image complexe à aborder
progressivement (en segmentant les éléments et
en les comparant deux à deux, par exemple) et
à décrypter collectivement avec la consigne d’en
reformuler le sens (à l’oral ou à l’écrit).
Il est indispensable de mettre un tel document
en rapport avec d’autres (des photos séquen-
tielles, une vidéo, par exemple
Une île atlan-
tique
de la collection « Découvrir le monde » au
CNDP, des graphiques, des schémas, des cartes
marines) dont chacun montre un aspect du phé-
nomène décrit. Cette comparaison de documents
différents facilite la mise en perspective du phé-
nomène.
L’image permet l’activité
Pour paraphraser Gérard Mottet (auteur du
concept de situations-images), l’image scienti-
fique est pédagogique par les activités qu’elle
permet. Quelques exemples de tâches possibles :
– structurer une observation : trier les photos
de nuages de la BIPS et les ordonner dans un
tableau (une requête simple sur le terme
nuage
suffit à afficher une mosaïque de quelques
dizaines de photos libres de droits) ;
– comparer toutes les photos d’éoliennes d’un
site (voir ill. 8) et identifier les éléments consti-
tutifs essentiels (rotor, axe, partie fixe, mât) ;
– construire un schéma fonctionnel du moulin
valable pour tous les moulins (à vent, à eau, etc.)
axe vertical, axe horizontal…
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7. http://bips.cndp.fr/scenarios/watt/page9a.htm
8. www.eole.org
– comparer des dessins et photos d’oiseaux et
d’aéronefs, comparer une vidéo du vol d’un avion
et une vidéo du vol d’un oiseau… (extrait de la
croisière pédagogique de la MAP autour du film
Le Peuple migrateur
) ;
– changer les seuils d’un graphique, d’une
carte, afin de simplifier la lecture (passer de 13
seuils à 3 sur la carte de l’ensoleillement de la
France sur le site de Météo-France) ;
– surcharger un schéma pour y incorporer une
légende (dans BIPS, une recherche sur le terme
discordance
affiche des photos de géologie
légendées) ;
– choisir parmi des images de plusieurs types
(un photomontage, une vidéo, une animation
numérique…) la plus appropriée pour décrire le
phénomène du soleil de minuit…
Ces situations de réception, mais aussi de pro-
duction, permettent des opérations de tri, de
comparaison… au cours desquelles l’élève déduit,
infère, construit progressivement sa compré-
hension des phénomènes.
Et les TIC, dans tout ça?
Les TIC interviennent dans le dispositif mis en
oeuvre pour produire, diffuser, transformer les
images.
En collectif, un ordinateur multimédia lecteur
de DVD-vidéo et connecté à Internet et à un
vidéoprojecteur – ou à un grand téléviseur – est
un dispositif polyvalent. On doit pouvoir en effet
afficher des images fixes ou animées de taille rai-
sonnable avec une bonne définition, sans se
déplacer dans un local spécifique ou transformer
la classe en salle de cinéma. Le son ne doit pas
être oublié.
Il n’est pas nécessaire que cet ordinateur
cumule également les fonctions de saisie
d’images : n’importe lequel, équipé des périphé-
riques de numérisation d’images, fera l’affaire,
les données transitant alors par le réseau de
l’école. Un scanner à plat (et idéalement un scan-
ner à transparents permettant de numériser des
négatifs ou des diapos), un appareil photo numé-
rique et/ou un caméscope DV (les deux périphé-
riques convergeant rapidement en un seul, muni
des deux fonctions), une imprimante laser noir,
une imprimante couleur (les imprimantes étant
partagées entre plusieurs postes du réseau), un
graveur de CD-Rom ou de DVD-Rom (avec les
fonctions d’
authoring
de base).
Traiter le texte (y compris en incorporant des
liens hypertextuels) est devenu courant à l’école.
Grâce aux infatigables IAI, des logiciels basiques
d’acquisition et de traitement d’images fixes sont
de plus en plus utilisés. Citons par exemple les
gratuiciels Xnview et Irfranview, téléchargeables
sur Internet. Ces outils permettent déjà d’explo-
rer les fonctions de surlignage-estompage, modi-
fications colorimétriques (luminosité, contraste,
couleurs), d’édition (copier-coller…), ajout de
texte ou de graphisme, nécessaires à une mani-
pulation de l’image.
Les outils de type PaintShopPro, Photoshop
ou The Gimp, n’ont pas leur place à l’école, sauf
si l’enseignant les maîtrise bien ou les utilise per-
sonnellement. Le meilleur outil est celui que l’on
utilise tous les jours, celui qui se fait oublier.
Les nouvelles traces écrites
Les présentations numériques (de type Power-
Point, Freelance Graphics, OpenOffice Presen-
tation…) sont entrées dans les moeurs pédago-
giques de nombreux enseignants du secondaire,
en tant qu’outils de bureautique professorale.
Leur simplicité de prise en main stimule la créa-
tivité des professeurs des disciplines les plus uti-
lisatrices d’images (faire parler les cartes à la
manière du « dessous des cartes » en histoire-
géo, construire dynamiquement des figures en
géométrie…).
Encore peu utilisés par les instituteurs, ces
outils font l’objet d’une appropriation progres-
sive. Mais la création de diaporamas par les élèves
eux-mêmes est une activité d’apprentissage très
fertile, qui pousse à s’interroger sur la rhétorique
de l’image. Des outils spécifiques à l’école – Dia-
porama, de J.-M. Campaner – et gratuits – Xnview,
par exemple – sont à la disposition des classes sur
le Web : http://cartables.net.
Produire en groupe un message scientifique
(une synthèse d’expérience, par exemple) en
quelques diapos ordonnées est une tâche langa-
gière possible, complémentaire au cahier d’ex-
périences. Les activités sont multiples : trier parmi
les photos numériques prises en classe les plus
pertinentes de la croissance du têtard et les
ordonner de façon à montrer les différents stades
de la métamorphose…
Tous les phénomènes naturels observables à
l’école et qui se déroulent selon une certaine
chronologie (les modifications du marronnier de
la cour selon les saisons, la croissance d’une
plante, le cycle de vie d’une chenille, le trajet de
la migration des cigognes…) se prêtent à cette
mise en scène, à ce scénario pédagogique.
De la même façon, insérer dans l’image des
légendes textuelles ou graphiques permet de
prendre conscience des interactions texte-image :
souligner un plissement synclinal sur une photo-
graphie du cirque de Gavarnie, légender une
coupe transversale de tronc d’arbre avec les
années, colorier les moraines d’un glacier, etc.
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ENJEUX ET INITIATIVES
Des outils pour les sciences
Bibliographie
Image, langages,
INRP,
1999, coordonné par
Maryvonne Masselot-
Girard.
« Objectif science »
(cahiers de
Téléscope
)
CNDP, 1997. Bonnes
feuilles téléchargeables
dans la rubrique École
du CNDP.
