Sciences concrètes pour jeunes chercheurs

Vous connaissez ma position : en sciences, comme dans les autres domaines d'apprentissage d'ailleurs, l'adulte n'a pas à choisir les thématiques et à les proposer pré-construites aux jeunes enfants - il lui suffit de mettre à disposition un matériel attrayant. L'enfant fait ensuite ses propres découvertes, avec l'assistance de l'adulte qui s'emploie à ce que les expériences menées élargissent sa connaissance et sa compréhension du monde... Easy, isn't it ? ;-)

 

L'article d'aujourd'hui est une synthèse des thèmes favoris des tout-petits, et est divisé en plusieurs chapitres : l'étude de la vie des animaux, des plantes et des êtres humains ; celle de l'air, de l'eau, du sable et de la terre ; et l'étude physique du magnétisme et des dispositifs mécaniques simples. L'objectif n'est pas de proposer une programmation exhaustive, mais de constituer une réserve d'idées dans laquelle piocher pour rebondir sur la question scientifique inopinée...

(Dernières en date chez nous :

Louiselle, 3 ans : "Maman, pourquoi, quand j'ai la tête sous l'eau, je n'entends plus ce que tu dis ?"

Antonin, 4 ans et demi :

"Bon, les nombres ne s'arrêtent jamais... Est-ce qu'il y a autre chose qui ne s'arrête jamais ? Maman, est-ce que le ciel ne s'arrête jamais ?"

Réponse de la mère absolument au taquet - moi ! : "MghffgdtAAAAArg....?" :-D )

Les suggestions ci-dessous sont toujours très ouvertes (oui, c'est à vous de faire le boulot, en fonction de votre enfant - ou de vos élèves...!!), simples, ludiques, s'appuient sur ce que l'enfant, même très petit, peut connaitre seul, et proposent des chalenges pour piquer la curiosité des jeunes chercheurs et les inviter à aller plus loin. Bref, il y en a pour tous les goûts et tous les âges, et j'espère que cette petite synthèse vous sera utile comme à moi ! :-)

SCIENCES DE LA VIE : ANIMAUX, VÉGÉTAUX, ÊTRES HUMAINS

LES ANIMAUX

Cf. ICI

•  Observer et prendre soin : 

Privilégions les expériences directes - les cartes de nomenclature, c'est bien, mais ça ne suppléera jamais au contact régulier avec les bestioles de tous poils. Promenons-nous en famille pour aller nourrir les chevaux du voisin ou traquer les lézards. Programmons des sorties dans les zoos, les fermes et les centres d'élevage - il en existe même de gratuits ! Si vous avez un animal familier, laissez l'enfant s'en occuper, en aménageant les choses si nécessaire. Par exemple, chez nous, nous achetons les croquettes du chat par sacs de plusieurs kilos, mais remplissons régulièrement une boite légère - type Tupperware - pour que les enfants puissent remplir la gamelle tout seuls. Notre chat n'a jamais faim ! :-D Discutons en famille des besoins de notre animal de compagnie, et de la responsabilité que nous partageons tous à son égard. 

• L'environnement des animaux : 

Les aquariums et les terrariums s'appliquent à reproduire l'habitat naturel. C'est passionnant en soi de dégager les caractéristiques d'un milieu et d'essayer de les restituer... Et puis, ce sont d’extraordinaires supports d'observation. Approchons-nous de l'enfant qui observe et engageons la conversation pour l'aider à mettre en mots ce qu'il perçoit du monde animal : "Tu regardes ce poisson noir ? Il nage. Grâce à quoi ? Il nage vite ? Comment expliquer cela ? Est-ce que les poissons peuvent nager à reculons ? As-tu déjà vu cela ?"

•  Les bébés animaux : 

Les jeunes enfants sont souvent intrigués et touchés par les bébés animaux. Ensemble, essayons d'établir à quoi un bébé animal ressemble et ce qu'il est capable de faire. Est-ce que ses parents le nourrissent, le protègent, l'enseignent ? Essayons de mesurer et d'illustrer leur croissance par des moyens variés...

• Les mouvements des animaux : 

Observer et imiter le mouvements des animaux est souvent prisé. Rebondissons sur cet intérêt pour proposer des danse, mimes, ou mises en scènes variées.

• Les caractéristiques des animaux : 

Comparons : quels sont points communs et les divergences entre cet animal et l'homme ? Trions des images : les animaux à fourrure, à plumes, à peau ou à écailles... Qui a des moustaches, qui a des dents ? Ces comparaisons sont capitales pour comprendre, ensuite, la classification des animaux.

LES PLANTES

Cf. ICI

• Soigner les plantes : 

C'est une activité classique, mais oh combien capitale ! Elle apporte une profonde satisfaction à quiconque l'accomplit, et procure un sentiment de responsabilité et de compétence. Très simplement, les enfants apprennent ainsi à identifier les besoins de la plante (air, lumière, eau, nutriments), et vivent les conséquences qui découlent d'un de ces manques fondamentaux.

• C'est dehors que tout se passe ! : 

Bien sûr, il faut observer les plantes dans leur milieu naturel... C'est la condition de possibilité d'un vrai savoir. Commençons par les classiques : observons et photographons la croissance de l'herbe (c'est assez spectaculaire !) dans les pelouses, les près, ou les fissures du trottoir. Entamons une collection de feuilles mortes, dont nous réalisons un "herbier". Choisissons un arbre-ami à qui nous rendons visite régulièrement et chez qui nous observons les changements, saison après saison. Plantons un jeune arbre dans notre jardin ou dans la cour de l'école pour observer sa croissance au fil des ans. Lançons un jardin : plantons des bulbes en automne, et des graines de fleurs au printemps. Profitons de ces temps de partage intense pour instiller chez l'enfant notre propre respect de l'environnement et nourrir son émerveillement.

• Découvrir les graines : 

Collectionnons et trions les graines récoltées dans la nature. Prélevons les graines des fruits et légumes que nous mangeons, et observons leurs différences et leurs similitudes. Quelles sont les graines que nous consommons (tournesol, lin, sésame...) ? Mettons en paire les graines avec les photos des aliments dont elles proviennent. Ensemble, partons à la recherche du fruit qui contient le plus de graines. Les fruits de la même espèce ont-ils tous le même nombre de graines ? Observons le chemin réalisé par la graine et ses moyens de locomotion (l'eau, le vent, les animaux...).

• Faire pousser des plantes : 

Aidons les enfants à comprendre que le même type de graines donne toujours naissance au même type de plantes. Prenons soin des "bébés plantes" cachés dans les graines. Faisons tremper des graines de haricots Lima toute une nuit, puis ouvrons-les délicatement, pour découvrir l'embryon de plante enroulé à l'intérieur. Plantons des haricots, en essayant différents substrats : sable, terre et eau. Faisons germer des haricots dans du sopalin humide, du papier buvard, du coton ou du tissu éponge, afin que les enfants puissent observer à la fois le developement du germe et celui des racines.

• Plantes coupées : 

Faisons un bouquet en coupant les tiges d'une plante d'intérieur et comparons sa vie dans la terre et dans l'eau. Coupons le "chapeau" des carottes, des oignons et des ananas, et faisons les revivre dans une bassine de cailloux contenant un fond d'eau. Prélevons des morceaux de racines traçantes, comme la menthe, pour la replanter en pots.

L'ANATOMIE

Cf. ICI

• Mon extérieur : 

Vient un âge où les enfants comprennent que leur peau protège l'intérieur de leur corps et empêche le sang de se répandre. Ils essaient de comprendre les différences de couleurs de peaux, et demandent pourquoi leur peau change de couleur au soleil. Nous pouvons, à ce stade, leur faire observer que leur peau est absorbante : on applique une huile dans une paume, et une lotion dans l'autre, et on compare le ressenti. Comment est-ce, au toucher, quelques instants plus trad ? Où sont passés les produits ?
Les enfants s'intéressent de près à leurs petites (ou grandes !) blessures - coupures, éraflures, bosses et bleus... Laissons-les nous assister quand nous soignons un autre enfant. Observons ensemble les différents stades de la cicatrice, qui témoignent de la capacité du corps à se réparer tout seul. Dialoguons de nos sentiments et de nos peurs relatifs à ce phénomène, et de la manière dont on peut conserver son corps en bonne santé. 

Les cheveux, enfin, peuvent être un objet de fascination. Si nos enfants aiment toucher les cheveux les autres, amenons-les à comparer les textures et les couleurs, et à accepter l'idée que chacun est - pour le meilleur ! - unique. On peut aussi comparer les cheveux humains aux fourrures des animaux familiers. Observons la diversité de couleurs et de textures des pelages, et discutons de leur utilité dans la nature.

•  Mon intérieur : 

Les enfants aiment tâter leurs os à travers leur corps, et comparer ce qu'ils sentent avec des images ou des modèles réduits de squelette. Concentrons-nous sur les articulations pour réaliser des danses rigolotes. Explorons les différentes possibilités de nos jointures - qui se plient dans certains sens, mais pas dans d'autres : "Ton poignet peut bouger de combien de manière différentes ? Et tes genoux ?".
Les dents sont un autres sujet d'émerveillement, particulièrement à l'âge où on les perd. Les brochures glanées chez le dentiste, ou les mâchoires géantes en plastique, sont alors tout à fait intéressantes à observer.

Les jeunes enfants sont conscient de leur force de bonne heure, et ils aiment gonfler leurs biceps. Aidons-les à percevoir que les muscles sont innombrables, et que chacun d'eux remplit une fonction précise.  Invitons-les à expérimenter : "Que font les muscles des doigts ? Quels muscles utilises-tu pour pousser, soulever, porter, sauter... ? Sens-tu tes muscles bouger lorsque tu mâches ?"...

•  La croissance :

Les enfants adorent être mesurés et observer leur propre croissance. On peut reporter les mesures de chacun sur un graphique personnel qui permet de visualiser les "pics" de croissance. Les conversations décrivant tous les changements que l'enfant a vécu depuis sa naissance sont également d'un grand intérêt - ainsi que l'énumération de tout ce qu'on ne savait pas faire avant et qu'on maitrise à présent ! Observons avec l'enfant des photos de lui quand il était bébé, décrivons des images, invitons les bébés de nos amis au même titre que les petits copains du même âge : les interactions sont tout aussi passionnantes !

SCIENCES DE LA TERRE : AIR, EAU, SABLE ET TERRE

L'AIR

• L'air est tout autour de nous :

Les jeux de plein air permettent de faire l'expérience de l'air assez facilement, en particulier s'il y a du vent. Montrons aux enfants comment imiter un mouvement d'ailes avec nos bras à l'horizontale pour sentir la résistance de l'air qui se froisse, comment aspirer l'air pour en remplir nos joues, notre poitrine ou notre estomac, comment expirer en prêtant l'oreille au bruit de l'air qui quitte notre corps...

• L'air bouge :

Utilisons une pipette ou une poire en caoutchouc pour chercher comment faire bouger l'air. Laissons les enfants manipuler ces outils, et "asperger" d'air leurs mains, leurs joues... Que ressentent-ils ? D'où pensent-ils que l'air provient ? Essayons d'injecter de l'air dans de l'eau. Que se passe--il ? d'où viennent les bulles ?

• L'air peut déplacer des objet :

Expérimentons la capacité de l'air à déplacer des objets légers, comme les balles de ping-pong, des plumes, des chutes de papier de soie... Soufflons dessus avec notre bouche ou à travers des pailles... soufflons sur des moulins à vent. Questionnons : pourquoi ces objets bougent-ils ? Quelle méthode marche le mieux ?

L'EAU

• Comment l'eau bouge-t-elle ?

Encourageons les expériences en proposant un large panel de contenants, de toutes tailles et de toutes formes, avec leur couvercles. Ajoutons quelques gouttes de colorant alimentaire dans l'eau manipulée, cela permet au jeune enfant de mieux la visualiser, et cela rend l'activité plus attractive. Proposons des outils pour injecter, pulvériser... : poire, compte-gouttes, vaporisateur rechargeable... Ajoutons des entonnoirs et des tubes, de façon à ce que l'enfant puisse combiner les éléments entre eux et construire son propre circuit à eau.

• Les différents états :

Aidons nos enfants à comprendre que l'eau peut revêtir différentes formes, très distinctes sensoriellement.
Pulvérisons une brume d'eau fine, à l'aide d'un brumisateur. Faisons le lien avec le brouillard, que les enfants peuvent observer et dont ils sentent l'humidité dans leur corps. Faisons bouillir de l'eau, idéalement dans une casserole en verre transparent, et laissons l'enfant observer le phénomène (en toute sécurité, bien sûr !). Voit-il le niveau de l'eau baisser ? Parlons de la vapeur, recueillons l'eau dont elle est formée sur une assiette froide. Expliquons que les gouttelettes d'eau constituant la vapeur sont si petites, qu'on ne peut les voir à l’œil nu. Relions tout cela à ce que l'enfant a pu observer de l'évaporation...
Un jour de pluie, sortons pour observer.  Que sent-on, que voit-on, qu'entend-on ? Le son de la pluie diffère-t-il selon les surfaces ? Un jour d'hiver, laissons tomber quelques flocons de neige sur un tissu noir et observons-les à l'aide d'une loupe. Faisons le lien avec le brouillard : la neige est composée d'eau sous une forme différente. Invitons l'enfant à souffler sur une vitre glacée pour observer la condensation. Prélevons un morceau de glace lorsque vous dégivrons le congélateur et scrutons-le à la loupe.
Laissons les enfants nous dire tout ce qu'ils savent sur la glace - ils en savent généralement beaucoup. Fabriquons de la glace ensemble pour confirmer ou infirmer leurs théories, et laissons-la ensuite fondre et redevenir de l'eau...

• Coule ou flotte ?

Les enfants observent ces propriétés depuis qu'ils sont en âge de manipuler leurs jouets de bain. Aidons-les à mettre en mots ce qu'il savent et à mener l'investigation un peu plus loin. Asseyons-nous au bord de la baignoire pendant qu'ils jouent. Lorsque l'occasion se présente, posons des questions et attirons leur attention sur leurs découvertes : "Regarde, cet objet tourne sur lui-même ! Je me demande quel autre objet pourrait faire la même chose... Qu'en penses-tu ?". Proposons un panel de bateaux, et engageons l'enfant à remarquer s'ils flottent tous de la même manière. Comment faire si nous voulons les couler ?

LE SABLE ET LA TERRE

Cf. ICI

• Qu'est-ce que la terre ?

Aménageons une aire d'exploration, à l'extérieur, avec des outils et des ustensiles, pour que l'enfant puisse creuser. Observons leur exploration et aidons-les à mettre des mots sur les textures, les couleurs et les parfums. Qu'est-ce que la terre, de quoi est-elle faite ? Tiens, nous y découvrons des morceaux de végétaux décomposés... Pourquoi ?  Que trouve-t-on aussi dans la terre ?
Jouer avec du terreau est également une activité intéressante. En quoi diffère-t-il de la terre du jardin ?
Enfin, faisons notre propre compost, c'est simplissime (même sans jardin !) et gratifiant ! :-)

• Qu'est-ce que le sable ?

Observons le bac à sable à la loupe. Que voyons-nous ? Aidons les enfants à identifier les particules de pierre, de coquillage, voire de corail... proposons des sables de couleurs et de textures variées pour induire les comparaisons. Touchons du sable sec, et celui que nous avons mouillé. Quelle différences ? Que se passe-t-il si nous essayons de les transvaser ? Quel sable choisir pour élaborer une construction ?

• Une collection de cailloux, de fossiles, de coquillages...

C'est universel : là où les adultes ne voient qu'un cailloux sale et grossier, les enfants voient un trésor sans nom - et ce sont eux qui ont raison. Collectionnons avec ardeur, aménageons un mini-musée. Ensemble, remarquons l'incroyable diversité de formes, de textures, et de couleurs. Cherchons de petits morceaux de pierre dans le sol pour amener les enfants à comprendre qu'une part de la terre vient de roches concassées. Invitons-les à les trier par tailles, textures, formes ou couleurs.
Lors d'un séjour en bord de mer, récoltons une collection de coquillages pour que les enfants puissent les manipuler, les mettre en paire et les identifier. Dialoguons autour du fait que les coquilles se cassent en petits morceaux sous l'action de le marée, et constituent une partie du sable. Observons que de petits animaux vivent dans les coquilles, qu'ils utilisent comme protection de leur vivant.

SCIENCES PHYSIQUES ET TECHNOLOGIQUES

LE MAGNÉTISME
 

Cf. ICI

• L'énergie :

La plupart des enfants sont fascinés par l'énergie magnétique invisible. Parfois, deux aimants se collent l'un contre l'autre et sont alors très difficiles à détacher ; d'autres fois, ils se rejettent mutuellement avec une force que rien ne peut contraindre. Lorsque l'être humain exerce sa propre force pour joindre de tels éléments, il expérimente celle du champs magnétique - qui le dépasse.
Commençons par proposer une exploration libre d'aimants de tailles et de formes variées. Ne proposons que des aimants, de manière à ce que l'enfant puisse expérimenter ces forces d'attraction/répulsion. Aidons-le à verbaliser ses expériences, et à évoquer d'autres situations de ce type (l'utilisation de sa propre force pour pousser/tirer, ou le fonctionnement de machines familières - essoreuses à salade, levier, poulie...). L'objectif est d'accéder  la notion d'énergie - non, ce n'est pas facile, mais je trouve que les enfants y parviennent, en général, mieux que moi ! :-)

• Les aimants :

Proposons cette fois des aimants variés avec de petits matériaux magnétiques : trombone, capsules de canette... Invitons l'enfant à comparer le pouvoir d'attraction des aimants, et à parvenir à la conclusion que certains sont plus puissants que d'autres. Ils découvrirons peut-être aussi que la force des aimants peut s'additionner, ou se transmettre...

• Le magnétisme :

Lorsque les enfants sont familiarisés avec le phénomène du magnétisme, proposons-leur un assortiment d'objets en métal, en bois, en tissu, ficelle, plastique... Laissons-les manipuler tout cela librement. Proposons des paniers "MAGNÉTIQUE" et "AMAGNÉTIQUE" agrémentés d'étiquettes explicites pour induire un tri entre les objet qui sont attirés par l'aimant et ceux qui ne le sont pas. Invitons les plus grands à formuler des prédictions, et à trier sans aimant pour vérifier dans un second temps.

PREMIÈRES MACHINES

Cf. ICI

• Leviers :

Les trébuchets et autres "tape-culs" offrent une leçon parfaite de la manière dont les leviers fonctionnent. Antonin et Louiselle en ont une chez leur Mamayou, et je l'ai constaté : en jouant, ils évoquent la manière dont le mouvement de bascule altère leur poids ; l'éloignement par rapport au socle (point d'appui) joue également un grand rôle qu'ils expérimentent dans leurs corps. Plus simplement encore, offrons aux enfants un maximum d'opportunités de soulever de la terre à l'aide d'une pelle : ils apprennent ainsi que plus la charge à soulever est lourde, plus il leur faut exercer de force sur le manche. Pensons aussi aux balances à plateaux (on peut même les fabriquer soi-même !).

• Balançoires :

Laissons les enfants se balancer !... C'est le principe du pendule : quelle énergie doivent-ils exercer, et quel angle doivent-ils suivre pour monter plus haut ? Une autre expérience capitale réside dans le fait qu'il est difficile de s'arrêter une fois lancé... ;-)

• Rampes :

Vive les toboggans, vive les circuits ! Ils permettent à l'enfant de découvrir  que l'inclination et la poussée sont capitales pour obtenir telle vitesse.

• Poulies :

Il est facile d'installer une poulie à partir d'un simple fil à linge - à l'intérieur ou à l'extérieur. L'enfant comprend rapidement qu'il peut, grâce à elle, soulever des poids plus facilement qu'il ne le ferait à bout de bras. Proposons un petit panier à attacher pour transporter de petits objets d'un bout à l'autre du jardin ou de la maison. Invitons l'enfant à charger, hisser et vider des seaux de sable ou de terre.

• Roues :

La roue... la plus grande invention de l'humanité ! On le comprend facilement en observant le plus simple des rouages - qui initie déjà l'intelligence à des machineries plus complexes. N'hésitons pas à observer, voire à démonter les bonnes vieilles essoreuses à salade, ou tout autre mécanisme de ce type, de façon à ce que l'enfant puisse observer les engrenages. Récupérons les rouages des jouets cassés pour monter de magnifiques "invitations à inventer". Ensemble, observons de près la manière dont les tricycles et autres jouets à roues fonctionnent. Parlons de leur pouvoir de traction et de la manière dont leurs éléments interagissent.

• Un atelier à inventer :

Mettons de côté les appareils défectueux, récupérons les composants qui ne comportent aucun risque pour l'enfant et proposons-les, avec des outils authentiques mais taille enfant, sur un établis bas. C'est en jouant à "faire semblant" que nos enfants font encore les plus incroyables découvertes ! ;-)

Enfin, n'oublions jamais que ces invitations doivent être dépourvues de tous éléments dangereux... et que ces pistes ne font qu'effleurer la partie visible d'iceberg des investigations scientifiques que NOUS mènerons avec NOTRE enfant...

Enjoy ! ;-)