Unité complète de préparation à la didactique des SVT au secondaire collégial : concepts didactiques, curriculum, démarches scientifiques, situations-problèmes, ressources et évaluation.
La didactique des Sciences de la Vie et de la Terre (SVT) étudie les conditions de sélection, de transformation, d’enseignement, d’apprentissage et d’évaluation des savoirs biologiques et géologiques. Elle ne se limite donc ni aux méthodes générales d’enseignement ni à la maîtrise des contenus scientifiques.
Elle s’intéresse notamment aux relations entre trois pôles : le savoir, l’enseignant et l’apprenant, aux conceptions initiales des élèves, aux obstacles à l’apprentissage, aux situations-problèmes, aux démarches scientifiques, aux modèles, à l’expérimentation ainsi qu’aux modalités d’évaluation.
Le cadre de référence 2025 accorde une importance particulière à deux grands domaines :
| Domaine | Poids indicatif |
|---|---|
| Champ de la didactique et concepts didactiques de base | 30 à 40 % |
| Curriculum, ressources didactiques, approches d’enseignement et démarches actives | 60 à 70 % |
Il cite explicitement le contrat didactique, la transposition didactique, le triangle didactique, les niveaux de formulation, la trame conceptuelle, les modèles et la modélisation, les conceptions, l’objectif-obstacle, les situations-problèmes, les conflits cognitif et sociocognitif, ainsi que les situations et grilles d’évaluation en SVT.
À la fin de cette unité, le candidat doit être capable de :
La pédagogie s’intéresse principalement aux conditions générales de l’enseignement et de l’éducation : gestion de la classe, relation éducative, organisation du travail, motivation, différenciation, etc.
La didactique est davantage centrée sur les savoirs disciplinaires et sur les conditions de leur appropriation.
Ainsi, en SVT, la question :
« Comment organiser le travail en groupes ? »
relève principalement de la pédagogie.
En revanche :
« Pourquoi les élèves pensent-ils que les plantes se nourrissent uniquement des substances absorbées dans le sol et comment faire évoluer cette conception ? »
constitue une question spécifiquement didactique.
Pédagogie : relation enseignant-apprenants et organisation générale de l’apprentissage.
Didactique : relation entre enseignant, apprenant et savoir disciplinaire.
Le triangle didactique comporte trois pôles :
Savoir ↔ Enseignant ↔ Apprenant
Chaque relation constitue un objet d’analyse.
| Relation | Question didactique |
|---|---|
| Enseignant ↔ savoir | Quel savoir enseigner et comment le transformer ? |
| Apprenant ↔ savoir | Comment l’élève construit-il le concept ? |
| Enseignant ↔ apprenant | Quelles situations et quelles aides proposer ? |
Ce triangle permet notamment de comprendre la transposition didactique, le contrat didactique et les processus de conceptualisation.
La transposition didactique correspond au processus par lequel un savoir scientifique de référence devient progressivement un savoir susceptible d’être enseigné et appris à l’école.
On peut schématiquement distinguer :
Savoir scientifique → savoir à enseigner → savoir effectivement enseigné → savoir construit par l’apprenant
En SVT, la théorie scientifique de la tectonique des plaques, extrêmement complexe dans la recherche contemporaine, doit être sélectionnée, organisée et reformulée pour devenir accessible à un élève du secondaire collégial.
La transposition ne consiste donc pas à simplement « simplifier » le savoir. Elle nécessite des choix :
Le contrat didactique désigne l’ensemble des attentes réciproques, explicites ou implicites, entre l’enseignant et les apprenants concernant les rôles de chacun face au savoir.
Exemple :
Si, à chaque activité expérimentale, l’enseignant indique immédiatement la bonne hypothèse, les élèves peuvent progressivement considérer que leur rôle n’est pas de rechercher une solution mais de deviner celle attendue par l’enseignant.
Un enseignement des SVT fondé sur l’investigation cherche au contraire à créer une véritable responsabilité intellectuelle de l’apprenant.
Un concept scientifique ne correspond pas uniquement à une définition mémorisée. Il constitue un outil intellectuel permettant d’interpréter plusieurs situations.
Par exemple, le concept de respiration doit progressivement permettre à l’élève d’interpréter différents phénomènes chez l’être humain, les animaux et les végétaux.
Un même concept peut être formulé à différents niveaux de complexité selon :
Une formulation destinée à un collégien ne peut donc être identique à celle d’un étudiant universitaire.
La trame conceptuelle représente l’organisation logique des relations entre les concepts constitutifs d’un domaine.
Exemple simplifié :
Digestion → transformation des aliments → nutriments → absorption intestinale → sang → cellules
Elle aide l’enseignant à identifier :
Les travaux de didactique des sciences accordent précisément une place importante aux notions de trame conceptuelle, niveau de formulation, obstacle, situation-problème et transposition didactique.
Une conception est un système explicatif construit par l’apprenant à partir de ses expériences antérieures, de son environnement, du langage courant et de ses apprentissages scolaires.
Elle n’est donc pas une simple erreur accidentelle.
Exemples possibles :
« Les plantes se nourrissent de terre. »
« Le sang est consommé par les organes. »
« Les séismes provoquent le déplacement des plaques. »
Ces représentations possèdent souvent une cohérence pour l’apprenant.
Une conception devient un obstacle lorsqu’elle empêche ou rend difficile la construction du savoir scientifique visé.
Le travail didactique ne consiste donc pas seulement à annoncer la bonne réponse. Il faut créer une situation dans laquelle la conception initiale devient insuffisante.
L’objectif-obstacle consiste à transformer un obstacle identifié en objectif prioritaire d’apprentissage.
Exemple :
Obstacle :
« Une plante prélève directement sa matière organique dans le sol. »
Objectif-obstacle :
Amener l’élève à comprendre que la plante verte produit de la matière organique à partir de matière minérale sous certaines conditions.
Il y a conflit cognitif lorsqu’un fait ou un résultat entre en contradiction avec le système explicatif de l’élève.
Il y a conflit sociocognitif lorsque plusieurs apprenants proposent des conceptions contradictoires et doivent confronter leurs arguments.
La confrontation des conceptions joue un rôle majeur dans la construction conceptuelle : la documentation officielle propose précisément un passage de la représentation initiale vers sa déstabilisation, la recherche d’un autre système explicatif puis une nouvelle structuration.
Une situation-problème est une situation didactique organisée autour d’un obstacle ou problème intellectuel que l’élève ne peut résoudre par simple restitution d’un savoir mémorisé.
L’apprenant doit mobiliser plusieurs ressources : connaissances, procédures, méthodes, raisonnements et attitudes.
La documentation officielle rattache explicitement la compétence à la mobilisation intégrée de ressources, à une famille de situations et à son caractère évaluable.
Exercice :
« Citez les organes de l’appareil digestif. »
Situation-problème :
Après un repas, les aliments disparaissent progressivement du tube digestif tandis que des nutriments apparaissent dans le sang. Comment expliquer ces transformations et ce passage vers le milieu intérieur ?
Le curriculum ne se réduit pas à une liste de contenus.
Il englobe notamment :
finalités + compétences + contenus + progression + démarches + ressources + situations d’apprentissage + évaluation.
Ses déterminants peuvent être :
Les orientations fournies organisent le programme en six grandes unités réparties sur les trois années.
| Niveau | Unités majeures |
|---|---|
| 1re année collégiale | Relations entre les êtres vivants et leur interaction avec le milieu ; phénomènes géologiques externes |
| 2e année collégiale | Phénomènes géologiques internes ; reproduction des êtres vivants et transmission des caractères héréditaires chez l’Homme |
| 3e année collégiale | Unité fonctionnelle de l’organisme ; éducation à la santé |
La programmation détaillée de la première année associe explicitement écologie, nutrition, relations trophiques et géologie externe.
La deuxième année articule géologie interne, tectonique, reproduction et hérédité.
La troisième année est organisée notamment autour des fonctions de nutrition et de relation de l’organisme, puis de l’éducation à la santé.
La PPO organise l’apprentissage autour d’objectifs généralement formulés en comportements observables.
Exemple :
À la fin de l’activité, l’élève sera capable d’identifier les principaux organes de l’appareil respiratoire.
Elle facilite :
Sa limite apparaît lorsqu’elle conduit à une excessive fragmentation du savoir.
Une compétence implique la capacité de mobiliser de manière intégrée différentes ressources pour traiter une famille de situations.
Xavier Roegiers la caractérise notamment comme la possibilité de mobiliser un ensemble intégré de ressources pour résoudre une famille de situations-problèmes.
La compétence suppose donc :
ressources + mobilisation + situation + finalité + critères d’évaluation.
| PPO | APC |
|---|---|
| Centrée sur des objectifs spécifiques | Centrée sur des compétences |
| Apprentissages parfois fragmentés | Mobilisation intégrée des ressources |
| Exercices d’application fréquents | Situations complexes et problèmes |
| Évaluation de chaque objectif | Évaluation critériée d’une performance complexe |
| Logique surtout analytique | Logique d’intégration |
L’APC ne supprime pas les objectifs d’apprentissage.
Les connaissances et capacités spécifiques constituent au contraire des ressources nécessaires à la compétence.
Le cadre de référence 2025 cite explicitement :
la démarche d’investigation ; la démarche de résolution de problème ; la démarche expérimentale.
Il faut être capable de les distinguer.
La démarche d’investigation place l’apprenant dans une posture de recherche.
Schéma général :
Situation déclenchante → problématisation → hypothèses/questions → stratégie de recherche → investigation → résultats → confrontation → structuration du savoir.
La stratégie peut mobiliser :
Une ressource institutionnelle consacrée aux SVT décrit également l’investigation comme une démarche où l’élève participe à la construction de la stratégie de résolution puis confronte les résultats attendus et obtenus avant la structuration du savoir.
Démarche d’investigation ≠ nécessairement expérimentation.
On peut mener une investigation exclusivement à partir de cartes géologiques, de photographies, d'observations ou de données statistiques.
Elle commence par un problème scientifique clairement identifié.
Étapes possibles :
Problème → données disponibles → hypothèses/explications → choix d’une stratégie → traitement des données → solution → validation.
L’activité intellectuelle centrale est la résolution du problème.
La démarche expérimentale vise principalement à tester une hypothèse en manipulant des variables.
Schéma :
Observation → problème → hypothèse → conséquences vérifiables → protocole → expérimentation → résultats → interprétation → conclusion.
L’hypothèse peut alors être :
Le schéma présenté dans les orientations officielles montre précisément les interactions entre observation, références théoriques, problème, hypothèse, déduction, test par observation ou expérimentation et confrontation aux résultats.
Pour tester l’effet d’un facteur, il faut comparer des conditions qui diffèrent essentiellement par le facteur étudié.
Un modèle scientifique est une représentation construite pour expliquer, représenter ou prévoir certains aspects d'un phénomène.
Il ne constitue jamais une copie exacte de la réalité.
Exemples en SVT :
observer → sélectionner certaines caractéristiques → représenter → expliquer → confronter le modèle aux données → modifier éventuellement le modèle.
Maquette ≠ automatiquement modèle scientifique.
Une maquette devient réellement un outil de modélisation lorsqu’elle permet de représenter des relations, d’expliquer un mécanisme ou de produire des prévisions.
Les orientations proposent un modèle de construction du problème scientifique fondé sur la médiation de l’enseignant, le conflit sociocognitif, la problématisation, des activités de recherche et une synthèse.
Une séquence peut être organisée selon l’architecture suivante :
Identifier :
Présenter un phénomène étonnant, une observation, une photographie, des résultats contradictoires, une expérience ou une situation authentique.
Transformer l’étonnement en question scientifique.
Les élèves proposent leurs explications provisoires.
Décider comment vérifier les hypothèses :
expérience, observation, analyse documentaire, sortie de terrain, modélisation, mesure…
Les élèves recueillent les données.
Décrire → comparer → mettre en relation → interpréter.
Comparer résultats et hypothèses.
Construire collectivement la connaissance scientifique.
Utiliser le savoir dans une situation nouvelle.
Identifier les acquis et les difficultés persistantes.
Les ressources doivent être choisies en fonction de l’objectif et non pour leur simple attractivité.
Le terrain constitue en SVT un véritable espace didactique.
Les orientations accordent par exemple une grande importance au travail de terrain dès la première année pour l’étude des relations entre les êtres vivants et leur milieu.
Les TIC peuvent permettre :
Mais :
TIC ≠ apprentissage automatiquement actif.
La technologie doit servir un problème scientifique et une activité cognitive identifiable.
Construire un concept scientifique suppose généralement plusieurs opérations :
faire émerger les conceptions → confronter → problématiser → rechercher → mettre à l’épreuve → restructurer → formaliser → transférer.
L’enseignant ne remplace donc pas simplement une « mauvaise idée » par la « bonne définition ».
Il organise les conditions permettant à l’élève d’abandonner progressivement un modèle explicatif devenu insuffisant.
Il devient principalement :
concepteur de situations — médiateur — organisateur — régulateur — évaluateur.
Il ne disparaît donc pas de l’apprentissage actif. Son rôle devient au contraire plus exigeant.
Il doit anticiper :
Il doit progressivement devenir capable de :
observer — questionner — formuler — argumenter — expérimenter — analyser — interpréter — modéliser — communiquer — évaluer.
Elle intervient avant ou au début d’un apprentissage.
Elle permet d’identifier :
Elle accompagne l’apprentissage.
Sa fonction principale est de fournir une régulation :
Où se situe l’élève ? Quelle difficulté rencontre-t-il ? Quelle aide faut-il lui proposer ?
Elle intervient généralement au terme d’une séquence ou d’une période et vise à établir un bilan.
Dans une approche par compétences, une production doit être appréciée à partir de critères et d’indicateurs.
| Critère | Indicateurs observables |
|---|---|
| Problématisation | La question scientifique est pertinente et testable |
| Hypothèse | L’explication proposée répond au problème |
| Stratégie | Le protocole permet de tester l’hypothèse |
| Exploitation | Les données sont correctement décrites et mises en relation |
| Raisonnement | L’interprétation est fondée sur les résultats |
| Conclusion | Elle répond au problème et revient sur l’hypothèse |
| Communication | Vocabulaire, schéma ou tableau appropriés |
L’évaluation des SVT doit donc aller au-delà de la seule restitution de connaissances. Les ressources consacrées à l’évaluation des compétences scientifiques distinguent notamment mobilisation des connaissances, démarche scientifique, expérimentation et exploitation des résultats.
Face à une activité, un document ou une situation d’examen, on peut utiliser la grille suivante :
| Élément | Question à poser |
|---|---|
| Savoir | Quel concept est visé ? |
| Prérequis | Que doit déjà savoir l’élève ? |
| Conception | Quelle représentation initiale est probable ? |
| Obstacle | Qu’est-ce qui empêche la conceptualisation ? |
| Problème | Quelle question scientifique doit être résolue ? |
| Démarche | Investigation, problème, expérimentation ? |
| Ressources | Quels documents, objets ou instruments ? |
| Activité cognitive | Observer ? comparer ? raisonner ? modéliser ? |
| Production | Quel résultat est attendu ? |
| Structuration | Quel savoir doit être institutionnalisé ? |
| Évaluation | Quels critères et indicateurs ? |
| Remédiation | Que faire si l’obstacle persiste ? |
Nutrition des végétaux verts — 1re année collégiale
Les orientations officielles considèrent précisément ce thème comme favorable à la mise en œuvre de la démarche expérimentale et au travail sur les variables.
Deux plantes semblables sont placées dans des conditions différentes.
Après quelques jours, leurs caractéristiques diffèrent.
Quelles sont les conditions nécessaires à la production de matière par une plante verte ?
« La plante se nourrit uniquement de terre. »
« L’eau suffit à faire grandir la plante. »
« La lumière sert seulement à chauffer la plante. »
Les élèves proposent :
Les groupes déterminent quelles observations ou expériences permettraient de tester chaque hypothèse.
On peut associer :
L’utilisation d’expériences réelles doit naturellement respecter les conditions matérielles et de sécurité ; à défaut, des résultats expérimentaux authentiques peuvent être exploités.
L’élève doit :
observer → comparer → identifier la variable → constater le résultat → établir une relation.
La conclusion doit répondre au problème et non simplement décrire le document.
Construction d’un schéma fonctionnel mettant en relation :
racines — eau et sels minéraux — feuilles — CO₂ — lumière — matière organique.
Proposer une nouvelle situation :
Pourquoi une plante cultivée dans l’obscurité dépérit-elle même si elle est régulièrement arrosée ?
Une carte montre une répartition non aléatoire des séismes et des volcans à la surface de la Terre.
Comment expliquer cette répartition ?
Analyser plusieurs cartes :
Superposer mentalement ou numériquement les informations → identifier des correspondances → proposer un découpage de la lithosphère → construire un modèle.
Cette activité montre qu’une investigation scientifique peut reposer sur l’analyse et la modélisation, sans nécessairement comporter une expérimentation.
| Ne pas confondre | Distinction |
|---|---|
| Didactique / pédagogie | La première est centrée sur les savoirs disciplinaires et leur appropriation |
| Erreur / conception | Une conception forme un système explicatif relativement cohérent |
| Situation-problème / exercice | La première nécessite une véritable recherche |
| Compétence / connaissance | Une compétence implique la mobilisation de ressources |
| Modèle / réalité | Le modèle est une construction simplifiée et fonctionnelle |
| Investigation / expérimentation | L’investigation peut utiliser des démarches non expérimentales |
| Hypothèse / résultat | L’hypothèse précède la mise à l’épreuve |
| Observation / interprétation | Observer décrit ; interpréter donne du sens |
| Évaluation formative / sommative | La première régule l’apprentissage |
| Critère / indicateur | Le critère est une qualité attendue ; l’indicateur la rend observable |
| Conflit sociocognitif / conflit interpersonnel | Le premier concerne la confrontation de systèmes explicatifs |
| Transposition / simplification | La transposition est une reconstruction didactique du savoir |
A. à une somme de connaissances mémorisées B. à la mobilisation intégrée de ressources dans une situation C. à un comportement isolé D. à un contenu du manuel
Réponse : B
A. toujours une faute de raisonnement B. un système explicatif construit par l’apprenant C. une définition scientifique D. une consigne pédagogique
Réponse : B
A. nécessite toujours une expérience B. interdit l’analyse documentaire C. peut mobiliser observation, modélisation, enquête ou expérimentation D. commence nécessairement par une définition donnée par l’enseignant
Réponse : C
A. illustrer le cours B. vérifier une hypothèse ou une conséquence déduite de celle-ci C. occuper les élèves D. reproduire un protocole sans question
Réponse : B
A. peut être résolue par simple restitution B. mobilise des ressources pour résoudre un obstacle ou problème C. est toujours un exercice numérique D. exclut les conceptions initiales
Réponse : B
A. à une sanction B. à un conflit disciplinaire entre élèves C. à la confrontation argumentée de conceptions différentes D. à une erreur expérimentale
Réponse : C
A. classer définitivement les élèves B. réguler l’apprentissage C. délivrer un diplôme D. remplacer l’enseignement
Réponse : B
A. reproduit obligatoirement tous les détails de la réalité B. constitue une représentation fonctionnelle permettant d’expliquer ou prévoir C. est toujours matériel D. n’est jamais modifiable
Réponse : B
Didactique des SVT = étude des conditions d’enseignement et d’appropriation des savoirs biologiques et géologiques.
Triangle didactique = enseignant — apprenant — savoir.
Transposition didactique = transformation du savoir scientifique en savoir enseignable.
Conception = système explicatif initial de l’apprenant.
Obstacle = conception ou mode de raisonnement résistant à l’apprentissage.
Objectif-obstacle = obstacle choisi comme cible d’apprentissage.
Situation-problème = situation obligeant l’apprenant à mobiliser des ressources pour dépasser un obstacle.
Compétence = mobilisation intégrée de ressources dans une famille de situations.
Investigation = questionnement + stratégie de recherche + données + confrontation + structuration.
Démarche expérimentale = problème + hypothèse + test contrôlé + résultats + conclusion.
Modélisation = construction et utilisation d’une représentation explicative.
Évaluation formative = régulation.
Remédiation = intervention adaptée aux difficultés diagnostiquées.
La didactique contemporaine des SVT rompt avec une conception de l’enseignement réduite à la transmission de résultats scientifiques stabilisés. Elle cherche à mettre l’apprenant en situation de construire des problèmes, confronter ses conceptions aux faits, mobiliser des ressources, expérimenter, observer, modéliser, argumenter et communiquer.
L’enseignement des SVT au secondaire collégial doit ainsi articuler quatre dimensions fondamentales :
savoirs scientifiques + démarches scientifiques + construction conceptuelle + développement des compétences.
La réussite d’une séquence ne se mesure donc pas à la quantité d’informations données par l’enseignant, mais à la qualité des activités intellectuelles par lesquelles l’élève transforme progressivement ses systèmes explicatifs et devient capable de mobiliser ses acquis dans des situations nouvelles.
Un test court de 10 questions, des notions essentielles à leur mise en application, avec correction expliquée.
Des examens associés au concours de ce module.
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