Concevoir un apprentissage STIM en plein air pour les élèves d’école primaire

Au cours des dernières années, plusieurs enseignants en formation et écoles locales ont collaboré pour transformer des sentiers proches, des espaces verts du campus et des sites communautaires en environnements d’apprentissage STIM (Science, Technologie, Ingénierie, Mathématiques) alignés sur les programmes scolaires destinés aux élèves du primaire.

L’enseignement en plein air favorise une approche inclusive et multimodale en offrant des points d’appui visuels, kinesthésiques, auditifs et sociaux, ce qui rend l’apprentissage des STIM plus accessible et significatif.

Pendant les cours en extérieur, les élèves travaillent en petits groupes pour recueillir des données, tester des idées et donner du sens à des phénomènes observés dans le monde réel.

L’intégration de la lecture et de l’écriture se fait naturellement : les élèves lisent des textes informatifs avant les visites, prennent des notes sur le terrain, discutent de leurs observations et construisent des explications fondées sur des preuves.

Dans son ouvrage Visible Learning (Apprentissage visible, John Hattie, 2009), le chercheur met en avant plusieurs avantages liés aux expériences intentionnellement conçues en plein air. Ces activités peuvent motiver davantage les élèves et réduire leur anxiété. En apprenant dans un environnement extérieur, les élèves sont plus impliqués et curieux. Leur apprentissage s’ancre dans le mouvement, l’observation et l’investigation pratique, ce qui les aide à mieux comprendre les concepts STIM.

Il est important de noter que l’apprentissage en plein air ne nécessite pas de nouveaux programmes ni de ressources importantes : il repose avant tout sur une utilisation intentionnelle des espaces que les élèves fréquentent déjà.

Lorsque les enseignants planifient avec intention et commencent modestement, les lieux locaux peuvent devenir des salles de classe à ciel ouvert, favorisant un apprentissage actif et concret.

Un cadre reproductible

Le cadre présenté ci-dessous a été expérimenté auprès de centaines d’élèves dans plusieurs quartiers. Il est destiné aux enseignants souhaitant concevoir des leçons en plein air intégrant les principes de l’apprentissage STIM ancré dans le milieu.

Identifier un site lieu accessible aux élèves

Il peut s’agir de sentiers, des abords de l’école, de centres environnementaux ou d’espaces verts communautaires.

En réalité, presque n’importe quel espace extérieur peut servir de support à des leçons alignées sur les programmes scolaires.

Parmi les sites utilisés : un campus universitaire local, un sentier pavé situé à environ un kilomètre de l’école et un sentier plus escarpé à proximité. Les élèves s’y rendaient à pied, ce qui enrichissait l’expérience sans coût supplémentaire.

Explorer le site pour repérer les moments propices à l’apprentissage

Les observations réalisées sur le terrain peuvent inspirer des idées de leçons en STIM et en interdisciplinarité. Ces activités peuvent ensuite être alignées avec les objectifs des programmes en sciences et technologies (cycles 3 et 4) qui définissent les compétences à développer en observation, expérimentation et raisonnement scientifique.

Pour éviter le désordre ou la dispersion, il est recommandé de se concentrer sur un nombre limité d’objectifs d’apprentissage à chaque sortie. Les référentiels peuvent être emportés sur le site afin de concevoir des activités réalistes et faisables sur le plan logistique.

Exemple : une séance où les élèves recherchent des indices de vie (traces, nids, feuilles grignotées ou activité d’insectes) et utilisent ces observations pour déduire quels animaux vivent dans la zone.

Concevoir une séquence d’apprentissage explicite en trois étapes

Une séquence peut se composer de trois phases :

  • une préparation à la visite,
  • une visite en plein air,
  • puis un retour en classe.

Chaque étape intègre des apprentissages en langage, mathématiques, compétences sociales et émotionnelles, ainsi que dans d’autres domaines disciplinaires.

1. Phase de préparation à la visite

Avant la sortie, les enseignants présentent les objectifs d’apprentissage et s’assurent que les élèves connaissent le lieu extérieur. Cette phase permet d’activer les connaissances préalables et de donner un but clair à l’expérience en plein air. Parmi les activités possibles : lecture d’un texte documentaire, révision du vocabulaire, formulation de questions d’observation, prédictions et organisation de tableaux.

Exemple : les élèves peuvent lire un texte informatif sur les habitats et compléter les sections K et W d’un tableau KWL (Know – Ce que je sais ; Wonder – Ce que je veux savoir ; Learn – Ce que j’ai appris). Ce type d’outil favorise la structuration des connaissances avant et après la sortie.

2. Phase de visite en plein air

Les visites sur le terrain sont plus efficaces lorsque les objectifs sont clairement définis et communiqués aux élèves à l’avance. Plutôt qu’une exploration libre, les activités doivent être guidées par des objectifs d’observation précis, alignés sur les référentiels de compétences scientifiques et les objectifs du programme scolaire.

Les élèves peuvent, par exemple :

  • explorer des stations d’observation ou d’investigation ;

  • collecter des données à partir de mesures, décomptes, croquis ou schémas annotés ;

  • collaborer en petits groupes où chacun a un rôle défini ;

  • réaliser des croquis de terrain, des cartes ou des modèles représentant des systèmes, des habitats ou des processus ;

  • travailler à partir de devoirs guidés simulant des changements environnementaux (érosion, écoulement de l’eau, perturbation d’un habitat…) ;

  • modéliser des concepts scientifiques à l’aide de matériaux naturels et/ou de mouvements corporels ;

  • participer à des discussions structurées à l’aide de débuts de phrases, afin d’expliquer leurs observations et de formuler des arguments fondés sur des preuves.

  • participer à des discussions structurées à l’aide de débuts de phrases, afin d’expliquer leurs observations et de formuler des arguments fondés sur des preuves.

3. Phase de retour en classe

Cette phase repose sur la synthèse et la réflexion. Les élèves analysent les données collectées sur le terrain, reviennent à leurs questions et prédictions initiales, et identifient des schémas dans leurs observations. 

Ils communiquent leur compréhension à travers des réponses structurées selon le modèle Claim – Evidence – Reasoning (Affirmation – Preuve – Raisonnement), ce qui leur permet d’approfondir leur apprentissage en reliant leurs découvertes à des leçons ultérieures en sciences, en littératie, en mathématiques ou à des activités centrées sur la communauté.

Conseils pour bien commencer

Il n’y a rien de mal à commencer petit : débuter par une leçon unique dans la cour plutôt qu’une séquence complète est souvent préférable. Voici quelques points à garder à l’esprit lors des premières expérimentations de cours en plein air :

Enseigner explicitement les routines en plein air : Des attentes claires et des procédures précises sont essentielles pour une gestion efficace de la classe dans un environnement extérieur. Avant la sortie, il est recommandé de modéliser et d’entraîner les élèves à utiliser un signal d’attention simple, comme « Stop, regardez‑moi », puis de répéter avec eux la manière dont ils devront marcher, se regrouper et réagir lors des premières sorties. Cette préparation favorise la sécurité, la concentration et la fluidité des activités. 

Anticiper les besoins et les transitions  : Les déplacements prennent souvent plus de temps que prévu, et prévoir des pauses permet d’éviter les interruptions. Il est utile d’intégrer un passage aux toilettes et une pause pour boire de l’eau avant de sortir, de constituer des petits groupes et de définir un ordre de marche précis. L’utilisation d’un minuteur ou d’un repère temporel visuel aide à rendre les transitions rapides et prévisibles, tout en favorisant l’autonomie et la responsabilité des élèves.

Utiliser du matériel simple et réutilisable : Les porte‑documents, crayons et cartes plastifiées sont faciles à transporter et peuvent être réutilisés pour de nombreuses activités d’apprentissage en plein air. Ce matériel léger et durable facilite la mise en œuvre régulière de séances extérieures sans nécessiter d’équipement spécialisé.

Évaluer, réfléchir, ajuster : Les enseignants doivent recueillir des traces d’apprentissage et d’implication tout au long des phases de préparation, de visite et de retour en classe.

À partir des productions des élèves et de leurs retours, il est possible d’évaluer les apprentissages, de réfléchir à ce qui a bien fonctionné, puis de réviser l’expérience pour améliorer les futures leçons. Cette démarche continue permet d’adapter les activités aux besoins des élèves et de renforcer la qualité des apprentissages en plein air.

 

Pour aller plus loin dans cette thématique : formez-vous à la classe dehors.

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