Les conditions de développement des végétaux. Etre capable de conduire une culture en mettant en évidence par des Compétences visées

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1 MODULE Cycle : 3 Classe:CM2 (16 élèves) Programme LA GERMINATION Unité et diversité du monde vivant Les conditions de développement des végétaux Etre capable de conduire une culture en mettant en évidence par des Compétences visées manipulations simples l influence de quelques facteurs de Matériel pots pour faire les semis ( environ 1 par élève ou plus) un sachet de 4 graines dont certaines auront été passées au microonde pour «tuer» la graine 1 sac de terreau des graines de pois, de haricots, de tomate seringues café moulu sable cailloux coton 3 thermomètres papier cellophane frigidaire accessible aux élèves feuilles jaunes et blanches s de réalisation Travail effectué en Prévoir un endroit où stocker les semis, l accès à un frigidaire et la possibilité d utiliser un point d eau. Nombres de séances Séance 1 : rédaction d un protocole. Séance 2 : réalisation de semis. Séance 3 : émergence de la problématique : «Pourquoi toutes les graines n ont-elles pas germées?» Séance 4 : mise en place d une démarche expérimentale pour tester les facteurs identifiés. Séance 5 : la croissance des végétaux : analyser et exploiter des données mesurables Séance 6 : La graine et le développement d une plante Bibliographie pour le maître. La main à la pâte «réponse d un formateur sur la» Fiche connaissance 6 Enseigner les sciences à l école cycle 1 et 2 : module une graine, une plante?

2 SEANCE I : REDACTION D UN PROTOCOLE Objectifs Notionnels évaluer les connaissances de chaque élève sur la mise en semis d une graine et sur sa Méthodologiques faire rédiger un protocole permettant la Vocabulaire introduit Semis Plantation graine Lieu Modalités de travail Individuel collective puis groupe Organisation Durée 30 minutes Matériel sachet de 4 graines préparées par le maître (certaines auront été passées au micro-onde pour «tuer» la plantule) feuilles jaunes Déroulement : Phase individuelle 1-Distribuer des graines : le maître donne des sachets de 4 graines (un sachet par élève) et propose aux élèves de faire germer ces graines. 2- Sur le cahier d expériences (feuille jaune), chacun devra décrire le protocole du semis en : décrivant la graine ( description morphologique ) Phase collective imaginant ce qu elle donnera écrivant les modalités de plantation (matériel, description de ce qui sera fait pour semer et de ce qui sera fait les jours suivants pour permettre aux graines de germer) 1- A partir des protocoles rédigés par les enfants, établir : le matériel nécessaire les conditions du semis l entretien des semis 2- Exclure certaines demandes non réalisables (dans la séance conduite, l engrais a été exclu du matériel) mais toutes les propositions des enfants, même celles qui sont fausses, sont dans un premier temps retenues. Phase de synthèse 1- réaliser une affiche par groupe récapitulant les trois points abordés 2- Annexe 1: exemple de travail d élève Le mot du maître : Le fait de passer les graines au micro-ondes va permettre d empêcher la de certaines graines et de faire émerger la problématique sur les facteurs de.

3 SEANCE II : REALISATION D UN SEMIS Objectifs Notionnels Méthodologiques * Etre capable de conduire une culture en mettant en mettre en culture une graine en respectant le évidence par des manipulations simples l influence de protocole élaboré en séance 1 quelques facteurs de et de développement, observer, représenter en particulier les besoins des végétaux chlorophylliens. Vocabulaire introduit En fonction du matériel proposé : plantoir, terreau, bac... Lieu Cour de récréation Modalités de travail individuel Organisation Durée 30 minutes Matériel un pot par élève terreau eau seringues le reste dépend des propositions des élèves (cf séance 1) Déroulement Phase collective 1- Rappel de la séance précédente, faire verbaliser les différentes étapes. 2- A partir des référents collectifs élaborés lors de la synthèse, les enfants précisent les trois points abordés : le matériel nécessaire les conditions de réalisation du semis les modalités d entretien Phase de réalisation 1- Mise en place d un semis individuel par élève 2- Chaque enfant choisit le matériel parmi les objets proposés sur un lieu central (par exemple une table regroupant l ensemble du matériel ) 3- Mise en pot des graines d après le dispositif individuel mis en place à la séance 1.. Phase de suivi et d observation L entretien et l observation sont faits quotidiennement. Chaque enfant note ses observations sur le cahier d expériences. Le mot du maître : Un élève a proposé d utiliser une seringue pour doser l arrosage. Les pots de semis peuvent être remplacés par des pots de yaourts. Prévoir une table protégée en fond de pour stocker les semis. Dans une, les premières s apparaissent au bout d une semaine.

4 SEANCE III : POURQUOI TOUTES LES GRAINES N ONT-ELLES PAS GERMEES? environ 2 semaines plus tard Objectifs Notionnels Méthodologiques Comprendre l influence de quelques facteurs de Savoir repérer les différentes variables et de développement des végétaux chlorophylliens Vocabulaire introduit air, chaleur, température, lumière, support ou substrat Lieu Modalités de travail Collectif, groupes de 4 et individuel Organisation Durée 45 minutes Matériel Feuilles grand format et feuilles Cahier d expériences Déroulement Phase collective 1- Bilan des observations réalisées : discussion collective et mise en évidence des différences de 2- Emergence de la problématique : «Pourquoi toutes les graines n ont-elles pas germées?» 3- Lister les propositions des élèves. Travail de groupe 1- A partir de la liste des propositions, chaque groupe retient une variable. 2- Demander de préciser le choix retenus et les explications possibles : Ex. La température : ambiance trop chaude Ambiance trop froide Courant d air etc Phase de mise en commun 1- Afficher les travaux de groupes et demander d argumenter les choix retenus. 2- Organiser le débat entre les différents points de vue. 3- Ecrire au tableau les hypothèses proposées et identifier les facteurs pouvant influencer la qualité de : la lumière le substrat (milieu dans lequel on sème la l air graine) l eau la chaleur Phase individuelle Réalisation d un résumé de la séance reprenant les éléments clefs et mettant en évidence les différents paramètres.

5 SEANCE IV : METTRE EN PLACE UNE DEMARCHE EXPERIMENTALE POUR TESTER LES FACTEURS IDENTIFIES Objectifs Notionnels Méthodologiques Comprendre l influence de quelques facteurs de mettre en place une démarche expérimentale en et de développement des végétaux vue de tester une variable déterminée à l avance chlorophylliens Elaborer des traces écrites permettant dans le temps le suivi des phénomènes observés (notamment pour la mise en évidence des transformations chez les végétaux) Vocabulaire introduit air, chaleur, température, lumière, support ou substrat Lieu Modalités de travail Collectif et groupes de 4 Organisation Durée 45 minutes Matériel pots où les graines ont été mises en feuilles jaunes pots pour semis terreau graines de haricots (4 par groupe) papier cellophane seringues café moulu sable cailloux coton 3 thermomètres frigidaire accessible aux élèves matériel en fonction des choix expérimentaux des groupes. Feuilles grand format et feuilles Déroulement Travail de groupe 1- A partir des affichages de groupes réalisés, rappeler ce qui a été vu : insister sur les variables que l on peut séparer (eau, lumière, température, substrat, air ) 2-Rechercher, par groupe, un protocole expérimental pour tester l un de ces facteurs : chaque groupe choisit de travailler sur un facteur. Cf annexe 2 Mise en commun 1- Réalisation d un tableau de synthèse reprenant les différentes conditions de proposées par chaque groupe en fonction du facteur retenu. 2- Exemple de tableau :

6 Différentes conditions de s proposées par chaque groupe en fonction du facteur étudié Groupe eau pas d eau 5 ml d eau 15 ml d eau Groupe température à l intérieur de la sur le balcon (expérience faite en janvier) dans un frigidaire* Groupe lumière Groupe substrat Groupe air dans le placard dans de la terre à l air libre proche fenêtre dans du coton sous un plastique dans une boîte en carton permettant une luminosité faible dans du café 30 ml d eau dans du sable dans des cailloux * possibilité d installer une lampe pour éliminer le facteur lumière 3-Mise en place d un tableau d observation pour le suivi des s dans les semaines à venir (voir annexes 3 à 7). Insiste sur la précision du dessin lorsque apparaîtront les premières pousses. Les observations se font tous les jours d école. Annexes 2 à 7 : protocole expérimental et exemples de grilles d observation. Le mot du maître : - Les facteurs déterminants sont la présence d eau, de la température et de la lumière. Cependant, les expériences mises en place ont permis de tester d autres facteurs. - Ce tableau est le reflet de ce qui s est effectivement passé dans la mais ne doit en aucun cas être un modèle à reproduire à l identique. - Les graines sont identiques dans chaque groupe. - Le maître vérifie qu un seul facteur varie.

7 SEANCE V : LA CROISSANCE DES VEGETAUX : ANALYSER ET EXPLOITER DES DONNEES MESURABLES Notionnels analyser le rôle d un des facteur : l évolution d une plante et sa croissance Repérer les manifestations du développement : quantitatives (augmentation des dimensions) Objectifs Méthodologiques Savoir mesurer avec précision Comparer et décrire (verbalement ou graphiquement) la croissance d un être vivant Exploiter les documents de relevés de données numériques Lire, interpréter et construire quelques représentations : diagrammes, graphiques Vocabulaire introduit Croissance, courbe, graphique, abscisse, ordonné Lieu Modalités de travail Collectif, groupe Organisation Durée 45 minutes Matériel feuilles blanches à petits carreaux ou papier millimétré graphique pour exemple (annexe 8) crayon à papier, gomme, double décimètre Phase collective Déroulement 1- Par groupe, présentation des données recueillies. Chaque groupe présente ses résultats en s aidant de la grille d observation agrandie et affichée. 2- Demander aux élèves comment visualiser la croissance de la plante? 3- Noter les propositions des élèves. 4- Présentation par le maître d un document mettant en évidence la croissance de la population des ours dans les Pyrénées : faire observer les données chiffrées, la représentation graphique (courbe). faire observer le sens général de la courbe et l interprétation que l on peut en tirer (déclin de la population ursine, passage de 200 ours en 1923 à 10 ours en 2000) noter que le graphique met en relations deux grandeurs différentes. Repérer l axe des ordonnés et celui de l abscisse Les points d intersection successifs sont reliés par un segment. Aborder la notion de proportionnalité en relevant le rapport entre le nombre d ours et la graduation sur l axe, idem les années. Travail de groupe 1- Après distribution du tableau récapitulant la croissance de la plante ainsi que les dates de mesure, laisser les élèves élaborer leur graphique. 2- Par groupe, demander de préciser la façon de procéder : comment sont organisées les axes. Quel rapport est choisi pour les dates? pour la mesure de longueur? Comment déterminer le point d intersection? Mise en commun 1- Observer les courbes obtenues et dégager les constantes ou différences entre les courbes. 2- Observer la position des unités qui peut être différentes suivant les axes. 3- Analyser la courbe et noter les conclusions que l ont peut en tirer

8 SEANCE VI : LA GRAINE ET LE DEVELOPPEMENT D UNE PLANTE Objectifs Notionnels Etre capable de conduire une culture en mettant en évidence par des manipulations simples l influence de quelques facteurs de et de développement, en particulier les besoins des végétaux chlorophylliens. Méthodologiques Vocabulaire introduit Plantule, radicelles, enveloppe protectrice, cotylédons, réserve de nourriture Lieu Modalités de travail Collectif, groupe Organisation Durée 45 minutes Matériel expériences de chaque groupe (pots et une fiche d observation agrandie par le maître) graines germées, loupes, couteaux feuille blanche Déroulement Phase collective 1- Chaque groupe donne les résultats des différentes conditions de s 2- S aider de la grille d observation agrandie et affichée 1 Résultats 2 Résultats 3 Résultats 4 Résultats 5 Résultats Groupe eau Groupe chaleur Groupe lumière Groupe support Groupe air à l intérieur de la pas d eau dans le placard dans de la terre à l air libre rien plante blanche plante plante normale 5 ml d eau 15 ml d eau rien 30 ml d eau pourriture sur le balcon (expérience faite en janvier) rien dans un frigidaire rien proche fenêtre plante normale dans une boîte en carton permettant une luminosité faible plante verte claire dans du coton plante dans du café rien dans du sable début de dans des cailloux début de sous un plastique plante normale 3- Ces résultats permettent d aborder les points suivants : rôle de la lumière sur la couleur de la plante

9 notion de serre (groupe air : les graines ont germé dans les deux cas ) Pourquoi? importance de la quantité d eau la graine a des «ressources» pour germer et peut donc grandir même dans un substrat qui n est pas de la terre (coton) importance de la température Travail de groupes 1- Observation de la structure de la graine germées 2- Observer les différentes parties visibles et les représenter 3- Essayer de déterminer leurs fonctions : ce travail peut être effectué à partir de la lecture de documents scientifiques. Synthèse collective écrite 1- Elaborer une trace écrite structurant les savoirs acquis : les conditions de développement d une plante, les étapes de sa croissance, la structure d une graine et la fonction des différentes parties observables. 2- Représenter à l aide d un schéma légendé ce qui a été observé. (voir annexe 7) Le mot du maître : - Si la plantule reste blanche, c est à cause de l absence de lumière qui empêche la synthèse de chlorophylle (l absence de lumière n empêche pas la croissance de la plante) - On ne peut pas dire qu une plante sous plastique est en absence d air ; se pose également dans ce cas le problème de l évaporation - Le débat peut prendre du temps mais permet d aborder les notions essentielles et de corriger les dernières mauvaises représentations des élèves. Prolongements possibles : Les plantes sont laissées dans la et entretenues pour observer leur développement et les limites de certaines conditions ( dans le coton, les cailloux, dans l armoire ) La notion de serre pourra être aussi abordée.

10 ANNEXE 1

11 ANNEXE 2

12 ANNEXE 3

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