«Le climat, ma planète et moi!», un projet d éducation au développement durable à l école primaire.

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1 «Le climat, ma planète et moi!», un projet d éducation au développement durable à l école primaire. David WILGENBUS 1*, Nathalie BOIS-MASSON 2, Alain CHOMAT 3 1 Ecole normale supérieure La main à la pâte 1 rue Maurice Arnoux, Montrouge 2 Ecole Justin Oudin 72 rue du Fort Issy les Moulineaux 3 Institut national de recherche pédagogique La main à la pâte 1 rue Maurice Arnoux, Montrouge * (auteur correspondant : david.wilgenbus@ens.fr) Résumé - «Le climat, ma planète... et moi!» est un projet d'éducation à l environnement pour un développement durable destiné à sensibiliser enseignants, enfants et parents aux changements climatiques et à les rendre responsables et actifs. S adressant aux classes de cycle 3 de l école primaire, ce projet pluridisciplinaire (sciences, histoire, géographie, mathématiques, instruction civique, TICE ) permet aux élèves de comprendre les origines du changement climatique, ses mécanismes et ses conséquences sur la santé et la biodiversité. Les élèves sont sensibilisés à la protection de l environnement dans leurs gestes quotidiens et se responsabilisent en prenant conscience de leur rôle de citoyen. Mots-clés : Changement climatique, école primaire, cycle 3, développement durable, sciences 1. POURQUOI ETUDIER LE CHANGEMENT CLIMATIQUE A L ECOLE? 1.1 Le changement climatique : un défi pour le XXIe siècle Les scientifiques, relayés par les médias, les ONG et la classe politique, s accordent à considérer que le changement climatique représente une des principales menaces écologiques, sanitaires, sociales et économiques du XXIe siècle. Et aussi un formidable défi auquel seront confrontés toute leur vie les enfants qui, aujourd hui, fréquentent les bancs de l école primaire. Depuis la révolution industrielle du XIXe siècle, les besoins énergétiques de l humanité n ont cessé d augmenter, et avec eux les émissions de gaz à effet de serre. L industrie, l agriculture, les transports, l habitat tous les secteurs sont concernés. Notre planète se révèle plus fragile que nous ne l imaginions et les effets du changement climatique se font déjà sentir : réchauffement global, perturbation du cycle de l eau, augmentation des événements météo extrêmes, régression des glaciers et de la banquise, élévation du niveau des mers, espèces en danger 1.2 L éducation au développement durable : un droit et un devoir Une prise de conscience écologique globale se met progressivement en place, à laquelle se rattachent le souhait d une préservation des ressources naturelles et la promotion d un mode de développement qui soit à la fois économiquement efficace et socialement équitable. Ces trois dimensions écologique, sociale, économique forment les piliers du concept de développement durable. 1

2 L éducation à l environnement pour un développement durable (EEDD) est devenue une priorité de l Éducation nationale, qui a souhaité en 2004 généraliser cet enseignement dès l école primaire, en cohérence avec la Charte de l environnement. Cette charte, inscrite dans notre Constitution depuis 2005, consacre la place des questions environnementales, et en particulier de «l éducation et [de] la formation à l environnement» (art. 8), dans les grands principes de la République française. Il s agit de sensibiliser les enfants à la protection de l environnement dans leurs gestes quotidiens, de les responsabiliser dans leur manière d agir et de consommer et de leur faire prendre conscience de leur rôle de citoyen. 1.3 L école primaire : un contexte favorable S agissant du changement climatique, force est de constater qu il existe peu de ressources pédagogiques «clés en mains» adaptées à l école primaire et que les enseignants souhaitant travailler sur ce thème se sentent souvent démunis. C est dans ce contexte que «La main à la pâte» 1 a conçu le projet EEDD «Le climat, ma planète et moi!», destiné aux classes du cycle 3 (CE2, CM1, CM2). Son objectif est de rendre accessible à tous, professeurs débutants ou confirmés, exerçant en milieu favorisé ou non, un programme pédagogique cohérent sur le changement climatique et de permettre ainsi une large diffusion de cette thématique dans les écoles. L école primaire offre un contexte particulièrement favorable à un tel projet : le changement climatique est en effet un phénomène complexe qui fait appel aux sciences de la Terre, aux sciences du vivant, aux sciences physiques, à l histoire, à la géographie, à l instruction civique La polyvalence du maître est un atout précieux lorsqu il s agit de prendre en compte toutes les dimensions du problème scientifiques, sociales ou économiques. Les programmes officiels font d ailleurs une large place à l étude de cette thématique dans les différentes disciplines et encouragent une approche transversale. Enfin, le lien privilégié qu entretiennent à l école primaire enseignants et familles favorise une véritable appropriation par les enfants dans leur vie de tous les jours. C est dans ce sens que doit être pensée l éducation au développement durable. 2. COMMENT ETUDIER LE CHANGEMENT CLIMATIQUE A L ECOLE? LES PRINCIPES DU PROJET «LE CLIMAT, MA PLANETE ET MOI!» 2.1 Comprendre pour agir Le projet «Le climat, ma planète... et moi!» met en avant une démarche d investigation basée sur le questionnement, l expérimentation, la modélisation, l étude de documents, le débat Cette démarche, chère à «La main à la pâte», conduit les élèves, avec l aide du maître, à comprendre les phénomènes en jeu, à adopter une attitude critique face à l information qu ils reçoivent et à cheminer progressivement vers des connaissances qu ils construisent ensemble. Apprendre et comprendre sont les composants indispensables d une bonne éducation au développement durable ; mais c est évidemment sur l action qu une telle éducation doit déboucher. Pour éviter un découragement ou une culpabilisation possibles des enfants, il est nécessaire de proposer des pistes concrètes et pensées en fonction de leur entourage, qu il s agisse de la famille ou de l école. À l échelle d un établissement scolaire, par exemple, on peut mettre en œuvre de nombreuses solutions pour limiter le changement climatique : économiser l énergie, isoler les bâtiments, trier les déchets, organiser le ramassage scolaire, etc. 1 «La main à la pâte» a été lancée en 1996 par Georges Charpak, prix Nobel de physique, avec le soutien de l Académie des sciences et du ministère de l Éducation nationale. Elle vise à promouvoir à l école primaire un enseignement de science et de technologie de qualité : 2

3 Etude de la dilatation thermique de l eau et de son impact sur l élévation du niveau des mers 2.2 Du local au global L effet de serre et ses conséquences sur le réchauffement climatique sont des phénomènes complexes : les concepts scientifiques sous-jacents empruntent à tous les champs disciplinaires et font appel à des échelles spatiales et temporelles très différentes de celles que l on utilise au quotidien. Il est alors difficile de mener une investigation scientifique purement expérimentale avec des élèves de l école primaire : comment traiter un phénomène qui n intervient qu à très grande échelle (celle de l épaisseur de l atmosphère, celle du pays ou du continent, voire de la planète entière) ou dont les conséquences ne se font sentir que sur de grandes échelles de temps (des années, voire des siècles)? L expérimentation en classe est parfois possible, mais parfois non, et il est alors nécessaire de compléter ce champ d investigation par un autre, qui permet de représenter l invisible, le très grand, ou le très long. Les nouvelles technologies apparaissent alors comme une solution particulièrement intéressante. C est pourquoi nous avons développés, en partenariat avec la Cité des sciences et de l industrie, un ensemble de six animations multimédias interactives. Elles ont été conçues de façon à pouvoir être utilisées par des enfants de 8 à 12 ans en complément du module pédagogique, mais aussi de façon autonome. Ces animations sont décrites plus en détail dans la section 3 de cet article, consacrée aux outils pédagogiques du projet. Une autre approche, complémentaire, s appuie sur des études documentaires réalisées en classe, les documents étant chaque fois choisis de façon à alterner des exemples locaux et des effets globaux. Le changement climatique est en effet un phénomène global, mais dont nous percevons les effets localement. C est par la multiplicité et la diversité des exemples régionaux que les élèves se l approprient et en appréhendent les effets à grande échelle. L utilisation de documents et de données issus de l actualité locale est souvent d un grand secours tout au long de ce projet. 3

4 Des articles de presse relatant des événements précis (comme ici, des inondations spectaculaires en Grande Bretagne lors de l été 2007) apportent des témoignages datés et localisés qui font sens pour les élèves, et qui complètent l étude de données globales (comme ici, l évolution du nombre d événements météo extrêmes sur Terre depuis 1 siècle) 2.3 Les messages clés Quatre messages clés structurent le projet pédagogique «Le climat, ma planète et moi!» : o le changement climatique est une réalité ; o les activités humaines en sont en grande partie responsables ; o le changement climatique a des conséquences multiples (sanitaires, sociales, écologiques et économiques) ; o chacun, à son échelle, peut agir. 2.4 Combien de temps consacrer à un tel projet? L étude du changement climatique est une entreprise ambitieuse à tous les niveaux, et a fortiori à l école primaire. L importance du sujet traité, sa complexité, son ancrage multiple dans les programmes justifient que la classe y consacre du temps. Le module pédagogique «Le climat, ma planète... et moi!» est composé de douze séances d une durée moyenne d une heure auxquelles s ajoutent neuf séances optionnelles qui, si elles ne sont pas indispensables à une sensibilisation des enfants au changement climatique, offrent des prolongements intéressants d un point de vue scientifique, technologique, pédagogique ou citoyen. Si le module pédagogique a été conçu pour être mené dans une classe de cycle 3 (CE2, CM1, CM2), il est parfaitement possible de le scinder dans le cadre d un projet de cycle. Les premières séquences pourront par exemple être traitées en début de cycle 3 et les dernières en fin de cycle 3, voire dans le cadre d une liaison école - collège. 2.5 Etudier le changement climatique sans matériel spécifique : c est possible! Afin que le matériel ne soit pas un obstacle à une large diffusion du projet dans les classes, nous avons conçu les activités de ce module de façon à ce qu elles ne nécessitent que du matériel courant et peu onéreux. 4

5 Résumé du matériel nécessaire aux 12 séances du module pédagogique «Le climat, ma planète... et moi!» Un planisphère Des récipients transparents (saladiers ) Des cailloux De l eau De la glace De la laine Des pots à yaourt Des bouteilles de cola (ou autre boisson gazeuse de couleur foncée) Des bouteilles d eau Des boîtes en carton Des thermomètres Une lampe de bureau (avec une ampoule de 100 ou 150 W) D autre part, tous les documents étudiés en classe sont fournis dans le guide du maître. 3. LES OUTILS PEDAGOGIQUES DU PROJET «LE CLIMAT, MA PLANETE ET MOI!» L ensemble des outils pédagogiques réalisés dans le cadre du projet «Le climat, ma planète et moi!» sont proposés gratuitement aux enseignants et formateurs de l école primaire. 3.1 Le guide du maître «clé en main» Le guide du maître constitue la pierre angulaire du projet «Le climat, ma planète et moi!». Cet ouvrage, publié aux éditions Le Pommier et préfacé par Nicolas Hulot, s articule autour d un module pédagogique clés en mains, testé avec succès dans une vingtaine de classes en «La main à la pâte» distribue cette année plus de 3000 guides, gratuitement, aux enseignants, formateurs et inspecteurs après inscription sur le site Le guide du maître décrit pas à pas les activités menées dans ces classes, les réactions des élèves, les expériences réalisées, les documents étudiés, le matériel utilisé et alerte le maître chaque fois qu une difficulté, de nature scientifique ou pédagogique, se profile. Un arrière-plan pédagogique répond à des questions relatives à la démarche mise en œuvre, à la gestion de la classe ou à l utilisation du guide lui-même. Un arrière-plan scientifique apporte, pour le maître, un éclairage sur le changement climatique : ses origines, ses mécanismes, ses conséquences... 5

6 Le module pédagogique «Le climat, ma planète et moi!» comprend douze séances, plus neuf optionnelles, organisées en cinq séquences. Le tableau ci-dessous offre une vue synthétique de cette progression. Les séances dont la numérotation contient une lettre (5a, 5b, etc) sont optionnelles. Séquence 1 : Pourquoi dit-on que les climats changent? Séances Objectifs - Faire exprimer les idées des élèves sur les climats. Introduction sur les climats - Repérer la grande variété de climats sur Terre. 1 La Terre se réchauffe! - Comprendre que le changement climatique est un fait avéré et qu il se traduit de différentes manières (augmentation des températures, fonte des glaces, augmentation des événements climatiques extrêmes). - Distinguer climat et météo. Séquence 2 : Quelles sont les conséquences du changement climatique? Séances 2 Quelles sont les conséquences de la fonte des glaces? 3 Couleur et température : l importance de la banquise 3a Dilatation des océans et niveau des mers 4 Quelles sont les conséquences du changement climatique sur la santé et la biodiversité? Objectifs - Découvrir que la fonte des glaces continentales entraîne une augmentation du niveau des mers. - Prendre conscience des conséquences sanitaires et sociales de l augmentation du niveau des mers. Comprendre comment la fonte de la banquise participe au réchauffement des océans. Comprendre que le réchauffement des océans est aussi responsable de l augmentation du niveau des eaux. Prendre conscience des conséquences directes du changement climatique, d un point de vue sanitaire, social, et écologique. Séquence 3 : Quelles sont les origines du changement climatique? Séances Objectifs 5 Qu est-ce que l effet de serre? - Distinguer effet de serre naturel et effet de serre d origine humaine. - Identifier l augmentation de l effet de serre comme origine du changement climatique. 5a Comment fonctionne une Comprendre le fonctionnement d une serre. serre? 5b Fabrication d une serre Construire une serre. 5c Utilisation de la serre - Comparer les performances des différentes serres. - Comprendre l analogie serre / effet de serre atmosphérique, et ses limites. 6 Comment montrer que le CO2 est un gaz à effet de serre? 7 En quoi l homme est-il responsable du changement climatique? Montrer que le gaz carbonique est un gaz à effet de serre. - Constater la corrélation entre les émissions de gaz à effet de serre et l augmentation de la température. - Comprendre que les activités humaines sont responsables de l augmentation de l effet de serre et donc du changement climatique. - Prendre conscience de l impact de notre comportement et notre niveau de vie sur le changement climatique. - Calculer son propre «bilan carbone». 8 Bilan carbone : consommons-nous trop d énergie? Séquence 4 : Et moi, que puis-je faire? Séances Objectifs 6

7 9 Itinéraire d une grappe de raisin - Approcher la notion de développement durable. - Comprendre l intérêt de consommer des produits locaux et de saison 10 Et moi, que puis-je faire? - Elaborer des stratégies pour limiter la production de gaz à effet de serre chez soi, dans les transports, et en faisant les courses. - Rédiger une charte de l éco citoyen, la faire connaître et la mettre en application. - Responsabiliser enfants et familles (devenir un consommateur citoyen). Séquence 5 : Comment économiser l énergie chez soi? Séances 11 Qu est-ce qu un isolant thermique? 12 Pourquoi faut-il isoler les logements? 12a Comment utiliser l énergie du Soleil dans la maison? 12b 12c Comment chauffer l eau sanitaire grâce au Soleil? Fabrication d un chauffeeau solaire Objectifs Comprendre ce qu est un isolant thermique. Comprendre qu un logement isolé permet des économies d énergie, en hiver comme en été. Comprendre l importance de l orientation de la maison vers le Sud. Concevoir un chauffe-eau solaire. Construire, tester et comparer les différents chauffe-eau solaires réalisés en classe. 3.2 Les animations multimédias Les six animations multimédias interactives réalisés dans le cadre de ce projet sont disponibles en accès libre et gratuit sur le site dans l espace élève. Elles peuvent être utilisées en classe, ou de façon autonome par les élèves, chez eux. Paysages et climat Cette animation permet de simuler l évolution d un paysage type au fil des saisons pour différents climats. En modifiant les paramètres de températures et de précipitations, l élève sélectionne un type de climat et en visualise l impact sur le paysage. Il peut également repérer les zones climatiques en cliquant sur le planisphère. La montée des eaux Cette animation permet de simuler la montée du niveau des mers en fonction de l augmentation de la température moyenne sur Terre, ainsi que d en visualiser les conséquences «humaines». L élève peut changer la valeur de la température moyenne sur Terre et constater l ampleur de la montée du niveau des mers. A partir d un planisphère, il peut zoomer sur 4 régions et visualiser, localement, les zones inondées et les conséquences sur les populations. 7

8 Couleur et température Cette animation permet de comprendre l importance des glaces continentales et des banquises pour la planète, en raison de leur faculté à réfléchir les rayons du Soleil. Dans cette simulation, l élève peut modifier la proportion de terres, mers, et calottes glaciaires d une planète virtuelle, et ainsi changer sa «couleur moyenne», et donc sa température d équilibre. Mécanisme de l effet de serre Cette animation explique le mécanisme physique de l effet de serre sur Terre pas à pas, et permet de visualiser le rôle des gaz à effet de serre. Elle est composée de 2 parties : une animation décomposant le mécanisme pas à pas (lumière incidente, réfléchie, absorbée, réémise, etc.) et une autre permettant à l élève de choisir la quantité de gaz à effet de serre dans l atmosphère. La température moyenne évolue en conséquence. Cycle du carbone Cette animation montre les différents mécanismes, naturels ou artificiels, qui émettent du CO2, ou qui l absorbent. Elle montre que la quantité de gaz carbonique dans l atmosphère est le fruit d un équilibre. L élève visualise les sources et les puits de carbone «naturels» (période préindustrielle), ainsi que les effets dus à l homme (période actuelle). Il peut également simuler le cycle du carbone pour le siècle prochain en fonction de 3 scénarios. Bilan carbone - teste tes habitudes Cette animation est un véritable simulateur qui permet à l élève d évaluer les émissions de gaz à effet de serre correspondant à son mode de vie (habitat, transport, consommation), afin de lui faire prendre conscience de son impact sur l environnement et le responsabiliser. Après avoir calculé son propre «bilan carbone», il peut le comparer à ceux des habitants de plusieurs pays différents. Il peut également revenir en arrière et modifier ses réponses, pour voir l impact de chacune sur son bilan global. 8

9 3.3 Le site Internet «La main à la pâte» a mis en place un site Internet destiné à accompagner la mise en œuvre du projet dans les classes. Son accès est libre et gratuit, de même que toutes les ressources qui s y trouvent. Page d accueil du site Des ressources et un accompagnement pour les enseignants Après inscription sur le site, les enseignants peuvent se procurer gratuitement le guide pédagogique, ou le consulter en ligne. En complément des séquences de classe, le site propose des ressources pédagogiques et scientifiques additionnelles : séances de prolongement, documents à exploiter en classe, bibliographie... Un forum permet de poser des questions scientifiques ou pédagogiques à des experts et d échanger avec des collègues. L agenda permet à chacun de se tenir informé mais aussi d annoncer des événements liés au projet : formations, animations pédagogiques, conférences Une plateforme d échange adaptée aux enfants et à la classe Les élèves peuvent également s inscrire, ou utiliser le profil de leur enseignant, pour accéder à des animations multimédias conçues spécifiquement pour eux. Les classes participantes peuvent entrer en contact, communiquer, échanger et s entraider par l intermédiaire du blog, de la carte interactive, de la galerie d images ou de l espace de partage de fichiers. Le site participe ainsi à la mise en place d une véritable communauté dont les membres s engagent dans la lutte contre le changement climatique. En retour, cet engagement collectif donne du sens aux actions individuelles de chacun. Remerciements Les auteurs remercient pour leur soutien : «La main à la pâte», l ADEME, la Cité des sciences et de l industrie, le Ministère de l éducation nationale, le Ministère de l écologie, de l énergie, du développement durable et de l aménagement du territoire, l Académie des sciences, et la Fondation Nicolas Hulot pour la Nature et l Homme. Références bibliographiques David Wilgenbus, Nathalie Bois-Masson et Alain Chomat, 2008, Le climat, ma planète et moi!, Le Pommier, Paris, 136 p. 9

10 Tim Grant et Gail Littlejohn (dir.), 2001, Des idées fraîches à l école Activités et projets pour contrer les changements climatiques, éditions MultiMondes, Québec, 75 p. Bruno Goldman, 2007, Ca chauffe pour la Terre. Changements climatiques et développement durable, Hatier, Paris, 63 p. Yvette Veyret (dir.), 2005, Le développement durable : approches plurielles, Hatier, Paris, 288 p. Bruno Riondet, 2004, Clés pour une éducation au développement durable, Hachette Education, Paris, 144 p. 10