En sciences et technologie, certains thèmes sont plus propices à une mise en place efficace de la démarche expérimentale que d autres.

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1 Préambule : Le programme n est pas à traiter de manière linéaire, mais en entrant par des objets d étude qui servent de «fils rouges» pour contribuer à construire les attendus de différents thèmes. Tous les thèmes sont abordés chaque année du cycle. En sciences et technologie, certains thèmes sont plus propices à une mise en place efficace de la démarche expérimentale que d autres. Il est envisageable de traiter certains points en CM en les croisant avec des notions de français et de mathématiques, par exemple : texte documentaire, unités de mesure, de masse etc... Thème 1- Matière, mouvement, énergie, information CM1 CM2 6ème Attendu de fin de cycle : Décrire les états et la constitution de la matière à l échelle macroscopique Mettre en œuvre des observations et des expériences pour caractériser un échantillon de matière. Diversité de la matière : métaux, minéraux, verres, plastiques, matière organique sous différentes formes L état physique d un échantillon de matière dépend de conditions externes, notamment de sa température. Quelques propriétés de la matière solide ou liquide (par exemple : densité, solubilité, élasticité ). La matière à grande échelle : Terre, planètes, univers. La masse est une grandeur physique qui caractérise un échantillon de matière. Constater la diversité de la matière (métaux, minéraux, verres, plastiques, matière organique sous différentes formes ) Définir les trois états possibles de la matière pour voir les trois états : l eau a été vue au cycle 2, on peut revoir et aborder d'autres matières (chocolat, huile,...) Définitions utiles : Matière organique = c'est la matière qui constitue les êtres vivants (végétaux, animaux, champignons, bactéries) et leurs restes Matériaux organiques = ce sont les matériaux issus de matières organiques Faire le lien avec les composantes de l'environnement effectuer un tri des différentes matières - Caractériser un échantillon de matière (densité, solubilité, élasticité ). - Définir la masse la notion de volume n'est abordée qu'en cycle 4 - La matière à grande échelle : Terre, planètes, univers. Exemple : Comparer les compositions 1

2 Identifier à partir de ressources documentaires les différents constituants d un mélange. Mettre en œuvre un protocole de séparation de constituants d un mélange. Réaliser des mélanges peut provoquer des transformations de la matière (dissolution, réaction) La matière qui nous entoure (à l état solide, liquide ou gazeux), résultat d un mélange de différents constituants. - Identifier à partir de ressources documentaires les différents constituants d un mélange. - Mettre en œuvre un protocole de séparation de constituants d un mélange. - Montrer que les mélanges peuvent provoquer des transformations de la matière (dissolution, réaction) - Montrer à partir d exemples que la matière qui nous entoure (à l état solide, liquide ou gazeux), résultat d un mélange de différents constituants. Attendu de fin de cycle : Observer et décrire différents types de mouvements Lien Eduscol : Décrire un mouvement et identifier les différences Identifier des trajectoires simples d objets en entre mouvements circulaire ou rectiligne. mouvement Mouvement d un objet (trajectoire et vitesse : unités et ordres de grandeur). Exemples de mouvements simples : rectiligne, circulaire. Élaborer et mettre en œuvre un protocole pour appréhender la notion de mouvement et de mesure de la valeur de la vitesse d un objet. Mouvements dont la valeur de la vitesse (module) est constante ou variable (accélération, décélération) dans un mouvement rectiligne. Maîtriser un vocabulaire scientifique rigoureux : trajectoire, rectiligne, circulaire faire le lien avec les séances d'eps (lancers de balles, de poids, trottinette) en priorité, le lien avec la partie «mouvement des planètes» est tout à fait envisageable Connaître les ordres de grandeur des vitesses usuelles En lien avec les maths : travailler sur les ordres de grandeur le vocabulaire doit être le plus précis possible : km PAR heure et pas km-heure qui évoque une multiplication - Caractériser la variabilité des trajectoires en fonction de l'observateur - Caractériser la vitesse - Identifier un mouvement dont la valeur de la vitesse (module) est constante ou variable (accélération, décélération) dans un mouvement rectiligne - Élaborer et mettre en œuvre un protocole pour appréhender la notion de mouvement et de mesure de la valeur de la vitesse d un objet. Eviter de donner une formule mais travailler à partir d'un tableau de proportionnalité 2

3 Attendu de fin de cycle : Identifier différentes sources et connaître quelques conversions d énergie Lien Eduscol : Identifier des sources et des formes d énergie. L énergie existe sous différentes formes (énergie associée à un objet en mouvement, énergie thermique, électrique ). Prendre conscience que l être humain a besoin d énergie pour vivre, se chauffer, se déplacer, s éclairer Reconnaître les situations où l énergie est stockée, transformée, utilisée. La fabrication et le fonctionnement d un objet technique nécessitent de l énergie. Exemples de sources d énergie utilisées par les êtres humains : charbon, pétrole, bois, uranium, aliments, vent, Soleil, eau et barrage, pile Identifier quelques éléments d une chaîne d énergie domestique simple. Quelques dispositifs visant à économiser la consommation d énergie. - Identifier des sources d'énergie et les classer (renouvelable/non renouvelable) activité de tri essentiellement 3 - Identifier les formes d'énergie (énergie associée à un objet en mouvement, énergie thermique, électrique ). Un lien doit être fait avec les sources vues en CM1 FIL rouge sur ce thème : économies d'énergie - Montrer que l être humain a besoin d énergie pour vivre, se chauffer, se déplacer, s éclairer - Donner des exemples de sources d énergie utilisées par les êtres humains : charbon, pétrole, bois, uranium, aliments, vent, Soleil, eau et barrage, pile - Présenter quelques dispositifs visant à économiser la consommation d énergie. Attendu de fin de cycle : Identifier un signal et une information Lien Eduscol : Identifier différentes formes de signaux - Identifier différentes formes de signaux (sonores, (sonores, lumineux, radio ). lumineux, radio ). Nature d un signal, nature d une proposer une situation problème de information, dans une application communication, situation réelle (il faut envoyer un message simple de la vie courante. entier, correct et compréhensible, un émetteur et un récepteur) - Identifier quelques éléments d'une chaine d'énergie FIL rouge sur ce thème : économies d'énergie - Reconnaître les situations où l énergie est stockée, transformée, utilisée - montrer sur un exemple que la fabrication et le fonctionnement d un objet technique nécessitent de l énergie - Identifier quelques éléments d une chaîne d énergie domestique simple. - Connaître quelques dispositifs visant à économiser la consommation d énergie. - Identifier la nature d un signal, la nature d une information, dans une application simple de la vie courante.

4 Thème 2- Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent CM1 CM2 6ème Attendu de fin de cycle : Classer les organismes, exploiter les liens de parenté pour comprendre et expliquer l évolution des organismes Lien Eduscol : Unité, diversité des organismes vivants Reconnaître la cellule : - Décrire des êtres vivants de leur environnement proche La cellule, unité structurelle du vivant. Utiliser différents critères pour classer les êtres vivants ; identifier des liens de parenté entre des organismes. Identifier les changements des peuplements de la Terre au cours du temps. Diversités actuelle et passée des espèces Évolution des espèces vivantes. - Les positionner dans une classification comportant un petit nombre d ensembles emboités Ne pas présenter la théorie de l'évolution en cycle 3. - Nommer quelques animaux et végétaux en utilisant une clé de détermination illustrée à partir de quelques espèces ou groupes emblématiques (dinosaures, mammouth, être humain, et un exemple de végétaux) - Constater la succession de certaines espèces à l échelle des temps géologiques Ne pas présenter la théorie de l'évolution en cycle 3. L échelle des temps géologiques est une notion difficile pour les élèves (distinction avec le temps historique) - Reconnaître une cellule ; - Enrichir la classification par l introduction de nouveaux êtres vivants notamment microscopiques ; - Exploiter une classification simple pour comprendre les liens de parenté entre certaines espèces - Distinguer le temps long de l évolution des espèces de celui de l histoire récente de l espèce humaine Ne pas présenter la théorie de l'évolution en cycle 3. L échelle des temps géologiques est une notion difficile pour les élèves (distinction avec le temps historique) 4

5 Attendu de fin de cycle : Expliquer les besoins variables en aliments de l être humain ; l origine et les techniques mises en œuvre pour transformer et conserver les aliments Lien Eduscol : Les fonctions de nutrition. la digestion est traitée au cycle 4 Établir une relation entre l activité, l âge, les conditions de l environnement et les besoins de l organisme. - Nommer les grandes catégories de composants des aliments (lipides, glucides, protides, sels minéraux, vitamines) ; Apports alimentaires : qualité et quantité Origine des aliments consommés : un exemple d élevage, un exemple de culture. Lien Eduscol : ans_une_logique_de_cycl/80/8/ra16_c3_scte_progressivite_nutrition_tra nsfo_ pdf Relier l approvisionnement des organes aux fonctions de nutrition. Apports discontinus (repas) et besoins continus. - Citer les qualités nutritionnelles de quelques aliments, notamment leurs apports énergétiques ; - Elaborer un menu équilibré. - Déterminer si des apports alimentaires (sur un repas, une journée ou un temps plus long) sont équilibrés au niveau quantitatif et qualitatif en comparant à des valeurs de référence ; - Relier, sur un exemple, l activité physique, l âge, ou les conditions de l environnement aux besoins alimentaires de l organisme - Relier un produit alimentaire, parfois directement prélevé dans la nature, mais le plus souvent élevé ou cultivé, à son origine animale ou végétale ; - Décrire l importance de l agriculture dans l alimentation humaine faire le lien avec la géographie - Relier l approvisionnement des organes aux fonctions de nutrition (apports discontinus et besoins continus) ; - Traiter des données pour calculer les apports alimentaires (sur un repas, une journée ou un temps plus long) en qualité et en quantité. Associer certains aliments à des transformations de matières premières produites par l agriculture Comprendre que cette transformation permet une meilleure conservation de la matière première mais aussi une adaptation au goût des consommateurs. sortie à la ferme en 6ème 5

6 Mettre en évidence la place des microorganismes dans la production et la conservation des aliments Mettre en relation les paramètres physico-chimiques lors de la conservation des aliments et la limitation de la prolifération de microorganismes pathogènes. Lien Eduscol : nement_dans_une_logique_de_cycl/80/8/ra16_c3_scte_progr essivite_nutrition_transfo_ pdf Quelques techniques permettant d éviter la prolifération des microorganismes. Hygiène alimentaire - Citer des exemples de microorganismes, présents dans l environnement, qui présentent un danger pour la santé s ils sont ingérés («microbes» pathogènes) - Citer des exemples de transformations biologiques pour produire des aliments, dans lesquelles l Homme utilise, depuis très longtemps, des microorganismes (bière, pain, etc.) - Citer quelques mesures de conservation des aliments - Réaliser une transformation alimentaire, en respectant des règles de d hygiène et de sécurité Exploiter la semaine du goût Relier les mesures d hygiène alimentaire à la nécessaire limitation de la prolifération des microorganismes pathogènes Identifier les facteurs de l environnement (température, humidité, présence d air, d antiseptiques, etc.) qui influencent la prolifération des microorganismes ; Entreprendre une démarche technologique sur les procédés de conservation des aliments (réfrigération, congélation, dessiccation, salaison, mise sous vide, stérilisation etc.) 6

7 Attendu de fin de cycle : Décrire comment les êtres vivants se développent et deviennent aptes à se reproduire Lien Eduscol : Identifier et caractériser les modifications subies par un organisme vivant (naissance, croissance, capacité à se reproduire, vieillissement, mort) au cours de sa vie. Modifications de l organisation et du fonctionnement d une plante ou d un animal au cours du temps, en lien avec sa nutrition et sa reproduction. Différences morphologiques homme, femme, garçon, fille. Stades de développement (graines-germination-fleurpollinisation, œuf-larve-adulte, œuf -fœtus-bébé-jeune-adulte). Décrire et identifier les changements du corps au moment de la puberté. Modifications morphologiques, comportementales et physiologiques lors de la puberté Rôle respectif des deux sexes dans la reproduction. - Réaliser des cultures en classe permettant de mettre en évidence les différents stades de développement d un végétal : germination de graines, croissance de plantules, transformation de la fleur en fruit et pollinisation. - Construire le cycle de vie de la plante étudiée. - À partir d un élevage, identifier les modifications subies par un animal au cours de sa vie (changements anatomiques mais également changements liés à la nutrition et à la reproduction de l espèce étudiée). - Nommer les stades de développement observés au cours de l élevage et les replacer sur un cycle de vie de l animal. l élevage recommandé plutôt en CM - Constater le rôle du père et de la mère dans la reproduction (nécessité d individus des deux sexes pour faire un bébé) - Identifier les stades de développement chez l Homme : œuf, fœtus, bébé, jeune, adulte. - Constater les différences morphologiques homme, femme, garçon, fille, - Définir le terme de puberté venue de l'infirmière scolaire Réaliser des mesures et exploiter ces données afin de constater que les animaux et les végétaux grandissent Décrire et identifier les modifications morphologiques, comportementales et physiologiques lors de la puberté 7

8 Attendu de fin de cycle : Expliquer l origine de la matière organique des êtres vivants et son devenir Relier les besoins des plantes vertes et leur place particulière dans les réseaux trophiques. Besoins des plantes vertes. Identifier les matières échangées entre un être vivant et son milieu de vie. Besoins alimentaires des animaux. Devenir de la matière organique n appartenant plus à un organisme vivant. Décomposeurs. - Mettre en évidence les besoins des plantes vertes en eau et en lumière par l expérimentation démarche d'expérimentation - Caractériser les besoins alimentaires de quelques animaux à partir d observations (manifestations de consommation ou de rejets des êtres vivants ; comportement hivernal de certains animaux) - Constater la décomposition de la matière organique possibilité de faire du compost/ enfouir des déchets et suivre leur décomposition sur l'année scolaire - Mettre en évidence les besoins en dioxyde de carbone et en sels minéraux des plantes vertes à partir d une culture démarche d'expérimentation - Construire un réseau trophique simple à partir des observations réalisées sur les régimes alimentaires - Mettre en relation la matière du vivant et son utilisation par l homme à partir d un ou deux exemples : matériaux de construction (bois...), textiles (coton, lin...), aliments ou médicaments - Comprendre la notion de producteur primaire en constatant la place des plantes vertes au sein des réseaux trophiques - Définir la notion de matière organique - Identifier les animaux comme des producteurs secondaires de matière organique dans les réseaux trophiques, après avoir identifié les plantes vertes comme producteurs primaires - Expliquer le devenir de la matière organique n appartenant plus à un organisme vivant : la décomposition (caractérisation, localisation) et le rôle des décomposeurs Tenter les mêmes expériences de décomposition mais avec de la terre stérile 8

9 Thème 3- Matériaux et objets techniques Important : Selon les écoles, les équipements peuvent être très différents. Il faut donc choisir les objets étudiés dans cette partie en fonction du matériel disponible. CM1 CM2 6ème Attendu de fin de cycle : Identifier les principales évolutions du besoin et des objets. Repérer les évolutions d un objet dans différents contextes (historique, économique, culturel). Lien avec l'histoire - Géographie : la révolution industrielle et les moyens de transport et de L'évolution technologique (innovation, invention, principe technique) communication. Rq : possibilité d'emprunt de machines à vapeur au musée du L évolution des besoins fer au service éducation Rq : possibilité de choisir un objet technique qui ferait fil rouge au sein du cycle (ex : machine à vapeur, qui permet aussi de faire du lien avec la partie sur l'énergie) Attendu de fin de cycle : Décrire le fonctionnement d objets techniques, leurs fonctions et leurs constitutions Besoin, fonction d'usage et d'estime. Fonction technique, solutions techniques. Représentation du fonctionnement d un objet technique Comparaison de solutions techniques : constitutions, fonctions, organes. Décrire un objet technique et ses fonctions Thème généralement réservé à a 6ème 9

10 Familles de matériaux (distinction des matériaux selon les relations entre formes, fonctions et procédés). Caractéristiques et propriétés (aptitude au façonnage, valorisation). Impact environnemental. Attendu de fin de cycle : Identifier les principales familles de matériaux - Classer les matériaux - Justifier le choix des matériaux choisis Partir d'un objet connu (skateboard?) qu'on décortique Faire le lien avec la matière et les activités de tri On reste sur des matériaux très communs au CM1 et CM2 En fonction d un projet de classe spécifique Partir d un projet de construction ou d un objet précis Justifier le choix des matériaux au regard de : - leurs caractéristiques et propriétés (aptitude au façonnage, valorisation). - leur impact environnemental. Attendu de fin de cycle : Concevoir et produire tout ou partie d un objet technique en équipe pour traduire une solution technologique répondant à un besoin. Notion de contrainte Recherche d idées (schémas, croquis ). Modélisation du réel (maquette, modèles géométrique et numérique), représentation en conception assistée par ordinateur. Processus, planning, protocoles, procédés de réalisation (outils, machines). Choix de matériaux. Maquette, prototype. Vérification et contrôles (dimensions, fonctionnement). Projets ponctuels à l'école primaire suite à des visites par exemple qui peuvent permettre de mettre en œuvre : - la réalisation de schémas, de croquis - la réalisation de maquettes Réaliser un objet : - Rechercher des idées par schémas, croquis pouvant répondre aux contraintes identifiées. - Modéliser le réel (maquette, modèles géométrique et numérique), - Prévoir un processus, un planning, des protocoles ou des procédés de réalisation (outils, machines). - Choisir des matériaux selon les contraintes, le projet. - Créer un prototype. - Vérifier et contrôler les dimensions, le fonctionnement. 10

11 Attendu de fin de cycle : Repérer et comprendre la communication et la gestion de l'information Lien Eduscol : Environnement numérique de travail. - Savoir : Le stockage des données, notions - imprimer d algorithmes, les objets programmables. - Enregistrer un document dans un dossier précis Usage des moyens numériques dans un - nommer son fichier/dossier réseau. - Maîtriser les fonctions de base d'un traitement de texte Usage de logiciels usuels. - Savoir insérer une image dans un document de traitement de texte - Comprendre des notions simples d algorithmes Faire le lien avec les mathématiques et la programmation - travailler de façon autonome dans son espace dédié, dans un réseau -Savoir y stocker des données, - Maîtriser des notions simples d algorithmes, - comprendre les objets programmables. - Utiliser un tableur et quelques autres types de logiciels Faire le lien avec les mathématiques et la programmation 11

12 Thème 4- La planète Terre, Les êtres vivants dans leur environnement. CM1 CM2 6ème Attendu de fin de cycle : Situer la Terre dans le système solaire et caractériser les conditions de la vie terrestre Situer la Terre dans le système solaire. Caractériser les conditions de vie sur Terre (température, présence d eau liquide). Le Soleil, les planètes. Position de la Terre dans le système solaire. Histoire de la Terre et développement de la vie. Décrire les mouvements de la Terre (rotation sur elle-même et alternance jour-nuit, autour du Soleil et cycle des saisons). Les mouvements de la Terre sur ellemême et autour du Soleil. Représentations géométriques de l espace et des astres (cercle, sphère). Identifier les composantes biologiques et géologiques d un paysage Paysages, géologie locale, interactions avec l environnement et le peuplement. - Situer le Soleil et la Terre, et la Terre par rapport au soleil - Elaborer une frise chronologique de l'histoire de la Terre A mettre en regard avec les frises d'histoire - Géographie pour faire le distinguo temps historique / temps géologique => apparition de la Terre, apparition de la vie, sortie des eaux, extinction des dinosaures, apparition de l'homme Faire le lien avec le thème 2 - Comprendre l origine de l alternance jours/nuits --> Sortie à Sion en lien avec l'histoire Géographie (ville médiévale) et en lien avec l'évolution de la vie sur Terre -Situer toutes les planètes du système solaire - Comprendre les conditions favorables à la vie sur Terre Reprendre et enrichir la frise commencée au CM1 et CM2 - Comprendre le phénomène des saisons - Réaliser des représentations géométriques de l espace et des astres (cercle, sphère). Faire le lien avec les mathématiques Sorties simples et locales 12

13 Relier certains phénomènes naturels (tempêtes, inondations, tremblements de terre) à des risques pour les populations. Phénomènes géologiques traduisant activité interne de la Terre (volcanisme, tremblements de terre, ). Phénomènes traduisant l activité externe de la Terre : phénomènes météorologiques et climatiques ; événements extrêmes (tempêtes, cyclones, inondations et sécheresses ). - Décrire les risques géologiques pour construire un lexique (volcan, magma, lave,..) - établir le lien entre l'activité interne du globe (volcan...) et les risques pour les populations Attendu de fin de cycle : Identifier des enjeux liés à l environnement - Décrire les risques climatiques - établir les liens entre l'activité externes (tempêtes...) et les risques pour les populations Répartition des êtres vivants et peuplements des milieux Décrire un milieu de vie dans ses diverses composantes. Interactions des organismes vivants entre eux et avec leur environnement. Relier le peuplement d un milieu et les conditions de vie. Modification du peuplement en fonction des conditions physicochimiques du milieu et des saisons. Écosystèmes (milieu de vie avec ses caractéristiques et son peuplement) ; conséquences de la modification d un facteur physique ou biologique sur l écosystème. A partir des observations lors d une sortie de proximité : - Lister les éléments que l on observe travail sur le lexique - trier et classer les éléments observés dans l environnement proche (êtres vivants (champignons, végétaux, animaux), éléments minéraux, objets fabriqués par l'homme) : - Expliquer les relations entre les êtres vivants et l'environnement Faire le lien avec les microorganismes vus par ailleurs - Mesurer les paramètres de l'environnement - Faire le lien entre les paramètres de vie et les peuplements 13

14 La biodiversité, un réseau dynamique. Identifier la nature des interactions entre les êtres vivants et leur importance dans le peuplement des milieux. Identifier quelques impacts humains dans un environnement (aménagement, impact technologique...). Aménagements de l espace par les humains et contraintes naturelles ; impacts technologiques positifs et négatifs sur l environnement. Suivre et décrire le devenir de quelques matériaux de l environnement proche. Relier les besoins de l être humain, l'exploitation des ressources naturelles et les impacts à prévoir et gérer (risques, rejets, valorisations, épuisement des stocks). - Exploitation raisonnée et utilisation des ressources (eau, pétrole, charbon, minerais, biodiversité, sols, bois, roches à des fins de construction ). - Construire une chaine alimentaire simple Faire le lien avec la matière et les chaines alimentaires (thème 2) Faire le lien avec les énergies et les matériaux de construction (thème 1) - Comprendre l interdépendance des êtres vivants et la notion de réseau au sein d'un écosystème Faire le lien avec les énergies et les matériaux de construction (thème 1) 14