LA PRODUCTION DE MATIERE PAR LES VEGETAUX

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1 LA PRODUCTION DE MATIERE PAR LES VEGETAUX Objectifs et contenus d apprentissage Niveau et discipline(s) concernés :6 ème, SVT Points abordés des programmes disciplinaires Thème : L origine de la matière des êtres vivants Connaissances : Tout organisme vivant produit sa propre matière à partir de celle qu il prélève dans le milieu. Capacités déclinées dans une situation d apprentissage : Mesurer pour suivre les évolutions de taille et de masse. Construire un tableau ou un graphique pour présenter les résultats des mesures. Compétences abordées du socle commun Items associés à la compétence 3 du socle commun Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes: mesurer la croissance de la plante proposée, calculer la vitesse de croissance et attribuer une unité de vitesse pertinente Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l aide d un langage adapté: indiquer les valeurs mesurées dans un tableau, faire un graphique Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou technologique, démontrer : répondre au problème posé en argumentant Scénario et but de la production demandée aux élèves Les élèves vont devoir répondre à une problématique dont la résolution passe par une première approche concrète de la représentation graphique en SVT Déroulement : sur une séance de 1,5 heure Étape n 1 : présentation de la problématique et du défi retenu (échange collectif) La vitesse de croissance d une plante est-elle régulière dans le temps? Défi : estimer la taille de la plante à 11 jours, à 20 jours à partir des plantes disponibles. Étape n 2 : présentation du matériel retenu Des graines de pois ont été mises à germer, dans les mêmes conditions, sur une période de deux semaines (une graine plantée tous les deux jours par les élèves, chez eux, ou mise en germination par le professeur au laboratoire) Au bout de deux semaines s effectue la récolte. La croissance sera estimée par des mesures de longueur sachant qu elle devrait être mesurée avec rigueur en pesant la matière sèche des végétaux récoltés.

2 Étape n 3 : exploitation des résultats Comment rendre compte de la croissance et des résultats obtenus? Dans un tableau (travail individuel) : Les élèves mesurent les 7 longueurs de plantules et les reportent dans un tableau. Jours après Jour 0 mise en pot (dépôt) Taille (mm) 0 Jour 2 Jour 4 Jour6 Jour 14 Réflexion collective Le tableau permet de rendre compte des résultats obtenus mais ne permet pas de résoudre le défi posé. Une première proposition d élève serait d effectuer une moyenne entre la mesure du jour 10 et celle du jour 12 pour obtenir une valeur approchée concernant le jour 11. Cela suppose alors que la croissance du pois est régulière dans le temps. Mais les valeurs du tableau ne semblent pas aller dans ce sens. Enfin les valeurs du tableau ne permettent pas d obtenir de valeur pour le jour 20 par cette méthode. L élève peut alors proposer d ajouter à la mesure du jour 14, la différence de taille entre les jours 8 et 14. Cela suppose une nouvelle fois une croissance régulière de la plante. Comment savoir si la croissance est régulière? En collant les plantes sur une feuille en respectant un espacement correspondant aux jours de plantation. Consigne : respecter les écarts (2cm pour 2 jours) A ce stade un travail de présentation peut être réalisé : 1. Mettre un titre 2. Indiquer les jours sous chaque plantule 3. Mettre une flèche «temps» que l on gradue Comment faire pour retrouver rapidement la taille des plantules si on ne possède pas de règle graduée? 4. Mettre une flèche «taille» que l on gradue Taille (mm) La croissance de (Si jour 5 ou 7 ou 9 manquent) : comment retrouver la taille qu aurait une plantule que nous ne possédons pas? 5. Tracer une courbe qui rejoint le sommet de chaque plantule temps J2 J4 J6 J10 J14

3 La partie «graphique» peut être réalisée sur un calque que l on placera au dessus des plantules. La mobilité du calque permet des allers-retours entre la représentation graphique seule et ce qu elle représente concrètement en replaçant le calque complété sur les plantules. Une utilisation du rétroprojecteur par le professeur, en disposant les plantules dessus et en écrivant sur un calque, permet de travailler en temps réel avec les élèves. A partir de la courbe obtenue : on constate une croissance du pois au cours du temps (notion du programme) on constate que la croissance du pois n est pas régulière dans le temps (réponse à la problématique) on établit la taille de la plante aux 11ème et 20ème jours (réponse au défi) Étape n 4 : Bilan personnel et collectif En indiquant des mots clés au tableau (pois, croissance, régulière, production, matière) on demande aux élèves d effectuer un bilan personnel sous la forme d une à deux phrases. Une aide peut être apportée en décomposant les mots-clés en deux sous groupes (pois, croissance, régulière / pois, production, matière) correspondant à deux phrases attendues. Un bilan collectif est ensuite établit et recopié après généralisation par le professeur. Il doit comporter les objectifs notionnels du programme : «les êtres vivants sont des producteurs de matière. Cette production de matière se vérifie le plus souvent par leur croissance qui est mesurable.» Étape n 5 : Ouverture Il est possible d ouvrir sur un nouveau défi en proposant une plante de 10 jours dont la croissance ne rentre pas dans le cadre des résultats obtenus (une plante dont la taille est nettement supérieure ou inférieure à celles mesurées). Comment l expliquer? Il s agit ici de lancer une investigation menant à répondre à des problématiques liées aux conditions de la production de matière (point suivant dans le programme). Étape n 6 : exercice Proposer un défi similaire dans le cadre de la croissance d un animal (à partir de quelques valeurs de masse, trouver la masse d un animal à un âge particulier).

4 Analyse du dispositif La séance proposée place l élève dans une situation complexe avec : Un problème que l élève doit résoudre, ce problème déterminant le sens de l activité d apprentissage. Un défi réaliste à relever L élève doit apporter une réponse personnelle acceptable et pertinente. Plusieurs réponses sont possibles avec une utilisation directe des valeurs du tableau prolongée par l utilisation des valeurs graphiques. Plusieurs capacités sont engagées, notamment celles associées à la communication scientifique et au raisonnement. Un cadre contraignant dans lequel l élève peut être amené à faire des choix. Il est possible de tenter de résoudre le défi par une stratégie d essais et erreurs (moyenne de valeurs, anticipation de résultat à partir du tableau). L objectif ici est de faire comprendre aux élèves l intérêt et les possibilités associées à différents modes de communication. L élève doit comprendre que le tableau est un mode de présentation de résultats mais permet difficilement le raisonnement. L élève doit comprendre quelques intérêts de la représentation graphique : une visualisation rapide de l évolution d un phénomène et une possibilité de «prévoir» des résultats, des valeurs non mesurés. Enfin la pratique pédagogique consistant à utiliser un calque et de produire un graphique, directement à partir du concret, permet de pallier les difficultés d interprétation liées à l abstraction de ce mode de communication. Il s agit d une première forme de production de représentation graphique alors que cette notion n a pas encore été complètement abordée en cours de mathématiques. Une différenciation est possible au niveau de la troisième étape avec deux stratégies possibles pour le professeur. Une fois que le tableau est complété et que les élèves vont s engager dans la production d un graphique il peut être intéressant de ne pas donner les consignes de présentation du graphique directement. Les élèves ont fixé les plantules sur leur feuille blanche et doivent résoudre le défi à partir de ce stade. Certains élèves se lanceront dans l ébauche d un graphique, d autres pas. Une aide peut être apportée uniquement aux élèves qui bloquent. Stratégie 1 : travail en tâche simple. Le professeur construit le graphique et les élèves le reproduisent. Ce n est qu ensuite qu ils doivent résoudre le défi. Stratégie 2 : travail en tâche complexe. Le professeur laisse les élèves décider de leur stratégie de résolution du défi. Il apportera une aide seulement aux élèves bloqués (retour à une tâche simple pour ces élèves). La phase du bilan, telle qu elle est proposée, laisse une marge d autonomie de réflexion aux élèves dans la construction du savoir et permet également de participer à la construction de la maitrise de la langue. Il est intéressant que le bilan de l élève demeure dans la trace écrite, à coté du bilan de la classe. L élève peut ainsi mesurer l écart entre sa propre production et l attendu : c est une forme d autoévaluation qui est visée par ce travail.

5 Annexe : Un exemple illustré mené avec des germinations de blé Défi : taille de la plante à 5 jours? Taille de la plante à 10 jours? Jours après mise en pot Jour 0 (dépôt) Jour 4 Jour6 Jour 7 Jour 8 Taille (mm) En utilisant le tableau de mesures : Taille à J5 = (5 + 12) / 2 = 8,5 mm Taille à J10 = 50 + (50 12) = 88 mm (méthode 1) («la plante a grandit de 38 mm en deux jours donc on rajoute 38 à la valeur du jour 8») Taille à J10 = (50 / 8). 10= 65 mm (méthode 2) («on fait une moyenne, la plante a grandit de 6,25 mm par jour durant 8 jours, donc cela fait 65 mm en 10 jours») Ces valeurs peuvent être exactes si la croissance est régulière, ce qui n est pas le cas sinon les méthodes 1 et 2 devraient donner le même résultat. En collant les plantules (correctement espacées) on constate rapidement une croissance non régulière, sans passer par les calculs. En traçant un graphique on retrouve des valeurs proches de la réalité : Taille à J5 = 9 mm Taille possible à J10 = 120 mm