La notion de croissance (végétale) en sixième et en première S.

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1 La notion de croissance (végétale) en sixième et en première S. Activité proposée : La notion de croissance est abordée en classe de 6 ème et elle est traitée en première S. Montrez sur cet exemple qu un même sujet scientifique peut contribuer, selon le niveau, à la poursuite d objectifs différents. La question peut être posée à l écrit dans le cadre d une composition à partir d un dossier pour tester chez le candidat sa connaissance des programmes du secondaire et vérifier son aptitude à établir une cohérence verticale de l enseignement. L enseignement en collège doit se limiter au niveau exigible en cohérence avec les notions qui seront abordées au lycée. De même, il est important pour l enseignement au lycée d avoir une idée précise des acquis antérieurs. Il s agit ici de montrer la compréhension des attendus du programme de sixième par rapport à celui de 1 ère S. Programme de Sixième III. Origine de la matière des êtres vivants 25% du temps soit à raison d'1,5 h par semaine 11 heures Objectifs scientifiques L étude concerne la production de matière par les organismes vivants et leur interdépendance alimentaire. La croissance permet de repérer la production de matière par les organismes vivants ; c est une des caractéristiques du vivant. connaissances Tous les organismes vivants sont des producteurs. Tout organisme vivant produit sa propre matière à partir de celle qu il prélève dans le milieu. Les végétaux chlorophylliens n ont besoin pour se nourrir que de matière minérale, à condition de recevoir de la lumière. Tous les autres organismes vivants se nourrissent toujours de matière minérale et de matière provenant d autres organismes vivants. Le sol abrite des êtres vivants qui, au travers de réseaux alimentaires, transforment les restes d organismes vivants en matière minérale : ce sont des décomposeurs. La matière des organismes vivants se transforme en matière minérale. Le sol est composé : - de microorganismes et restes d organismes vivants, - de matière minérale provenant de la transformation des restes d organismes vivants et des roches du sous sol. Capacités déclinées dans une situation d apprentissage Formuler l hypothèse d une relation de cause à effet entre la production de matière et le prélèvement de matière dans le milieu. Mesurer pour suivre les évolutions de taille et de masse. Construire un tableau ou un graphique pour présenter les résultats des mesures. Exploiter des résultats de croissance d un être vivant en fonction des ressources du milieu de vie. Suivre un protocole pour mettre en évidence les besoins nutritifs d un végétal chlorophyllien. Observer des indices afin d identifier le régime alimentaire d un animal. Observer différentes étapes de la décomposition de la matière des êtres vivants. Effectuer un geste technique en observant à la loupe binoculaire et/ou au microscope des composantes du sol. Construire un schéma des relations alimentaires dans le sol en respectant les conventions. Commentaires Le rôle et la place des êtres vivants (notions de chaînes et de réseaux alimentaires) sont abordés à l école élémentaire. Les explications, toujours simples, ne nécessitent pas le recours à une étude détaillée des phénomènes biologiques tels que la digestion, l assimilation, la photosynthèse et la minéralisation de la matière organique. Sont exclues les notions de photosynthèse, minéralisation et pédogenèse (formation, structure et évolution d un sol) ainsi que l étude du cycle du carbone et la mise en évidence de la matière organique par combustion. On ne fera pas un inventaire systématique de la faune du sol. Thème de convergence : développement durable

2 Première S La morphogenèse végétale et l établissement du phénotype (Durée indicative : 5 semaines) 4 heures par semaine avec 2h de cours, et 2h de TP. Le phénotype morphologique d un individu est le résultat des interactions entre l expression du génotype et son contrôle par l environnement. L établissement de ce phénotype met en jeu un ensemble de processus biologiques dont des gènes sont responsables (mitose, métabolisme cellulaire, action d hormones, mise en place des structures de l organisme). Les gènes gouvernent à la fois les grands traits de l organisation et les détails de la structure, en permettant la synthèse de protéines spécifiques aux diverses échelles qui constituent l organisme (cellules, tissus, organes, plan d organisation). L expression de ces gènes est soumise à des facteurs externes (abiotiques ou biotiques) dont la variabilité s ajoute à la diversité allélique pour aboutir à une diversité phénotypique individuelle. L étude de la morphogenèse des végétaux permet d aborder dans un cadre intégré ces différents phénomènes qui contribuent à l établissement du phénotype. ACTIVITÉS ENVISAGEABLES Réalisation d expériences permettant d identifier les zones de croissance en longueur. Observation microscopique de méristèmes. Réalisation de préparations et (ou) observation de cellules végétales. Mise en évidence de la paroi cellulosique : cellulose, lamelle moyenne. Mise en évidence de la turgescence cellulaire. Obtention et/ou observation de protoplastes. Étude des expériences historiques de la mise en évidence d une hormone végétale : l auxine. NOTIONS ET CONTENUS La morphogenèse associe la division et la croissance cellulaire au niveau de territoires spécialisés La mitose est localisée dans les méristèmes. Elle permet de produire : des cellules qui vont ensuite se différencier et participer à la croissance et à la structuration de l organisme (feuilles, tiges, racines) ; des cellules qui restent indifférenciées et qui vont à leur tour constituer des méristèmes (apical ou axillaire). Dans la tige, la croissance cellulaire est contrôlée par une hormone : l auxine La paroi des cellules végétales en extension est essentiellement composée de polysaccharides, dont la cellulose et les hémicelluloses. La pression de turgescence cellulaire et la plasticité pariétale permettent la croissance cellulaire. L auxine, facteur de croissance ou hormone végétale, contrôle la croissance cellulaire. Elle est synthétisée par l apex des tiges. Elle possède une double action : - une action à court terme sur la plasticité pariétale ; - une action à plus long terme sur l expression de gènes qui participent aux divers événements du métabolisme nécessaires à la croissance. Réalisation et (ou) analyse d expériences montrant le rôle de l auxine sur la croissance différentielle entre les deux faces d un organe. Réalisation et (ou) analyse d expériences de clonage de végétaux. Le développement du végétal est influencé par la répartition des hormones en interaction avec les facteurs de l environnement La répartition inégale de l auxine dans les tissus, conséquence d un éclairement anisotrope, permet une croissance orientée. Les ramifications naturelles ou provoquées sont sous la dépendance d un changement de répartition des hormones dans le végétal qui conduit à un changement de morphologie. Sixième : Le programme de sixième porte sur la production de matière et la notion de croissance des végétaux (comme celle des animaux) n est abordée que pour établir une caractéristique du vivant (acquis du cycle 3) et surtout démontrer qu il y a production de matière (puisqu il y a augmentation de la taille et de la masse). Ainsi en sixième, l étude de la croissance des végétaux a pour objectif de mettre en évidence une production de matière des organismes. Première S : En première S, l objectif de l étude de la croissance des végétaux au sens large de la morphogenèse (croissance et différenciation) est tout autre. Il est de mettre en évidence l influence et les interactions entre l expression des gènes et les facteurs de l environnement dans l établissement du phénotype morphologique du végétal.la démarche est plus explicative. Comment la croissance peut elle mettre en place le phénotype morphologique?

3 Situation d'évaluation formative de sixième. Activité proposée : En vous fondant sur le document 1, vous décrirez une situation d évaluation formative en classe de 6 ème. Vous situerez cette évaluation dans la progression. Vous préciserez l objectif notionnel visé, la ou les capacités exercées, le questionnement, les consignes de travail données aux élèves, les critères d évaluation et la production attendue. D après le rapport de jury 2008, l évaluation formative implique l utilisation d outils d aide et la formulation de critères de réussite réutilisables par la suite. Dans un cadre formatif, on attend que le professeur identifie pour les élèves les critères de réussite associés à chacun des éléments évalués et construise, en regard, des aides à la réussite. Extrait du rapport 2010 à propos de la réponse à la question 2 : «Les propositions d évaluation attendues doivent témoigner de la connaissance de «l esprit du socle de connaissances et de compétences», ainsi que de l intérêt de l évaluation formative» Livret EduSCOL «Socle commun de connaissances et de compétences», Collège Culture scientifique et technologique - Banque de situations d apprentissage et d évaluation Définition de l évaluation formative : Évaluation intervenant au cours d un apprentissage ou d une formation, qui permet à l élève ou à l étudiant de prendre conscience de ses acquis et des difficultés rencontrées, et de découvrir par lui-même les moyens de progresser. Intérêt de l'évaluation formative. Permettre aux élèves de vérifier leurs savoir-faire acquis au cours d'un chapitre afin de préparer l'évaluation sommative. Dans l'évaluation formative, on fournit des aides à l'élève au fur et à mesure de l'exercice, quand des difficultés se présentent pour l'élève. Place dans la progression Dans la progression, les élèves ont déja abordé dans la partie : " Peuplement d'un milieu" que le peuplement d'un milieu par les végétaux varient selon les saisons, et que les plantes annuelles comme les lentilles mourraient au bout d'un an, laissant dans le milieu des graines. A ce moment du programme (début de l'hiver), on peut leur avoir fait pousser comparativement deux pots de lentilles au soleil, un à l'intérieur, l'autre à l'extérieur et leur faire remarquer que les lentilles poussent à l'intérieur. Dans cette situation d'évaluation, nous allons réinvestir le travail obtenu pour les lentilles ayant poussé à l'intérieur. Dans la partie «Origine de la matière des êtres vivants» un premier chapitre peut permettre d aborder les caractéristiques des êtres vivants avec la composition des êtres vivants (partie transversale) et les caractéristiques de la croissance. C est dans ce dernier cadre que se situe l évaluation formative. La croissance des animaux aura été abordée et le rappel des acquis associé au document 1 montrant la culture de lentilles constituera une situation déclenchante et amènera le problème : Quelles sont les caractéristiques de la croissance végétale? objectif notionnel visé : Les caractéristiques de la croissance du végétal sont (comme pour les animaux), une augmentation de taille et de masse. Pour assurer leur croissance, les végétaux produisent donc de la matière. Les végétaux produisent leur propre matière à partir de celle prélevée dans le milieu. capacités exercées : Pilier 4 : Domaine 1 : s approprier un environnement informatique de travail. Domaine 3 : créer, produire, traiter, exploiter des données. Construire un tableau avec un logiciel de traitement de texte. Pilier 3 Réaliser, manipuler, mesurer, appliquer les consignes : Réaliser des mesures Raisonner, exploiter argumenter : Exploiter des résultats. Pilier 1 : Rédiger dans un francais correct

4 Document d'appel : Un gland puis un chêne centenaire : Comment est-on passé de l'un à l'autre? Questionnement Partie faite en commun, en classe. 1. Quelles sont les caractéristiques de la croissance d'un végétal? 2. Proposer un protocole afin de répondre à la question posée. Travail individuel ou à 2 sur les ordinateurs. Création d'un tableau informatif des mesures de lentilles Réflexion sur l'intérêt du protocole.

5 consignes de travail données aux élèves Evaluation formative : mise en évidence dela croissance des lentilles. Matériel nécessaire : Une règle Ton travail maison sur la croissance des lentilles à l'intérieur Un ordinateur, ton code d'utilisateur et ton mot de passe hypothèse retenue pour cette séance : peut être qu'on peut mettre en évidence la croissance des lentilles en mesurant leur taille dans le temps. A. Créer un tableau sur ordinateur. 1. Ouvre ta session sur l'ordinateur. 2. Ouvre un document "tableur" d'open office. 3. La colonnea aura pour titre " temps en jours", la colonneb "taille de la lentille en centimètres". 4. Remplis la colonne A avec 2 jours (case A2), 4 jours (case A3)... jusqu'à 14 jours. 5. Utilise le cadre pour mettre des lignes à ton tableau. 6. Sélectionne l'ensemble des cases et change les caractères en "comic sans ms" taille Enfin visualise ton tableau avec l'icone d'aperçu. Reviens sur la page de départ. 8. Imprime le tableau avec l'icone "imprimante" 9. Coupe le tableau et colle-le au dos de cette page. B. Exploitation du tableau. 1. Explique comment a évolué la taille des lentilles en 14 jours Conclusion : ton protocole était-il adapté? Petit Bilan de l'activité (que t'a-t-elle apporté?) critères d'évaluation :Quand tu as fini, tu dois faire L'autoévaluation. (mets une crois si tu as réussi) tu as réussi si Tu as répondu à toutes les questions posées Ton tableau a été construit sur informatique Tes mesures sont cohérentes Ton exploitation du tableau et ton bilan sont écrits avec une phrase rédigée compréhensible eten rapport avec le problème. Tu as sû être autonome Tu as respecté le materiel et fermé ta session Auto-éval Outils d'aide : 1. Document de substitution pour les élèves ayant perdu, mal effectué l' activité maison de croissance échelonnée des lentilles. 2. Le fichier calculateur construit avec les données chiffrées à compléter Aides méthodologiques 1. Une fiche explicative "comment se servir du calculateur open office" 2. Une fiche méthode "comment mesurer avec une règle?" Éval prof

6 Production attendue Activité 1 : mise en évidence dela croissance des lentilles. Matériel nécessaire : Une règle Ton travail maison sur la croissance des lentilles à l'intérieur Un ordinateur, ton code d'utilisateur et ton mot de passe hypothèse retenue pour cette séance : peut être qu'on peut mettre en évidence la croissance des lentilles en mesurant leur taille dans le temps. A. Créer un tableau sur ordinateur. B. Exploitation du tableau. 1. Explique comment a évolué la taille des lentilles en 14 jours. J'observe que mes lentilles ont grandi de 16 centimètres en 14 jours. 2. Le protocole est-il adapté? Oui, la croissance des végétaux peut être mise en évidence par la mesure de l'évolution de leur taille. 3. Petit Bilan de l'activité (que t'a-t-elle apporté?) J'ai appris à me servir d'un tableau, à mesurer des plantes et je sais mettre en évidence la croissance des végétaux en mesurant leur taille dans le temps. critères d'évaluation :Quand tu as fini, tu dois faire L'autoévaluation. (mets une crois si tu as réussi) tu as réussi si Auto-éval Éval prof Tu as répondu à toutes les questions posées Ton tableau a été construit sur informatique Tes mesures sont cohérentes Ton exploitation du tableau et ton bilan sont écrits avec une phrase rédigée compréhensible eten rapport avec le problème. Tu as sû être autonome

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8 La démarche d investigation Dans la démarche d investigation, présentée dans l introduction commune à l ensemble des disciplines scientifiques et technologique, l élève est amené, en sciences de la vie et de la Terre, à parcourir plusieurs étapes essentielles : La motivation, c est le point de départ de la démarche basée sur une situation déclenchante retenue par le professeur : «d où part-on?» ; L appropriation d un questionnement ou d un problème, c est le passage des questions suscitées par la curiosité et l intérêt initiés par la situation déclenchante, à la formulation d un questionnement ou d un problème ayant une portée scientifique : «Que cherche-t-on?» ; La définition d un projet, c est le moment où l élève propose des réponses possibles et des premières explications, recherche des solutions et choisit la méthodologie la plus appropriée en fonction du questionnement et des propositions de solutions acceptés : «comment va-t-on faire pour chercher?» ; L investigation sensu stricto, l élève fait et sait pourquoi il fait. Il cherche en s appuyant sur : - une observation (dans la nature, en laboratoire ), - une recherche documentaire, - une expérience, - une modélisation, - une simulation La confrontation des réponses trouvées, lors d une mise en commun : «a-t-on trouvé ce que l on cherchait?» «Estce conforme à ce que l on attendait?» La structuration du savoir, c est l élaboration, avec l aide de l enseignant, d un écrit de référence commun à toute la classe et conforme au savoir construit (ce que l on a expliqué, compris et découvert) et au savoir établi ; L appropriation du savoir construit «est-on capable d utiliser ce que l on a appris? Pistes pour une activité sommative : Faire la même activité, notée en pesant les plants de lentilles par 10 avec 7 pots de lentilles germées jour0, jour2, jour4... Faire la même activité avec des ecargots... Cela pourra donner lieu à une validation d'un item du B2I.