La maîtrise des principaux éléments de culture scientifique et technologique s acquiert : d une part en mobilisant les connaissances des différents champs du socle commun de connaissances et de compétences dans des situations simples de la vie courante. En classe de 3e, ces champs sont «la matière», «le vivant», «l énergie» et les «objets techniques» ; le champ «l Univers et la Terre», n étant pas évaluable en classe de troisième, est considéré, dans ce cadre expérimental, comme validé de fait par le passage de l élève de la classe de 4ème à la classe de 3ème. d autre part en pratiquant une démarche scientifique ou technologique. Les éléments constitutifs de cette démarche sont «Observer, rechercher et organiser des informations», «Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes», «Raisonner, argumenter, démontrer» et «Communiquer à l aide de langages ou d outils scientifiques et technologiques». Les outils proposés sont donnés à titre d exemples en vue d évaluer la maîtrise de certaines compétences. Quelques-uns concernent plusieurs domaines ou mobilisent plusieurs compétences. Les exemples proposés n ont pas vocation à l exhaustivité. En physique-chimie, les QCM et les sujets ouverts font référence aux connaissances et aux capacités figurant en caractère droit dans le programme de la classe de 3 e, c est-à-dire aux éléments de programme se rapportant au socle. En sciences de la vie et de la Terre, les exemples donnés visent à évaluer «connaissances, capacités et attitudes» attendues en fin de scolarité obligatoire en référence aux programmes actuellement en vigueur (ou à celui qui le sera à la rentrée 2009). En technologie, l outil proposé fait référence à la démarche technologique caractéristique de la discipline. Cette démarche, qui intègre celles d investigation et de résolution de problèmes techniques, est caractérisée par un mode de raisonnement fait de transpositions, de similitudes de problématiques et d analogies, tout en tenant compte des contraintes. Validation de la compétence 3 Rappel La validation de la compétence 3 du socle commun doit être faite en concertation par les quatre professeurs concernés (physiquechimie, sciences de la vie et de la Terre, technologie et mathématiques). Il convient, pour valider les attestations, d adopter les règles suivantes : pour attester la maîtrise du socle commun, toutes les compétences doivent être validées. Les sept compétences du socle commun ne sont pas compensables entre elles ; pour attester la maîtrise d une compétence : on apprécie la maîtrise de chaque domaine, sans exiger de l élève qu il les maîtrise tous. Toutefois, il est recommandé que l élève ait au moins une des connaissances, capacités et attitudes dans les domaines qu il ne maîtrise pas ; pour attester les acquis d un domaine : on l apprécie globalement, sans exiger de l élève qu il maîtrise chacune des connaissances, capacités et attitudes qui le composent. - 1 -
Outils pour les sciences de la vie et de la terre Proposition d'une méthodologie pour des situations d'évaluation correspondant aux compétences du socle commun 1. Repérer dans la grille de référence une compétence à tester. 2. Repérer dans le programme ce qui correspond à cette compétence en termes de a. connaissance (colonne de gauche) ; b. capacités déclinées dans une situation d'apprentissage (colonne centrale). 3. choisir dans le texte du socle commun une attitude que l'on puisse associer à cet ensemble [connaissance - capacité]. 4. rechercher une situation problème correspondant à ces trois composantes. Le titre de la situation correspond à ce problème. 5. Poser une question qui explicite le problème à résoudre. 6. Fournir à l'élève les composantes de la compétence évaluée (connaissance, capacité et attitude). 7. Donner pour le professeur des indications d'évaluation (de façon plus détaillée que ce qui est fourni succinctement ici, faute de temps et - surtout - de test en situation de classe). Tentative de mise en œuvre : la situation "Avoir des cheveux frisés" 1. Grille de référence compétence 3 : Connaissances et capacités attendues en fin de scolarité obligatoire (1 ère colonne) : Le vivant : " Savoir que le vivant présente une unité d'organisation et une diversité. Connaître les modalités du fonctionnement des organismes vivants. Savoir que les espèces évoluent. Connaître le corps humain et ses possibilités." Éléments du socle exigibles en fin de troisième (2 ème colonne) : Connaître les modalités de reproduction, de développement et de fonctionnement des êtres vivants. Indications pour l'évaluation (3 ème colonne) : Il s agit : - d identifier un caractère de l espèce, les variations individuelles et l influence des facteurs environnementaux ; - d expliquer l origine de la stabilité de l information génétique et l originalité de chaque individu à partir du suivi de deux paires de chromosomes. 2. Repérage dans le programme SVT de troisième : Colonne "Connaissances" : Lors de la formation des cellules reproductrices, les chromosomes d une paire, génétiquement différents, se répartissent au hasard. Les cellules reproductrices produites par un individu sont donc génétiquement différentes. La fécondation, en associant pour chaque paire de chromosomes, un chromosome du père et un de la mère, rétablit le nombre de chromosomes de l espèce. Colonne "Capacités déclinées dans une situation d'apprentissage" : Faire un schéma représentant la répartition des chromosomes. La schématisation de la répartition des chromosomes n'est pas proposée dans le programme dans le cas de la reproduction sexuée : elle n'est pas pour autant hors programme. Les capacités sont exigibles comme les connaissances mais pas forcément là où elles sont indiquées ; elles sont indiquées au moment où l'on peut les décliner dans une situation d'apprentissage mais elles peuvent être acquises ailleurs à un autre moment du programme où elles s'exercent à nouveau. 3. Choix d'une attitude : La conscience des implications éthiques des progrès scientifiques et éthiques (Annexe au Décret sur le Socle commun, encart du BO N 29 du 20 juillet 2006, repris dans la brochure rouge sur le Socle commun, page 14). Remarque : cette attitude correspond aussi à une connaissance du programme de troisième, partie "Responsabilité humaine en matière de santé et d'environnement", paragraphe 6 : "les méthodes de procréation médicalement assistée peuvent permettre à un couple stérile de donner naissance à un enfant." Comme quoi, rien n'est simple 4. Fiche élève : Cf. page suivante - 2 -
SVT - Avoir les cheveux frisés Hélène et Jean ont tous deux les cheveux frisés. Leur fille, Marine, a aussi les cheveux frisés. Julien, leur fils aîné a les cheveux raides. La forme des cheveux dépend notamment d'un gène qui commande l'enroulement en spirale du cheveu. Le cheveu est constitué d'une protéine, la kératine. Un allèle commande la fabrication de molécules de kératine qui établissent de nombreuses liaisons entre elles : les cheveux sont alors frisés (Document A, figure 1). Un autre allèle commande la fabrication de molécules de kératine qui font peu de liaisons entre elles : le cheveu est alors raide (Document A, figure 2). Document A Document B D'après "Sciences de la vie et de la Terre", édition Delagrave, collection Gérard De Vecchi, Paris, 2008 Questions : 1. Faites un schéma légendé expliquant comment Hélène et Jean ont transmis à Marine et à Julien les gènes responsables de la forme raide ou frisée de leurs cheveux. Pour figurer les chromosomes, vous utiliserez la représentation proposée par le document B. 2. Pensez-vous que Jean et Hélène pourraient avoir recours à la procréation médicalement assistée pour être sûrs que leur troisième enfant aurait les cheveux frisés? Justifiez votre réponse. Connaissance : répartition des gènes et des allèles au cours de la reproduction sexuée. Capacité : faire un schéma représentant la répartition des chromosomes lors de la reproduction sexuée. Attitude : la conscience des implications éthiques des progrès scientifiques et techniques. - 3 -
Autres situations proposées SVT - Quelles cellules luttent contre l'infection? Le comptage des cellules sanguines à la suite d'une prise de sang permet de savoir si une personne est porteuse d'une infection. Le document 1 traduit les réultats d'une telle analyse, d'une part chez un sujet sain, d'autre part chez un sujet porteur d'une infection. Document 1 : Comparaison d une analyse de sang chez un sujet sain et un sujet porteur d'une infection Globules rouges Globules blancs : lymphocytes Globules blancs : phagocytes Total des globules blancs Nombre de cellules par mm 3 de sang Sujet A, sain Sujet B, porteur d une infection 4.7 millions 1 900 5 100 7 000 4.7 millions 2 100 13 200 15 300 Question : À partir d'une étude la plus précise possible du document 1, montrez quelles cellules du sang réagissent massivement à l'infection chez le sujet B. Expliquez comment ces cellules permettent de lutter contre l'infection. Connaissance : action des globules blancs contre l'infection. Capacité : observer, recenser et organiser des informations afin de découvrir les méthodes de lutte contre l infection. Attitude : l'esprit critique, situation d'un résultat ou d'une information dans son contexte Indications pour l'évaluation On considèrera la compétence acquise au niveau troisième si : Connaissance - l'élève exprime "qu'une réaction rapide la phagocytose, réalisée par des leucocytes permet le plus souvent de stopper l infection". Capacité - l'élève cite les valeurs qui montrent que le nombre de globules rouges ne varie pas chez le sujet infecté, que celui des lymphocytes varie peu alors que le nombre de phagocytes est considérablement augmenté. Attitude - esprit critique : l'élève exprime que la variation du nombre de phagocyte est massivement plus importante que celle des lymphocytes dans le cas proposé - 4 -
SVT - Avoir les cheveux frisés Hélène et Jean ont tous deux les cheveux frisés. Leur fille, Marine, a aussi les cheveux frisés. Julien, leur fils aîné a les cheveux raides. La forme des cheveux dépend notamment d'un gène qui commande l'enroulement en spirale du cheveu. Le cheveu est constitué d'une protéine, la kératine. Un allèle commande la fabrication de molécules de kératine qui établissent de nombreuses liaisons entre elles : les cheveux sont alors frisés (Document A, figure 1). Un autre allèle commande la fabrication de molécules de kératine qui font peu de liaisons entre elles : le cheveu est alors raide (Document A figure 2). Document A D'après "Sciences de la vie et de la Terre", édition Delagrave, collection Gérard De Vecchi, Paris 2008 Question 1 Les gènes sont A des molécules du plasma. B C D des parties de chromosomes. des cellules reproductrices. des constituants du cytoplasme. Question 2 D'après le texte qui vous est fourni, l'aspect frisé des cheveux dépend A B C D de la présence simultanée de kératines différentes. des protéines appliquées sur les cheveux. des propriétés d'une forme de kératine. de l'alimentation en protéines. Question 3 Si Hélène et Jean veulent avoir des cheveux frisés comme les leurs A B C D ils ne peuvent que s'en remettre au hasard de la rencontre des gamètes. ils ont le droit de recourir au clonage thérapeutique. ils ont le droit de recourir au clonage reproductif. ils ne peuvent que s'en remettre au hasard de la date d'ovulation. Connaissance : nature des gènes. Capacité : recenser des informations afin de distinguer un caractère de l espèce humaine et ses variations individuelles. Attitude : la conscience des implications éthiques des progrès scientifiques et techniques. - 5 -
SVT - Éviter la contamination Pour passer à travers grippes, rhumes et autres infections, une seule solution : éviter les microbes. Les scientifiques n'ont toujours pas mis au point l'arme absolue. Alors, redécouvrons tout l'intérêt des méthodes simples. L'individu représenté dans le document 1, va aussi malheureusement poser les mains sur un certain nombre d'objets que vous allez toucher ensuite : poignées de porte, téléphone, panier de supermarché... Les microbes sont partout. Photo et texte inspiré de la revue : «Ça m'intéresse HS n 2 2008 p 12/13» Question : Proposez une "méthode simple" pour éviter de contaminer vos proches quand vous êtes enrhumé en hiver. Justifiez cette méthode en expliquant comment elle empêcherait les microbes de contaminer d'autres personnes. Vous vous inspirerez des informations apportées par le document ci-dessus. Connaissance : établir des relations entre des habitudes de vie et l'apparition de maladies Capacité : Observer, recenser et organiser des informations afin de découvrir les méthodes de prévention et de lutte contre la contamination. Attitude : la responsabilité face à la santé. Indications pour l'évaluation On considèrera la compétence acquise au niveau troisième si : Connaissance - si l'élève exprime que la contamination est la transmission de micro-organismes d'un individu à un autre en franchissant la peau et les muqueuses. Capacité - la méthode proposée est cohérente avec cette définition et avec les informations apportées par les documents (image et texte). Attitude - la méthode proposée est sérieuse, réaliste et traduit la volonté de l'élève de préserver la santé d'autrui. - 6 -
SVT - Proposition d une unité d évaluation Unité 1 : Pour une enquête de police scientifique ou une recherche de paternité, on pratique des «tests ADN». Les scientifiques disent que l ADN est un constituant des chromosomes des cellules. Comment peut-on le montrer? Des outils pour construire la réponse à la question posée par une démarche scientifique : Document 1 : Protocole d extraction et de coloration de l ADN : Hacher et broyer dans un mortier des morceaux de bulbe d oignon mélangés de l eau tiède additionnée de deux cuillérées de liquide à vaisselle et de deux cuillérées de sel. Filtrer la solution, Placer quelques millilitres de la solution filtrée dans un tube à essai et ajouter la même quantité d alcool en le faisant couler le long de la paroi du tube, Attendre quinze minutes que se forme une masse filamenteuse, Déposer cette masse dans un verre de montre. Matériel : Oignon, Mortier, tubes à essais, Entonnoir et papier filtre, Sel, produit liquide à vaisselle, Alcool à 90, Du colorant «vert de méthyle» spécifique de l ADN. Document 2 : Microphotographie de cellules d épiderme d oignon avec chromosomes visibles colorés au vert de méthyle. On attend de l élève : l extraction de l ADN du bulbe d oignon et sa coloration, le constat de cette coloration, le constat de la coloration du contenu des noyaux et/ou des chromosomes (microphotographie), une mise en relation des deux constats. - 7 -
Objectifs méthodologiques RE Réaliser : manipuler, représenter mesurer, calculer, appliquer des consignes RA Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale, modéliser C Communiquer à l aide de langage ou d outils scientifiques ou technologiques Présenter une démarche, des résultats Capacités mises en oeuvre Suivre un protocole, mettre en œuvre un protocole Mettre en oeuvre un raisonnement pour expliquer à partir des observations et des expériences Exprimer à l écrit et/ou à l oral les étapes de la démarche de résolution critères Respect des différentes étapes du protocole, Utilisation maîtrisée du matériel et des produits, Lisibilité des résultats. Mise en relation du résultat obtenu avec la microphotographie Présentation correcte de la démarche et explication de l enchaînement des idées. Attitudes Autonomie et initiative, Respect des règles de sécurité critères Organisation et gestion du plan de travail, rangement du plan de travail. Identification des produits et utilisation maîtrisée. Indications pour l'évaluation On considèrera la compétence acquise au niveau troisième si : Connaissance - Le schéma est scientifiquement juste : parents hétérozygotes, fécondation avec un chromosome de chaque parent, Julien homozygote "cheveux raides", Marine hétérozygote ou homozygote "cheveux frisés" Capacité - Respect de la représentation proposée, explication des figurés et des flèches. Attitude - L'élève explique que la procréation médicalement assistée est réservée au traitement de la stérilité. - 8 -