Fiche sujet-élève La distinction des espèces de la lignée humaine peut être réalisée grâce à des mesures faites sur les crânes. On cherche à déterminer à quelle espèce de la lignée humaine peut se rattacher un fossile, en mesurant l angle facial et le rapport hauteur sur longueur de son crâne. Matériel: - un moulage de crâne, une règle graduée, - un appareil photo numérique ou une webcam, - un logiciel de dessin (MESURIM) permettant de mesurer des longueurs et des angles, - une fiche technique d utilisation de MESURIM, - deux documents A et B indiquant le protocole de mesure, - un document C donnant la valeur de l angle facial et du rapport H/L de crânes de représentants identifiés de la lignée humaine, - un document D indiquant le protocole pour la prise de vue. Activités et déroulement des activités 1- Prendre un cliché du moulage de crâne en suivant les indications de la fiche protocole (document D). Appeler l examinateur pour vérification ou obtenir le document de secours 2- Utiliser les fonctionnalités du logiciel de dessin (voir fiche technique) pour réaliser un schéma sur lequel seront figurés et légendés les points-repères présentés dans le document B. Capacités et critères d'évaluation Réaliser une manipulation d après un protocole dans le but de faire des mesures précises Utiliser un logiciel de traitement de données Barème 4 5 3- Effectuer les mesures (longueurs des segments et angle) et reporter les valeurs sur le schéma. Imprimer le schéma annoté. Appeler l examinateur pour vérification de l utilisation des outils de mesure 4- Confronter vos résultats aux valeurs du document C pour apporter une solution à la question initiale. Formuler un avis critique sur la valeur scientifique de la manipulation effectuée. Utiliser des techniques de mesure Adopter une démarche explicative 6 5
Mode d'emploi du logiciel Mesurim Fiche technique de MESURIM Pour charger un fichier d'image utiliser le menu Fichier - Ouvrir et choisir le répertoire et le nom du fichier. Pour affecter une échelle à une image : utiliser le menu Image créer/modifier l'echelle. Cocher Echelle à définir puis cliquer sur OK. Tracer un trait correspondant à une longueur connue (1) puis indiquer la valeur de cette longueur et l'unité (2) et valider avec le menu Fichier Enregistrer le fichier d'échelle (3). Cliquer sur OK dans la fenêtre suivante. Pour mesurer une longueur sur l'image. Choisir l'outil Mesure : puis choisir la mesure courante. Lorsqu'un trait est tracé sur l'image, sa longueur s'affiche en bas de la fenêtre du logiciel. Pour mesurer un angle sur l'image, choisir la mesure d'angle puis tracer les deux vecteur repères. Attention l'angle est mesuré dans le sens trigonométrique. Pour réaliser un schéma, utiliser le menu Outil Schéma. Suivre les contours de l'image à reproduire : elle s'affiche sur la fenêtre de droite. Différents outils (épaisseur du trait, choix du crayon, de la gomme ou du trait) sont utilisables. Le menu choix permet de modifier les couleurs, les fontes utilisées pour les textes. Pour tracer des points sur l'image, utiliser le crayon. Pour écrire un texte, utiliser l'outil texte. Pour imprimer l'image, utiliser le menu Fichier Imprimer.
Fiche document - élève (1/2) Document B : angle et longueurs à mesurer Les points de référence et les mesures à effectuer Angle facial : angle aigu (inférieur à 90 ) entre la droite passant par O et P et celle passant par M et N Document A : repérage des points de référence O : point le plus bas de l orbite oculaire La hauteur du crâne : le segment BP La longueur du crâne : le segment NQ P : point le plus haut du trou auditif M : point le plus proéminent de l os maxillaire supérieur entre les alvéoles des deux incisives supérieures centrales N : rencontre de la suture des os nasaux et du frontal B : point de rencontre des sutures fronto-pariétales et sagittale Q : point postérieur le plus proéminent de l occiput
Fiche document-élève (2/2) Document C : les valeurs d'angle sont données à 1 degré près ; les valeurs du rapport H/L sont à 5% près. Critères Angle facial Rapport hauteur / longueur de crâne Espèces Australopithecus (afarensis, boisei et gracilis) Homo habilis Homo erectus Homo neanderthalensis Homo sapiens 56 à 75 65 à 68 75 à 81 71 à 89 82 à 88 0,58 à 0,67 0,48 à 0,66 0,46 à 0,54 0,45 à 0,63 0,59 à 0,64 Document D : Protocole de réalisation de la prise de vue Placer le crâne dans une position stable sur des feuilles de papier blanc. Placer l'appareil photo ou la webcam : de manière à ce que le plan de la photo soit parallèle au plan de symétrie bilatérale du crâne, à la distance voulue pour que le cadrage soit correct, de façon à disposer de l'échelle réelle. Prendre la photo et suivre les indications permettant de transférer les photos sur l'ordinateur.
Fiche réponse-élève Nom : Prénom : Classe : A rendre avec le schéma imprimé à l issue de l épreuve
Fiche laboratoire Matériel : - un moulage de crâne, - un appareil photo numérique ou une webcam et le matériel nécessaire pour transférer les images sur un ordinateur avec une notice d'emploi succincte, - un protocole de prise de vue à compléter par la notice d'emploi succincte de l'appareil photo numérique ou de la webcam, - prévoir une photo de secours avec l'échelle *, - un ordinateur avec un logiciel de dessin permettant de faire des mesures (MESURIM_PRO), - un document A indiquant les points de référence à imprimer en couleur ou un crâne humain actuel sur lequel seront positionnées des gommettes rouge, - un document B indiquant les mesures à faire, - une notice d'utilisation de MESURIM, - un document C donnant la valeur de l angle facial de crânes de représentants identifiés de la lignée humaine. Important : ce sujet ne doit pas être choisi si les élèves n ont pas été familiarisés avec l utilisation d un logiciel de dessin ; choisir un crâne de la lignée humaine sur lequel les mesures soient réalisables (points repérables facilement de profil) ; faire les mesures sur ce crâne avant l'épreuve et vérifier que les valeurs trouvées soient incluses dans les intervalles donnés dans le document - élève (document B) : selon les échantillons, ces valeurs peuvent varier assez sensiblement ; dans le cas contraire, on peut envisager d'établir un nouveau tableau en remplacement du document C. * Dans le cas où l'élève aurait réalisé une photographie sans l'échelle (double décimètre non inclus dans la photographie), lui fournir l'image du crâne qu'il a utilisé avec l'échelle incluse, image réalisée auparavant, au laboratoire. A titre de secours est fournie une image (fichier 05_I2_G_Num_01.jpg) de crâne d'homo habilis comportant une indication de l'échelle.
Fiche barème d'évaluation Nom des élèves Capacités et critères d évaluation (en gras, évaluation pendant la séance) 1 - Réaliser une manipulation d après un protocole : - respect des différentes étapes du protocole, - organisation de la paillasse et rangement du matériel en fin de manipulation. 2 Utiliser un logiciel de traitement de données : - utilisation maîtrisée des fonctionnalités du logiciel, schéma à l'écran, - sélection des données : repérage des points, exactitude des légendes (points correctement légendés). 3 - Utiliser des techniques de mesure : - utilisation maîtrisée de l outil de mesure, définition de l'échelle du schéma à l'aide du logiciel, - mesures de longueur et mesure d'angle (correctement orienté) ; complément de légendes - impression du schéma. Barème 3 1 2 3 2 3 1 4 - Adopter une démarche explicative - choix de l espèce en rapport avec les résultats de l élève ; argumentation fournie pour les deux critères ; - nécessité de mesures multiples ou autre critique pertinente 4 1 Note /20