LA MAIN A LA PATE La croissance des plantes Cycle 3 La croissance des plantes.? La croissance des plantes cycle 3 - doc Ecole des Mines de Nantes 1
LA MAIN A LA PATE La croissance des plantes Cycle 3 La croissance des plantes. PROGRESSION GENERALE Séance n 1 : Recueil des conceptions et des connaissances initiales des élèves sous forme d une discussion- débat. Séance 1 : Discussion générale sur la croissance des plantes destinée à recueillir les conceptions initiales des enfants sur ce sujet. Séance 2 : On aborde la germination. Recherche des conditions favorables à la germination des graines de haricots. Séance 3 : Conclusion sur les conditions favorables à la germination. Séance 4 : Fabriquer un dispositif pour pouvoir observer au fur et à mesure les étapes de la croissance du pied de haricot. Séance 5 : On aborde l'étude des conditions favorables à la croissance des jeunes plans de haricots. Mise en place d'expériences pour vérifier que les plantes absorbent de l'eau. Séance 6 : Premier bilan sur la croissance du pied de haricot. Séance 7 : Mise en place d'expériences pour tester l'influence de la lumière sur la croissance des plantes. Séance 8 : Mise en place d'expériences pour tester l'influence de la température sur la croissance des plantes. Séance 9 : Interprétations des résultats. Conclusions quant aux conditions favorables à la croissance des plantes. Séance 10 : On récapitule les étapes de croissance des haricots. On aborde la notion de cycle de vie. On pourra se référer pour ce thème aux fiches connaissances suivantes qui se trouvent sur le site Internet du M.E.N et dont l adresse est http://www.eduscol.education.fr/d0027/exsren02.htm : - Stades de la vie d'un être vivant - Fonctions communes des êtres vivants - Besoins des végétaux - Divers modes de reproduction - Évolution des êtres vivants - De l'ordre dans le monde vivant La croissance des plantes cycle 3 - doc Ecole des Mines de Nantes 2
LA MAIN A LA PATE La croissance des plantes Cycle 3 La croissance des plantes. LISTE DU MATERIEL Pour une classe de 30 élèves (7 groupes) : 7 boîtes à chaussures (à apporter de la maison) du carton (à apporter de la maison) du colorant alimentaire du coton 28 feuilles de papier buvard de la ficelle du film plastique des graines de haricots 7 récipients en plastique, type barquette alimentaire (de la classe) 14 œillets blancs (à apporter de la maison) 7 pommes de terre (à apporter de la maison) 7 grands pots en verre du type pots à confiture (à apporter de la maison) 7 pots en plastique de la terre (à apporter de la maison) 8 thermomètres 42 bouteilles en plastique de 1.5 l (à apporter de la maison 7 marqueurs (de la classe) La croissance des plantes cycle 3 - doc Ecole des Mines de Nantes 3
LA MAIN A LA PATE La croissance des plantes Cycle 3 La croissance des plantes (Cycle 3) Place dans le programme : Découverte du monde, le monde du vivant, les manifestations de la vie végétale. Le cycle de l eau dans la nature. 1. QUESTIONNEMENT INITIAL (séance1) Recueillir les conceptions et les connaissances initiales des élèves. Croissance, feuille, fleur, fruit, germination, graine, plantes, tiges, végétal. Oralement, on demande aux élèves de s exprimer sur le thème des plantes. On pourra activer leur mémoire en introduisant les mots : graines, tiges, feuilles, fleurs, fruits, germination, croissance. Il faudra aussi leur demander quels sont, d après eux, les besoins des plantes pour vivre et s épanouir (eau, terre, lumière, chaleur...). L enseignant note sur une grande feuille les idées des élèves. On s y reportera à chaque fois que l on commencera une nouvelle expérience. 2. LES GRAINES PEUVENT GERMER (séance 2) Mettre en place un dispositif pour faire germer des graines de haricots. Etablir une expérience qui permettra de découvrir les conditions favorables à la germination. Graine, obscurité, sol, température ambiante. Matériel : Pour un groupe de 4 élèves : Quelques graines de haricot, de la terre, de l eau, du coton. Un récipient La croissance des plantes cycle 3 - doc Ecole des Mines de Nantes 4
A partir de ce que les élèves ont pu dire lors de la séance précédente, on leur propose de faire germer des graines de haricots. On commence alors par leur demander s ils savent ce dont ont besoin les graines pour «pousser». On note leurs hypothèses (besoin d eau, de terre, de chaleur, de lumière...) Chaque groupe choisit de réaliser une expérience avec des paramètres particuliers. Les élèves devront remplir leur cahier d expériences en notant leurs hypothèses et en faisant un schéma légendé de leur expérience. En prévision de la séance suivante, l enseignant veillera à ce que l ensemble des expériences permette de trouver les conditions favorables à la germination. Pour cela, il faut que chaque expérience soit unique et qu elle ne diffère d une autre expérience que par un seul paramètre. Voici un exemple pour une classe de 28 élèves soit 7 groupes de 4 élèves : Groupe 1 : les graines sont placées sur du coton imbibé d eau à température ambiante et dans l obscurité. Groupe 2 : les graines sont placées sur du coton imbibé d eau à température ambiante et à la lumière. Groupe 3 : les graines sont placées sur du coton sec à température ambiante et à la lumière. Groupe 4 : les graines sont placées sur de la terre sèche à température ambiante et à la lumière. Groupe 5 : les graines sont placées sur de la terre humide à température ambiante et à la lumière. Groupe 6 : les graines sont placées sur du coton imbibé d eau au froid et dans l obscurité (dans le réfrigérateur). Groupe 7 : les graines sont placées sur du coton imbibé d eau à température élevée (sous une serre) et à la lumière. Si ces expériences ne sont pas toutes réalisées par la classe, ce sera à l enseignant d introduire celles qui manquent. 2. INTERPRETATION DES RESULTATS (séance 3) Noter les résultats des différentes expériences, les mettre en commun et en déduire les conditions favorables à la germination des graines de haricot. Germination, graine, semis. En groupe, les élèves commencent par observer leur «semis» et à noter le résultat de l expérience sur leur cahier. Ensuite, il faut mettre les résultats en commun. L enseignant peut avoir préparé un grand tableau où l on pourra récapituler les différentes expériences, leurs résultats et les conclusions qui s imposent. Un représentant de chaque groupe prend alors la parole pour expliquer les travaux de La croissance des plantes cycle 3 - doc Ecole des Mines de Nantes 5
son équipe. Il s ensuit une discussion générale menée par l enseignant qui remplit le tableau au fur et à mesure. Exemple de tableau récapitulatif : Groupe Conditions de l expérience Résultat au bout d 1 semaine on compare 2 expériences on tire une conclusion 1 2 -coton imbibé d eau -T ambiante -lumière -coton imbibé d eau -T ambiante -obscurité Les graines ont germé. Les graines ont germé. les graines n ont pas besoin de lumière pour germer. 3 -coton sec -T ambiante -lumière Les graines n ont pas germé. Les graines ont besoin d eau pour germer. 4 -terre sèche -T ambiante -lumière Les graines n ont pas germé. 5 6 -terre humide -T ambiante -lumière -coton imbibé d eau -froid -obscurité Les graines ont germé et la plante commence à se développer. Les graines n ont pas germé S il fait trop froid, les graines ne germent pas. 7 -coton imbibé d eau -T élevée -lumière Les graines ont germé et la plante commence à se développer. Les graines germent plus rapidement s il fait chaud. A la suite de cette discussion, les élèves reportent les conclusions sur leur cahier d expérience. Pour la séance suivante, on a besoin de graines de haricot qui commencent à germer. L enseignant aura veillé, trois ou quatre jours avant la séance, à faire germer suffisamment de graines pour que chaque groupe d élèves en ait au moins quatre (il suffit de mettre les graines sur du coton imbibé d eau). 4. OBSERVER LA CROISSANCE DU HARICOT (séance 4) Fabriquer un dispositif pour pouvoir observer au fur et à mesure les étapes de la croissance du pied de haricot. Papier buvard, racines, semis. La croissance des plantes cycle 3 - doc Ecole des Mines de Nantes 6
Matériel : Pour un groupe de 4 élèves : quatre graines de haricot qui commencent à germer. quatre feuilles de papier buvard quatre tuteurs quatre fonds de bouteille en plastique de la ficelle de la terre du coton de l eau On explique aux élèves l objectif de la séance. Eventuellement à l aide d un panneau préparé au préalable, l enseignant peut proposer à ses élèves de construire le «semis» suivant : Avant de mettre un peu de terre dans un fond de bouteille, on y enfonce un cylindre d axe vertical fabriqué avec du papier buvard. On tasse du coton à l intérieur. On place une graine de haricot qui commence à germer entre le buvard et le plastique. On remplit d eau jusqu à hauteur de la graine. Ce dispositif a l avantage de pouvoir observer la croissance des racines en terre plus facilement. L arrosage y est également plus aisé à l intérieur du papier buvard. Papier buvard Surface de l eau Graine de haricot Fond de bouteille en plastique Coton imbibé d eau terre Les élèves répartis en sous-groupes de deux réalisent deux dispositifs schématisés ci-dessus. Ils les représentent ensuite sur leur cahier d expériences et fournissent une ou deux phrases explicatives. Tout au long de l étude sur les plantes, ces dispositifs seront placés dans un endroit bien éclairé de la classe. On veillera à ce que l eau dans le pot reste au même niveau. Pour aller plus loin : Il serait intéressant que l enseignant fasse germer d autres graines de haricot au bout de quelques jours. Cela permettrait de bien visualise deux étapes différentes voire plus de la croissance du haricot. 5. LES PLANTES ET L EAU (séance 5) Mettre en place des expériences pour vérifier que les plantes absorbent de l eau. La croissance des plantes cycle 3 - doc Ecole des Mines de Nantes 7
Absorption, étanchéité. Matériel : Pour un groupe de 4 élèves : un ou deux œillets blancs un pot en verre de l eau de l encre de couleur ou du colorant du film plastique un marqueur Œillets blancs A partir de ce qui a été dit lors de la séance 1, on propose aux élèves de trouver une expérience qui permette de démontrer que les plantes absorbent de l eau. Pour cela, on leur demande de réfléchir en groupes puis de décrire et d expliquer sur leur cahier l expérience qu ils voudraient réaliser. Un rapporteur par groupe explique au reste de la classe ce que son équipe a décidé de faire. Par la suite, les élèves mettent en place leur expérience. En voici un exemple : Film plastique Eau colorée Au début de l expérience, on repère le niveau de l eau avec un marqueur. L observation se fera à la séance 9. Remarques : le film plastique permet de limiter la disparition d eau par évaporation. 6. SUIVI DE LA CROISSANCE DU HARICOT (séance 6) Faire un premier bilan sur la croissance du pied de haricot. Bourgeon, cotylédon, feuille, racine, tégument, tige. En groupe, les élèves observent le semis réalisé à la séance 4. Ils dessinent et légendent, font des commentaires sur leurs cahiers d expériences. L enseignant présente les haricots qu il a plantés avec du retard. Les élèves complètent leurs comptes-rendus. On introduira le vocabulaire adapté. La croissance des plantes cycle 3 - doc Ecole des Mines de Nantes 8
Premières feuilles Bourgeon Tégument Cotylédons Le tégument de la graine se déchire La graine se soulève au-dessus du sol Tige Les cotylédons flétrissent et tombent Tégument Cicatrice (ou hile) Première racine Racines 7. LES PLANTES ET LA LUMIERE (Séance 7) Mise en place d expériences pour tester l influence de la lumière. Eclairement, obscurité. Matériel : Pour un groupe de 4 élèves : une boîte de chaussures du carton une pomme de terre qui germe de la terre un fond de bouteille en plastique 1 temps : On dit aux élèves que l on voudrait savoir si la lumière est importante pour la croissance des plantes. On leur propose de trouver une expérience qui permettrait de répondre à la question. Pour cela, on leur laisse le temps de discuter et de mettre par écrit leurs idées. On en discute ensuite ensemble avant de passer à la réalisation. Exemple d expérience possible : Lors de la séance 4, chaque groupe a préparé quatre plants de haricot. Ils en laissent deux de coté (dans un endroit bien éclairé) et placent les deux autres respectivement dans l obscurité totale et dans la pénombre. La croissance des plantes cycle 3 - doc Ecole des Mines de Nantes 9
2 temps : On montre aux élèves les plants de pommes de terre plantés deux semaines auparavant dans la classe. Si tout va bien, ils se sont orientés vers la source de lumière la plus importante de la classe, c est à dire la fenêtre. A partir de là, on fait l hypothèse que les plantes poussent en direction des sources de lumière. On propose aux élèves de trouver une expérience pour savoir si cette hypothèse est vraie ou fausse. Voici une possibilité : Boite à chaussures Orifice que l on éclaire Obstacles en Pied de pomme de terre Fond de bouteille en plastique 8. LA TEMPERATURE (séance 8) Mettre en place des expériences pour tester l influence de la température. Evaporation, évapotranspiration. Matériel : Pour un groupe de 4 élèves : un grand bocal en verre un thermomètre On dit aux élèves que l on voudrait savoir si la température est importante pour la croissance des plantes. On leur propose de trouver une expérience qui permettrait de répondre à la question. Pour cela, on leur laisse le temps de discuter et de mettre par écrit leurs idées. On en discute ensuite ensemble avant de passer à la réalisation. Voici une solution possible : En théorie, il reste à chaque groupe deux plants de haricots placés à la lumière et à température ambiante. Les élèves peuvent donc en prendre un et le placer dans une mini serre (un grand bocal en verre renversé). On placera la serre dans un endroit bien ensoleillé et on mesurera la température à l intérieur. Il ne restera plus qu à comparer l évolution des deux haricots. La croissance des plantes cycle 3 - doc Ecole des Mines de Nantes 10
Remarque : il est possible que les parois internes de la serre se couvrent de buée. Ce sera le moment de dire que, tout comme les humains, les plantes transpirent. On appelle cela «l évapotranspiration». 9. RESULTATS ET CONCLUSIONS (séance 9) Interpréter les résultats des séances 5, 7 et 8. Conclure quant aux conditions favorables à la croissance des plantes. Photosynthèse, phototropisme. On dit aux élèves que l on va regarder les résultats des expériences. La question de l eau : Par groupe, les élèves observent l état des œillets blancs placés dans l eau colorée à la séance 5. Le niveau de l eau a baissé. On observe de plus la coloration des feuilles en particulier au niveau de nervures et des extrémités. En effet les œillets ont puisé l eau du vase. Cette eau irrigue la totalité de la plante en empruntant un «chemin» bien précis : les nervures. Les élèves dessinent le résultat de l expérience sur leur cahier d expériences et écrivent la conclusion. La question de la lumière : 1 temps : Par groupe, les élèves observent l état des trois pieds de haricots placés respectivement dans l obscurité totale, dans la pénombre et à la lumière. Le premier est jaunâtre, les feuilles sont flétries et il est tout petit. Le second est légèrement vert, un peu plus grand que le précédent. Le dernier est bien vert, ses feuilles sont larges et il est plus grand que les deux précédents. La lumière est donc indispensable au bon épanouissement des plantes. Il y a une corrélation entre l intensité de la lumière et l intensité de la couleur verte des plantes. Les élèves dessinent le résultat de l expérience sur leur cahier d expériences et écrivent la conclusion. 2 temps : Par groupe, les élèves observent l état du pied de pomme de terre placé à l intérieur de la boîte à chaussure. Malgré les obstacles, il s est développé vers l orifice. Il est même possible qu il soit sorti. En effet, les plantes s épanouissent en direction des sources de lumière. On appelle cela le «phototropisme». Les élèves dessinent le résultat de l expérience sur leur cahier d expériences et écrivent la conclusion. La croissance des plantes cycle 3 - doc Ecole des Mines de Nantes 11
La question de la température : Par groupe, les élèves observent l état des deux pieds de haricots placés respectivement à température ambiante et sous une serre. Si la température sous la serre a été plus élevée (d au moins cinq degrés), il est possible que le second pied de haricot soit plus développé que le premier. La chaleur est donc un facteur favorable à la croissance des plantes. Remarque : Dans les régions «tropicales», la végétation est souvent luxuriante. Les élèves dessinent le résultat de l expérience sur leur cahier d expériences et écrivent la conclusion. 10. CYCLE DE VIE DU HARICOT (séance 10) Récapituler les étapes de croissance des haricots. Aborder la notion de cycle de vie. Cycle de vie. Par groupe, les élèves observent le pied de haricot qui s est développé à température ambiante et à la lumière. On attend d eux des commentaires et des dessins légendés. En discutant ensemble, on rédige un résumé qui récapitule les étapes de la croissance du haricot. La croissance des plantes cycle 3 - doc Ecole des Mines de Nantes 12
L enseignant l écrit sur un grand panneau que l on pourra compléter avec des schémas légendés. On n oubliera pas de mentionner les dates où ont été effectuées les observations. Si tout va bien, les pieds de haricot plantés par les élèves devraient présenter des petites gousses à l intérieur desquelles on peut distinguer de nouvelles graines. Au départ, on avait fait germer une graine : on appelle cela un cycle. Les élèves reportent ensuite le petit résumé réalisé collectivement sur leur cahier d expériences. La croissance des plantes cycle 3 - doc Ecole des Mines de Nantes 13