Tous petits, tous différents : animal ou non ?

Cycle 3

Durée

6 séances de 45 minutes

Type de ressources

Sequence of activities

Contributeur(s)

Jacques Blet

Thème(s) Scientifique(s) 1er degré

Diversité des espèces

Copyright

Creative Commons

Mots clés

oeuf

graine

A partir d'un ensemble d'échantillons d'aspect granulaire très similaire, les élèves sont amenés à s'interroger sur leur nature : animale... ou autre chose ? Différentes hypothèses émises par les élèves sont testées, à la manière d'une enquête, et les différents échantillons sont identifiés. Cette séquence est également l’occasion de s’initier à une observation fine, moyennant un outil nouveau : la loupe binoculaire.

CONTENU
Matériel

Séance d'activité : Que sont ces échantillons ?

Objectifs méthodologiques : Apprendre à utiliser des instruments d'observation (la loupe à main et la loupe binoculaire). Etre capable d'argumenter ses propositions
Objectifs d'attitude : Faire preuve de curiosité. Mettre en oeuvre son imagination

Démarche pédagogique : Présentation de la démarche et du cahier aux élèves. A partir d'une discussion sur l'activité des scientifiques (exemple des paléontologues), l'enseignant aide les élèves à se comporter comme des chercheurs.

Situation de départ

Les élèves sont répartis en groupe de 4 à 5. Six coupelles contenant des petits échantillons sont distribuées à chaque groupe (les coupelles sont numérotées). L'enseignant incite les élèves à proposer des identifications pour tous les objets. Il les oblige à justifier leurs propositions et à prendre des notes sur leur cahier. Les apprentis chercheurs vont examiner, observer, chercher des indices pour se souvenir de tout ce qu'ils ont fait.Ils vont écrire et dessiner dans leur cahier. Voici la liste des échantillons utilisés (ils ont tous en commun d'être de petite taille et probablement inconnus des élèves) :

1. Excréments de phasmes	2. Graines de quinoa (plante bolivienne)
3. Levure de boulanger en granulés	4. Graines de chou
5. Graines de radis	6. Oeufs de phasmes

Activité de recherche

Pour chaque échantillon, les élèves observent, discutent entre eux et proposent une identification. En outre, ils écrivent les raisons pour lesquelles ils présentent telle ou telle identification. Il est précisé aux élèves qu'aucun des échantillons ne présente de danger particulier mais qu'il est quand même déconseillé de les goûter. Les élèves disposent de loupes à main, de scalpels, d'aiguilles, et d'une loupe binoculaire. Les élèves sentent, écrasent, ouvrent (quand c'est possible).

Remarque : Un élève utilise simultanément deux loupes à main pour améliorer le grossissement d'un échantillon.

- Mise en commun. L'enseignant relève au tableau les propositions de chaque groupe pour chaque échantillon numéroté. Le tableau 1 présente quelques exemples de propositions. Tous les groupes proposent finalement des identifications plus ou moins justifiées.

- Comment faire pour vérifier vos propositions et savoir si quelqu'un a raison ?

- Un recueil rapide de propositions permet de noter trois moyens de vérification : chercher dans des livres, porter des objets pour comparer (exemple : acheter des lentilles) et utiliser un microscope pour observer de plus près.

Remarque importante : La fiche est présentée avec le souci de séparer ce qui est reproductible de l'événementiel (repéré en italique dans le texte).

Tableau 1 : Exemple de propositions d'identification par les élèves

- Echantillon 1 :

Excréments de phasmes

Propositions d'élèves : crottes d'oiseaux, crottes d'escargots car il y a des morceaux d'herbes dedans, mousse séchée car ça a la même couleur et la même forme.

Remarque : dans tous les cas, les élèves ont repéré des fragments végétaux.

- Echantillon 3 :

Levure de boulanger en granulés

Propositions d'élèves : des épices (même taille et même odeur), de la nourriture pour poissons (odeur) de la poudre de maïs.

- Echantillon 5 :

Graines de radis

Propositions d'élèves : des lentilles (les enfants croient les reconnaître), des graines de fruits, des cailloux (proposition contestée : on peut les écraser).

- Echantillon 6 :

oeufs de phasmes

Propositions d'élèves : des oeufs ils éclatent et ils semblent contenir du sang), un petit gland de la forêt (forme et petit bout blanc), des oeufs d'araignées (vus dans un magazine d'animaux)

L'enseignant réalise des panneaux qui récapitulent les propositions des élèves pour chaque échantillon. Les différents échantillons sont restés en accès libre et des élèves ont poursuivi leurs observations (il n'y a eu ni germination, ni éclosion pendant ce temps). Enfin, la classe a réalisé un travail sur le texte prescriptif une affiche rappelle les caractéristiques de ce type de texte.

Séance d'activité : Nos hypothèses

Objectifs cognitifs : Connaître les caractéristiques qui permettent d'identifier un oeuf. Connaître les caractéristiques qui permettent d'identifier une graine.
Objectifs méthodologiques : Vérifier les idées recevables. Proposer des moyens de tester son hypothèse.
Objectifs d'attitude : Etre capable de créativité.

Lancement de séance :

L'enseignant montre l'affiche contenant toutes les propositions d'identification des élèves de la séance n°1. Une discussion collective permet de remarquer que deux propositions reviennent très souvent : « c'est une graine » et « c'est un oeuf ». Il leur demande maintenant de préciser, d'expliquer comment faire pour le vérifier. Le tableau 2 rassemble quelques exemples de propositions.

- L'enseignant propose de mettre en oeuvre les procédures de vérification proposées par les élèves mais il explique qu'il faut d'abord préciser la façon dont les choses vont se dérouler. Cette phase est notamment rendue nécessaire pour réunir la totalité du matériel demandé par les élèves.
- Les élèves rappellent la question posée la séance précédente.
- Les élèves proposent, à l'oral, des moyens de vérifier leurs propositions. L'observation et le recours à des documents de référence sont les deux moyens les plus souvent cités.

Activité de recherche

Chaque élève doit écrire sur son cahier les moyens qu'il souhaite utiliser pour vérifier certaines des propositions (au choix). Il doit préciser le matériel dont il aura besoin et le déroulement des actions qu'il mènera. Dans un deuxième temps, chaque élève expose ses idées aux membres de son groupe. Les autres élèves doivent lui poser des questions, faire des commentaires, des critiques sur ce qu'il propose. Les échanges entre les élèves entraînent des choix de sujets de recherche communs.

Tableau 2 : Propositions individuelles de vérification

Tout échantillon

Si je pense que c'est un oeuf

Je prends l'oeuf et je l'écrase ou je le coupe en deux et ensuite je l'observe à la loupe binoculaire pour voir ce qu'il y a dedans. Ce qu'il y dedans, c'est ce qu'il y a dans un oeuf.

Remarque : cela suppose donc une recherche sur ce que contient un oeuf en général.

Si je pense que c'est une graine

1°) Pour savoir si c'est une graine de lentille, il suffit de porter des lentilles et de comparer. Si c'est pareil, c'est bon.

2°) Il faut ouvrir et regarder dedans mais on ne sait pas comment c'est fait. On cherche dans le dictionnaire pour voir comment c'est fait, une graine.

3°) On plante la graine, mais il faut en planter plusieurs car si ça ne marche pas avec une on ne saura pas si c'est une graine.

Echantillon 6 (oeufs de phasmes)

Si je pense que ce sont des excréments d'escargots

J'élève des escargots et je compare leurs excréments à l'échantillon.

Séance d'activité : Que peut-on faire pour vérifier nos hypothèses ?

Objectifs méthodologiques : Savoir concevoir un protocole d'observation en relation avec des hypothèses.
Objectif d'attitude : Etre capable de créativité.

Démarche pédagogique : Il s'agit de faire élaborer des protocoles de vérification des propositions :

Les éléments de l'échantillon 6 sont des excréments d'escargots.
Certains échantillons sont des graines.

Chaque groupe doit expliquer ce qui va être fait, préciser le matériel nécessaire, la répartition des tâches.
Le rapporteur doit s'appuyer sur les notes prises dans le cahier de sciences.
Le tableau 3 donne des exemples de propositions recueillies.

Tableau 3 : Propositions collectives de vérification

Ce que vous voulez faire (échantillon 6) :

« Trouver des escargots, les mettre dans une boîte assez grande ; mettre de l'herbe, des feuilles, des bouts de bois, de la mousse, une assiette avec de l'eau. Essayer de trouver ce qu'ils mangent. On les laisse un peu de temps, on prend des gants et on regarde s'ils ont fait des crottes ».

Les élèves s'engagent à apporter l'intégralité du matériel nécessaire.

Ce que vous voulez faire

(tous les échantillons) :

« On prend 6 pots parce qu'il y a peut être 6 graines, on les numérote avec une petite pancarte et si ça pousse c'est une graine. On met plusieurs graines dans les pots parce qu'une c'est possible qu'elle pousse pas. Si on en met plusieurs, il y a plus de chances que ça pousse. On arrose mais il faut faire des trous dans les pots pour pas que l'eau reste dedans. Sinon, l'eau se stocke dans les pots et ça les fait pourrir. Certaines plantes, il faut que l'eau reste et d'autres pas. Donc, la moitié des pots on les arrose par le haut avec des trous dans le pot et les autres on les arrose par le bas avec une assiette. Il faut mettre les pots dedans car dehors il fait trop froid. Il leur faut de la lumière donc on les mettra près des fenêtres. Mais quand le soleil tape ; il fait trop chaud donc il faudra les déplacer. »

Matériel nécessaire... (apporté par... )

de la terre (l'enseignant)
les échantillons à identifier (l'enseignant)
des graines de lentilles, de haricot les élèves)
des pots (l'enseignant)

Aucune hypothèse n'a été faite sur les oeufs. Mais pendant la semaine, des oeufs de phasmes ont éclos (c'était inévitable). Le groupe chargé de l'étude de cet échantillon a élaboré plusieurs hypothèses et poursuivi ses investigations (voir plus loin).

Séance d'activité : Le chantier

Objectifs méthodologiques : Réaliser un montage, une observation conformément à un protocole.
Objectifs d'attitude : Accepter les idées d'un autre élève. Respecter le travail d'autrui.

Démarche pédagogique

Lancement de séance
Sur quels échantillons travaille-t-on ?
Le rôle du chef de chantier. L'enseignant fait le point sur les objets que les élèves devaient apporter. Il donne l'autorisation de commencer les expériences et incite les élèves à noter ce qu'ils font surtout si des actions qui n'étaient pas prévues au protocole sont réalisées.

Du côté du groupe en charge des phasmes
L'enseignant leur demande de trouver des moyens de vérifier si les phasmes viennent bien des oeufs.

Activité de recherche au sein du groupe "phasmes". Lorsque le petit phasme naît, il se déplie littéralement hors de l'enveloppe de l'oeuf (il fait au moins deux fois la longueur de l'oeuf). De plus, il reste souvent attaché à cette enveloppe pendant quelques heures à quelques jours, par la queue ou par une patte. Ces deux événements ont conduit les élèves à s'interroger spontanément sur les relations entre les petits phasmes et les oeufs. Voici leurs hypothèses :

L'échantillon 6 est un oeuf et c'est un oeuf qui donne le phasme	Le nom a été donné sur demande des élèves
C'est un insecte (identifié par ses 6 pattes) qui s'est introduit dans la classe et qui a pondu. Les petits aspirent ce qu'il y a dans l'oeuf.	D'après cet élève, les oeufs que cet insecte aurait pondus ont disparu et sont différents des oeufs que les élèves étudient.
Il y a sûrement un gros qui a pondu et ça c'est les petits. Les petits accrochent d'autres oeufs et ils aspirent le liquide.	Idée semblable à la précédente
Ces insectes sont entrés dans la classe et ils aspirent ce qu'il y a dans l'oeuf avec leur queue	Argument : si on retire l'oeuf de la queue et qu'on l'écrase, il est vide).
Les petits phasmes viennent bien des oeufs	Un enfant a vu récemment un documentaire sur les insectes tropicaux et assure qu'il sait que les phasmes mangent des végétaux.

Nouvelle expérience proposée par l'un des élèves du groupe : Isoler un oeuf pour montrer qu'il donnera un phasme.

Autres groupes

Les élèves des groupes "graines" ont réalisé des semis qui sont bien entretenus. Outre les 6 échantillons de départ, ils ont apporté d'autres graines. Les enfants ont obtenu des germinations pour toutes les graines. Les plants sont de belles dimensions (blé, maïs, haricot, fèves).
Mise en route d'un élevage d'escargots.

Séance d'activité : Et si on faisait le point ?

Séance d'activité : Et si vous nous racontiez ce que vous avez fait ?

Objectif cognitif : Identifier quelques caractéristiques des oeufs et des graines, structures de reproduction.
Objectif méthodologique : Etre capable de rendre compte à l'oral d'une démarche scientifique.
Objectif d'attitude : Etre capable d'honnêteté et d'humilité

Démarche pédagogique

L'enseignant demande aux membres de chaque groupe d'exposer leur travail et leurs résultats à l'ensemble de la classe. Il précise que cet exposé est collectif, qu'il doit s'appuyer sur la page spéciale renseignée la semaine précédente. Enfin, il indique que d'autres parties du cahier et du matériel peuvent servir pour l'exposé.

Pendant les exposés, l'enseignant, qui a été un témoin des démarches réelles, incite les élèves à relater leurs tentatives infructueuses et pas seulement celles qui ont fonctionné.

L'enseignant dévoile le nom des échantillons, et aide les élèves à comprendre pourquoi des erreurs ont pu être commises. Exemple 1 : les excréments d'escargots contiennent des restes de végétaux non digérés comme ceux des phasmes. Exemple 2 : les graines de Quinoa germent rapidement (un jour) mais les jeunes plants sont très fragiles. Enfin, il explique aux élèves que le travail sur les excréments est définitivement abandonné alors que l'étude de la vie végétale va continuer (cycle de développement).

Activité de communication scientifique. Tous les élèves d'un groupe expliquent la démarche suivie en s'appuyant sur le cahier. L'exposé est exclusivement oral. Les élèves ont tendance à lisser leur démarche en occultant plus ou moins sciemment ce qui n'a pas marché. Cette reconstruction de démarche est un exercice de scientifique. Le tableau 5 relate les exposés de trois groupes.

Tableau 5 : Transcriptions des exposés des élèves

Groupe des " graines " : on voulait savoir si c'étaient des graines. Tout a poussé sauf le 1 et le 3 donc ce ne sont pas des graines. (En réalité, des élèves ont mélangé des oeufs de phasmes et des graines de radis. Si bien que les semis ont donné des plants). Devant les protestations du groupe " phasmes " qui entendait prouver que les échantillons numéro 6 étaient des oeufs, l'enseignant a demandé aux élèves de comparer les échantillons 4 et 6 puis de comparer les plants obtenus dans les pots notés 4 et 6. Les élèves ont constaté que les deux échantillons se ressemblaient beaucoup et que les plants obtenus étaient carrément identiques. Ils ont admis qu'un mélange avait dû se produire.

Groupe " phasmes " : on voulait savoir si c'étaient des oeufs d'insecte. On a pris des oeufs et on les a mis dans une boite. Ils ont éclos et on a vu que ça donnait bien des insectes. En plus, on a éclaté des oeufs et on a observé du jaune et un peu de sang. Un des élèves finit par admettre que la démarche n'a pas été si simple et il raconte l'épisode pendant lequel trois d'entre eux croyaient que des insectes s'étaient introduit dans la classe pour aspirer le contenu des oeufs ou des graines (le groupe n'était pas très assuré de la nature des échantillons à ce moment là).

Groupe " escargots " : on a mis des escargots dans une boîte, on les a nourrit avec de l'herbe, de la salade et des feuilles. Quand ils ont fait caca, on a pris leurs crottes et on les a laissé sécher. On a comparé les crottes des escargots avec les échantillons (à la loupe binoculaire). Les crottes d'escargots n'ont pas la même forme mais dedans il y a des fils comme dans les échantillons. Donc, on pense que c'est bien des crottes d'escargots.

Le mot de La main à la pâte

Communication et gestion des groupes
Dans cette séquence, les groupes ainsi formés ne communiquent les résultats de leurs travaux qu'en fin de séquence. Cependant on aurait pu aussi choisir de faire partager régulièrement les observations et les problèmes soulevés, en fin de séance. Cela permet d'enrichir le débat, d'encourager la formulation de nouvelles propositions.

Intérêts de faire réaliser une même activité à tous les groupes
L'expérience qui consiste à faire éclore un phasme à partir dun seul oeuf peut passionner tous les élèves, ainsi que la plantation de graines. On peut aussi choisir de faire réaliser cette activité par tous les élèves. La synthèse finale peut s'en trouver plus dynamique, certaines expériences ayant été communes à l'ensemble de la classe.Le quinoa (extrait du site goosto.fr) : "C'est une petite graine blonde et ronde, qui ressemble à une céréale, mais qui en fait est une plante. Elle est cultivée depuis plusieurs siècles en Amérique du Sud, et plus précisément sur la cordillère des Andes, là où le climat est si rude, que peu de cultures peuvent y résister. Le quinoa est extrêmement riche en protéines, magnésium, fer. Il est très digeste, et sans gluten.
Le quinoa n'est pas un produit rare et vous le trouverez très facilement, non seulement dans les magasins de produits biologiques, mais également dans la majorité des grandes et moyennes surfaces".

- 6 coupelles contenant de petits échantillons (excréments de phasmes, graines de quinoa, levure de boulanger en granulés, graines de chou, raines de radis, oeufs de phasmes).
- loupes à main, aiguilles, une loupe binoculaire.

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