Méthodologie en classification : « des formes et des couleurs »

Notions et connaissances travaillées : 

> Cycle 2 : Connaître des caractéristiques du monde vivant, ses interactions, sa diversité.
> Cycle 3 : Classer les organismes, exploiter les liens de parenté pour comprendre et expliquer l’évolution des organismes; Unité, diversité des organismes vivants.

Déroulé : A partir d'un jeu de vignettes représentant des formes géométriques, les élèves réfléchissent à différentes façons d'y "mettre de l'ordre". Ils apprennent à faire la distinction entre les actions de tri, de rangement et de classement, dont le sens en sciences diffère du langage courant. Ils se focalisent alors sur la réalisation d'un classement, qui est la méthode employée pour la construction de la classification du vivant.

Message à emporter : Trier signifie « Sélectionner des choses (ou des êtres), les retenir parmi tous les autres, selon un critère » (en opposition à ceux qui n’y répondent pas). Ranger, de son côté, signifie « Disposer des choses dans un ordre déterminé ». (ou « mettre un objet à la place qui est d’ordinaire la sienne »). Classer, enfin, signifie : « Distinguer dans un ensemble des groupes d'éléments ayant des caractéristiques communes et qui forment des classes, des catégories ». C'est un classement que les scientifiques mettent en oeuvre pour construire la classification du vivant.

Déroulement : Comment faire pour « mettre de l’ordre dans ces vignettes » ?

1^ère phase

Distribuer à chaque groupe d’élèves un exemplaire de l’enveloppe A contenant un jeu de formes géométriques présentant des motifs et des couleurs variés. Leur demander de les étaler sur la table et, toujours par groupes, d’écrire une liste de mots (noms, adjectifs, etc.) permettant de décrire leurs caractéristiques.

Exemple de suggestions : rond, carré, triangle, losange, stries, hachures, rayures, carreaux, bleu, rouge, orange, marron, vert, foncé, clair, uni, joli, etc.

Mise en commun : les termes utilisables pour qualifier ces formes sont nombreux. Parfois, une même caractéristique peut être désignée par plusieurs mots qui peuvent sembler synonyme (exemple : stries, hachures, rayures). Il est possible de souligner, ici, l’importance de s’accorder sur le vocabulaire pour être certains de bien désigner la même chose (rôle de la précision du langage dans la transmission du message, y compris dans un contexte scientifique). La variété des termes énoncés est le reflet de la diversité des objets proposés.

2^ème phase

Poser la question : « comment mettre de l’ordre dans ces objets très divers » ? Demander aux élèves, par groupe, de réfléchir aux moyens qu’ils envisageraient et de désigner un rapporteur pour en rendre compte collectivement.

Exemple de suggestions : trier ceux qui présentent un motif en les séparant de ceux qui n’en ont pas (unis) ; mettre ensemble ceux qui ont le même motif et faire des sous-boites pour rassembler - à l’intérieur - ceux qui ont la même couleur ; classer en fonction du nombre de sommets ; ranger dans l’ordre des couleurs de l’arc en ciel, etc.

Mise en commun : plusieurs méthodes semblent possibles, comprenant celles qui « rassemblent des objets », celles qui « opposent des groupes d’objets, séparent ceux qui présentent une caractéristique de ceux qui ne la possèdent pas », celles qui « agencent les objets dans un ordre continu ». Les mots employés sont une nouvelle fois variés, souvent sans être utilisés de façon précise : trier, ranger, classer.

3^ème phase

Proposer aux élèves les définitions du dictionnaire relatives aux termes trier, ranger, classer (Larousse).

• Trier : « Sélectionner des choses, des êtres, les retenir parmi tous les autres, selon un critère » (en opposition à ceux qui n’y répondent pas),
• Ranger : « Disposer des choses dans un ordre déterminé ». (ou « mettre un objet à la place qui est d’ordinaire la sienne »),
• Classer : « Distinguer dans un ensemble des groupes d'éléments ayant des caractéristiques communes et qui forment des classes, des catégories ».

C’est l’occasion de discuter du sens de chacun de ces mots dans le langage courant (par exemple, « ranger sa chambre » ou faire du « tri sélectif »). A partir de ces définitions et de l’étude du cas des formes géométriques, il apparaît que ces trois méthodes ont un point commun : elles dépendent toutes trois du choix d’un critère qui conditionne l’action à effectuer : on tri « en fonction de la présence ou non de motif », on range « dans l’ordre des couleurs de l’arc en ciel », on classe « en rassemblant ceux qui possèdent la même couleur », etc.

4^ème phase

Expliquer que l’on va s’intéresser à présent à l’action de classer, en particulier, et demander aux élèves de repérer, dans leurs propositions précédentes, celles qui sont des classements. Demander aux groupes qui n’en auraient pas initialement proposé de définir eux aussi des critères de classification applicables aux formes géométriques. (Lorsqu’on travaillera à la classification d’être vivants, ces critères prendront le nom de caractères).

Chaque groupe met ensuite en œuvre cette classification. Pour cela, distribuer à chaque groupe une feuille A3 et un feutre noir. Demander aux élèves d’organiser les formes sur cette feuille et de tracer un trait autour des ensembles constitués. La classification obtenue est une « classification emboîtée » (les boîtes sont les unes dans les autres).

Mise en commun : un rapporteur est désigné dans chaque groupe et présente les critères choisis pour la classification des formes ainsi que la topologie des ensembles (« boites ») obtenus.

1) Même si ce modèle - simple - mène généralement les groupes à définir des critères de classification analogues et donc à aboutir à une classification consensuelle, certains groupes pourront être entré dans un niveau de détail plus grand, par exemple en créant deux sous boites « ronds à rayures bleu-clair » et « ronds à rayures bleu-foncé » au sein des « ronds à rayures ».

2) C’est l’occasion, si l’opportunité se présente, d’introduire la distinction entre le critère de classification (caractère), l’état pris par ce critère (l’état de caractère) et le nom donné à l’ensemble y répondant. Par exemple :

• Critère / caractère : nombre de sommets,
• Etat : 3 sommets,
• Nom de l’ensemble ainsi formé : les triangles.

Un « piège » classique, en classification, est par exemple de dire « je rassemble ces éléments parce que ce sont des triangles », alors que ce terme cache en réalité de véritables critères / caractères, choisis avec pertinence pour rassembler les objets : trois côtés, trois sommets, etc. Le terme de « triangle » est en réalité le nom porté par l’ensemble défini en se basant sur ce critère / caractère.

5^ème phase (optionnelle)

Distribuer à chaque groupe une « enveloppe mystère » (enveloppe B) fermée contenant un lot de trois éléments à découvrir : soit un lot de trois « ronds à rayures grises et espacées », soit un lot de « carrés à rayures rouges ». Demander à chaque groupe de les révéler, puis de dire si « ces nouveaux éléments peuvent entrer dans l’une des boites de la classification emboitée qui vient d’être construite ». Les groupes répondent généralement rapidement par la négative.

• Les groupes ayant reçu les « ronds à rayures grises et espacées » remarquent généralement rapidement qu’il est possible de rajouter une boite intermédiaire dans leur classification, afin de rapprocher ces nouveaux objets des « ronds à rayures ».

Avec les plus grands, ce peut être l’occasion de remarquer que l’introduction de ce nouveau niveau de classification bouleverse la nomenclature de Linné : la boite rassemblant tous les « ronds » était jusque-là une famille (rassemblant les genres « ronds à rayures » et « ronds à carreaux »). Dorénavant, le genre « ronds à rayures rapprochées » et le genre « rond à rayures espacées » doivent être englobés dans une famille : les « ronds à rayures », elle-même inclue dans une boite de niveau supérieure avec les « ronds à carreaux », qui deviennent eux aussi une famille (ne possédant qu’un seul genre). Ce niveau supérieur pourrait être appelé « ordre », selon la nomenclature de Linné.

C’est l’occasion de noter que cette nomenclature est un outil de langage, utile pour désigner les boites créées, mais que ce n’est pas le reflet d’une réalité de la nature : c’est un artifice. La classification évolue en fonction des découvertes (découvrir une nouvelle espèce revient à ouvrir une « enveloppe mystère ») et le degré de complexité de la classification emboîtée (le nombre de niveaux d’emboîtement) également. Pour cette raison, de nombreux noms de boites intermédiaires ont dû être inventés depuis la proposition originale du système de nomenclature de Linné : par exemple la superfamille, regroupant plusieurs familles.

• Les groupes ayant reçu les « carrés à rayures rouges », eux, remarquent généralement que deux possibilités s’offrent à eux, entre lesquelles ils ne peuvent trancher : soit rapprocher ces « carrés à rayures rouges » des « carrés unis jaunes » en favorisant le critère du nombre de sommets, soit les rapprocher des « ronds à rayures rouges » en favorisant le critère du motif « rayures ». Avec la quantité d’information dont on dispose, il n’est pas possible de trancher : il faudrait plus de critères / caractères à observer pour pouvoir décider.

Une analogie pourra être faite avec le vivant, par exemple en donnant l’exemple de l’oiseau, de la chauve-souris et de la souris : « doit-on rapprocher la chauve-souris de l’oiseau parce qu’elle a des ailes, ou la rapprocher de la souris parce qu’elle a des poils ? Ce n’est qu’en observant plus de caractères, en allant plus loin dans la comparaison, que l’on peut trancher ». A cette occasion, il est également utile de discuter du fait que certaines ressemblances peuvent être « trompeuses » : ne pas être le reflet d’une ascendance commune mais être en réalité issues de plusieurs apparitions indépendantes du même caractère (par exemple l’aile de la chauve-souris et l’aile de l’oiseau). On parle alors de « convergences évolutives ».

Prolongement

Dans une séance suivante, proposer l’application aux animaux, avec la séance issue de « A l’école de la biodiversité ».