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Une démarche bien menée
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« Les algues vertes ça ne sent pas bon et ça n’attire pas les touristes ! » Une photo de la plage de Bréhec, en Côtes-d’Armor, au printemps, à l’appui, les élèves réagissent : « Ah, beurk ! »
La problématique est alors soulevée par un élève, « mais madame, pourquoi on a ces algues sur les plages de Bretagne, parce que sur la côte d’Azur, on n’en voit pas ? », donc nous allons chercher à comprendre comment expliquer le développement excessif des algues vertes en baie de Saint-Brieuc.
Les élèves de 2de savent pour la plupart que les algues sont des végétaux chlorophylliens. Comme tous les végétaux verts, elles fabriquent leur propre matière organique (acquis de 6e). Si les algues se développent, c’est donc qu’elles fabriquent de la matière organique.
Une série de problèmes émergent de ce constat pour lesquels les élèves formulent des hypothèses explicatives, des conjectures. Le premier type de problème soulevé par ces élèves de 2de a été « comment les algues produisent-elles plus de matière organique ? ».
Ils ont émis les hypothèses suivantes : il leur faut plus de lumière, plus de matière minérale (dioxyde de carbone, oxygène, eau, sels minéraux).
Comment pourrait-on faire pour tester nos hypothèses ? Tout naturellement, ils ont eu l’idée de réaliser des expériences, de chercher des réponses sur internet ou au CDI. Et si on faisait des groupes. Un premier groupe teste l’effet du dioxygène et du dioxyde de carbone sur le développement des végétaux, tandis qu’un second groupe teste l’effet des sels minéraux.
Autre problème : « Où est fabriquée la matière organique ? » Les hypothèses proposent soit les feuilles soit à l’intérieur des feuilles, les chloroplastes (organites de la cellule végétale, acquis de 2de, thème 1 : La terre dans l’univers, la vie et l’évolution du vivant). Le troisième groupe choisit de tester ces deux hypothèses.
Reste un dernier problème soulevé : « Pourquoi les algues vertes se développent-elles plus particulièrement dans la baie de Saint-Brieuc ? Du fait de bonnes conditions d’éclairement ? ou encore des sels minéraux abondants ? » Le quatrième groupe choisit de tester ces dernières hypothèses.
Afin de différencier les activités, les élèves se sont répartis en fonction de leur volonté d’orientation pour mener l’investigation. En effet, à cette période de l’année, ils avaient déjà, pour la plupart, des désirs d’orientation. Cette proposition a suscité l’intérêt des élèves, qui ont tout de suite adhéré au projet.
Pour les élèves souhaitant rejoindre la filière scientifique, les premier et troisième groupes étaient plus appropriés, car ils consistaient à suivre un protocole, analyser les résultats d’expérience afin de répondre au problème. Pour les élèves du premier groupe, il s’agissait de réaliser une expérience EXAO1et de mesurer l’évolution des teneurs en oxygène et en dioxyde de carbone dans une enceinte hermétique contenant des élodées2, dans différentes conditions de luminosité, puis d’interpréter les résultats pour répondre au premier problème.
Les élèves du troisième groupe, devaient, eux, identifier la matière produite par les végétaux lors de la photosynthèse et localiser cette production dans la cellule végétale grâce à un plant de géranium. Celui-ci avait été placé à l’obscurité pendant trente-six heures, et certaines feuilles avaient été recouvertes d’une bande de papier aluminium, puis exposées à la lumière pendant une journée. Il s’agissait de déterminer le lieu de synthèse de l’amidon grâce à l’eau iodée. Puis de réaliser une expérience similaire avec des feuilles d’élodées placées à la lumière ou à l’obscurité pendant vingt-quatre heures et observer les feuilles au microscope après coloration.
Cette fois-ci, les protocoles sont fournis, la phase de recherche d’un protocole sera étudiée ultérieurement dans l’année.
Pour les élèves qui souhaitaient faire la filière ES (économique et social) ou STMG (sciences et technologies du management et de la gestion), le deuxième groupe était plus approprié, car il s’agissait d’analyser des documents, dont un tableau, et de les mettre en relation pour répondre au problème suivant : « comprendre le rôle de sels minéraux dans la photosynthèse ».
Pour les élèves souhaitant aller en filière L (littéraire), le dernier groupe était proposé. Il s’agissait d’aller faire des recherches documentaires au CDI sur des articles scientifiques ou de vulgarisation, et grâce à internet, faire une recherche sur les marées vertes en baie de Saint-Brieuc. Puis de réaliser une synthèse des données sous forme de diaporama illustré.
Des aides sont proposées selon les groupes telle une fiche méthode pour analyser un graphique, des sites internet référencés, une bibliographie, ainsi que des apports notionnels.
Ce travail de mise en place et d’investigation a pris une heure trente en demi-groupe et l’ensemble de la classe a trouvé que la séance passait vite. Les élèves se sont montrés assez autonomes, ce qui a permis à chacun de finir son activité. Certains groupes ayant terminé en avance ont pu anticiper leur préparation orale. Pour les autres groupes, il fallait préparer une présentation orale des résultats et de leur analyse avant de les partager.
À la séance suivante, suite aux retours oraux, il a été demandé à chaque groupe d’expliquer le rôle du CO2 dans la photosynthèse à partir des expériences historiques, pour enfin établir l’équation bilan de la photosynthèse et de l’intégrer dans un schéma bilan. L’équation devait répondre à des critères bien précis. Les différents niveaux d’organisation (organisme, organe, cellule, organite) devaient y apparaitre. Les élèves devaient ensuite répondre précisément à la problématique.
La lourde préparation demandée par ce travail a fait que les élèves se sont retrouvés acteurs de leurs apprentissages et ont réalisé un travail collaboratif pour comprendre un phénomène local. Enfin, les schémas obtenus, à la fois beaux et scientifiquement corrects, ont été présentés aux portes ouvertes de l’établissement.