Niveau

Collège cycle 4

Compétences (BO)

Connaissances

Relier, comme des processus dynamiques, la diversité génétique et la biodiversité.

Capacités

Domaine 1 : Interpréter des résultats et en tirer des conclusions.

Domaine 1 : Communiquer sur les démarches, les résultats et les choix, en argumentant.

Domaine 2 : Apprendre à organiser son travail.

Domaine 5 : Appréhender différentes échelles de temps géologique et biologique (ex : histoire de la Terre ; apparition de la vie, évolution et extinction des espèces vivantes…).

Le problème pédagogique rencontré

Le niveau des élèves est extrêmement hétérogène. Il faut donc trouver un moyen de différencier sans que cela passe par une complexité de mise en œuvre qui rendrait cette différenciation impossible à appliquer sur le terrain.

Une proposition de solution : le plan de travail

On fait le pari que l’on peut s’associer et prendre les élèves comme partenaires pour nous aider à gérer cette différenciation. C’est ce que nous allons voir tout de suite.

Description de l’activité

Contexte

La mutation génétique est déjà connue. Sélection naturelle et adaptation, qui complètent cette partie sur les mécanismes évolutifs, ont été abordés en exploitant le logiciel de modélisation « phalènes » de Phillipe Constentino.

https://www.pedagogie.ac-nice.fr/wp-content/uploads/sites/5/productions/phalenes/

La consigne

Un travail en autonomie (3 cours)

• Vous avez à disposition une sélection d’exercices d’entrainement dont les connaissances et compétences associées, que nous avons déjà travaillées ensemble, seront utiles pour la suite. A vous de choisir ce que vous souhaitez réaliser, en fonction de ce que vous sentez avoir besoin de retravailler car vous ne pourrez pas tout faire.
• A la fin de chaque exercice, venez à ma table vous faire valider et si besoin prendre connaissance de l’autocorrection.
• Les moments en autonomie ne peuvent pas fonctionner s’il n’y a pas de coopération entre vous. Vous avez donc le droit de travailler tout seuls mais aussi de vous entraider, de s’associer à plusieurs, demander de l’aide à quelqu’un ou encore d’aider quelqu’un.

A ce jeu il n’y a que 3 règles :

• On ne rigole pas, on parle à voix basse, on ne crie pas.
• On ne peut pas rester sans rien faire, n’avoir rien produit de la séance.
• On ne papillonne pas de table en table.

L’objectif

Ces moments autonomes permettent de préparer les moments collectifs à venir.

• Évaluation : Savoir comment la mutation et sélection permettent l’évolution des espèces.
• Reprise du cours d’une façon plus « classique », où le professeur reprendra la main et où tous les élèves feront le même travail au même moment. La maîtrise des mécanismes à l’origine de l’évolution permettra de poursuivre pour comprendre l’origine de l’apparition de nouvelles espèces en lien avec les crises biologiques et de comprendre le principe de construction d’arbres de parenté.

Les documents fournis aux élèves

La consigne distribuée

Les élèves ont une feuille récapitulant les consignes et les objectifs, voir document ci-dessous et en pièce jointe.  Les élèves ne sont pas évalués cette fois-ci sur leur autonomie, mais le barème leur est tout de même communiqué. Ils ont un tableau à compléter qui leur sert de mémo pour savoir où ils en sont d'un cours sur l'autre.

Au tableau

Au tableau est projeté la liste des activités en libre-service proposées aux élèves : 

Sur la table de l'enseignant

Sur la table professeur sont disposés les 7 piles d’activités face visible et à côté de chaque activité, une pile de corrections face cachée.

Tous les documents sont à rendre à la fin de l’heure, ce qui permet de ne pas avoir à photocopier un grand nombre d'exemplaires.

Les élèves retrouvent la totalité des documents, énoncés et corrections en ligne pour permettre les révisions. Nous pouvons stocker par exemple cela dans « Nuage » https://portail.apps.education.fr/ et fournir le lien de partage dans le cahier de textes en ligne ou en physique via un code QR généré avec Digicode de LaDigitale https://ladigitale.dev/digicode/

Je ne suis pas en mesure de vous fournir les activités clé en main car il s'agit de photocopies partielles de manuels scolaires (https://v1.cfcopies.com/site-pedagogique/index.html).  Mais voici une description de chaque activité et où retrouver les documents afin de les reconstituer facilement.

A partir de vos connaissances et du document, expliquer par quel mécanisme la population de phalènes du bouleau majoritairement blanche au 19^ème siècle est ensuite majoritairement noire au 20^ème siècle puis à nouveau majoritairement blanche au 21^ème siècle.

Doc :  "Évolution de la fréquence de la forme sombre de la phalène du bouleau en Angleterre." • Page 87 • SVT 2de • Collection 2019 • Le Livre scolaire.fr

https://www.calameo.com/read/000596729947af9ff68c3 

Intentions et éléments de la correction :

L'objectif est ici que l'élève établisse une corrélation explicative entre les paramètres de l’environnement (troncs sombres ou clairs), le taux de survie (lié au camouflage) et donc l’avantage reproductif. L'erreur courante est "la phalène s'est transformée pour devenir noire car ça lui permettait de survivre".

Nous pouvons prendre support pour rédiger rapidement l'autocorrection sur la réponse du "Livre du professeur • SVT 2de • Chapitre 6 : Les forces à l’origine de l’évolution de la biodiversité".

https://www.lelivrescolaire.fr/le-livre-du-professeur/sciences-de-la-vie-et-de-la-terre-2de-2019

Expliquer pourquoi il y a actuellement vers Montpellier un grand nombre de moustiques résistants aux insecticides.

Doc 1 :  Carte de la résistance des larves de moustiques aux insecticides dans la région de Montpellier.  Origine inconnue, mais trouvable sur internet très facilement.

Doc 2 : Vers Montpellier le nombre de moustiques est une nuisance pour l’Homme. Il a été décidé à partir de 1965 d’utiliser des insecticides chaque année pour traiter la zone et éliminer cette nuisance. Voici le pourcentage de moustiques survivants après utilisation de l’insecticide. La sensibilité des moustiques à l’insecticide est contrôlée par un gène qui existe sous plusieurs allèles. Il existe des allèles de ce gène qui rendent les moustiques sensibles à l’insecticide et des allèles qui au contraire rendent les moustiques résistants.  

Intentions et éléments de la correction :

La logique est la même que pour l'activité 1. Quelques rares moustiques avaient une configuration génétique leur conférant une résistance à l’insecticide, ce qui leur a permis en moyenne de plus survivre vers Montpellier que leurs homologues sensibles à l'insecticide. Ils se sont reproduits, transmettant les allèles de résistance leur descendance. Cet avantage évolutif existe bien moins plus au nord, d'où la proportion plus faible de moustiques résistants.

Question 1 : Comparer le pourcentage de femelles pondant au bord du nid en 1980 et en 1989.

Question 2 : Était-ce une bonne idée de remettre les œufs dans le nid ? Donner des Arguments pour / Arguments contre. Vous avez besoin pour cela de comprendre pourquoi jusqu’en 1989 les œufs pondus hors du nid sont en proportion de plus en plus nombreux, alors qu’après le problème ne se présente plus.

Doc :  "Évolution de la population du miro de Chatham" • Le Livre scolaire.fr • SVT Cycle 4 • Cahier d'exercices • 2023 • Page 67.

https://www.calameo.com/read/000596729df0b4d1a10cb

Intentions et éléments de la correction :

La population du Miro de Chatham était en déclin et certaines des femelles restantes pondaient à coté de leur nid. Ce comportement a une origine génétique. Il a été décidé de replacer les oeufs dans le nid afin de sauver l'espèce de l'extinction sur la période 1980-1989.

La proportion de femelles pondant à coté du nid est passée de presque 0% à environ 50% en 9 ans. La pression de sélection qui préexistait (un oiseau qui pondait à coté de son nid n'avait pas de descendance), fut supprimée artificiellement de 1980-1989 en replaçant les oeufs dans le nid puis fut rétablie après 1989. Cette action a permis de faire croître rapidement la population d'oiseaux, mais elle a eu comme effet collatéral de supprimer la sélection naturelle et ainsi de faire augmenter la proportion d'oiseaux pondant hors du nid.

Nous pouvons prendre support sur la réponse corrigée du "Livre du professeur • Thème 2 : Le vivant et son évolution" • Le Livre scolaire.fr • SVT Cycle 4 • Cahier d'exercices • 2023 • Page 21.

https://www.lelivrescolaire.fr/le-livre-du-professeur/sciences-de-la-vie-et-de-la-terre-cycle4-2023-cahier

Le QCM et sa correction ont été générés par IA puis retouchés à la main :  QCM Mutation 

Intentions et éléments de la correction :

Les questions tournent toutes autour de la même idée : une mutation est spontanée et aléatoire.

Entre 2024 et 2016, un insecticide a été utilisé dans un jardin et a tué une grande partie des abeilles. Le graphique ci dessous montre la variation du nombre d'individus de quelques autres groupes d'espèces dans ce jardin (Araignées, Plantes à fleurs, Escargots et Hérissons). La variation du nombre des ces espèces est en lien avec la diminution de la population d'abeilles.

Montrer les conséquences du retrait d'une espèce sur la diversité des espèces. Argumenter.

Doc : "La variation de la biodiversité du Jardin" • Lelivrescolaire.fr • Cycle 4 • Collection 2017 • Page 240.

https://www.calameo.com/read/000596729288ede1c94d5

Intentions et éléments de la correction :

L'objectif de cet exercice est surtout méthodologique et rédactionnel. L'auto-correction, pour guider les élèves n'y arrivant pas peut s'articuler autour de 2 points : 

• Étape 1 : Présenter les faits (informations saisies dans le document) avec rigueur et précision (chiffres cités, unités, comparaison bien rédigée...)
• Lien entre la cause (étape 1 ) et la conséquence (étape 2) : "Donc"
• Étape 2 : Conclure en répondant explicitement à la question.

Nous pouvons prendre support pour rédiger rapidement le corrigé sur la réponse corrigée de "Le livre du professeur" • SVT • CYCLE 4 • Chapitre 17 • De la diversité génétique à la biodiversité • Page 10 

https://www.lelivrescolaire.fr/le-livre-du-professeur/sciences-de-la-vie-et-de-la-terre-cycle4-2017

En 1952, Esther et Joshua Lederberg réalisent l'expérience ci-dessous. Elle permet de savoir si les mutations sont spontanées, c'est à dire qui apparaissent au hasard, sans but, ou au contraire la conséquence d'un besoin. Dans le cadre de cette expérience, c'est les mutations qui donnent la capacité aux bactéries de résister à un antibiotique, la pénicilline, qui seront observées.

Décrire puis interpréter les résultats de cette expérience afin de savoir si les mutations sont spontanées ou pas.

Doc : "L'expérience réalisée par Esther et Joshua Lederberg" • Lelivrescolaire.fr • Cycle 4 • Collection 2017 • Page 246.

https://www.calameo.com/read/000596729163f5d84ed3a

Intentions et éléments de la correction :

Comme pour l'activité 5, l'objectif ici est encore surtout méthodologique et rédactionnel. Il s'agit ici pour l'élève, en plus des compétences d'argumentation de l'activité 5, de mobiliser la capacité à comprendre et interpréter des résultats expérimentaux. 

L'auto-correction, pour guider les élèves n'y arrivant pas peut s'articuler autour de 3 points : 

• Étape 1 : Présenter l'expérience, comprendre ce qui a été fait et ce qui a été obtenu (informations saisies dans le document).
• Étape 2 : Comparer les résultats expérimentaux de l'expérience témoin (antibiotique sur une colonie bactérienne) avec ceux de l'expérience test (antibiotique sur les colonies issues de la multiplication cellulaire de la colonie test).
• Étape 3 : Comprendre l'origine possible de la différence dans les résultats du test et du témoin puis conclure en faisant le lien explicitement à la question.

Nous pouvons prendre support pour rédiger rapidement le corrigé sur la réponse corrigée de "Le livre du professeur" • SVT • CYCLE 4 • Chapitre 17 • De la diversité génétique à la biodiversité • Page 16 

https://www.lelivrescolaire.fr/le-livre-du-professeur/sciences-de-la-vie-et-de-la-terre-cycle4-2017

Réaliser une frise chronologique des grandes crises de la biodiversité depuis 600 millions d'années. On utilisera pour cela une frise de 12 Cm.

Ordovicien - Silurien : 450 Ma

Dévonien - Carbonifère : 370 Ma

Permien - Trias : 250 Ma

Trias - Jurassique : 205 Ma

Crétacé - Tertiaire : 65 Ma

Intentions et éléments de la correction :

Les élèves ont besoin pour cela de maîtriser la proportionnalité., qu'ils sont censés connaître par ailleurs. La correction leur présentera les outils mathématiques pour calculer où placer les crises sur leur frise (coefficient de proportionnalité et règle de trois).

Les élèves ont souvent tendance à placer approximativement les points une fois l'échelle trouvée empiriquement.

Organisation de l’activité

L’enseignant présente les consignes et les attendus aux élèves. Cela peut être simplement une lecture collective du document consigne distribué aux élèves. Les élèves sont immédiatement ensuite mis au travail.

La posture de l’enseignant est différente d'un cours plus habituel. Par exemple, nous n'allons pas circuler dans les rangs pour contrôler le travail et aider les élèves. Nous sommes ici en retrait pour permettre l’autonomie, en restant assis à une table, que l’on nomme « table d’appui ».

Dans un premier temps, notre rôle est simplement régulateur : on observe les élèves, on met au travail les plus récalcitrants, on sanctionne si nécessaire.

Puis au bout de 10-15 minutes, viennent au bureau les premiers élèves ou groupes d’élèves qui ont fini leur première activité. Ils peuvent venir faire corriger leur travail à l’enseignant. Ici notre rôle sera de faire un retour sommaire en direct : c’est bon ou ce n’est pas bon. Si ce n’est pas bon il prend la feuille d’autocorrection pour l’aider à rectifier ses erreurs et revenir plus tard.

Viennent aussi quelques demandes individuelles d'élèves si la structure coopérative de la classe n'est pas arrivée à répondre aux besoins de ces élèves-là. Il est possible si le reste de la classe tourne bien en autonomie de constituer autour de soi temporairement un groupe d’élève choisis pour répondre à leurs besoins spécifiques.

Et ensuite ? 

L'objectif de ce plan de travail est à la fois de renforcer les connaissances des mécanismes de la sélection naturelle et des mutations aléatoires mais aussi des capacités plus transversales d'analyse de documents et d'organisation de sa réponse.

Tout cela est ensuite évalué par un exercice qui mobilise à la fois les connaissances et les capacités travaillées lors de ce plan de travail.

La frise chronologique des grandes crises biologiques du plan de travail prépare et fait la transition avec la suite du cours.

Fiche des modalités de différenciation

Cliquer sur l'image pour ouvrir le fichier  

Ressources

Lien vers le tableau des activités différenciées : Sciences de la Vie et de la Terre, Aix - Marseille, Différenciation (ac-aix-marseille.fr)

Nom de l’auteur et mail

Jérémy Carton

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