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1er VOLET : COMPÉTENCES DISCIPLINAIRES
PREMIÈRE PARTIE - GÉOLOGIE ( 4 points)
Avant d'entamer l'étude des fossiles et de
l'évolution, au CM, un professeur d'école propose aux
élèves l'activité suivante:
- il distribue aux élèves plusieurs échantillons
de fossiles provenant de différentes régions non
précisées (des ammonites, des poissons, des
gryphées et des empreintes de fougères), et il donne la
consigne suivante:
« écrivez ou dessinez ce que représentent pour
vous ces échantillons déposés sur votre table;
vous expliquerez ensuite où et comment ils ont pu se former.
»
Réponses écrites de trois élèves:
élève n°1 :
-un fossile c'est un animal qui est mort il y a longtemps, c'est fait
en pierre et dedans il y a le squelette de l'animal; on les trouve
dans le sable, le sable sèche et forme la roche;
peut-être que les animaux se sont fait emporter par le vent et
ils ont atterri dans le sable.
élève n°2 :
- un fossile c'est un animal ou des feuilles qui s'est pris dans la
lave, et ensuite la lave a durci donc c'est resté à
l'intérieur l'animal mort ou il y a eu des empreintes; on peut
les trouver vers les volcans sur terre ou des volcans dans la
mer.
élève n°3 :
- on trouve des fossiles sur les cailloux des plages; c'est un
animal pris dans la roche; je ne sais pas comment il rentre dans la
roche; ça date de l'époque jurassique.
QUESTIONS
QUESTION 1
Dans les trois réponses d'élèves, relevez les
formulations qui correspondent à des erreurs (totales ou
partielles) et notez pour chacune d'elles une formulation
correcte.
QUESTION 2
Rédigez les explications que vous donneriez à
l'élève n°3 lorsqu'il écrit : ".., je ne
sais pas comment il rentre dans la roche? "
QUESTION 3
Quel objectif d'apprentissage le maître pourrait-il
envisager pour ces trois élèves? Justifiez votre
réponse.
DEUXIÈME PARTIE - BIOLOGIE ( 8 points)
LA REPRODUCTION DES ANIMAUX - Documents 1. 2, 3
DOCUMENT 1:
Document 1- 1
VAN HELMONT ( 1577- 1644) propose une expérience que M. Jean
Rostand nous rappelle en ces termes: " creusez un trou dans une
brique, mettez y de l'herbe de basilic bien pilée; appliquez
une seconde brique sur la première, et exposez le tout au
soleil; quelques jours plus tard, le basilic ayant agi comme ferment,
vous verrez naître de petits scorpions (...). Pour se procurer
des souris, Van Helmont n'est pas plus embarrassé. Il n'est
que de comprimer une chemise de femme - une chemise un peu sale de
préférence - dans un vase garni de froment (...). (
d'après Gohau - Biologie et Biologistes).
Document 1 -2
Les expériences de REDI (1626-1697);
Vingt ans plus tard, Francesco Redi jette une vive lumière sur
la question, en réalisant des expériences simples.
Il place, dans des fioles bouchées par un morceau de gaze, des
cadavres d'animaux ou des morceaux de viande, et constate qu'aucun
asticot ne se développe. Ces mêmes asticots, au
contraire, prolifèrent lorsque les fioles ont
été laissées ouvertes. Or la gaze ne s'oppose
pas au passage de l'air. En revanche, elle empêche les mouches
de pénétrer. De ces expériences Redi conclut que
"les chairs, les herbes et les autres choses pourries ou
putrescibles n'ont d'autre rôle ni d'autre fonction dans la
génération des insectes que de fournir un lieu ou un
nid proportionné au sein duquel les animaux, au moment de la
portée, mènent ou accouchent les vers ( spermatiques)
ou les oeufs (...), si les mères ne portent lesdites semences
dans ce nid, jamais rien, absolument rien n'y naîtra (...)"
(d'après Gohau - Biologie et biologistes).
Document 1 - 3
Dessins de mouches à différents moments de leur
cycle de vie (les échelles sont respectées).
DOCUMENT 2:
Document 2.1
En 1740, Réaumur cherche à connaître le
rôle des deux partenaires lors de la reproduction des
Grenouilles. Voici des extraits de son "Mémoire sur les
Grenouilles".
«.., le 21 mars, on a donné une culotte de vessie bien
fermée qui surtout bouche le derrière, à une
Grenouille mâle accouplée de la veille. Son accouplement
n'en pas été dérangé. Elle continue
d'être posée sur la femelle . Si les cordons ne
lâchent pas, cette expérience doit m'apprendre des faits
bien curieux...
Je suis parvenu à leur donner des culottes dont elles ne
peuvent se défaire (...)». A la suite de cette
expérience Réaumur constate que les " oeufs" pondus
dans ces conditions ne développent pas.
Document 2.2
Réaumur se pose alors la question du rôle du mâle
dans la reproduction des Grenouilles.
Il confie à son assistante d'autres Grenouilles
accouplées et non pourvues de caleçons, avec pour
mission de surveiller leur comportement. Voici la suite, telle que la
conte Réaumur: " .., son attention à les
considérer fut récompensée au bout d'un quart
d'heure; au bout de ce court temps, elle aperçut les oeufs qui
commencèrent à sortir du derrière de femelle.
Dans l'instant, comme je lui avais recommandé, elle tourna les
yeux vers derrière du mâle et les fixa dessus. A peine
les y eut-elle fixés, qu'elle en vit sortir un jet, qu'elle
n'a su comparer à rien d'autre qu'un jet de fumée
à pipe... Cela dura qu'un instant et voilà tout ce
qu'elle put voir".
Réaumur constata que ces " oeufs" arrosés, se
développèrent normalement, donnant naissance à
têtards qui ensuite se métamorphosèrent en
Grenouille.
Document 3
Document 3-1 : La reproduction de la Poule (d'après
manuels 6°)
Lors de l'accouplement, les spermatozoïdes du coq sont
déposés dans le cloaque de la poule, puis remontrent
à l'intérieur de l'oviducte.
A - l'œuf, dans l'oviducte de la poule- B - œuf,
après 11 jours de couvaison - C - poussin d'un jour
Document 3-2: la reproduction du cheval (d'après manuels de 6ème)
QUESTIONS
QUESTION 1 .
1.1 - Quelle est la conception de Van Helmont concernant la reproduction des animaux? (document 1. 1)
1.2 - Rédi porte un coup fatal à la conception de Van Helmont (document 1-2); expliquez en quoi la conception de Rédi diffère de celle de Van Helmont.
1.3 - La démarche de Rédi est plus rigoureuse que celle de Van Helmont, relevez dans le document 1.2, les éléments qui caractérisent cette rigueur.
1- 4 En quoi la démarche de Rédi diffère-t-elle de celle de Van Helmont?
1.5 - Précisez, à l'aide de vos connaissances, ce que Rédi nomme « semences ».
1.6 - Donnez un titre à chaque image du document 1-3, et rétablissez le cycle de reproduction de la mouche, en relevant les numéros des images.
QUESTION 2
2.1 - Quelle conclusion pouvez-vous tirer des 2 premières expériences de Réaumur? (document 2-1 et 2-2) .
2.2 - Formulez l'hypothèse qui a conduit Réaumur à réaliser ces expériences (document 2-1 et 2-2)
2.3 - Quelle explication scientifique donnez-vous aujourd'hui au constat que fit Réaumur, rapporté dans le document 2-2.
2.4 - Précisez ce que Réaumur appelle les « oeufs » et « un jet de fumée à pipe ».
QUESTION 3
3.1 - A l'aide des informations contenues dans l'ensemble des documents fournis, (documents 1 à 3) , relevez dans un tableau les caractéristiques de la reproduction sexuée et du développement des animaux considérés (grenouille, mouche, poussin, cheval).
3.2 - Expliquez ce qui différencie le développement embryonnaire du poussin de celui du poulain.
2ème VOLET : DIDACTIQUE ET PÉDAGOGIE ( 8 points)
Documents 4 et 5
Dans une classe de CM, avant de démarrer le travail sur la reproduction des animaux, le maître propose aux élèves les questions suivantes ( question A et question B):
Question A
« pour vous un oeuf qu'est- ce que c'est ? Faites un dessin
et/ou quelques phrases pour expliquer ce que vous pensez
»
Réponses à la question A (selon les propres termes
des enfants) :
1- un oeuf c'est le bébé de certains animaux (la poule,
l'autruche, ceux qui ne sont pas mammifères) avant qu'il
éclose.
2- un oeuf, c'est le peut d'un animal et ça vient d'une poule,
d'une autruche.
3- je pense qu'un oeuf c'est une coquille avec dedans un animal qui
n'est pas mammifère.
4-un oeuf c'est un animal en train de se former et
protégé par une coquille. (3 réponses )
5- un oeuf ça vient d'une poule; dedans il y a du blanc et du
jaune et il peut y avoir un poussin mais il faut qu'un coq aide la
poule.
6- un oeuf est une coquille avec un poussin dedans.(4
réponses)
7- un oeuf, c'est quelque chose qu'on mange; ça peut venir des
pâtissiers.
8- un oeuf c'est quelque chose qui donne la vie à des
animaux.
9- un oeuf c'est la poule qui le fait ; dedans il y a du blanc et du
jaune; c'est ce qui se mange; il peut y avoir un poussin.
10- un oeuf ça vient du ventre d'une poule; c'est pour avoir
un poussin; c'est fait avec des coquilles et il y a du blanc et du
jaune quand la poule n'a pas couvé.
Question B « dans la basse- cour de la ferme voisine de l'école, le coq est mort depuis plusieurs semaines; les poules continuent de pondre et de couver leurs oeufs. Selon vous, que vont devenir ces oeufs ? »
Réponses à la question B (selon les propres termes
des enfants):
11- un poussin va sortir (5 réponses).
12- les oeufs vont éclore.
13- le jaune et le blanc vont se mélanger et ça va
naître un poussin.
14- il n'y a pas de poussin car il n'y a pas de mâle.
15- il n'y a pas de poussin; la poule fait des oeufs pour qu'on les
mange.
16- les poules ne pondront que des oeufs culinaires ; ma
grand-mère a une poule et un coq ; la poule pond soit des
oeufs avec des poussins, soit des oeufs qu'on mange.
17- dans les oeufs il n'y aura que du blanc et du jaune, pas de
poussin.
QUESTION 4
4.1 - Classez les productions initiales des élèves ( réponses à la question A, document 4) en différentes catégories : précisez les critères utilisés pour définir chaque catégorie, et donnez, pour chaque catégorie, la liste des numéros des réponses des élèves.
4.2 - Quelles sont les notions que les élèves n'ont pas construites ?
4.3 - Que sont les raisonnements que les élèves mettent en oeuvre pour formuler leurs réponses à la question A ?
4.4 - A chacune des réponses à la question B du
document 4, faites correspondre la ou les conceptions
proposées dans la liste ci-dessous :
a- oeuf = oeuf de poule, coquille + jaune et blanc
b- oeuf = quelque chose qui se mange
c- le mâle n'a pas de rôle dans la formation du
poussin
d- le poussin est préexistant dans l'oeuf
e- le poussin est préexistant dans le spermatozoïde
f- il faut un mâle et une femelle pour faire un poussin.
4.5 - Indiquez à quelles acquisitions scientifiques chacune de ces conceptions fait obstacle?
Document 5
La reproduction de la Truite
QUESTION 5
A la suite du recueil et des confrontations des productions initiales des élèves, le maître de cette classe propose alors le document 5. Quel niveau de formulation est visé par le maître à travers cette schématisation de la reproduction de la truite ?
Document 6 :
Après un travail d'appropriation, le maître demande aux élèves de schématiser les étapes de la reproduction de la truite. Voici 3 productions réalisées par les élèves à la demande du maître (élève n°1, élève n°2, élève n°3).
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QUESTION 6
6.1 - A laquelle de ces 3 productions ( document 6) les élèves qui ont comme seule source d'information le document 5 sont-ils conduits ?
6.2 - Pour les deux autres productions ( document 6), quelles sont les démarches que les élèves ont mises en oeuvre pour formuler leurs réponses ?
6.3 - Après cette activité sur la reproduction de la truite, les élèves travaillent sur différents documents leur permettant de construire le concept de fécondation. Ensuite le maître fait retour à la question B du document 4, et propose alors aux élèves le document 3.1 (ci-dessus, 1er volet : partie II), Quelles sont les productions initiales des élèves ( Document 4, Question B de 11 à 17) qui seront éventuellement modifiées après l'étude de ce document ? Indiquez leurs numéros et, pour chacune d'elle, justifiez votre réponse.
