CRPE - Rouen 1999

retour accueil, plan du cours PE1, planning PE1, liste des sujets

PREMIER VOLET (12 points)

PREMIÈRE PARTIE (8 points)

Avant le 18ème siècle le terme « fossile » renvoyait à tout ce qui, extrait du sein de la Terre, présentait une forme susceptible d'éveiller la curiosité.
Les anciens (grecs et latins) avaient déjà remarqué l'existence des fossiles (Livre 15 des Métamorphoses d'Ovide : « j'ai vu des Terres nées de l'onde, et le sol, loin de la mer, est souvent jonché de coquillages marins »).
L'explication de l'origine des fossiles sera variable avec les siècles. Pour Pline l'Ancien (vers 50 ans après J-C), les dents de requins fossiles tombaient du ciel pendant les éclipses de lune. D'autres considéraient les fossiles comme la manifestation des Dieux et ils sont à l'origine de maintes légendes : la Chine a développé une mythologie des dragons au vu des restes des grands Mammifères quaternaires, en Occident ces os ont été considérés comme la preuve de l'existence de géants. Plus tard, Voltaire a considéré que les restes de coquilles découvertes à 3000 m d'altitude étaient les restes de repas des pèlerins de Saint-Jacques-de-Compostelle.
Mais, dès 1580, Bernard Palissy soutenait que ces fossiles étaient des restes d'êtres vivants...

Question 1: 1,5 point .

L'un des intérêts des fossiles est d'apporter des indices sur l'évolution des formes de vie sur terre.

l.l. En utilisant les documents 1.a, 1.b, 1.c, repérer sur l'Archéoptéryx des caractéristiques de Reptile et celles d'Oiseau.

1.2. De quelles ère et période géologiques l'Archéoptéryx est-il le témoin ?

Question 2 : 3 points

2.1. Il est très rare de retrouver des squelettes fossilisés entiers. En 1812, le scientifique Georges Cuvier énonça le principe de corrélation (document 2.a.). Expliquer, en quelques lignes, pourquoi ce principe est important pour le paléontologie. . .

2.2. Pour mieux connaître des espèces fossiles, on les compare avec des espèces vivantes. La première chose à faire dans l'étude d'un animal fossile est de reconnaître la forme de ses molaires ; on détermine, par là s'il est phytophage ou zoophage.
Sur le document 2.b sont représentés les crânes de deux animaux fossiles : le Machairodus et le Dinotherium.
Sur le document 2.b, que vous rendrez avec la copie :
- indiquer le nom des dents,
- préciser, en argumentant brièvement, si l'animal avait un régime alimentaire d'origine animale ou d'origine végétale,
- proposer, pour chacun d'eux, deux animaux actuels qui auraient un régime alimentaire semblable.

Question 3 : 2 points

3.1. Comparer les deux documents 3.a et 3.b
3.2. Donner un titre pour chacun des deux documents 3.a et 3.b.

Question 4 : l,5 point

On conviendra de désigner par le mot "fossile" les restes ou empreintes ou traces de vie d'un être animal ou végétal conservés.

4.1 Décrire les conditions nécessaires à la fossilisation dans un contexte de bassin sédimentaire.
4.2 Citer un autre contexte possible de conservation des restes d'un être vivant.

DEUXIÈME PARTIE ( 4 points)

Le document 4 est la production d'un élève de cycle 3. La consigne était : « dessine l'intérieur de ton corps ».

Question l : 2 points
A l'aide de vos connaissances scientifiques, et en vous limitant à ce qui concerne le squelette, lister ce que l'élève a représenté et/ou nommé en précisant d'une part ce qui vous semble juste et pourquoi, d'autre part ce qui vous semble faux et pourquoi.

Question 2 : 2 points
En lien avec les rôles du squelette que vous rappellerez préciser ce que l'élève n'a pas correctement représenté,

DEUXIÈME VOLET (8 points)

Question 1 : 4 points
Les documents A et B représentent les productions réalisées par des élèves de cycle 2 (document A) et des élèves de cycle 3 (document B).
1.l. On appelle « modélisation » la démarche utilisée : quels en sont les intérêts en science ?
1.2. Quelles sont les compétences mises en œuvre par les élèves dans cette activité ?
1.3. En quoi ces deux productions sont-elles différentes ?

Question 2 : 2 points
En vous appuyant sur les programmes des 3 cycles relatifs aux mouvements corporels (annexe) :
2.1. Sous quels intitulés généraux apparaît l'étude des mouvements corporels à l'école élémentaire ?
2.2. Quelle est la progression des notions construites au cours des trois cycles ?

Question 3 : 2 points
Document C
Cette évaluation a été proposée à des élèves de cycle 1.
3.1. Faire une analyse critique de ce document du point de vue des contenus et du point de vue de la forme.
3.2. A quelle(s) condition(s) cette évaluation sera-t-elle pertinente ?
3.3. A quelle partie précise des programmes officiels renvoie-t-elle ?

Document 1

L'Archéoptéryx a été découvert en 1861, en Bavière, par des carriers, dans un calcaire très fin (6 autres spécimens ont été découverts depuis dont les derniers en 1987 et 1992).

Document 1.a
Sa reconstitution (Beaumont et Cassier, Dunod, 1972)

Document 1.b
Sa carte d'identité (Bordas 4ème, 1998)

Nom: Archéoptéryx

Groupe: proche des Oiseaux (il possède des plumes)

Taille: celle d'un pigeon

Age: 150 millions d'années

Signes particuliers : bec garni de dents pointues, longue queue de reptile, membres antérieurs avec 3 doigts terminés par des griffes.

Mode de vie supposé: il grimpe aux arbres à la recherche d'insectes et se laisse tomber en vol plané. A terre, il court sur ses deux pattes jusqu'à l'arbre le plus proche où il grimpe pour se cacher.

Document 1.c
Schémas pour la comparaison (Hatier 4ème, 1998)

Document 2

Document 2a.
« Tout être organisé forme un ensemble, un système unique et clos, dont les parties se correspondent mutuellement et concourent à la même action par une réaction réciproque. Aucune de ces parties ne peut changer sans que les autres changent aussi ; et par conséquent, chacune d'elles, prise séparément, indique et donne toutes les autres... Si les intestins d'un animal sont organisés de manière à ne digérer que de la chair et de la chair récente, il faut aussi que ses mâchoires soient construites pour dévorer une proie, ses griffes pour la saisir et la déchirer ; ses dents pour la couper et la diviser ; le système entier de ses organes du mouvement pour la poursuivre et pour l'atteindre ; ses organes des sens pour l'apercevoir de loin ; il faut même que la nature ait placé dans son cerveau l'instinct nécessaire pour savoir se cacher et tendre des pièges à ses victimes. Telles seront les conditions générales du régime carnivore. (...) Si nous considérons maintenant un animal herbivore, nous constaterons que cet ensemble de conditions aura changé : les dents, l'estomac, les intestins, les organes du mouvement, les organes des sens auront pris des formes nouvelles, mais des rapports nécessaires continueront à lier ces organes entre eux - il y aura corrélation. De la forme d'une seule de ces parties, de la forme des dents par exemple, on pourra déduire la forme du condyle, celle des membres, celle des organes digestifs. »
Extrait de Discours sur les révolutions du globe, Cuvier, 1812.

Document 2.b A rendre avec la copie
Le document doit rester anonyme : ne porter ni votre nom ni toute autre information permettant de vous identifier.

Machaidorus
Régime alimentaire

______________________

 

______________________
Animaux actuels ayant un régime semblable

____________________

___________________

Dinothérium
Régime alimentaire

______________________

 

______________________
Animaux actuels ayant un régime semblable

____________________

____________________

Document 3
Document 3.a

Document 3.b

DOCUMENT 4

DOCUMENT A (CYCLE 2)

DOCUMENT B (CYCLE 3)

 

 

DOCUMENT C
Il s'agit d'un document distribué à des élèves de cycle 1

 

ANNEXE

Extraits des instructions officielles de 1995

Programmes officiels

Notions associées aux programmes

CYCLE 1

Agir sur le monde
-exploration d'un milieu proche ou plus lointain
-découverte de ses possibilités corporelles
- action globale à base de locomotion ; exercice des capacités motrices dans des situations nombreuses et diverses, incluant la rencontre et l'utilisation d'obstacles matériels : marcher, courir, sauter, grimper, lancer, ramper, se tenir en équilibre ...
-adaptation des fonctions motrices

Découvrir le monde
Découverte du Inonde vivant
-première approche des grandes fonctions du vivant animal
-découverte de son corps dans sa globalité et dans ses différentes parties
Sensibilisation aux problèmes d'hygiène et de consommation, éducation à la sécurité

 

1.Déplacement

-la plupart des animaux se déplacent
-tous les animaux ne se déplacent pas selon le même mode : ils marchent, courent , volent, nagent
-l'enfant bouge

2. Sensibilité

-les animaux réagissent au bruit, aux odeurs, à la lumière , grâce à leurs oreilles, leur nez, leurs yeux
-les enfants ont des capacités sensorielles qu'ils découvrent, qu'ils mettent à l'épreuve

CYCLE 2

Découverte du monde

Le monde du vivant
-le corps de l'enfant et l'éducation à la santé
-les manifestations de la vie animale
-les êtres vivants dans leur milieu

l. Déplacement
-le corps de l'enfant est vivant. Il peut effectuer divers mouvements
-certains animaux peuvent se déplacer de plusieurs façons
-chaque type de déplacement est assuré par des organes spécifiques

2. Sensibilité
-les organes des sens permettent d'appréhender le monde qui nous entoure

CYCLE 3

Sciences et technologie

Le corps humain et l'éducation à la santé
-les mouvements corporels dans le sport et le travail
-conséquences à court et à long terme de notre hygiène
-principes simples de secourisme

1.Déplacement
-les mouvements corporels sont le résultat d'une succession de mouvements élémentaires comme la flexion, l'extension
-les mouvements sont dus au raccourcissement des muscles qui entraînent les os
-les membres des vertébrés présentent le même plan d'organisation

2. Sensibilité
-grâce aux organes des sens, nous recevons du milieu des informations variées qui sont traitées par le cerveau et permettent de se repérer, de communiquer

 

 

 

Corrigé du formateur

1.1)

reptile

oiseau

dents
griffes
3 doigts
crâne lourd
grosses mâchoires
queue avec vertèbres assez nombreuses (-de 26 vertèbres cependant)
bassin reptilien (?)

marche-course (?)

plumes
taille (?)
âge (?)

fourchette

vol (plané)
grimpe aux arbres (?)

Cet exercice appelle de nombreuses réserves étant donné les critères proposés et la source documentaire fournie. Je conseille de lire l'article "L'origine des oiseaux et de leur vol", Kevin Padian et Luis Chappe, Pour la Science, 246, avril 2000, 30-39 afin d'apporter des données plus modernes sur l'origine des oiseaux.
En effet, on ne peut pas mélanger à la fois des données anatomiques déduites du fossile avec une bonne certitude paléontologique avec des hypothèses plus ou moins fantaisistes sur le mode de vie de l'animal. Les documents fournis, peu scientifiques et de mauvaise facture (photocopies) ne permettent pas de soutenir une argumentation. Si le travail de lecture demandé au concours est purement technique sans aucun questionnement scientifique cette question perd singulièrement de son intérêt. Je vous propose sur une page des documents sur les ptérosaures et l'archeopteryx et des pistes d'exploitation.

1.2) Ère secondaire, période Jurassique (limite Jurassique-Crétacé). C'est un artifice qu'il faille s'aider du document 3a, ce qui rend la question triviale.

2.1) Le principe de corrélation morphologique, anatomique et fonctionnelle de Cuvier permet de déduire de la connaissance d'une partie d'un être vivant, les propriétés des autres parties (du fait de l'unité du tout). Cette question se limite à un simple exercice de compréhension.

2.2) L'étude des dents est propre à la paléontologie des mammifères et non de tous les animaux.
Les dents situées en avant sont les incisives. Viennent ensuite les canines puis les prémolaires et molaires non différenciables ici. Il n'est pas évident que tout le monde sache que les défenses de l'éléphant sont issues du développement de ses incisives, les canines étant réduites (je ne trouve pas ce critère de sélection pour le CRPE pertinent). Par analogie, on peut penser que les dents hypertrophiées de Dinothérium sont des incisives.
En appliquant d'une part le principe de l'actualisme, et d'autre part en procédant par comparaison, on peut penser que Machaidorus aurait eu un régime zoophage étant donné le fort développement de ce que l'on peut qualifier de canines à la mâchoire supérieure. C'est le régime actuel des chats sauvages, lynx et autres félidés, par exemple.
Avec les mêmes principes on peut penser que Dinothérium aurait eu un régime phytophage par comparaison avec celui des Proboscidiens actuels comme l'éléphant ou d'autres phytophages de grande taille à la denture impressionnante comme les hippopotames (ne pas confondre avec les ruminants voir cours sur l'alimentation des animaux).
La encore ces comparaisons simplistes sans réelle argumentation paléontologique sont peu satisfaisantes.

3.1) Une comparaison détaillée permet de poser de bonnes questions:

doc 3a

doc 3b

Il présente une échelle chronologique (âge en millions d'années avant Jésus-Christ) doublée d'une échelle stratigraphique (ère, période, sous-système) illustrée par des schémas présentant des organismes fossiles reconstitués placés approximativement en regard de la période de leur apparition (pas de disparition d'indiquée).

Cette représentation donne une impression simpliste de fixisme (représentation statique car ponctuelle) alors qu'elle est une véritable représentation de l'échelle biostratigraphique. L'évolution n'est pas figurée (elle est juste rappelée par l'emploi du terme "apparition").

Des animaux et les plantes sont cités. Mais il n'y a pas de dates de disparition, on n'a pas représenté de durée estimée de vie des groupes fossiles cités.

L'échelle chronologique présentée ici n'est pas calée par rapport à l'échelle stratigraphique. Elle représente une durée plus courte que le doc 3a (500 Ma/4700 Ma).

Seuls quelques fossiles de vertébrés sont cités.

Par contre on a représenté une hypothétique filiation (phylogenèse ou phylogénie) entre les groupes actuels dans le cadre d'une évolution. Les points d'intersection correspondant à une hypothèse de séparation de deux lignées fossiles.
Cette représentation suggère et figure l'évolution mais n'a pas plus de données (et même beaucoup moins) que le document 3a.
Il est possible que les arguments évolutifs (et non paléontologiques) existent (arguments issus de comparaisons de séquences des protéines d'animaux actuels par exemple) mais ils ne sont aucunement représentés ici. Ce document représente en quelque sorte un vue synthétique d'une phylogénie dont on ne connaît pas les critères (alors que le document 3a fournit des données paléontologiques, même approximatives).

3.2) Le document 3a est une échelle biostratigraphique, le document 3b une phylogénie des vertébrés.

4.1) calme (pas de courants, bioturbation: mouvements dus à l'activité des organismes fouisseurs dans le sédiment...), minéralisation (épigénie) ou recristallisation (voir formulation dans le cours de paléoécologie).

4.2) glace, ambre (résine), sables du désert... correspondant à des milieux de conservation sans fossilisation....

1er volet, partie 2
Cette thème choisi pour cette production d'enfants a été étudié notamment par l'équipe de André Giordan, Françoise et Jack Guichard. Je renvoie à quelques extraits commentés de leur ouvrage: "Des idées pour apprendre", André Giordan, Françoise Guichard et Jack Guichard, CNDP Alpes Maritimes, Z'Editions, 1997, p 58-65

1)
notions liées au squelette
bien représenté
mal représenté
os
nombre

"osselets"
taille

taille unique
forme
côtes (traits)
"os à chien" (forme identique)
articulations
cercles (poignets, chevilles, genoux)

traits (coudes)
os alignés

2)
rôles du squelette (appendiculaire)
erreurs-obstacles (de l'enfant) possibles
soutien

structuration du corps (posture-maintien)

les os ont toujours la même forme quelque soient les parties du corps - concept d'os-unité structurale -chaîne d'osselets (avec la terminologie d'André Giordan et al.)

les os ne sont pas articulés entre eux mais simplement alignés (juxtaposés)
protection (crâne, colonne vertébrale....)

non représentés (os tous identiques représentés, c'est la notion de tissu osseux qui fait défaut)
point d'appui pour l'insertion des muscles (permettant le mouvement)

muscles absents (non liés au squelette dans l'esprit de l'enfant)

os désolidarisés
Remarque : deux autres rôles des os pourraient être cités mais ne sont pas représentables simplement: os tissu vivant et os lieu de l'hématopoïèse (formation des cellules sanguines).

2ème volet
1.1.

Notion de modèle

extrait (modifié) de "De la découverte du monde à la biologie aux cycles II et III", Maryline Cantor, Jean-Marc Lange et Isabelle Martinet, Nathan pédagogie, 1996 (pp 49-63)

On peut distinguer 3 modèles:

  • le modèle-théorie: par exemple la tectonique des plaques ou la membrane plasmique;
  • le modèle-représentation: par exemple la drosophile (modèle animal fort utilisé par les généticiens et les biologistes du développement) ou un aquarium (modèle d'écosystème naturel)
  • le modèle-explication : par exemple la maquette de l'articulation bras/avant-bras, c'est souvent une réduction mécanique du réel

L'intérêt du modèle-explication peut être dégagé à chaque étape de sa réalisation:
* un travail de sensibilisation est souvent réalisé à partir du réel, complexe.
* le travail de conception permet, après avoir identifié tous les éléments du système à modéliser, de simplifier en retenant les éléments essentiels; c'est là que se réalise la conceptualisation avec un aller-retour incessant entre le réel et le modèle (des comparaisons peuvent conduire à modifier le modèle)
* la phase de réalisation met en jeu des compétences manuelles
* l'exploitation du modèle se fait toujours avec un retour au réel car c'est pour l'enfant une situation problème (il peut encore y avoir un travail qui conduise à une nouvelle modification du modèle)
A bien des égards le travail réalisé met en jeu des compétences mobilisées lors de l'apprentissage de la démarche expérimentale.

Je pense que le seul modèle scientifique est le modèle-théorie, issu de la méthode expérimentale: c'est un modèle CONCEPTUEL. Je trouve aussi très pertinente la distinction que de nombreux scientifiques font entre modèle interne et modèle externe. Je vous renvoie notamment à une page assez détaillée sur cette question.

L'ordre des questions est très discutable: il me semble absolument indispensable d'abord de discuter de chacune des productions avant de parler de la théorie générale (la question faisant référence à la "modélisation en science" la réponse devrait alors être limitée au modèle-théorie et non au modèle-explication qui est pourtant le type présenté ici).

A a été interprété de deux façons: certains pensent que c'est un véritable pantin, mobile; d'autres (dont je fais partie) pensent que ce n'est qu'un collage de gommettes sur un plan.
Pour les premiers A est une maquette, réduisant le corps à des segments rigides (segments des membres, mains, pieds, tête et cou) articulés (avec des rotations planes seulement). Pour les seconds A est une schématisation à l'aide de barres et de pastilles (articulations) qui peut servir à fixer l'idée précédente : os rigides articulés ou membres composés de segments articulés;
B est une maquette (analogie mécanique: 3 os (omoplate, humérus, radius+cubitus) articulés (épaule, coude: attaches parisiennes); les ficelles ne peuvent représenter des muscles mais juste suggérer leur action antagoniste de part et d'autre de l'axe de rotation de l'articulation du coude; l'intérêt de la maquette est de visualiser, à l'aide de la réduction mécanique du vivant, la description des mouvements relatifs des parties; le modèle physique, toujours réducteur (ne peut épuiser le vivant), est l'équivalent de la théorie. Il permet souvent d'émettre des hypothèses qui seront testées par des expériences (si l'on représente tel muscle par cette ficelle alors pour qu'il puisse faire se lever l'avant-bras il doit s'attacher à tel endroit et non à tel autre de l'os....).
1.2. En cycle 2 la réalisation d'une schématisation permet à l'enfant d'être capable d'utiliser un vocabulaire simple mais précis, de réaliser un petit montage; en cycle 3, de se poser des questions et de s'interroger, voir même de faire émerger un problème et de formuler correctement, de proposer des solutions raisonnées (je n'aime pas ce terme de solution car il s'agit bien ici d'hypothèses à tester par l'expérience); enfin être capable d'élaborer un projet de fabrication et de le réaliser (si c'est le choix du maître), enfin d'argumenter et de discuter une preuve.
1.3. A représente le corps entier alors que B ne représente que l'épaule, le bras et l'avant-bras. Pour le reste voir ci-dessus.

2.1. L'étude des mouvements corporels en cycle 1 se fait à partir du corps de l'enfant qui explore le monde; en cycle 2 elle se fait par l'enfant qui apprend à connaître son corps en mouvement; en cycle 3 elle doit se faire dans le sport et le travail.
2.2. Le déplacement est un mouvement contrôlé. C'est d'abord le mouvement qui est étudié. D'abord de façon externe : déplacement, vitesse, adaptation au milieu, à une fonction. Puis de façon interne : muscles et squelette osseux. De la même manière on étudie d'abord le contrôle de façon externe : on se déplace d'une certaine façon pour quelque chose. Ensuite le contrôle est étudié de façon interne : par le système nerveux et les organes des sens. Enfin le mouvement est étudié comme un ensemble intégré au sein de l'organisme pour le sport et le travail par exemple. Pour des formulations voir cours-formulations.

3.1. Du point de vue de la forme:
Dans une évaluation de cycle 1, il est important de limiter le texte écrit et au moins veiller à ce qu'il soit d'un graphisme soigné: ce n'est pas du tout le cas (brouillon, utilisation d'un chiffre (1) dans une phrase de français, ellipse (tabouret posé sur obstacle)...). De la même manière les dessins doivent être clairs, à une échelle identique si possible et pas trop schématiques et plus séparés dans l'espace de la feuille. A moins que les enfants n'aient beaucoup travaillé avec les silhouettes "en fil de fer", ces schémas me semblent peu parlants. Certains graphismes font appel à la perspective (table, chaise, tabouret, banc ...) d'autres non (silhouette humaine, obstacle, escalier)....
Du point de vue du contenu:
Si cette évaluation est sommative elle n'a pas de sens. Par contre si elle est formative, qu'elle ne fait que fixer les idées après une séance d'activités en classe, on peut en accepter les objectifs : savoir identifier un danger pour soi et pour les autres. Pour être complète elle devrait aussi prendre en compte le deuxième objectif de cycle sur la sécurité: savoir prévenir un adulte.

Évaluations

extrait (modifié) de "De la découverte du monde à la biologie aux cycles II et III", Maryline Cantor, Jean-Marc Lange et Isabelle Martinet, Nathan pédagogie, 1996 (p 25)

On distingue classiquement :

  • l'évaluation diagnostique : en début d'étude : un bilan des connaissances ou des "conceptions" des élèves
  • l'évaluation formative : en cours d'apprentissage, il est un support d'apprentissage... le rêve de tout enseignant étant de permettre à l'élève de faire de l'autoévaluation formative
  • l'évaluation sommative : en fin d'étude, celle qui permet de "noter", classer les élèves selon certaines compétences

Catégories auxquelles il faudrait aussi ajouter:

  • l'évaluation critèriée : qui est une comparaison entre les connaissances restituées et une liste de connaissances de référence à acquérir
  • l'évaluation normative : qui classe les élèves en fonction de leur place dans une population (classe): il n'y a pas alors de connaissances exigibles

3.2. Si elle fait suite directement à des activités réelles mettant en jeu ces situations
3.3. En cycle 1 dans la partie découvrir le monde, il est indiqué une éducation à la sécurité; ce qui, en terme de compétence, peut se résumer à être capable d'identifier un danger pour soi et pour les autres, et être capable de demander de l'aide à un adulte. (voir document du ministère cité dans le cours : http://www.educnet.education.fr/securite/ )

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