Cours de SVT: essai de formulation par cycle


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Je vois par mes deux yeux

Les deux yeux sont les organes du sens de la vue.

Ils sont reliés au cerveau qui interprète ce que nous voyons et nous présente une image du monde qui nous entoure..

Les yeux sont les organes de la vue. Ils ont une structure complexe et comprennent:
* des parties protectrices (paupières, cornée, glandes produisant les larmes....)
* une partie sensible (rétine) en liaison avec le cerveau par le nerf optique
* des parties qui permettent le mouvement de l'œil (muscles) et l'accommodation (cristallin) qui est la faculté d'adaptation de l'œil à une vision de loin ou de près

Avec mes doigts je sens le chaud, le froid, le dur, mou , le lisse et le rugeux...

Le toucher est un sens qui passe par la peau et n'est pas développé pareillement sur toutes les parties du corps : la peau des doigts est plus sensibles que celle des bras.

La peau n'a pas qu'un rôle dans la sensation. C'est aussi un organe protecteur.

On distingue 4 types de sensibilité par la peau : la sensibilité au chaud, la sensibilité au froid, la sensibilité tactile et la sensibilité à la douleur.

Avec mes oreilles j'entends, les bruits et les paroles.

Le conduit de l'oreille se prolonge un peu dans la tête. L'oreille interne est tout à côté et est reliée au cerveau (entendre c'est aussi comprendre). Une partie nous permet d'entendre (le tympan vibre et actionne les osselets qui font vibrer un liquide placé dans un tout petit tuyau en colimaçon) et une partie nous permet de savoir où est notre tête par rapport au sol (c'est l'organe de l'équilibre)

Je sens avec mon nez.

L'air qui rentre par le nez est testé par une peau fine et humide qui recouvre les parois des conduits profonds en arrière du nez (sinus). Cette peau envoie les informations au cerveau tout proche (air chaud ou froid, odeur agréable ou déagréable).

L'odorat est un sens qui peut être plus ou moins développé selon les personnes.

Je goûte avec ma langue.

La peau de la langue teste non seulement le goût des aliments mais perçoit aussi la chaleur et la douceur des aliments situés dans la bouche.

On distingue 5 saveurs : sucrée, salée, acide, amère et douce. Chaque saveur n'est pas perçue par la maêma partie de la langue. Les sensations sur la langue ne sont pas indépendantes. Le goût des aliments varie selon les personnes et les habitudes alimentaires.

Percevoir, sentir, c'est voir, entendre, toucher, goûter, se piquer, se brûler, ressentir....
On peut s'habituer à certaines sensations (odeurs que l'on ne sent même plus, bruits que l'on entend plus, habits que l'on ne sent plus sur soi....).
Certaines personnes sont plus sensibles que d'autres : certains voient mieux, plus loin, entendent mieux, on une oreille "juste", certains aiment toutes les "bonnes choses", d'autres ne se sentent pas attirés par des nourritures "raffinées".... bref : des goûts et des couleurs....ça ne se discute pas.

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mouvement

N.B.
Je suis résolument pour une approche didactique globale du travail du vivant pour laquelle il n'existe pas de concept simplifié comme voudraient leur faire croire les concepteurs des modules insight américains repris par les adeptes de "La main à la pâte". A chaque enseignant (ou plutôt chaque équipe pédagogique car c'est un choix qui doit être cohérent pour l'ensemble de la progression d'un élève à l'école primaire) de décider quand et comment il parlera du mouvement animal et du travail du vivant (et d'une façon plus générale comment l'équipe souhaite présenter la vie).

concepts

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mouvement et travail du vivant

le mouvement peut souvent s'observer chez les êtres vivants. Il cesse à la mort. Il n'y pas que les êtres vivants à pouvoir bouger et l'homme peut construire des machines qui ont un mouvement.
Comme le mouvement n'est pas un travail qui appartient uniquement à l'être vivant (il ne lui est pas spécifique), il peut aussi bien être réalisé pour se nourrir (travail de nutrition), pour communiquer ou se défendre (travail de relation) ou pour se re reproduire (travail de reproduction).

mouvement dans les différents règnes

Tous les êtres vivants ne se déplacent pas à la même vitesse et de la même manière. Les bactéries sont souvent très mobiles comme la plupart des unicellulaires, malgré leur petite taille. Les champignons et les plantes ne se déplacent pratiquement et ont sourtout des mouvements de croissance. Les animaux se déplacent souvent. On appelle locomotion le déplacement d'un être vivant; ce terme est surtout employé pour les animaux.

Les bactéries se déplacent habituellement par des flagelles.
Les unicellulaires peuvent avoir des cils ou des flagelles ou encore se déformer et ramper avec des prolongements souvent très fins appellés pseudopodes.
Les champignons et les plantes ont surtout des mouvements de croissance lente mais que l'on peut filmer au ralenti et projeter en accéléré.
Les animaux se déplacent souvent vite et peuvent, selon leur milieu, marcher, courir, sauter, ramper, fouir, nager et voler.

locomotion humaine

A la naissance l'enfant n'est pas capable de faire des mouvements précis et coordonnés, ce qu'il devient capable de faire au cours des premières années de sa vie. Habituellement, il sait marcher entre la fin de sa première année et le milieu de sa deuxième année. Il peut courir dès deux ans et peut apprendre à sauter plus ou moins haut ensuite.
S'il n'a pas peur de l'eau, même peu de mois après la naissance, il flotte souvent naturellement et, s'il apprend à agiter ses bras et ses jambes en cadence, il peut nager efficacement dès 4 ans environ.
Mais il est très lourd et ne pourra jamais voler sans l'aide d'un appareil comme le deltaplane.

Pour te déplacer tu utilises non seulement tes membres mais tous tes organes des sens qui te permettent de te repérer dans l'espace.

Le corps est soutenu par un squelette composé d'os articulés entre eux. Les mouvements du corps sont rendus possibles par les mouvements du squelette.
A l'intérieur du corps de nombreux autres organes participent au mouvement. Par exemple, tu as besoin d'énergie que tu trouves dans l'alimentation et d'air que tu inspires. Lors d'une course tu t'essoufles plus vite que lors de la marche parce que tu dois respirer plus d'air lors d'un effort plus important.

Le mouvement nécessite :
* des muscles
* des os articulés
* un système de commande et d'intégration qui est le système nerveux.

Le mouvement nécessite le travail de nombreux autres organes qui participent à la nutrition des organes du mouvement : poumons, appareil digestif et appareil circulatoire principalement.

Selon l'intensité et le type de mouvement certains muscles sont plus sollicités que d'autres. L'organisme adapte sa nutrition (circulation, rytme cardiaque, rythme respiratoire) à l'effort demandé. L'alimentation du sportif doit être adaptée au type d'effort qu'il doit fournir.

Pour marcher, courir ou sauter, tu utilises surtout tes jambes. Pour nager tu utilises aussi beaucoup les bras.
Mais en fait tout ton corps participe au mouvement: la tête, le tronc, les membres (bras et jambes).

locomotion animale

Les animaux qui vivent dans l'eau savent aussi nager. Ceux qui vivent dans l'air savent parfois voler. Ceux qui vivent sur terre savent marcher, courir, sauter ou ramper. Certains s'enfouissent en creusant des galeries dans la terre.

La locomotion intervient dans d'innombrables exemples de travail de relation (fuite, défense, communication...), de nutrition (recherche de nourriture: chasse, affût, broutage....) ou de reproduction (recherche du partenaire, parades nuptiales, soin aux jeunes....).

La locomotion est une des composantes de l'adaptation de l'animal à son milieu et nécessite une utilisation coordonnée de très nombreuses fonctions.

La nage des poissons est une ondulation de tout le corps mais aussi un battement des nageoires.
La marche, la course et le saut des animaux terrestres se fait grâce aux pattes articulées.
Le vol des oiseaux est possible grâce à leurs ailes. Leurs pattes leur permettent de s'accrocher aux branches des arbres ou de se déplacer à terre.

Comme pour l'homme on cherchera à montrer la profonde unité du corps vivant qui, à partir d'une certaine taille, utilise toujours pour la locomotion :
* des muscles,
* un squelette (qui peut être souple et liquide comme le squelette d'un vers composé de poches remplies de liquide; ou assez souple et externe comme la cuticule des insectes ; ou encore rigide, externe comme les coquilles des mollusques ou enfin interne comme les os),
* un système de perception et de contrôle qui est le système nerveux.

Tous les organes intervenant dans le mouvement sont nourris grâce aux appareils respiratoires et circulatoires.

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nutrition

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La plante, pour vivre, a besoin d'eau, d'air et de lumière.

La vie de la plante nécessite une nutrition active : elle prend des éléments minéraux et de l'eau dans le sol par ses racines et de l'air par ses feuilles. Elle utilise ensuite cette matière et l'énergie solaire captée par ses feuilles pour fabriquer sa propre matière.

La plante est un producteur de matière organique dans l'écosystème. Elle prend de la matière minérale dans le sol (eau et sels minéraux) et l'air (gaz carbonique) et fabrique sa propre matière organique à partir de l'énergie solaire grâce à des pigments (comme la chlorophylle) contenus dans ses feuilles (c'est la photosynthèse qui veut dire "synthèse" (ou fabrication) "à la lumière"). A la lumière, la plante qui réalise une photosynthèse active, rejette du dioxygène.

Mais la plante respire aussi et "brûle" (le terme exact est "oxyde") une partie de la matière organique synthétisée en produisant du dioxyde de carbone et en consommant du dioxygène.

Les animaux et l'homme boivent, respirent et mangent pour vivre et grandir.

La vie des animaux nécessite une nutrition à partir d'aliments organiques transformés en nutriments qui pénètrent dans les cellules

Les animaux et l'homme sont des consommateurs de matière organique dans l'écosystème. Les aliments transformés en nutriments fournissent matière et énergie grâce à la respiration. Lors de la respiration la cellule (ou l'organisme) "brûle" (ou "oxyde") la matière organique des nutriments. La respiration consomme du dioxygène et produit du dioxyde de carbone qui est rejeté par l'animal.

Les nutriments fournissent la matière nécessaire à la croissance de chaque animal.

Ce sont aussi les nutriments qui fournissent l'énergie qui permet à l'organisme de fabriquer sa propre matière et de réaliser son travail du vivant. Les réactions chimiques qui fournissent cette énergie font partie de ce que l'on appelle la "respiration cellulaire"

vocabulaire :

  • l'utilisation du terme de dioxygène (maintenant exigé dès le collège), en remplacement d'oxygène, est bien sûr préférable, sans en faire une priorité.
  • l'appellation de cellule, unité du monde vivant, (plutôt que la notion de cellule qui reste bien évidemment très incomplète), peut être abordée très tôt si l'on a un microscope et que l'on a présenté une classification en 5 règnes). Ce n'est pas déflorer le sujet que de dire simplement que tous les êtres vivants sont composés de cellules qui ressemblent à de "petites boîtes" vivantes et tant pis pour les représentations engendrées chez les enfants qui auront bien le temps d'en changer avant la fin du collège.
  • les terme vivant / non vivant font référence à des organismes entiers ou à des fragments qui pourraient être greffés à nouveau sur un organisme vivant et continuer à vivre et non à de la matière (matière vivante ne veut rien dire : soit la matière est douée de vie et dans ce cas elle n'est plus que matière, soit elle est matière morte): une graine est vivante, un cœur peut encore être vivant s'il peut être greffé et continuer à exercer sa fonction....
  • le terme organique désigne de la matière carbonée réduite par les organismes vivants: à l'école, étant donné que l'oxydo-réduction ne peut être abordée, il persistera toujours une légère ambiguité : on parlera donc de matière carbonée en provenance du vivant; le CO2 dégagé par un organisme qui respire est bien minéral même s'il provient de la décomposition par le vivant de la matière organique; le dioxygène absorbé par respiration est bien minéral et conduit à la production d'eau qui est toujours minérale (car non carbonée); dans le sol la matière organique peut appartenir au vivant (on dit parfois "matière organique vivante" mais c'est un abus de language) ou au non vivant (voir par exemple le sol); la matière inorganique est la matière minérale qui vient des roches ou de l'atmosphère (et des autres éléments du monde non vivant); on oppose ici de façon absolue minéral et organique mais il est clair que cette opposition ne tient pas à un plus haut niveau de conceptualisation.

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reproduction

Seules les reproductions des plantes, des animaux et de l'homme sont traitées ici. Selon ses projets, une école peut bien sûr être amenée à triater la reproduction des champignons. Je renvoie aux ouvrages spécialisés et aux quelques lignes ci-dessus.

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Les plantes à fleurs ont une tige avec des feuilles et des racines.

En été et en automne la fleur donne le fruit qui contient les graines. Chaque graine, semée en terre, peut donner une nouvelle plante au printemps.

Certaines plantes à fleurs ne vivent qu'un an (plantes annuelles) et seules les graines restent dans la terre en hiver et peuvent donner à nouveau de nouvelles plantes.
D'autres plantes à fleurs vivent deux ans (plantes bisannuelles) mais ne fleurissent que la deuxième année et ne donnent donc des graines que cette année-là, puis elles meurent.
D'autres plantes à fleurs comme les arbres vivent de nombreuses années (plantes vivaces) et fleurissent souvent chaque année.

La fleur est l'organe de reproduction des plantes ... à fleur et à graines que l'on appelle les Angiospermes.

La fleur est formée de feuilles modifiées (pétales et sépales) qui sont stériles (ne participent pas directement à la reproduction) et entourent une partie fertile (qui contient les éléments reproducteurs). La fleur contient souvent une partie mâle et une partie femelle (elle est bisexuée).

La fleur fécondée donne un fruit qui contient les graines.

Chaque graine semée peut donner une nouvelle plante.

La partie mâle de la fleur (étamines) donne le pollen qui est habituellement transporté par le vent ou les insectes vers une autre fleur qu'il féconde en libérant ses spermatozoïdes (gamètes ou cellules* sexuelles mâles) à l'extrémité d'un tube très fin qui pousse lorsqu'il germe sur le stigmate** d'une autre fleur. La partie femelle est appelée pistil : elle est formée d'un ou de plusieurs ovaires** réunis en carpelles** et terminés par un style**. L'extrémité du style est renflée en un stigmate est sert de piste d'atterrissage au pollen. L'ovaire contient les cellules sexuelles ou oosphères**.

Le fruit se développe habituellement à partir des carpelles** après la fécondation (réunion du gamète mâle ou spermatozoïde produit par le grain de pollen et du gamète femelle ou oosphère contenu dans l'ovaire). Il peut être sec ou charnu mais contient les graines.

La germination de la graine commence avec l'apparition de la petite racine et de la tige, puis se continue avec l'apparition des feuilles. La graine en germination utilise pour se nourrir les réserves (organiques) contenues avec l'embryon dans la graine. Mais dès que les premières feuilles vertes apparaissent la jeune plante utilise l'énergie solaire et prend les éléments minéraux et l'eau par ses racines et l'air par ses feuilles.

La graine se développe, après fécondation, à partir d'une partie de l'ovaire que l'on appelle "ovule".
Elle est semée par le vent ou les animaux habituellement et peut être emportée très loin de la plante qui lui a donné naissance. Elle contient un embryon au repos (endormi) protégé dans des enveloppes souvent très dures.
La graine se réveille au printemps habituellement et germe si les conditions sont favorables (eau principalement). On connaît des graines du XVème siècle qui ont germé.

Les plantes peuvent aussi se reproduire de façon asexuée, sans les fleurs ni les graines, en multipliant les parties végétatives (racines, tiges et feuilles). L'homme sait faire des multiplications végétatives artificielles depuis de nombreux siècles, même chez des plantes qui dans la nature ne se reproduisent qu'avec des graines.

Remarques:
* comme je l'ai déjà discuté autre part le terme de
cellule peut à mon avis être employé très tôt comme concept unité du monde vivant, même si ce concept, très incomplet au départ, se construira au fur et à mesure de la scolarité de l'enfant. Notamment, il me paraît indispensable pour qualifier les grandes divisions du vivant.
** mon choix est clair: je pense que l'acquisition d'un vocabulaire botanique est un effort favorable au développement de la mémoire et des facultés d'observation de l'enfant. L'étude florale avec les mots justes que l'enfant pourra réinvestir dans des études personnelles à l'aide d'une flore me paraît plus pédagogique qu'un vocabulaire approximatif qu'il faudra corriger plus tard.

Se reproduire c'est donner naissance à un nouvel organisme. Habituellement les animaux se reproduisent à deux : l'un est le mâle* et l'autre la femelle*. Les animaux viennent tous du développement d'un œuf fabriqué par la femelle et fécondé* par le mâle.

Si l'œuf est pondu l'animal est dit ovipare* et les petits sortiront de l'œuf à la fin de leur développement.
C'est par exemple le cas de la poule qui possède de très gros œufs (qui ne sont pas toujours fécondés par le coq). Le petit poussin se développe à l'intérieur de l'œuf si la poule le couve (garde l'œuf au chaud sous elle). L'éclosion a lieu 21 jours plus tard.

Parfois l'œuf se développe dans le ventre de la femelle qui donne naissance aux petits déjà formés: on dit alors que l'animal est vivipare*. C'est par exemple le cas de la chatte qui donne naissance aux chatons au bout d'environ 2 mois ou la lapine au bout d'un mois. Les Mammifères, animaux à mamelles, sont presque tous vivipares.

Le travail de reproduction peut se réaliser pour tous les animaux à partir d'un âge qualifié de puberté ou maturité sexuelle.

Certains animaux ne vivent même pas une année et se reproduisent une ou plusieurs fois dans cette courte vie comme de nombreux insectes (papillons par exemple qui ne pondent qu'une fois). D'autres animaux vivent exactement un an et se reproduisent pendant cette année (comme la seiche). D'autres enfin ont une longue vie et ne sont adultes qu'après des années.

La reproduction sexuée nécessite chez les animaux des organes où sont fabriqués les cellules sexuelles ou gamètes : les testicules fabriquent les spermatozoïdes chez le mâle et les ovaires fabriquent les ovocytes chez le femelle.

Les ovocytes des animaux contiennent souvent des réserves importantes (surtout chez les ovipares) et sont protégés au sein d'un œuf souvent volumineux (par rapport au spermatozoïde).

La fécondation est la réunion d'un gamète mâle et d'un gamète femelle. Elle donne naissance à un zygote ou œuf fécondé.

Si l'animal qui éclôt de l'œuf fécondé (ou qui naît de la femelle vivipare) ressemble beaucoup à l'adulte et a le même milieu de vie et mode de vie que lui on l'appelle un jeune. C'est le cas d'une majorité de vertébrés (par exemple: les poussins des oiseaux doivent attendre que leurs grandes plumes poussent et que leurs ailes se développent). On dit qu'ils ont un développement direct.

Si l'animal qui éclôt de l'œuf fécondé ne ressemble pas à l'adulte et vit dans un autre milieu ou a un autre mode de vie que lui, on l'appelle une larve. Les larves ont un développement indirect car elles ne donnent l'adulte que par une série de transformations plus ou moins importantes nommées métamorphoses : c'est le cas par exemple de la grenouille (le zygote donne un têtard qui est phytophage et nageur, la grenouille étant zoophage et marcheuse-sauteuse-nageuse) mais aussi de nombreux invertébrés (la plupart des insectes ; par exemple la mouche: le zygote donne un asticot, puis une pupe et enfin l'adulte qui est la mouche; mais encore l'oursin dont la larve est planctonique alors que l'adulte a une vie benthique).

Certains animaux (des vers marins par exemple ou les éponges) se reproduisent de façon asexuée, en solitaire. Mais cette forme de reproduction n'existe pas chez de nombreux groupes comme les mollusques, les arthropodes ou les vertébrés. Certains animaux sont aussi capable de régenérer certaines parties de leur corps comme les étoiles de mer dont un bras arraché peut repousser.

Remarque:
* je fais le choix d'un vocabulaire ni commun, ni emprunté à l'homme. Mais ce n'est qu'un choix. A mon avis, il est préférable de traiter l'homme avec un vocabulaire spécifique et ce n'est que en cycle 2, et 3 surtout, que l'on montrera l'unité du vocabulaire à cause de l'unité des concepts biologiques. En cycle 1 le choix du vocabulaire commun ne se justifie à mon avis que pour l'homme.

Un enfant naît d'une maman après 9 mois passés dans son ventre à grandir. Au début il n'était qu'un tout petit œuf (tout mou et sans coquille) microscopique. Le papa a lui aussi participé à la formation de cet œuf car c'est lui qui féconde* la maman.

Pendant la grossesse le futur bébé se développe. Il est appelé embryon lorsque tous ses organes ne sont pas encore formés, c'est-à-dire pendant les deux premiers mois où sa taille passe de 0,1 mm à 3 cm). Après 2 mois on l'appelle fœtus et il continue de grandir pour atteindre sa taille de naissance : environ 50 cm, au bout de 40 semaines. Il se nourrit par un organe en forme de disque, le placenta, accroché à l'utérus de la maman et relié à l'enfant par le cordon ombilical. Le sang de l'enfant qui le parcourt lui amène les nutriments et le dioxygène dont il a besoin et renvoie au placenta les déchets qui passent dans le sang de la mère et qui les élimine avec les siens.
L'enfant est protégé par une poche (amnios) rempli de liquide.

L'accouchement de la maman donne naissance au bébé. Il fait passer assez brusquement l'enfant d'un milieu liquide et chaud à l'air sec et froid. Il faut donc le couvrir, le protéger et le nourrir. Le cordon ombilical qui le reliait au placenta est coupé (sans douleur car il n'y a pas de nerfs et donc il n'est pas sensible). Après la sortie du bébé, le placenta est expulsé par la maman (c'est la délivrance). Les poumons du nouveau-né fonctionnent pour la première fois en se remplissant d'air (l'enfant pousse un premier "cri"). Avec sa première tétée ou son premier biberon, son appareil digestif commence aussi à fonctionner. Le nourrisson se nourrit uniquement de lait pendant les premiers mois : c'est l'allaitement (au sein si c'est le lait fabriqué dans les seins de la maman, artificiel si c'est un lait "maternisé" c'est-à-dire le plus proche possible de la composition du lait maternel). Ensuite l'alimentation devient solide et se diversifie.

Le développement de l'enfant se poursuit après la naissance: il apprend à faire des mouvements coordonnés, à parler, à marcher, notamment au fur et à mesure du développement de son système nerveux. Ce développement est lent et l'on considère qu'il n'est vraiment complet qu'à la puberté, l'âge où l'enfant est devenu un adulte et peut se reproduire.

L'appareil reproducteur de l'être humain comprend

  • des organes où se forment les gamètes (gonades)
    * les testicules pour l'homme (sexe mâle) qui fabrique des spermatozoïdes depuis la puberté jusqu'à la mort
    * les ovaires pour la femme (sexe féminin) qui fabriquent des ovocytes* depuis la naissance (mais ils ne seront mûrs qu'à la puberté) jusqu'à un âge d'environ 45-50 ans (ménopause).
  • des organes qui permettent la fécondation (rencontre du gamète mâle et femelle) interne (pénis du père et vagin de la mère)
  • des organes qui permettent la gestation chez la mère (utérus), qui accueille l'embryon après la fécondation (nidation), et qui permet le développement du placenta, puis qui détermine l'accouchement en se contractant (l'utérus est aussi un muscle)
  • des organes qui permettent l'allaitement de l'enfant par sa mère : les glandes mammaires (seins) qui sont les organes spécifiques des Mammifères.

Remarques:
* le verbe
féconder est pour un biologiste l'équivalent de fusion des gamètes mais ce n'est pas le cas pour un enfant et pour un non spécialiste: on peut d'abord utiliser le verbe dans un sens étymologique de "fécond" (fecundus en latin)="productif, qui produit d'abondantes récoltes", ou "féconder"="rendre fertile, capable de donner un produit". Il est certain que la fécondation ne se réduit pas à un apport matériel (les expériences de parthénogenèse provoquée : développement d'un ovocyte d'oursin après une piqûre, en sont la preuve).
* le terme d'
ovocyte ("cellule-œuf" étymologiquement)) est à mon avis préférable à celui d'ovule ("petit œuf" étymologiquement) et qui peut prêter à confusion notamment pour les comparaisons avec les plantes. Le terme de zygote pour l'œuf fécondé (dès le cycle 2) est aussi préférable à cellule-œuf et, selon l'adage "il n'y a pas de mots difficiles mais des mots justes", je penche personnellement pour l'emploi de ces termes.

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Les roches sont les matières non vivantes qui constituent la terre. Les cailloux, les rochers, mais aussi le sable, sont des roches plus ou moins transformées par la pluie, le vent ou la mer. Les roches sont souvent recouvertes de terre, qui forme le sol, et dans laquelle de nombreux petits êtres vivants vivent. Les roches forment le sous-sol.

Une roche est un matériau naturel terrestre.

De nombreuses roches sont transformées par l'homme pour servir de matériaux dans la construction ou les travaux publics : sables et graviers, granites, calcaires, marbres, craies ....exploitées dans des carrières. Il existe des roches très particulières composées de matière organique morte enfouie profondément : le pétrole (un liquide plus ou moins visqueux), le gaz naturel (un gaz) et le charbon (un solide)

Une roche est un matériau naturel terrestre composé habituellement de minéraux: elle peut être dure (granite) ou meuble (sable) ou même liquide (pétrole).

Selon leur origine on distingue:
* les roches sédimentaires issues de la solidification et de la mort des êtres vivants d'un sédiment
* les roches magmatiques issues de la solidification d'un magma (roche en fusion venant de l'intérieur de la terre au niveau d'une zone appelée le manteau et située à plus de 150 km de profondeur). Si le magma refroidit et solidifie en profondeur il donne des roches plutoniques comme le granite ou le gabbro. Si le magma arrive en surface il provoque une éruption volcanique qui produit des gaz et des roches en fusion qui donneront en se solidifiant des roches volcaniques.
* les roches métamorphiques sont issues de la transformation des roches sédimentaires et magmatiques lorsqu'elles sont enfouies sous terre (elles sont chauffées et pressées et perdent de l'eau).

Un minéral est définit comme le composant de base des roches (comme les cellules composent les êtres vivants). Le granite est composé de 3 principaux minéraux : le quartz, un feldspath et un ou des micas comme la biotite.
Un minéral est un solide composé d'une espèce chimique d'habitude organisée en assemblage très ordonné que l'on appel un cristal.
Quand un magma en fusion refroidit lentement les cristaux bien ordonnés on le temps de se former et les minéraux sont tous présents sous forme de cristaux comme dans le granite où tous les minéraux sont visibles à l'œil nu. Les roches plutoniques, refroidies lentement sont souvent bien cristallisées (roches "cristallines").
Quand un magma en fusion refroidit vite par exemple si une lave arrive au fond d'un océan où l'eau de mer est à une température de 2°C, la lave est "trempée" et les cristaux n'ont pas tous bien le temps de se former comme dans un basalte: l'olivine, qui est le premier minéral à se former, cristallise bien et est souvent visible à l'œil nu, mais par contre les feldspath ou les micas forment des cristaux tout petits ou mal ordonnés qui ne sont pas visibles à l'œil nu. Les roches volcaniques, refroidies plus vite que les roches plutoniques, sont souvent mal cristallisées et peu de minéraux sont visibles à l'œil nu.

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Un séisme est un tremblement de terre.
On évalue l'énergie libérée par les séismes grâce à des sismographes qui enregistrent le déplacement de la surface du sol lors des séismes. L'échelle des énergies ou magnitudes est l'échelle de Richter. On la complète par l'échelle MKS qui chiffre en 12 degrés l'intensité perçue par les témoins et les dégâts causés aux installations humaines et aux paysages.
En surface le séisme se traduit par un déplacement du sol qui peut aller jusqu'à la rupture des roches superficielles et à l'apparition d'une faille (mouvement avec cassure des terrains).

Les séismes sont dues à une libération brusque d'énergie accumulée en profondeur (comme un ressort comprimé longtemps qui se détendrait brusquement) entre 10 et 700 km de profondeur dans la croûte ou le manteau terrestre.

Les séismes mondiaux de grande magnitude sont répartis selon des bandes étroites qui délimitent des zones "asismiques" (avec uniquement des séismes de très faible magnitude) qui sont appelées plaques. Les frontières entre plaques, fortement sismiques présentent aussi un volcanisme important.

Ces données sont interprétées actuellement dans le cadre de la "tectonique des plaques". Chaque grande plaque est constituées de la partie de la couche superficielle du globe (une centaine de kilomètres d'épaisseur) appelée lithosphère qui repose sur l'asthénosphère au niveau d'une zone toujours solide (comme tout le globe terrestre à part le noyau externe) mais où les magmas seraient plus nombreux. Les plaques lithosphériques se déplacent les unes par rapport aux autres et que c'est aux frontières entre plaques que se forment la plupart des séismes et volcans. Les grandes plaques contiennent à la fois des parties d'océans et de continents, mais il existe de plus petites plaques uniquement océaniques. Deux plaques peuvent s'écarter l'une de l'autre (zone de divergence) et former des fossés (rifts) au niveau des mers (rifts océaniques des dorsales qui sont les montagnes que l'on trouve dans les grands océans) ou au niveau des continents (fossé rhénan, limagnes et surtout rift africain) (voir par exemple les modèles dans le corrigé du sujet de CRPE de x? 1999). Deux plaques peuvent aussi se rapprocher l'une de l'autre (zones de convergence): au niveau des zones de subduction la partie océanique d'une plaque s'enfonce sous une autre plaque (et peut former une chaîne de montagne volcanique comme les Andes: voir par exemple le corrigé du sujet de Toulouse 99); au niveau des zones de coulissage, de grandes failles font s'affronter deux plaques continentales (et peuvent aussi former une chaîne de montagne comme au niveau des Pyrénées) ; au niveau des zones de collision les deux parties continentales de deux plaques s'affrontent en formant des chaînes de montagnes comme l'Himalaya ou les Alpes.

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cycle 3

Un volcan est le lieu où un magma constitué de roches en fusion provenant de l'intérieur de la terre, arrive à la surface de la terre soit à l'air libre soit sous l'eau d'un lac ou d'un océan. Certains volcans ne sont donc pas du tout spectaculaires et ne sont qu'une simple fracture du sol par laquelle sortent des laves. D'autres volcans forment de superbes cônes par accumulation de laves lors d'éruptions successives

Les produits rejetées par un volcan peuvent être solides (laves très visqueuses, cendres, bombes...), liquides (laves très fluides, coulées de boues de cendres...) ou gazeux (gaz le plus souvent toxiques : fumerolles...).

Le volcanisme est souvent calme (type effusif) et donne des coulées de lave qui sont plus spectaculaires que dangereuses même si certaines, très fluides, peuvent couler à la vitesse d'un cheval au galop; mais les gaz toxiques qui accompagnent ces éruptions sont par contre très meurtriers.
Le volcanisme est parfois explosif (type explosif) et donne lieu à des projections très spectaculaires et dangereuses de cendres (petits éclats de roche) et d'autres produits en fusion mêlés à des gaz brûlants.

L'activité volcanique est permanente et discrète au fond des océans et assez rare sur les continents mais souvent spectaculaire et meurtrière (du fait bien évidemment de la présence des hommes).
Les volcans ne sont pas répartis au hasard à la surface de la terre. Les zones au volcanisme actif actuellement délimitent avec les séismes des plaques qui nous renseignent sur l'activité à l'intérieur du globe terrestre. L'interprétation scientifique actuelle appelée "tectonique des plaques" est que les grandes plaques constituées de la partie de la couche superficielle du globe appelée "lithosphère" se déplacent les unes par rapport aux autres et que c'est aux frontières entre plaques que se forment la plupart des séismes et volcans.

Les roches volcaniques et les zones de volcanisme actif sont aussi source de richesse pour l'homme qui y trouve des matériaux de contsruction, des minérais ou encore une source d'énergie thermique (chaleur).

biologie actuelle
géologie
paléoécologie
travail de relation
travail de nutrition
travail de reproduction
sens
mouvement
roches
séismes
volcans

paléoécologie

cycle 1
cycle 2
cycle 3

évocations du programme:
"au début était le rythme"

du rythme de l'enfant au rythme de la vie :
naissance, croissance, mort
présent-passé -futur (
une prise de conscience du futur comme attente, projet, souhait...)

du rythme de la vie au rythme de la terre (écosystème)
les saisons et les rythmes de vie des êtres vivants
présent-passé-futur (
l'enfant se situe dans le passé et le futur proches, et progressivement, par rapport à un passé et à un futur plus lointains)

du rythme de la terre au rythme de l'univers (du temps abstrait au temps concret)
traces de l'évolution des êtres vivants

division sociale et naturelle du temps abstrait (jour-semaine-mois-année-calendrier-agenda)
approche de l'histoire: la famille du passé (généalogie) et le patrimoine (histoire des hommes), témoignages

mouvement apparent du soleil et rotation de la terre
mesure du temps (clepsydre, cadran solaire, appareils mécaniques, utilisation d'appareils électroniques)
succession chronologique des événements de l'histoire de France replacés dans l'histoire de l'Europe et du monde

le temps d'avant l'histoire

Certaines histoires sont vraies car elles ont vraiment eu lieu par le passé. D'autres histoires sont des rêves ou des histoires imaginées qui n'ont jamais eu lieu.

Ce qui nous aide à savoir si une histoire est vraie ou non est d'abord la connaissance de la personne qui nous la raconte (on peut lui faire confiance ou ne pas lui faire confiance).

L'histoire, période et science, commence avec l'apparition de l'écriture. La préhistoire* est le temps et la science de l'homme d'avant l'histoire.
La paléontologie est la science qui étudie les êtres vivants du passé. La paléoécologie est la science qui étudie les écosystèmes du passé.

Personne ne peut dire: j'ai créé la vie.
Comme tous les êtres vivants, l'homme vient à la vie par d'autres êtres vivants (parents). On imagine donc une chaîne ininterrompue d'êtres vivants des plus vieux (ou premiers ?) organismes aux êtres vivants actuels.

La vie vient d'avant l'homme : des êtres vivants vivaient probablement avant l'homme.

L'homme a probablement existé avant d'écrire (il peut parler et faire, ce qui peut lui suffire pour montrer et donc transmettre à ses enfants ce qu'il est et ce qu'il a: sa culture): il y a donc probablement eu des hommes préhistoriques.
Comment savoir qu'un squelette ancien ou un outil appartenait à un homme préhistorique ? On a des indices, on peut en avoir la conviction mais il ne peut pas y avoir de preuve scientifique, expérimentale, testable (par une expérience). La préhistoire est une science de l'homme qui utilise les sciences expérimentales mais qui n'est pas expérimentale par sa méthode (on ne fait pas d'expériences sur des phénomènes passés) : il n'y a donc pas de vérité scientifique expérimentale (pour laquelle tous les scientifiques seraient d'accord) dans le domaine de la préhistoire.

Existait-il quelque chose avant la vie ? Les physiciens spécialistes de l'univers (astrophysiciens) ont construit des modèles qui font remonter la formation de la terre à 4,5 milliards d'années à partir d'un nuage de poussières qui se collent les unes aux autres. Pour eux, la vie n'apparaîtrait que vers 3,5 milliards d'années, une fois déposée la couche d'eau des océans à la surface de la planète refroidie. Tous les scénarios présentés ne sont que des histoires qui n'engagent que leur auteur.

Etude de récits** de l'origine du monde : contes traditionnels de divers peuples, livre de la Genèse (une histoire, une date plus ou moins précise, un peuple).

Comment dater une roche plus ancienne que l'homme ?
Les scientifiques utilisent deux sortes de méthodes : des méthodes logiques (qui comparent des roches entre elles) et des méthodes expérimentales (voir formulation dans la page se cours) qui permettent de donner un âge (possible mais jamais certain) avec plus ou moins de précision.

Un fossile est la trace ou les restes conservés d'un être vivant mort il y a très longtemps.
Les impressionnants squelettes de dinosaures reconstitués dans les musées attestent de la vérité historique des formes de vies disparues actuellement. C'est le travail des paléontologues (paléoécologistes) que d'essayer de dater les fossiles le plus précisément possible et de retrouver tous les indices nous permettant de comprendre comment vivaient les organismes du passé ayant laissé ces fossiles. Leur principal travail est d'établir des comparaisons avec les organismes vivants actuellement.

La fossilisation c'est la transformation d'un être vivant mort ou de sa trace (empreinte...) en fossile.

Les cadavres actuellement se trouvent dans (ou sur) le sol ou dans (ou sur) les sédiments (des lacs ou des mers). On trouve donc des fossiles surtout dans les roches sédimentaires, formées à partir des sédiments. Les fossiles sont rares dans les roches sédimentaires et extrêmement rares dans les roches métamorphiques et on n'en trouve jamais dans les roches magmatiques. La matière organique des cadavres ne se retrouve pas dans le fossile (lorsqu'il y a beaucoup de matière organique dans un sédiment, elle peut s'accumuler et donner des roches carbonées (voir roches). Mais l'empreinte des parties molles peut rester après départ de la matière organique. Les structures du cadavre de l'être vivant peuvent aussi être remplacées par des éléments minéraux et devenir petit à petit de plus en plus dures et être ainsi conservées (c'est l'épigénie: remplacement d'un minéral par un autre; mais ce peut-être aussi une simple recristallisation d'une partie déjà minérale comme une coquille ou un os). Dans certains cas, toute trace directe de l'être vivant à disparu et l'on n'observe que son moulage qui s'est fossilisé.

Des cadavres complets de mammouths conservés dans la glace ou d'insectes conservés dans l'ambre (résine) sont des cas rares de conservation sans réelle fossilisation.

Les plus vieilles formes que certains paléontologues pensent actuellement être des fossiles sont de minuscules bâtonnets qui apparaissent en relief dans des roches très dures (schistes) et qui rappellent des bactéries actuelles (bactéries bleues). Ils sont datées de plus de 1,5 milliards d'années.
Les plus vieux fossiles incontestables sont plus gros et ressemblent un peu à des insectes ; ils sont datés de quelques 500 millions d'années.

Au primaire l'intérêt n'est pas, à mon sens, d'étudier des concepts et des théories, mais bien de donner cette envie d'étudier et de comprendre le réel: il faut donc partir des fossiles et d'activités qui peuvent aider à comprendre la fossilisation. Disposer de matériel récolté dans la région est bien sûr l'idéal.
- des fossiles, de toutes les couleurs, de toutes sortes de roches (grès, schistes, calcaires coquilliers, silex taillés...): pour chacun donner son âge estimé
(le replacer dans une frise chronologique affichée... Tavernier p 371), la roche dont il est extrait et donc le sédiment d'où il est issu et par là, approcher son milieu de vie, replacer l'organisme vivant qu'il rappelle dans la classification des organismes actuels (faire des comparaisons entre ce que l'on trouve à partir de la roche et ce que l'on trouve à partir de la classification);
- de l'argile (magasins de fournitures artistiques) et des restes d'êtres vivants de toutes sortes (feuilles, rameaux, coquilles, mousses...) afin de faire comprendre la notion d'empreinte, de moule interne et externe (quelques fossiles présentant ces moules seraient aussi bienvenus).

la formidable hypothèse

L'évolutionnisme ou transformisme est une théorie (une grande hypothèse) selon laquelle tous les êtres vivants actuels proviennent d'êtres vivants anciens peu nombreux et ayant disparu actuellement (ancêtres), qui se seraient diversifiés.

la préhistoire*

Aucune connaissance exigible là encore mais peut-être faire naître ou favoriser cet enthousiasme pour les premiers outils ou les premières peintures rupestres; par contre un travail sur des moulages de crânes ou sur des dessins de squelette n'est à mon avis pas adapté au primaire :
- documents sur des mégalithes : reconstitutions avec des maquettes et des textes explicatifs suggérant leur histoire
- documents de peintures rupestres : réalisation d'un atelier de peinture sur paroi recouverte de sable collé avec des pigments naturels, recherche des formes épurées...
- outils préhistoriques et atelier de taille de silex
(précautions particulières du fait du danger des éclats et éviter de laisser ensuite ces "faux" dans la nature), ou réalisation de haches ou lances et faisant une étude sur les ligatures (actuellement les ouvrages de préhistoire regorgent d'études très sérieuses réalisées en dimension réelle et on est surpris de l'ingéniosité des montages...).

* la protohistoire recouvre la connaissance des hommes sans écriture contemporains des premiers hommes avec écriture. Certains y voient une période de transition, d'autres une juxtaposition.
** Le but étant de s'affranchir de l'idée selon laquelle ces récits ne sont que des contes et que la vérité vient des résultats de la science. C'est le sens de ces récits qui fonde leur différence: ce n'est pas un problème de vérité scientifique: on ne peut pas dire "cela s'est passé comme cela" (puisque personne ne peut affirmer atteindre cette vérité expérimentale à laquelle le scientifique est si attaché) mais bien un problème de message: qu'est-ce que telle ou telle société traditionnelle véhicule dans ces récits ? Qu'est-ce que les paléontologues et les astrophysiciens apportent à notre vision du l'histoire du monde ? (Il faut oser répondre qu'ils n'apportent pas la vérité scientifique, qu'il n'y a pas de vérité scientifique expérimentale pour le passé).

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