Un sol extraterrestre

UN SOL EXTRATERRESTRE (VERSION AVRIL 2012)
Guide de l’enseignant
Un sol extraterrestre
PROBLÉMATIQUE EN SCIENCE ET TECHNOLOGIE AU PRIMAIRE
Priorité au 2e cycle
But de l’élève
Thème
Univers
Comparer un sol extraterrestre avec un sol terrestre (Lequel absorbe le plus
d’eau).
Type de sol, composition du sol, absorption.
Univers matériel et Terre et espace
MISE EN SITUATION
Une nuit de pleine lune, Xzarguk est arrivé sur la Terre dans
un incroyable vaisseau. Trois doigts, une grosse tête et des
yeux sans pupilles, c’est vers toi qu’il est allé.
Xzarguk est un extraterrestre scientifique qui doit accomplir
une mission. Il a besoin de ton aide, parce qu’il ne connait pas
notre planète et les manières de faire.
Votre mission ? Comparer les sols terrestres avec son sol
extraterrestre. Il veut savoir lequel retiendra le mieux l’eau.
Acceptez-vous de l’aider ?
Cette SAE a été conçue par Frédérique Boisvert et Audrey Simard, stagiaires à l’école des
Ramilles, avec l’aide de Maïté Carles, conseillère pédagogique à la Commission scolaire de la
Seigneurie-des-Milles-Îles. Grandement inspirée de la SAE Sol Idéal, MELS (2011).
sances
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CSSMI – 2 cycle du primaire
Merci à Éclair de science et l’UQAM pour les conseils et le support.
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RÉALISATION
1re partie
Buts des tâches de préparation
Ce sont l’ensemble des concepts que l’élève doit maîtriser pour bien réaliser sa tâche.
 Types de sols
 Composition des sols
Recette du sol extraterrestre
Terre, sable, brillants, morceaux d’aluminium et tout autre ingrédient pouvant le rendre
spécial.
Tâche suggérée
Type de sol
Déroulement proposé
1. Présenter le type de sol extraterrestre, ainsi que
les sols terriens (sable, terre noire, terreau
d’empotage, etc.). Ils peuvent être versés dans des
pots à pilules, compartiment à œufs, etc. pour
faciliter l’observation.
2. Inviter les élèves à observer les sols à l’aide de
loupe, de microscope si vous en avez.
3. Inviter les élèves à comparer les constituants du
sol au toucher. (Faire un remue-méninge pour faire
ressortir les mots utiles, ex : doux, rugueux,
granuleux, humide, chaud, etc.)
4. L’élève note ses observations dans son cahier.
5. Observation du Diaporama sur les sols.
a. 1re partie présente les sols au microscope
(diapos 1 à 8.)
b. 2e partie présente du contenu sur les types
de sols (diapos 9 à 17.)
Matériel et durée
Diaporama Sol
E.T. pages 1 à 8
Échantillons de :
sable extraterrestre, terre
noire, sable,
compost, etc.
(au choix)
Loupe.
Cahier de
l’élève.
RÉALISATION
2e partie
But
L’élève doit trouver un moyen de trouver quel type de sol retiendra le mieux l’eau.
Il doit comparer le sol extraterrestre avec un autre type de sol, au choix.
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Tâches
Préparation
matériel
Présentation de la
tâche complexe
Déroulement proposé
Matériel
 Offrir assez de matériel pour qu’il y ait plusieurs manières différentes de
calculer la quantité d’eau absorbée. Vous pourriez proposer des éléments de
la liste ici-bas.
Proposition (voir images à la page suivante pour voir des exemples):
 Contenant pour mettre les sols et/ou recueillir l’eau: verres à café, en
plastique, pots de yogourt, etc. (le contenant doit pouvoir être troué dans le
fond pour que l’eau puisse s’écouler.)
 ciseaux (pour faire des trous dans les verres), crayons, etc.
 Pour mesurer la quantité d’eau versée : cylindre graduée, tasse à mesurer,
bouteille d’eau avec une ligne tracée, cuillère à mesurer, compte-goutte, règle
(mesurer le niveau).
 Pour mesurer la quantité d’eau qui n’a pas été absorbée par le sol : même
qu’au point précédent.
 Anti-dégât : grande assiette en plastique, aluminium. Chiffons.
 Lecture de la mise en contexte.
 L’équipe établi son hypothèse (je crois que le sol qui
absorbera le plus l’eau est…).
 Mener une discussion sur la tâche. Que doivent-ils faire
pour vérifier leur hypothèse ?
Piste de réponse : Mettre les types de sols dans des pots et vérifier
dans lequel l’eau s’écoule le moins facilement. Le sol contenu dans ce
pot serait celui qui retient le plus l’eau.
Cahier de
l’élève page
1 et 2
 Présenter le matériel. Mener une discussion sur
comment le matériel pourrait être utilisé.
Planification de
l’élève
Réalisation
Conclusion
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 L’équipe se planifie (il peut se planifier à fur et à mesure.)
Exemple de protocole :
1. Je perce 5 trous dans deux pots de yogourt.
2. Je remplis jusqu’au bord chacun des pots de deux types de sol
(extraterrestre et l’autre au choix)).
3. Je place chaque pot dans une tasse à mesurer pour recueillir
l’eau.
4. Je verse doucement 50 mL d’eau dans chaque pot.
5. Je note le volume d’eau recueilli dans chaque tasse à mesurer
 Les équipes font leur expérience et notent leurs
observations dans le tableau (qu’ils font eux-mêmes ou
que vous faites avec eux dans le cahier.)
 L’élève vérifie si son hypothèse était bonne et justifie.
 Retour en grand groupe
Piste de réponse : Le terreau d’empotage devrait être le type de sol
qui retient le mieux l’eau, car c’est celui qui contient le plus de matière
organique. Le sable devrait être celui qui laisse passer le plus l’eau,
car il est constitué de minuscules roches (les particules le constituant
étant plus espacées que dans les deux autres types de sols étudiés).
Le sable est d’ailleurs mélangé dans différents types de sols afin de
drainer l’eau.
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Cahier de
l’élève page
2
Cahier de
l’élève page
3
Cahier de
l’élève page
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Exemples de montages réalisés par des élèves
***Voir le diaporama sur les traces d’élèves pour d’autres exemples de montages.
montage 1
montage 2
montage 3
montage 4
Pour l’enseignant : Informations relatives à la composition et aux propriétés
de la terre noire et du terreau d’empotage
À la base, le terreau d’empotage est composé de terre noire, à laquelle on a ajouté plus ou moins
d’éléments. La terre noire et le terreau d’empotage sont tous deux des sols de type organique.
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TERRE NOIRE :
La terre noire est une terre non enrichie (non amendée) ou enrichie minimalement. Elle est plus
compacte que le terreau d’empotage, dans lequel on a ajouté plusieurs éléments. Lorsque ce type
de sol sèche, il se fissure, ce qui fait que lorsqu’on l’arrose, l’eau coule à travers les fissures et elle
est moins retenue que ce ne serait le cas dans un terreau d’empotage. Ainsi, la terre noire est
davantage utilisée dans des travaux de remplissage que pour la culture des végétaux. Par
exemple, lorsqu’on a à remplir un grand trou laissé par une piscine creusée qui est retirée d’un
terrain, on met souvent de la terre noire dans le fond et, par-dessus, du terreau d’empotage dans
lequel sera semé le gazon. On peut par contre l’utiliser en jardinage si elle est mélangée à une
terre plus riche. Enfin, comme ce type de sol est plus compact que le terreau d’empotage, il rend
plus difficile le développement des racines. (Par contre, il est à noter qu’un sol de type argileux est
plus compact que la terre noire.)
TERREAU D’EMPOTAGE :
Composantes en lien avec la rétention d’eau :
Le terreau d’empotage est constitué principalement de matière organique à laquelle on ajoute
d’autres éléments. La présence de matière organique joue un rôle important dans la rétention de
l’eau d’un type de sol. La tourbe de sphaigne constitue la base de nombreux terreaux
d’empotage. On peut aussi y retrouver d’autres substances comme du compost de feuillage, de
la fibre de noix de coco ou de l’humus (matière résultant de la décomposition de la matière
organique comme des feuilles).
Plusieurs terreaux d’empotage contiennent aussi de la perlite, une petite roche qui a une grande
capacité de rétention de l’eau. De plus, la perlite permet une aération du sol. La mousse de
polystyrène joue aussi un rôle afin de retenir l’eau dans ce type de sol.
Il est important de savoir que l’eau elle-même est vitale à la plante, mais, en plus, l’eau transporte
des éléments essentiels à la croissance de la plante. Les racines présentes dans le sol
permettront à la plante de récupérer ces précieux éléments. Il est donc très important que l’eau
reste suffisamment longtemps en contact avec les racines. Un sol de type sableux ou de la terre
noire retiendront moins bien l’eau que le terreau d’empotage, par exemple. Pour ce qui est du
sable, il est à préciser qu’il favorise le drainage de l’eau, car l’espace entre les minuscules roches
qui le constituent est plus grand que l’espace entre les constituants du sol de type terreux.
Le terreau d’empotage est celui qui retient le mieux l’eau entre les trois types de sols étudiés, mais
certains types de sols, comme les sols de type argileux, ont une capacité de rétention de l’eau plus
grande encore.
Composantes en lien avec la porosité du terreau d’empotage :
L’aération du sol est très importante pour permettre aux racines de recevoir un apport suffisant en
oxygène et en eau.
Le terreau d’empotage est aussi constitué d’éléments qui permettent le drainage de l’eau. (Comme
abordé dans le texte Pour t’aider à poser ton hypothèse, si le sol retient trop l’eau, les plantes
peuvent pourrir.) Afin de favoriser le drainage de ce type de sol, on y ajoute souvent de la mousse
de polystyrène (petites boules blanches), des billes d’argile ou du sable.
Autres composantes :
Il est aussi à noter que de la chaux est souvent ajoutée au terreau d’empotage afin de contrôler le
pH du sol (acidité du sol) afin qu’il soit propice à la culture des végétaux choisis. Des engrais
chimiques ou naturels (fumiers, compost, algues, farine de crevettes, etc.) sont déjà présents dans
ce type de sol; par contre, il est aussi possible d’en ajouter pour accroìtre sa fertilité.
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PHASE D’INTÉGRATION
1. Faire pousser une plante dans le meilleur type de sol.
2. Faire vivre l’atelier Enquête sur un caillou (Organisme Guêpe, http://www.guepe.qc.ca/)
3. Faire vivre l’atelier Roches et minéraux (Neurones atomiques,
www.lesneuronesatomiques.com )
4. Concevoir un fossile.
a. Préparation de la pâte à sel.
b. Vous pouvez rajouter des petites pierres d’aquarium, etc.
c. L’élève trace son motif dans sa pâte.
d. Cuisson.
5. Conception d’une roche artisanale, Petits débrouillards
(http://www.lesdebrouillards.qc.ca/client/page_experience.asp?page=4968 )
Progression des apprentissages
Univers matériel
Terre et espace
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2 CYCLE
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Proposition de grille d’évaluation
Critères Description adéquate du problème Explicitations Reformulation du problème A Explique qu’il doit observer
deux types de sols, puis
effectuer des tests pour
trouver le meilleur type de sol
et trouver lequel absorbera
davantage l’eau (entre
extraterrestre et terrestre).
Hypothèse Mise en œuvre d’une démarche appropriée B
Explique qu’il doit effectuer des
tests pour trouver le meilleur
type de sol et trouver lequel
absorbera davantage l’eau
(entre extraterrestre et terrestre)
C
Explique qu’il doit effectuer des
tests sur des types de sols.
D
Explique qu’il doit choisir un sol.
Rétroactions données, mais pas de consignation de résultat pour cette SAE.
Planification du travail Réalisation de la démarche Planifie sa démarche de façon
rigoureuse (matériel listé
correctement, étapes et
schéma du montage
présentant tous les éléments
pertinents nécessaires).
Planifie correctement les étapes
de sa démarche (matériel,
étapes et schéma du montage
présentés clairement, mais
pouvant comporter des oublis
mineurs).
Planifie partiellement sa
démarche (matériel, étapes ou
schéma du montage pouvant
comporter des oublis majeurs ou
dont certains éléments ne sont
pas clairs).
Liste quelques actions.
Liste quelques
actions peu ou
pas liées à sa
démarche.
Réalise sa démarche de façon
rigoureuse.
Réalise sa démarche en
s’ajustant au besoin.
Réalise partiellement sa
démarche (des ajustements
auraient été nécessaires).
Persiste à réaliser une
démarche non concluante.
Fait des actions
sans parvenir à
réaliser une
démarche.
Utilisation appropriée d’instruments, d’outils ou de techniques Utilisation appropriée des connaissances scientifiques et technologiques E
Manipulation d’objets, d’outils ou d’instruments Respect de la sécurité Production d’explications ou de solutions Utilisation de la terminologie, des règles et des conventions propres à la science et à la technologie CSSMI – 2 cycle du primaire
E
Présente le
problème en
faisant référence
à des éléments
non pertinents.
Rétroactions données, mais pas de consignation de résultat pour cette SAE.
Respecte la sécurité.
Ne respecte pas la sécurité.
Fournit une explication
détaillée pour expliquer
pourquoi son hypothèse est
juste ou non.
Explique pourquoi son
hypothèse est juste ou non en
faisant référence aux propriétés
des sols étudiés et à ses
observations.
Explique pourquoi son
hypothèse est juste ou non en
faisant référence à ses
observations.
Fournit des raisons peu valables
pour expliquer pourquoi son
hypothèse est juste ou non.
Fournit des
explications peu
ou pas liées à
son hypothèse.
Fait preuve de rigueur dans
l’utilisation du langage propre
à la science et à la
technologie.
Emploie correctement les
termes associés aux concepts
abordés et respecte
généralement
les règles et conventions du
langage propre à la science et à
la technologie.
Emploie certains termes
associés aux concepts abordés
et respecte certaines règles et
conventions du langage propre à
la science et à la technologie.
Utilise peu les termes associés
aux concepts abordés.
N’utilise pas
correctement les
termes associés
aux concepts
abordés.
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