La croissance des plantes. - Ecole des mines de Nantes

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LA MAIN A LA PATE®
La croissance des plantes
Cycle 3
La croissance des
plantes.
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La croissance des plantes – cycle 3 - doc Ecole des Mines de Nantes
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LA MAIN A LA PATE®
Cycle 3
La croissance des plantes.
PROGRESSION GENERALE
Séance n°1 :
Recueil des conceptions et des connaissances initiales des élèves sous forme d’une discussion- débat.
Séance 1 :
Discussion générale sur la croissance des plantes destinée à recueillir les conceptions initiales des enfants
sur ce sujet.
Séance 2 :
On aborde la germination. Recherche des conditions favorables à la germination des graines de haricots.
Séance 3 :
Conclusion sur les conditions favorables à la germination.
Séance 4 :
Fabriquer un dispositif pour pouvoir observer au fur et à mesure les étapes de la croissance du pied de
haricot.
Séance 5 :
On aborde l'étude des conditions favorables à la croissance des jeunes plans de haricots.
Mise en place d'expériences pour vérifier que les plantes absorbent de l'eau.
Séance 6 :
Premier bilan sur la croissance du pied de haricot.
Séance 7 :
Mise en place d'expériences pour tester l'influence de la lumière sur la croissance des plantes.
Séance 8 :
Mise en place d'expériences pour tester l'influence de la température sur la croissance des plantes.
Séance 9 :
Interprétations des résultats. Conclusions quant aux conditions favorables à la croissance des plantes.
Séance 10 :
On récapitule les étapes de croissance des haricots. On aborde la notion de cycle de vie.
On pourra se référer pour ce thème aux fiches connaissances suivantes qui se trouvent sur le site Internet
du M.E.N et dont l’adresse est http://www.eduscol.education.fr/D0027/EXSREN02.htm :
- Stades de la vie d'un être vivant
- Fonctions communes des êtres vivants
- Besoins des végétaux
- Divers modes de reproduction
- Évolution des êtres vivants
- De l'ordre dans le monde vivant
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LA MAIN A LA PATE®
Cycle 3
La croissance des plantes.
LISTE DU MATERIEL
Pour une classe de 30 élèves (7 groupes) :
• 7 boîtes à chaussures (à apporter de • 14 œillets blancs (à apporter de la
maison)
la maison)
• du carton (à apporter de la maison) • 7 pommes de terre (à apporter de la
maison)
•
• du colorant alimentaire
• 28 feuilles de papier buvard
• 7 grands pots en verre du type pots
à confiture (à apporter de la
maison)
• de la ficelle
• 7 pots en plastique
• du film plastique
• de la terre (à apporter de la maison)
• des graines de haricots
• 8 thermomètres
• 7 récipients en plastique, type
barquette alimentaire (de la classe)
• 42 bouteilles en plastique de 1.5 l (à
apporter de la maison
• du coton
• 7 marqueurs (de la classe)
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LA MAIN A LA PATE®
Cycle 3
(Cycle 3)
Place dans le programme :
Découverte du monde, le monde du vivant, les manifestations de la vie végétale.
Le cycle de l’eau dans la nature.
1.
QUESTIONNEMENT INITIAL (séance1)
Objectif :
Recueillir les conceptions et les connaissances initiales des élèves.
Vocabulaire :
Croissance, feuille, fleur, fruit, germination, graine, plantes, tiges, végétal.
Déroulement :
Oralement, on demande aux élèves de s’exprimer sur le thème des plantes. On pourra activer
leur mémoire en introduisant les mots : graines, tiges, feuilles, fleurs, fruits, germination,
croissance. Il faudra aussi leur demander quels sont, d’après eux, les besoins des plantes pour
vivre et s’épanouir (eau, terre, lumière, chaleur...).
L’enseignant note sur une grande feuille les idées des élèves. On s’y reportera à chaque fois que
l’on commencera une nouvelle expérience.
2.
LES GRAINES PEUVENT GERMER (séance 2)
Objectif :
Mettre en place un dispositif pour faire germer des graines de haricots.
Etablir une expérience qui permettra de découvrir les conditions favorables à la germination.
Vocabulaire :
Graine, obscurité, sol, température ambiante.
Matériel :
Pour un groupe de 4 élèves :
•
•
Quelques graines de haricot, de la terre, de l’eau, du coton.
Un récipient
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Déroulement :
A partir de ce que les élèves ont pu dire lors de la séance précédente, on leur propose de faire
germer des graines de haricots.
On commence alors par leur demander s’ils savent ce dont ont besoin les graines pour
« pousser ». On note leurs hypothèses (besoin d’eau, de terre, de chaleur, de lumière...)
Chaque groupe choisit de réaliser une expérience avec des paramètres particuliers. Les élèves
devront remplir leur cahier d’expériences en notant leurs hypothèses et en faisant un schéma
légendé de leur expérience.
En prévision de la séance suivante, l’enseignant veillera à ce que l’ensemble des expériences
permette de trouver les conditions favorables à la germination. Pour cela, il faut que chaque
expérience soit unique et qu’elle ne diffère d’une autre expérience que par un seul paramètre.
Voici un exemple pour une classe de 28 élèves soit 7 groupes de 4 élèves :
Groupe 1 : les graines sont placées sur du coton imbibé d’eau à température ambiante et dans
l’obscurité.
Groupe 2 : les graines sont placées sur du coton imbibé d’eau à température ambiante et à la
lumière.
Groupe 3 : les graines sont placées sur du coton sec à température ambiante et à la lumière.
Groupe 4 : les graines sont placées sur de la terre sèche à température ambiante et à la lumière.
Groupe 5 : les graines sont placées sur de la terre humide à température ambiante et à la
lumière.
Groupe 6 : les graines sont placées sur du coton imbibé d’eau au froid et dans l’obscurité (dans
le réfrigérateur).
Groupe 7 : les graines sont placées sur du coton imbibé d’eau à température élevée (sous une
serre) et à la lumière.
Si ces expériences ne sont pas toutes réalisées par la classe, ce sera à l’enseignant d’introduire
celles qui manquent.
2.
INTERPRETATION DES RESULTATS (séance 3)
Objectif :
Noter les résultats des différentes expériences, les mettre en commun et en déduire les conditions
favorables à la germination des graines de haricot.
Vocabulaire :
Germination, graine, semis.
Déroulement :
En groupe, les élèves commencent par observer leur « semis » et à noter le résultat de
l’expérience sur leur cahier.
Ensuite, il faut mettre les résultats en commun. L’enseignant peut avoir préparé un grand tableau
où l’on pourra récapituler les différentes expériences, leurs résultats et les conclusions qui
s’imposent. Un représentant de chaque groupe prend alors la parole pour expliquer les travaux de
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son équipe. Il s’ensuit une discussion générale menée par l’enseignant qui remplit le tableau au
fur et à mesure.
Exemple de tableau récapitulatif :
Groupe
1
2
3
4
5
6
7
Conditions de
l’expérience
Résultat
au bout d’1 semaine
-coton imbibé d’eau
-T° ambiante
-lumière
-T° ambiante
-obscurité
-coton sec
-T° ambiante
-lumière
-terre sèche
-T° ambiante
-lumière
-terre humide
-T° ambiante
-lumière
Les graines ont germé.
-froid
-obscurité
-T° élevée
-lumière
Les graines n’ont pas
germé
on compare 2
expériences
Les graines ont germé.
Les graines n’ont pas
germé.
on tire une conclusion
les graines n’ont pas
besoin de
lumière pour germer.
Les graines ont besoin
d’eau pour germer.
Les graines n’ont
pas germé.
Les graines ont germé
et la plante commence
à se développer.
Les graines ont germé
et la plante commence
à se développer.
S’il fait trop froid, les
graines ne germent pas.
Les graines germent plus
rapidement s’il fait
chaud.
A la suite de cette discussion, les élèves reportent les conclusions sur leur cahier d’expérience.
Pour la séance suivante, on a besoin de graines de haricot qui commencent à germer.
L’enseignant aura veillé, trois ou quatre jours avant la séance, à faire germer suffisamment de
graines pour que chaque groupe d’élèves en ait au moins quatre (il suffit de mettre les graines sur
du coton imbibé d’eau).
4.
OBSERVER LA CROISSANCE DU HARICOT (séance 4)
Objectif :
Fabriquer un dispositif pour pouvoir observer au fur et à mesure les étapes de la croissance du
pied de haricot.
Vocabulaire :
Papier buvard, racines, semis.
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Matériel :
•
•
•
•
quatre graines de haricot qui commencent à germer.
quatre feuilles de papier buvard
quatre tuteurs
quatre fonds de bouteille en plastique
•
•
•
•
de la ficelle
de la terre
du coton
de l’eau
Déroulement :
On explique aux élèves l’objectif de la séance.
Eventuellement à l’aide d’un panneau préparé au préalable, l’enseignant peut proposer à ses
élèves de construire le « semis » suivant :
Avant de mettre un peu de terre dans un fond de bouteille, on y enfonce un cylindre d’axe
vertical fabriqué avec du papier buvard. On tasse du coton à l’intérieur. On place une graine de
haricot qui commence à germer entre le buvard et le plastique. On remplit d’eau jusqu’à hauteur
de la graine. Ce dispositif a l’avantage de pouvoir observer la croissance des racines en terre plus
facilement. L’arrosage y est également plus aisé à l’intérieur du papier buvard.
Papier buvard
Surface de l’eau
Graine de haricot
Fond de bouteille
en plastique
Coton imbibé d’eau
terre
Les élèves répartis en sous-groupes de deux réalisent deux dispositifs schématisés ci-dessus.
Ils les représentent ensuite sur leur cahier d’expériences et fournissent une ou deux phrases
explicatives.
Tout au long de l’étude sur les plantes, ces dispositifs seront placés dans un endroit bien éclairé
de la classe. On veillera à ce que l’eau dans le pot reste au même niveau.
Pour aller plus loin :
Il serait intéressant que l’enseignant fasse germer d’autres graines de haricot au bout de quelques
jours. Cela permettrait de bien visualise deux étapes différentes voire plus de la croissance du
haricot.
5.
LES PLANTES ET L’EAU (séance 5)
Objectif :
Mettre en place des expériences pour vérifier que les plantes absorbent de l’eau.
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Vocabulaire :
Absorption, étanchéité.
Matériel :
•
•
•
•
•
•
un ou deux œillets blancs
un pot en verre
de l’eau
de l’encre de couleur ou du colorant
du film plastique
un marqueur
Œillets blancs
Déroulement :
A partir de ce qui a été dit lors de la séance 1, on
propose aux élèves de trouver une expérience qui
permette de démontrer que les plantes absorbent de
l’eau.
Pour cela, on leur demande de réfléchir en groupes puis
de décrire et d’expliquer sur leur cahier l’expérience
qu’ils voudraient réaliser.
Un rapporteur par groupe explique au reste de la classe
ce que son équipe a décidé de faire.
Par la suite, les élèves mettent en place leur expérience.
Film
plastique
Eau
colorée
En voici un exemple :
Au début de l’expérience, on repère le niveau de l’eau avec un marqueur.
L’observation se fera à la séance 9.
Remarques : le film plastique permet de limiter la disparition d’eau par évaporation.
6.
SUIVI DE LA CROISSANCE DU HARICOT (séance 6)
Objectif :
Faire un premier bilan sur la croissance du pied de haricot.
Vocabulaire :
Bourgeon, cotylédon, feuille, racine, tégument, tige.
Déroulement :
En groupe, les élèves observent le semis réalisé à la séance 4. Ils dessinent et légendent, font des
commentaires sur leurs cahiers d’expériences. L’enseignant présente les haricots qu’il a plantés
avec du retard. Les élèves complètent leurs comptes-rendus.
On introduira le vocabulaire adapté.
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Bourgeon
Premières feuilles
Cotylédons
Tégument
La graine se soulève
au-dessus du sol
Le tégument de la
graine se déchire
Tige
Les cotylédons
flétrissent et tombent
Tégument
Cicatrice
(ou hile)
7.
Première
racine
Racines
LES PLANTES ET LA LUMIERE (Séance 7)
Objectif :
Mise en place d’expériences pour tester l’influence de la lumière.
Vocabulaire :
Eclairement, obscurité.
Matériel :
•
•
•
•
•
une boîte de chaussures
du carton
une pomme de terre qui germe
de la terre
un fond de bouteille en plastique
Déroulement :
1° temps : On dit aux élèves que l’on voudrait savoir si la lumière est importante pour la
croissance des plantes. On leur propose de trouver une expérience qui permettrait de répondre à
la question. Pour cela, on leur laisse le temps de discuter et de mettre par écrit leurs idées.
On en discute ensuite ensemble avant de passer à la réalisation.
Exemple d’expérience possible :
Lors de la séance 4, chaque groupe a préparé quatre plants de haricot. Ils en laissent deux de coté
(dans un endroit bien éclairé) et placent les deux autres respectivement dans l’obscurité totale et
dans la pénombre.
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2° temps : On montre aux élèves les plants de pommes de terre plantés deux semaines
auparavant dans la classe. Si tout va bien, ils se sont orientés vers la source de lumière la plus
importante de la classe, c’est à dire la fenêtre.
A partir de là, on fait l’hypothèse que les plantes poussent en direction des sources de lumière.
On propose aux élèves de trouver une expérience pour savoir si cette hypothèse est vraie ou
fausse.
Voici une possibilité :
Boite à chaussures
Orifice que l’on
éclaire
Obstacles en
Pied de pomme
de terre
8.
Fond de bouteille en
plastique
LA TEMPERATURE (séance 8)
Objectif :
Mettre en place des expériences pour tester l’influence de la température.
Vocabulaire :
Evaporation, évapotranspiration.
Matériel :
•
•
un grand bocal en verre
un thermomètre
Déroulement :
On dit aux élèves que l’on voudrait savoir si la température est importante pour la croissance des
plantes. On leur propose de trouver une expérience qui permettrait de répondre à la question.
Pour cela, on leur laisse le temps de discuter et de mettre par écrit leurs idées.
On en discute ensuite ensemble avant de passer à la réalisation.
Voici une solution possible :
En théorie, il reste à chaque groupe deux plants de haricots placés à la lumière et à température
ambiante. Les élèves peuvent donc en prendre un et le placer dans une mini serre (un grand bocal
en verre renversé). On placera la serre dans un endroit bien ensoleillé et on mesurera la
température à l’intérieur. Il ne restera plus qu’à comparer l’évolution des deux haricots.
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Remarque : il est possible que les parois internes de la serre se couvrent de buée. Ce sera le
moment de dire que, tout comme les humains, les plantes transpirent. On appelle cela
« l’évapotranspiration ».
9.
RESULTATS ET CONCLUSIONS (séance 9)
Objectif :
Interpréter les résultats des séances 5, 7 et 8. Conclure quant aux conditions favorables à la
croissance des plantes.
Vocabulaire :
Photosynthèse, phototropisme.
Déroulement :
On dit aux élèves que l’on va regarder les résultats des expériences.
La question de l’eau :
Par groupe, les élèves observent l’état des œillets blancs placés dans l’eau colorée à la séance 5.
Le niveau de l’eau a baissé. On observe de plus la coloration des feuilles en particulier au niveau
de nervures et des extrémités. En effet les œillets ont puisé l’eau du vase. Cette eau irrigue la
totalité de la plante en empruntant un « chemin » bien précis : les nervures.
Les élèves dessinent le résultat de l’expérience sur leur cahier d’expériences et écrivent la
conclusion.
La question de la lumière :
1° temps :
Par groupe, les élèves observent l’état des trois pieds de haricots placés respectivement dans
l’obscurité totale, dans la pénombre et à la lumière. Le premier est jaunâtre, les feuilles sont
flétries et il est tout petit. Le second est légèrement vert, un peu plus grand que le précédent. Le
dernier est bien vert, ses feuilles sont larges et il est plus grand que les deux précédents. La
lumière est donc indispensable au bon épanouissement des plantes. Il y a une corrélation entre
l’intensité de la lumière et l’intensité de la couleur verte des plantes.
conclusion.
2° temps :
Par groupe, les élèves observent l’état du pied de pomme de terre placé à l’intérieur de la boîte à
chaussure. Malgré les obstacles, il s’est développé vers l’orifice. Il est même possible qu’il soit
sorti. En effet, les plantes s’épanouissent en direction des sources de lumière. On appelle cela le
« phototropisme ».
conclusion.
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La question de la température :
Par groupe, les élèves observent l’état des deux pieds de haricots placés respectivement à
température ambiante et sous une serre. Si la température sous la serre a été plus élevée (d’au
moins cinq degrés), il est possible que le second pied de haricot soit plus développé que le
premier. La chaleur est donc un facteur favorable à la croissance des plantes.
Remarque : Dans les régions « tropicales », la végétation est souvent luxuriante.
conclusion.
10.
CYCLE DE VIE DU HARICOT (séance 10)
Objectif :
Récapituler les étapes de croissance des haricots. Aborder la notion de cycle de vie.
Vocabulaire :
Cycle de vie.
Déroulement :
Par groupe, les élèves observent le pied de haricot qui s’est développé à température ambiante et
à la lumière. On attend d’eux des commentaires et des dessins légendés.
En discutant ensemble, on rédige un résumé qui récapitule les étapes de la croissance du haricot.
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L’enseignant l’écrit sur un grand panneau que l’on pourra compléter avec des schémas légendés.
On n’oubliera pas de mentionner les dates où ont été effectuées les observations.
Si tout va bien, les pieds de haricot plantés par les élèves devraient présenter des petites gousses
à l’intérieur desquelles on peut distinguer de nouvelles graines. Au départ, on avait fait germer
une graine : on appelle cela un cycle.
Les élèves reportent ensuite le petit résumé réalisé collectivement sur leur cahier d’expériences.
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