SCIENCES ET TECHNOLOGIE – Cycle 3
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SCIENCES ET TECHNOLOGIE – Cycle 3
Aide à la construction d’une progression en sciences et en technologie au cycle 3 Les programmes de l’école primaire et du collège ont été élaborés dans l’objectif d’acquisition du socle commun par tous les élèves, au meilleur niveau possible. Ils intègrent deux dimensions importantes qui permettent, dans chaque discipline, de construire progressivement les attendus à la fin d’un cycle : la logique de cycle et la démarche spiralaire1. La logique de cycle permet une plus grande progressivité des apprentissages en laissant à l’élève l’opportunité d’avancer à son rythme et de revenir sur certaines notions clés. La démarche spiralaire, quant à elle, implique que le parcours d’apprentissage prévoie qu’une même notion sera étudiée à divers moments dans plusieurs contextes et avec des niveaux de difficulté différents. L’enseignant doit ainsi pouvoir identifier ce que les élèves, dans leur diversité, peuvent réussir à faire, tout en accompagnant des niveaux d’abstraction de plus en plus élevés. C’est ce repérage, à partir de repères de progressivité, qui peut fournir les étapes d’une progression raisonnée. C’est l’objectif de ce document qui ne se substitue pas au programme, mais en précise l’esprit et indique quelques pistes pour s’assurer d’une construction progressive des attendus de fin de cycle et de leur stabilité en classe de sixième. Il se fonde sur les repères de progressivité à la fois dans le cadre d’une construction évolutive des concepts développés en physique chimie, SVT et en technologie. Ce document n’a pas non plus pour objectif de fournir une programmation clé en main. Il contient les bases d’une réflexion qui devra être approfondie en conseil de cycle notamment. Les pistes de découpages qui sont proposées dans les tableaux qui suivent ne sont donc pas des injonctions et chacun pourra se les approprier pour construire son propre outil de travail. Le professeur garde sa liberté pédagogique et toute autre progression qui respecte les repères de progressivité fixés dans le programme, la structuration progressive et logique des concepts et la notion de spiralisation est envisageable. Au cycle 3, l’élève est toujours acteur de ses apprentissages. En 2008, il était fait référence à la Main à la pâte pour le primaire et la démarche d’investigation était très détaillée pour la 6ème. En 2016, la démarche d’investigation est explicite et détaillée. L’élève a exploré, questionné le monde aux cycles 1 et 2. Il va désormais vers l’abstraction et la généralisation, toujours à partir du concret et de ses représentations. Les programmes se situent dans la nouvelle logique des cycles, qui articule la 6ème avec le CM. En continuité avec les programmes de 2008 à l’école primaire, les savoirs et compétences enseignées doivent permettre à l’élève de faire la distinction entre ce qui relève des faits scientifiques et technologiques d’une part et des opinions et croyances d’autre part. La découverte de l’histoire des sciences et des technologies y contribue. (Exemple : la programmation, qui permet aux élèves de se construire comme des utilisateurs éclairés, critiques et responsables). Les thématiques communes s’inscrivent dans les questions majeures de la science et des enjeux sociétaux contemporains, le concept d’énergie les reliant. Elles s’appuient sur l’environnement des élèves, devenant source de sens pour eux. En cohérence avec le domaine 1 du socle, la place des différentes formes du langage scientifique et technologique est renforcée. Le rôle de l’oral dans les apprentissages scientifiques est mis en exergue. 1 C'estJérômeBrunerquiaintroduiten1960l'idéedepédagogiespiralairedansTheprocessofeducation.Pourlui,lesprogrammesdevraientêtreétablisdefaçonàcequelesélèvesreviennentdefaçonrégulièresurcequ'ilsontdéjàappris. 1 Quatre thèmes recouvrent l’ensemble des notions travaillées, avec l’énergie comme concept transversal. Les notions apparaissent sous une forme différente. Leur formulation s’inspire de celle des programmes de 6ème 2008. De ce fait, elle semblera plus familière aux collègues de 6ème et demandera sans doute un effort d’adaptation plus grand aux collègues de CM. Quelques exemples : Notionsdanslesprogrammesdecoursmoyenen2008 Notionsdanslesprogrammesen2016 Lamatière Décrirelesétatsetlaconstitutiondelamatièreàl’échellemacroscopique Premièreapprochedesfonctionsdenutrition:digestion,respirationetcirculationsanguine Relierl’approvisionnementdesorganesauxfonctionsdenutrition L’acquisition de la démarche de questionnement est également davantage perceptible aujourd’hui au travers des libellés des parties des programmes concernant les sciences et la technologie mais c’est au cycle 4 que la distinction des disciplines physique-chimie, SVT et technologie sera stabilisée. - C1 : Découvrir le monde (2008) / Explorer le monde (2016) - C2 : Découvrir le monde (2008) / Questionner le monde (2016) - C3 : Sciences expérimentales et technologie (2008) Sciences et technologie (2016) En ce qui concerne la lecture des tableaux qui suivent, nous avons indiqué : - sur fond vert, colonne de gauche, l’entrée par les compétences. Sur fond bleu, les connaissances sont réparties selon une progression (approche initiale/approche intermédiaire/approche en fin de cycle). Cette progression peut être entendue comme (CM1/CM2/sixième) mais permet surtout une plus grande souplesse dans le choix des équipes, étant entendu que les repères de progressivité sont respectés. - en noir, les intitulés des programmes. En bleu, nos propositions de reformulations, de problématiques pour dynamiser les approches, de listes de vocabulaire à introduire dans les différents thèmes. En orange, des ressources et des outils à télécharger. Travail collaboratif de l'Inspection pédagogique régionale de SVT, physique chimie et technologie, et des groupes départementaux S&T de l'académie de Bordeaux, d'après un document du groupe départemental S&T de Dordogne 2 Pistespourlaconstructiond’uneprogressionpourlethème1:MATIÈRE,MOUVEMENT,ENERGIE,INFORMATION Approcheinitiale Approcheintermédiaire Approcheenfindecycle Compétences Situations,activités,ressourcespourles Situations,activités,ressourcespourles Situations,activités,ressourcespour élèves. élèves. lesélèves. Connaissances Connaissances Connaissances Problématiquespossibles, Problématiquespossibles, Problématiquespossibles, commentaires. commentaires. commentaires. Attendudefindecycle3:Décrirelesétatsetlaconstitutiondelamatièreàl’échellemacroscopique Vocabulaire:étatphysique,matière,solide,liquide,gaz,compressible,résistant,pesant,masse,gazeux,ébullition,évaporation,vapeur,vaporisation,condensation,liquéfaction,fusion,solidification, glace,mélange,miscible,solution,soluble,dissolution,saturation,homogène,hétérogène,suspension,décantation,filtration,perméable,imperméable,réduire,réutiliser,recycler Cequiseratravaillédanscedomaineaucycle4: Onpassedumondemacroscopiqueaumondemicroscopique.Cepassagepermetd’interrogerlanotiondemodèleensciences(dimensiondescriptive,prédictiveetchampdevalidité).Onpoursuitl’étudedes mélangesenpassantdelanotiondesaturationàcelledesolubilitéausensquantitatifdutermeetenstructurantlanotiondecorpspur.C’estl’occasiondedégageruncritèrededistinctiond’uncorpspuravec lepalierdetempératureaucoursdechangementsd’état.Ladifférenceentremasseetvolume(deuxconceptssouventconfondusparl’élève)induitunestructurationsupplémentaire,leurinterdépendance étant liée, pour une espèce donnée, par la masse volumique qui permet de donner sens à la densité (contenu non exigible). On amène l’élève à appréhender la différence entre mélange, transformation physiqueettransformationchimique.Onmodéliselatransformationchimiqueparuneréactionchimiqueenl’interprétantcommeuneredistributiond’atomes. Qu’est-cequelamatière? Observer la diversité de la matière, à différentes échelles, dans la nature et Letravailsurl'omniprésencedel'eau L’étatphysique dans la vie courante (matière inerteExpérimentersurleschangementsd’état d’unéchantillonde sur Terre permet de travailler sur la naturelle ou fabriquée-, matière «conservation» de l’eau au cours du del’eau,leurréversibilité. matièredépendde vivante).Classer/caractériser L’état physique Constaterqueceschangementsd’étatse cycle de l’eau, indépendamment de conditions Le domaine du tri et du recyclage des d’unéchantillon ces différentes formes. Faire la fontà0et100°C. Diversitédela externes, matériaux est un support d’activité à de matière distinction entre vaporisation (l’eau matière:métaux, notammentdesa privilégier. dépend de boue) et évaporation (les flaques minéraux,verres, température. Ressourcesàtélécharger: conditions d’eau disparaissent même en hiver). plastiques,matière L’agenda proposé par le SMD3 tous les Diversitédela ModuleEcoledessciences: externes, Rechercher des paramètres qui organiquesous matière:métaux, ans peut servir de support pour notamment de Fusion/solidification peuvent avoir une influence sur la différentesformes favoriser minéraux,verres, cette approche. Les satempérature ModuleEcoledessciences durée de séchage du linge que l’on plastiques,matière Ebullition/condensation animateursdutripeuventêtresollicités étend. Introduire la sublimation Mettreenœuvre organiquesous localement. commenouveauchangementd’état. desobservationset différentesformes Ressourcesàtélécharger: desexpériences Projet départemental "Cyrano et la pourcaractériser courgegéante,dusubstratàl'assiette" unéchantillonde matière Quellessontlespropriétésdelamatière? Quelques La distinction entre différents Ladistinctionentredifférentsmatériauxpeutsefaireàpartirdeleurspropriétésphysiques(densité, propriétésdela matériaux peut se faire à partir de conductivitéthermiqueouélectrique,magnétisme,solubilitédansl’eau,miscibilitédansl’eau,…),en matièresolideou leurs caractéristiques (matériaux lienparexempleavec: liquide(par bruts, conditions de mise en forme, Quelques - des projets technologiques autour de flotte/coule pour la densité (le lien entre densité et masse exemple:densité, procédés, …). On abordera la mise en propriétésdela volumique n’est pas un attendu du collège). Le terme densité peut toutefois être introduit sans solubilité, forme des matériaux en fonction de matièresolideou connotationquantitative. élasticité,…) leurspropriétésaveclatechnologie. liquide(par -desprojetstechnologiquesautourdel’électricité,del’isolationthermiquepourlaconductivité En 6ème on approfondit la exemple:densité, thermiqueetélectriquepermettentd’aborderlecaractèreconducteuretisolantd’unmatériausous conductibilité des matériaux. On solubilité, formebinaire(lecourantpasse,ilnepassepas,protègedufroidouduchaudoupas). pourra travailler sur les propriétés élasticité,…) d'isolationthermiqueetréinvestirles Ressourcesàtélécharger: connaissances sur les circuits ModuleEcoledessciences"Electricité" électriques pour classer des matériaux en fonction de leur 3 Lamatièreà grandeéchelle: Terre,planètes, univers. Découvriràtraversdesrecherchesdocumentairesquelesétatsdelamatièresontégalementprésents surd’autresplanètesdusystèmesolaire(rochesoudegaz),cettepartieseraabordéeenliaisonavec lethème4duprogramme«LaplanèteTerre». Introductiondelamesuredelamasseavecdifférentstypesdebalances.Onpeuttravaillersurles conversionsg/kgenlienaveclesmathématiques. Lamasseestune Lamasseentantquegrandeurphysiqueestdéjàbienabordéeencycle2àpartirdemodulescomme grandeurphysique «Balances/balançoires»,ilestpossibled’allerplusloinaucycle3,àpartirdeproblématiques quicaractériseun technologiquessurlesleviers. échantillonde Ressourcesàtélécharger: matière. ModuleEcoledessciences"Lesleviers" Identifieràpartirde ressources documentairesles différents constituantsd’un mélange Réaliserdes mélangespeut provoquerdes transformationsde lamatière (dissolution, réaction) Mettreenœuvreun protocolede séparationdes constituantsd’un mélange L’eau et les solutions aqueuses courantes (eau minérale, eau du robinet, boissons, mélanges issus de dissolution de solides d’espèces solides ougazeusesdansl’eau,…)représentent unchampd’expérimentationtrèsriche. La solubilité d’un solide dans l’eau est abordée sous forme binaire (ça se dissout,çanesedissoutpas). On pourra travailler sur les mélanges entre solides et liquides et sur leur séparationdanslecasd’unmélangeavec un corps insoluble (filtration, par exemple projet autour de la filtration d’une eau boueuse.) ou avec un corps soluble(vaporisation). Ressourcesàtélécharger: Module Ecole des sciences "Qualité de l'eau" caractèreplusoumoinsisolant). Onpourratravaillersurlespropriétés des solides et des liquides (volume propre, incompressibilité, appréhensionmanuelle). Découvriràpartirdedocumentsque lesatmosphèresdesplanètesnesont paséquivalentes.Justifierlaprésence deglaceenfonctiondelatempérature delaplanète.Cettepartieestenlien aveccellerelativeauxmélanges. Introductiondelamesuredelamasse avec différents types de balances. On peut travailler sur les conversions g/kg. Sans entrer dans la notion de masse volumique qui relève du cycle 4, on peut travailler un certain nombre de conceptions erronées sur la masse (un objet plus "gros" un autre est forcément plus lourd qu'un objetmoins"gros". La classe de 6ème permet d’approfondir la saturation d’une solution en sel. On réinvestit les notions vues sur la solubilité (la quantificationdelasolubilitérelèveen revancheducycle4). Informer l’élève du danger de mélanger des produits domestiques sans s’informer. Détachants, dissolvants, produits domestiques permettent d’aborder d’autres mélanges et d’introduire la notion de mélange de constituants pouvant conduire à une réaction (transformation chimique). Le thème de la sécurité domestique est une bonne entrée pour travailler en sixième. On pourra travailler sur les étiquettes des produits présents à la maison et opérer un classement : produits d'hygiène, produits antiseptiques, produits nettoyants, produits alimentaires. On pourra travaillersurlespictogrammesliésau recyclageouàlasécurité. Onpourratravaillersurdessolutions 4 Lamatièrequi nousentoure(à l’étatsolide,liquide ougazeux),résultat d’unmélangede différents constituants Les mélanges solides: minéraux et alliages (laiton). On pourra aborder une étude de la fabrication d’un alliage pour montrer que tous les solides ne fondent pasàlamêmetempérature. Les mélanges gazeux pourront être abordésàpartirducasdel’air. Enlien,parexempleaveclesfonctionsde nutritionetleséchangesgazeuxliésàla respiration. colorées qui changent de couleur en les mélangeant à d'autres solutions (acides ou basiques) par exemple les produits utilisés dans la surveillance deseauxdepiscine. Onpeutaborderlesmélangesliquideliquide et introduire la notion de miscibilité. Dans le cas de mélanges homogènes, on peut introduire la séparation par évaporation/condensation. On montre que tous les liquides ne bouentpasà100°C. On pourra travailler sur l'air comme unmélangedegazquel'onnevoitpas à l'œil nu et ses propriétés pour montrer la différence avec les solides et les liquides. Cette partie peut se faire en lien avec la partie sur la matière à grande échelle Terre et planètes par rapport aux conditions liéesàlarespirationhumaine. Attendudefindecycle:Observeretdécriredifférentstypesdemouvements Vocabulaire:circulaire,rectiligne,vitesse Cequiseratravaillédanscedomaineaucycle4: Onstabilisel’algorithmedecalculd’unevitesseetsamodélisationmathématiqueenénonçantlarelationentrevitesse,distanceparcourueetduréedeparcoursdanslecasd’unmouvementuniforme.La notiondevariabilitédelavitesse(enmoduleouendirection)estabordéedansd’autrescasquelemouvementrectiligne.Onsensibilisel’élèveàlarelativitédumouvement(ausensgaliléenduterme)dansdes cassimples.Onstabiliseégalementlanotiond’interactionsetl’onmodéliseuneactionparuneforce. Décrireun L’élèvepartd’unesituationoùilestacteurquiobserve(encourant,enfaisantduvélo,passagerd’un mouvementet Mouvementd’un train ou d’un avion) à celles où il n’est qu’observateur (des observations faites dans la cour de Comprendre le rôle de la position de identifierles objet(trajectoireet récréation ou lors d’une expérimentation en classe, jusqu’à l’observation du ciel: mouvement des l’observateur à travers l’observation différencesentre vitesse: planètesetdessatellitesartificielsàpartirdedonnéesfourniespardeslogicielsdesimulation.). du mouvement apparent du soleil et mouvements unitésetordresde sur une maquette du système solaire circulaireou grandeur). Ordredegrandeurdesvitessesdedifférentstypesdetransport:Train,marcheàpied,voiture,vélo, en lien avec les thèmes 1 et 4 (la rectiligne. avionenlienaveclesmathématiques. notion de relativité du mouvement au Exemplesde sens Galiléen du terme relève du cycle mouvements Classementdedifférentstypesdemouvements.Observationdumouvementd’unegranderoue(fête 4). simples:rectiligne, foraine),d’unpointd’uneéolienne,aiguilled’unehorloge,d’unportailcoulissant:Pointer,àdifférents circulaire intervalles de temps, la position d’un point du système sur un calque ou tableau pour mettre en Ouverture sur les trajectoires : évidencelaformedelatrajectoire(droiteoucercle). montrer qu’il existe des mouvements Àaborderéventuellement: nicirculairesnirectilignes. Etudetechnologiquedequelquestransmissionsdemouvement(livresanimés,portailcoulissant, poignéedefenêtre...) Ressourcesàtélécharger: ModuleEcoledessciencesMécanismes1 ModuleEcoledessciencesMécanismes2 5 Élaboreretmettre enœuvreun protocolepour appréhenderla notionde mouvementetde mesuredelavaleur delavitessed’un objet Mouvementsdont lavaleurdela vitesse (module)est constanteou variable (accélération, décélération)dans un mouvement rectiligne. Évaluer la vitesse d’un objet par une mesure du temps sur une distance fixe (la relation liant vitesse, distance parcoureetduréerelèveducycle4). Etude de la chute d’une balle en utilisantlachronophotographie:mise en évidence des intervalles réguliers ou irréguliers entre les points et lien avec la vitesse de parcours pour mettre en évidence son caractère constantouvariable. Attendudefindecycle:Identifierdifférentessourcesetconnaîtrequelquesconversionsd’énergie Vocabulaire:sourced’énergie,énergiefossile,uranium,charbon,pétrole,gaz,énergierenouvelable,hydraulique,éolienne,solaire,géothermique,thermique,formed’énergie, conversions/transformation,convertisseur,électricité,énergiemécanique,chaleur,mouvement,consommation,transport,conduite,ligneélectrique,centrale,isolation,matériauxisolants. Cequiseratravaillédanscedomaineaucycle4: Onréinvestitlesacquisducycle3etl’onvaplusloinenabordantlaconservationdel’énergieetlamodélisationmathématiquedelarelationentreénergie,puissanceetdurée.Deuxautresmodélisations mathématiquessontproposées:lapuissanceélectrique(enrégimecontinu)etl’énergiecinétiqued’unobjetenmouvement(sous-entendudetranslation).Onstructurelanotiondecircuitélectriqueetl’on rencontre les associations de dipôles en série et dérivation. On introduit les grandeurs intensité et tension électriques et les lois d’unicité et d’additivités correspondantes. L’interdépendance de ces deux grandeursestabordéeparlaloid’Ohm. Qu’est-cequel’énergie? Leprofesseurpeutprivilégierlamise en œuvre de dispositifs expérimentaux analysés sous leurs aspects énergétiques: éolienne, circuitélectriquesimple,dispositifde freinage, moulin à eau, objet Qu’est-cequel’énergie? -L’énergieexiste -L’énergieexiste technique… L’énergieassociéeàunobjetenmouvementapparaîtcommeuneformed’énergiefacileàpercevoir sousdifférentes sousdifférentes A travers l’étude du fonctionnement parlesélèves.Unprojettechnologiquedeconstructiond’objetroulantpeutpermettredemettreen Identifierdes formes(énergie formes(énergie d’un objet technique, on vérifie que sourcesetdes associéeàunobjet évidencedesconversionsd’énergie. associéeàunobjet lesélèvessontcapablesd’indiquerles formesd’énergie enmouvement, enmouvement, formes d’énergies utilisées énergiethermique, Ressourcesàtélécharger: énergiethermique, (mécanique, électrique, thermique, électrique,…) électrique,…) …); classement des formes d'énergie Projetdépartemental"Fairerouler" etdessourcesassociéespossibles. Montrer par des expériences simples que l’énergie d’un objet en mouvementdépenddesamasseetde savitesse. Prendreconscience -Savoirque Quellessontlestransformationsetlesutilisationsdel’énergieenFrance? Le projet du type "faire rouler" peut quel’êtrehumaina l’utilisationd’une Partird’exemplesdeconsommationdomestique(chauffage,lumière,ordinateur,transports),fairedes être décliné du CM1 à la sixième. En besoind’énergie sourced’énergie enquêtes,inventorierlesdispositifsdelaclassepermettantdesechauffer,d’éclairer,ouquisonten sixièmeonpeutréfléchiràlafaçonde pourvivre,se estnécessairepour mouvementlorsqu’ilsfonctionnent. faire rouler sans apports extérieurs. 6 chauffer,se déplacer,s’éclairer Reconnaîtreles situationsoù l’énergieest stockée, transformée, utilisée.La fabricationetle fonctionnement d’unobjet technique nécessitentde l’énergie chauffer,éclairer, mettreen mouvement. D'autres projets thermique par possibles. Ressourcesàtélécharger: MédiathèqueCEA"Energies" Quellessontlessourcesd’énergie? Travail de recherche documentaire sur les différents modes de production et de transformation d’énergie électrique -Exemplesde en France ou /et mise en œuvre de sourcesd’énergie dispositifs expérimentaux analysés utiliséesparles comme dispositifs de production et de êtreshumains: conversion d’énergie (éolienne, circuit charbon,pétrole, électriquesimple,moulinàeau,…) bois,uranium,vent ou /et analyse d’objets sous leurs soleil,eauet aspects énergétiques (ampoule, barrages,piles,… radiateur, voiture, vélo, …) Ressourcesàtélécharger: MédiathèqueCEA"Energies" -Quelques dispositifsvisantà économiser l’énergie. -Notiond’énergie renouvelable. Pourquoi et comment économiser l’énergie? Situations défis pour comprendre la notion d’isolation thermique (garder auchaud,garderaufroid,…). Recenser, communiquer autour des gestes citoyens pour faire des économies d’énergie dans les situationsdelaviequotidienne. Qu’est-ce qu’une énergie renouvelable? Classer les énergies selon qu’elles sont renouvelables ou épuisables. Ressourcesàtélécharger: sur l'isolation exemple sont Comment transporter, stocker et transformerl’énergie? Qu’est-cequ’unechaîned’énergie? -Identifier Identifier les éléments de stockage, quelqueséléments distribution et transformation de d’unechaîne l’énergie, les différentes parties du d’énergie circuit d’alimentation et de domestique distributiondel’énergie. simple. Mettre en évidence la nature des transformations usuelles de l’énergie (électrique/mécanique, électrique/thermique,…) MédiathèqueCEA"Energies" Attendudefindecycle:Identifierunsignaletuneinformation Vocabulaire:émetteur,récepteur,signal,sonore,lumineux,radio,signauxlogiques Cequiseratravaillédanscedomaineaucycle4: Onstructurelanotiondesourcesetdepropagation.Lemodèledurayonlumineuxestintroduitetutilisédansdifférentessituations.Demanièregénéraleonstructurel’idéequesonetlumièrepermettent d’émettreetdetransporteruneinformation,directement(réceptiondelalumièreparl’œiletdusonparl’oreille)ouindirectement,lanotiondevitessedepropagationpermettantd’accéderparexempleàune distance inconnue. C’est aussi l’occasion de travailler sur les risques visuels et auditifs. Au cycle 4, on aborde également la notion de spectre en fréquence du son, le parallèle pouvant être fait avec la décompositiondelalumièreblanche. Identifier -Natured’un Introduire de façon simple la notion de signal et d’information en utilisant des situations de la vie - Nature d’un Elément minimum d’information différentesformes signal,natured’une courante:feuxdecirculation,voyantdecharged’unappareil,alarmesonore,téléphone,… signal, nature (oui/non)etreprésentationpar0,1. designaux information,dans Elémentminimumd’information(oui/non). d’une information, (sonores,lumineux, uneapplication Choisirlanatured’unsignalenfonctiondeladistanceémetteur-récepteur(comment transmettre dans une Elaborer un protocole permettant de radio…). simpledelavie une consigne à un élève de la classe depuis différents endroits de l’école: classe, couloir ou application simple propager un signal lumineux d’un courante. cour?) delaviecourante. endroitisoléd’unautreetd’accéderà Comment signaler la possibilité de traverser une rue sans danger à des personnes non l’information: «signal lumineux ou voyantes,malentendantes? pas». Recenser les types de signaux et d’information disponibles dans l’école (sonnerie, alarme, voyants, téléphone.) Elaborer un protocole permettant de renvoyer un signal logique dans un circuit électrique (conducteurs / isolants) 7 Pistespourlaconstructiond’uneprogressionpourlethème2:LEVIVANT,SADIVERSITÉETLESFONCTIONSQUILECARACTERISENT Approcheinitiale Approcheintermédiaire Approcheenfindecycle Situations,activités, Situations,activités,ressourcespour Situations,activités,ressourcespour Compétences ressourcespourlesélèves. lesélèves. lesélèves. Connaissances Connaissances Connaissances problématiquespossibles, problématiquespossibles, problématiquespossibles, commentaires commentaires commentaires Attendudefindecycle:Classerlesorganismes,exploiterlesliensdeparentépourcomprendreetexpliquerl’évolutiondesorganismes«Unitédiversitédesorganismesvivants» Cequiseratravaillédanscedomaineaucycle4: Onreliel’étudedesrelationsdeparentéetl’évolution:lesgrandsgroupesd’êtresvivantsdontHomosapiens. Onexpliquelaparentédesêtresvivantsetlabiodiversité(àl’échelledesespèces)parlesmécanismesdel’évolution. Onexpliqueladiversitégénétiquedesindividus. Exploitationdesêtresvivantsdansleurenvironnementproche,lesélèvesfontlienentre Remobilisation:identifierdescritèresderessemblances. Utiliserdifférentscritères Lesêtresvivantsont l’aspectd’unanimaletsonmilieu. pourclasserlesêtres desressemblances Rechercherdesdifférencesetdesressemblancesentreespècesvivantes(attributs:présencede vivants. plusoumoins vertèbres,nombredemembres,présencesdepoils,plumes,etc.) grandesqui Proposerdestrisenfonctiondesdifférentescaractéristiquesmisesenévidence,justifierces permettentdeles choix. classer. L’étudesefaitàl’échellemacroscopique(organismeetorganes) Ressourcesàtélécharger: Identifierlesliensde parentéentreles organismes. Identifierleschangements despeuplementsdela Terreaucoursdutemps Reconnaitreunecellule ModuleEcoledessciences"Classerlesanimaux" Approcherla notionde caractères communsavecle supportde schémassimples =ensembles emboités Ladiversité actuelleetpassée desespèces L’évolutiondes espècesvivantes Présentationdelaclassificationdu vivantàpartirdepetitescollections interprétationdesressemblancesen termesdeparenté. Remobilisation de la classification emboîtée des êtres vivants. Utilisation de critères cellulaires pour établir une classificationemboîtéeetétablirdesrelationsdeparenté Les élèves appréhendent la notion de temps long (à l’échelle des temps géologiques) et la distinguentdecelledel’histoiredel’êtrehumainrécemmentapparusurTerre. Ils découvrent quelques modes de classification permettant de rendre compte des degrés de parentésentrelesespècesetdoncdecomprendreleurhistoireévolutive. Etablir des classifications emboîtées en intégrant des espèces fossiles (utilisation du logiciel phylogèneen6ème) Approfondissement de l’étude de la La cellule est parenté des êtres vivants à l’échelle l’unitéstructurelle de la cellule: la cellule est l’unité duvivant structurelledesêtresvivants. Préparation, observation et comparaison de différents organismes à l’échelle cellulaire (êtres unicellulaires ou tissus animauxet/ouvégétaux) 8 Attendudefindecycle:Expliquerlesbesoinsvariablesenalimentsdel’êtrehumain,l’origineetlestechniquesmisesenœuvrepourconserverettransformerlesaliments «lesfonctionsdenutrition»Cethèmecontribueàl’éducationàlasantéets’inscritdansuneperspectivededéveloppementdurable Cequiseratravaillédanscedomaineaucycle4:onapprofonditlaconnaissancedesmécanismesàl’échelledescellules Onrelielesbesoinsdecellulesanimalesetlerôledessystèmesdetransportdansl’organisme. Onétablitlesliensentrelanutritionetl’interactionavecdesmicroorganismes. Onexpliquecommentlessystèmesnerveuxetcardiovasculaireinterviennentlorsd’uneffortmusculaireenidentifiantlescapacitésetleslimitesdel’organisme. Onexpliquel’alimentationetladigestionjusqu’auniveaumoléculaire. Onrelielanaturedesalimentsetleursapportsqualitatifsetquantitatifspourcomprendrelesbesoinsnutritionnels. Approcheinitiale Approcheintermédiaire Approcheenfindecycle Connaissances Situations,activités, Connaissances Situations,activités,ressourcespour Connaissances Situations,activités,ressourcespour Compétences ressourcespourlesélèves. lesélèves. lesélèves. problématiquespossibles, problématiquespossibles, problématiquespossibles, commentaires commentaires commentaires Lesélèvessontamenésàtravailleràpartird’exemplesd’élevagesetdeculturesrépondantàsesbesoins(matièresgrasses,sucresrapides/lents, Etablirunerelationentre Apportsalimentaires: protéines) l’activité,l’âge,les équilibreetquantité Ilsréalisentdesvisitesdeslieuxd’élevageetdeculturemaisaussidansdesentreprisesdefabricationd’alimentsàdestinationhumainepourpercevoirle conditionsde Originedesaliments lienentresciences(reproduction,conditionsdemilieu,besoinsnutritifs)ettechniquesd’élevageetdeculture. l’environnementetles Lesélèvesobservent,recensentetorganisentdesinformationspourcomprendrel’intérêtd’unélevageoud’uneculture,exprimentàl’écritouàl’oralles consommés:un besoinsdel’organisme. exempled’élevage,un résultatsd’unerecherchesurlesapportsnutritifsàprévoir,lestechniquesd’élevageetdeculture. exempledeculture Lesnotionsetlescontenussontdéveloppésdanslalimitedecequel’exemplechoisipermetdedévelopper. Relier l’approvisionnementdes organesauxfonctionsde nutrition Apportsdiscontinus (repas)etcontinus Lesélèvesappréhendentlesfonctionsdenutritionàpartird’observationsetperçoivent l’intégrationdesdifférentesfonctions: -ladigestion:connaitrel’appareildigestifetsonfonctionnement:trajetdesaliments, transformation,passagedanslesang)etenconstruiredesreprésentations Cesnotionssontremobiliséesaucycle4 Une spiralisation est possible en envisageant en 6ème en mobilisant non pas de nouvelles notions mais des compétences: - dequantifierdavantagelesphénomènes(mesures Ressourcesàtélécharger: defréquencescardiaques,respiratoires.Utilisation ModuleEcoledessciences"Ladigestion" del’EXAO. De travailler la communication scientifique -larespiration:modéliserlesmouvementsrespiratoires,rôledudiaphragmeetdesmuscles, (graphiques,tableaux,schémasbilans…) mesurerdesrythmesrespiratoiresetlesinterpréterpourcomprendredesliensentre respirationetactivitéphysique -lacirculationsanguine:aborderlerôledelacirculationsanguinedanslefonctionnementdes organesàpartirdel’étudedespoumonsetdutubedigestif,connaîtrel’appareilcirculatoire humainetsonprincipedefonctionnement(rôleducœuretdesdifférentsvaisseaux) Etablirdesrelationsentrel’activitéphysique,lesbesoinsdesmuscles,lafréquencecardiaque Savoirqueles3fonctionsdigestion/respiration/circulationsontcomplémentaireset nécessairesaubonfonctionnementdel’organisme:ellespermettentderépondreauxbesoins del’organisme. Ressourcesàtélécharger: ModuleEcoledessciences"Respiration/circulation" Mettreenévidencela placedesmicro- organismesdansla productionetla conservationdesaliments. L’hommemaitriseles microorganismesà l’originedela transformationd’une matièrepremièreanimale ouvégétale. Pourlafermentation,ons’en tientàcequiestaccessibleà l’observation:fabricationdu pain,duyaourtoudu fromage,visited’une boulangerieoufromagerie. Mettreenrelationles paramètresphysico- Unemeilleureproduction estobtenuepar Les élèves réalisent des transformations 9 chimiqueslorsdela conservationdesaliments etlalimitationdela proliférationde microorganismes pathogènes. l’améliorationdes matières1ères,parle choixdesmicroorganismesemployés,et lesrespectsdesrègles d’hygiène. Quelquestechniques permettantd’éviterla proliférationdes microorganismes Hygiènealimentaire(Rôle dufroid,asepsie,…) alimentaires au laboratoire (yaourts, pâtes, levées)à Mise en œuvre d’ un protocole pour réaliser une transformation biologique, une fermentation alimentaire. Ce thème permet de compléter la découverte du vivant par l’approche des micro-organismes(petites expériences Pasteuriennes: stérilisation,pasteurisation) Attendudefindecycle:Décrirecommentlesêtresvivantssedéveloppentetdeviennentaptesàsereproduire Cequiseratravaillédanscedomaineaucycle4: Onreliedesélémentsdelabiologiedelareproductionsexuéeetasexuéedesêtresvivantsetl’influencedumilieusurlasurviedesindividus,àladynamiquedespopulations(reproductionsexuée,asexuée, rencontredesgamètes,milieuxetmodesdereproduction) Onrelielefonctionnementdesappareilsreproducteursàpartirdelapubertéauxprincipesdelamaîtrisedelareproduction. Onexpliquesurquoireposentlescomportementsresponsablesdansledomainedelasexualité. Modificationsde Pourprivilégierl’observation:pratiquerdesplantationspermettantdeconstruirelecyclede Pratiques d’élevages, de cultures. Réalisation de mesures. l’organisationetdu vienatureld’unvégétal:delagraineàlaplante,delafleuraufruit,dufruitàlagraine Travaildequantificationetdecommunicationscientifique. fonctionnement Mettreenplaceunélevagequipermetdeconstruirelecycledevied’unanimalavecl’étudede d’uneplanteoud’un 2cas: animalaucoursdu -croissancecontinue temps,enlienavec -croissancediscontinue(métamorphose) Identifieretcaractériser sanutritionetsa Ressourcesàtélécharger: lesmodificationssubies reproduction. ModuleEcoledessciences"Conditionsdedéveloppementdesvégétaux" parunorganismevivant (naissance,croissance, Stadede Distinguerlesmodesdereproductiondesêtresvivants:découvrirdesformesdereproduction Approfondissement:travailpossibleàl’échelletissulaire capacitéàsereproduire, développement: végétalesexuée/asexuée. etcellulaire: vieillissement,mort)au graines- Pourlareproductionvégétaleasexuée,distinguerlesorganesresponsablesetdécouvrirles - observationmicroscopiquedegrainsdepollen, coursdesavie. germination-fleurtechniques(marcottage,bouturage) - utilisationdelaloupebinoculaire: pollinisation Observationsenélevagepourconnaîtrelaprincipalecaractéristiquedelareproduction pistil/ovaire/étamine/graineetc… œuf-larve-adulte animale:reproductionsexuée(procréation)etobserverlesstadesdedéveloppement œuf-fœtus-jeuneFairedescomparaisonsentreoviparesetvivipares adulte Ressourcesàtélécharger: ModuleEcoledessciences"Lareproduction" (Cetteétudeestaussi Délimitationetexploitationd’unespacenatureldansl’école/collègeouprochedel’école/collège: menéedansl’espèce voirleprojet«jecultiveuncarrépourlabiodiversitéàl’écoleetaucollège»supportd’observationsinvivodesespècesvégétalesetanimalesetle humaineetpermet module«Lerôledesinsectespollinisateurs»EDSBergerac d’aborderlapuberté.) Connaitrelemodedereproduction Il ne s’agit pas d’étudier les Rôlesrespectifsdes des humains et le situer par Décrireet phénomènes physiologiques détaillés 2sexesdansla rapport aux modes de identifierles ou le contrôle hormonal lors de la reproduction reproduction déjà étudiés changementsdu puberté, mais bien d’identifier les (végétaux,animaux) corpsaumoment caractéristiquesdelapubertépourla 10 Différences morphologiques homme,femme, garçon,fille. fécondation/gestation delapuberté. Modifications morphologiques comportementales etphysiologiques delapuberté. situer en tant qu’étape de vie d’un êtrehumain. Despartenairesdansledomainedela santépeuventêtreenvisagés. Attendudefindecycle:Expliquerl’originedelamatièreorganiquedesêtresvivantsetsondevenir«lecycledelamatièredanslesréseauxtrophiques» Cequiseratravaillédanscedomaineaucycle4: Onrelielesbesoinsdescellulesd’uneplantechlorophyllienne,leslieuxdeproductionoudeprélèvementdematièreetdestockageetlessystèmesdetransportauseindelaplante(Donconresitueles besoinsdesplantesvertesàl’échelledesorganesetdescellules) Onétudieladiversitéetladynamiquedumondevivantàdifférentsniveauxd’organisation(écosystème,interspécifique,intra-spécifique)etladiversitédesrelationsinterspécifique(nutrition,défense, support…) Approcheinitiale Approcheintermédiaire Approcheenfindecycle Connaissances Situations,activités,ressources Connaissances Situations,activités,ressources Connaissances Situations,activités,ressourcespour compétences pourlesélèvesProblématiques pourlesélèves. lesélèves. possibles,commentaires. Problématiquespossibles, Problématiquespossibles, commentaires. commentaires. Repérerdesmanifestationsdeconsommationsouderejetdesêtresvivants:observationde Les études portent sur des élevages tracesalimentaires,derestes,… ainsiquedesexpérimentationsetdes Identifierlaplaceetlerôledesêtresvivants Besoins recherches et observations sur le Besoinsalimentaires Etablirdeschaînesetdesréseauxalimentairespourmettreenévidencel’interdépendance alimentairesdes terrain. desanimaux desêtresvivantsdansunmilieudonné. animaux: Observer le comportement hivernal (Onpeutproposeruneactivitédedissectiondelapelotederéjectionpourreconstituerune de certains animaux qui est lié aux Identifierlesmatières chaîne alimentaire: ATTENTION! vérifier le niveau d’alerte national conditions plus ou moins favorables échangéesentreunêtre d’épidémiosurveillance avant manipulation. Exclu en cas de grippe aviaire par dumilieu. vivantetsonmilieudevie exemple) Devenirdela Devenirdela Les élèves mettent en relation la matièreorganique matièreorganique matière organique et son utilisation n’appartenantplusà Observerlalitièredansunmilieutypeforêtpourmettreenévidencelerôledes n’appartenant par les êtres humains dans les unorganismevivant. décomposeursàExploitationdumodule«Quedeviennentlesfeuillesmortes?»proposé plusàun matériaux de construction, les Lesolabritedes parl’EDSBergerac:fairel’étudedelaviedusol,mettreenplaceuncomposteurpourvoirles organismevivant. textiles, les aliments, les êtresvivants étapesdelatransformationdelamatièredesorganismesvivants Lesolabritedes médicaments àVisite d’une qui,autraversde êtresvivants exploitationagricoleparexemple. Ressourcesàtélécharger: réseaux qui,autraversde ModuleEcoledessciences"Quedeviennentlesfeuillesmortes?" alimentaires, réseaux Le rôle des décomposeurs relève de transformentles alimentaires, la6ème: restesd’organismes transformentles Etude de résultats d’expériences ou vivantsenmatière restes mise en œuvre d’expériences: minérale.àLes d’organismes comparaison de la dégradation de décomposeurs vivantsenmatière matière dans le cas d’un sol stérilisé minérale.àLes ounondestérilisationdusol. décomposeurs Les études portent sur des cultures 11 Relierlesbesoinsdes plantesvertesetleur placeparticulièredansles réseauxtrophiques Besoinsdesplantes vertes: connaitreles conditions favorablesau développementdes végétaux Apartirdesobservationsdel’environnementproche,lesélèvesidentifientlaplaceetlerôle desvégétauxchlorophylliensentantqueproducteursprimairesdanslachaînealimentaire. Mettreenévidenceparunepratiquedel’expérimentation,lesbesoinsd’unvégétaleneau, lumière,selsminérauxetconditionsdetempérature. àExploitationdumodule«Quellessontlesconditionsdedéveloppementdesvégétaux?» Besoinsdes plantesverteset leurplace particulièredans lesréseaux trophiques: ainsiquedesexpérimentationsetdes recherches et observations sur le terrain. Suivre un protocole pour montrer que les végétaux ont besoin pour se nourrir de matière minérale et de CO2, à condition de recevoir de la lumière. Pourcethèmevoirlesprojets«ProjetCyranooulacourgegéante»et«JecultiveunCarrépourlabiodiversitéàl’écoleetaucollège»EDSBergerac Ressourcesàtélécharger: ModulesEcoledessciencesFOAD Pourcethème2,Eduscolproposeaussidesoutilspourconcevoirlaprogressivitédesapprentissages Concevoirsonenseignementdansunelogiquedecyclenécessitedeseplacerdansunelogiqueàlafoisspiralaireetcurriculaire.Unesimplerépartitiondesitemsdesprogrammesentreles3 niveauxducyclenesauraitdoncsuffire,etc'estbientoutelaréflexionpédagogiquequiesticiengagée: mobilisationdesacquisdesélèvesdansunelogiquedeconstructiondescompétences:unesimplerestitutiondeconnaissancesn'attestepasforcémentdeleurmaîtrise.C'esten plaçantl'élèveensituationdemobilisercessavoirsdansuncontextenouveauoupartiellementnouveauquel'onpourras'assurerréellementdeleurmaîtrise.Cessavoirsvontpouvoiralors êtreutilisés,mobilisés,auservicedenouveauxapprentissages; • acquisition d'une maîtrise de plus en plus grande de certaines compétences: identifier une progressivité dans la maîtrise d'une capacité ou d'une compétence (niveaux de maîtrise)etsedoterd'observablespourpermettreàl'élèvedesesituerenfonctiondesobjectifsfixésestessentiel.L'articulationaveclecycle2etlecycle4estégalementàpenser.Outre leurintérêtpourconcevoirunevéritablelogiquedeprogressivitédesapprentissagesaucoursducycle,l'identificationdecesniveauxetdecesobservablesconstitueunpréalableessentielà lamiseenœuvred'unedifférenciationpédagogiqueauseindelaclasse; • • conceptiond'unvéritableparcoursdesapprentissagesavecuneévaluationauservicedecesapprentissages. http://eduscol.education.fr/cid99798/inscrire-son-enseignement-dans-une-logique-cycle.html http://eduscol.education.fr/cid99810/mettre-oeuvre-son-enseignement.html 12 Pistespourlaconstructiond’uneprogressionpourlethème3:MATERIAUXETOBJETSTECHNIQUES Cequiseratravailléentechnologieaucycle4: L’enseignementdelatechnologieaucollègepermetd’initierlesélèvesauxdémarchesdel’ingénieurenleurfaisantprendreconsciencedelanotiond’écartsentrelesperformancessouhaitéesd’unsystème pluri-technologique,lesperformancessimuléesetlesperformancesmesurées.Lessystèmespluri-technologiquesutilisésaucycle4(drones,robots,…)intègrentles3aspectsdutriptyqueMatière,Energie etInformationetsontabordésàtraverstroisdimensionspropreauxsciencesdel’ingénieur(dimensiond’ingénierie-design,dimensionsocio-culturelleetdimensionscientifique). Approcheinitiale Approcheintermédiaire Situations,activités,ressourcespour Situations,activités,ressourcespour Compétences lesélèves. lesélèves. Connaissances Connaissances (Problématiquespossibles, (Situations,activités,ressources commentaires.) pourlesélèves.) Attendudefindecycle:Identifierlesprincipalesévolutionsdubesoinetdesobjets Àpartird'unobjetdonné,lesélèvessituentsesprincipalesévolutionsdansletempsentermesde forme,dematériaux,d'énergie,decoût,d'esthétique. Evolution technologique Autraversdel’étuded’objetsfamiliersetprochedel’élève,ilsobserventleurévolutiontechnique (innovation, (lienavecl’histoire«étudedesmodesdevie») invention, Repérerlesévolutions principes d’unobjetdans techniques) différentscontextes Evolutiondes besoins Autraversdel’étuded’objetsfamiliersetprochedel’élève,ilsobserventleursévolutions techniques(lienavecl’histoire«étudedesmodesdevie») Approcheenfindecycle Situations,activités,ressourcespour lesélèves. Connaissances (Situations,activités,ressources pourlesélèves.) Evolution technologique (innovation, invention, principes techniques) Àpartird'unobjetdonné,lesélèves situentsesprincipalesévolutions dansletempsentermesdeprincipe defonctionnement,deforme,de matériaux,d'énergie,d'impact environnemental,decoût, d'esthétique Evolutiondes besoins Etudedel’évolutiondesmoyensde transport(rechercheinternet,…) 13 Attendudefindecycle:Décrirelefonctionnementd’objetstechniques,leursfonctionsetleursconstitutions A partir de différents objets techniques en rapport avec l’objet techniquequ’ilsvontfabriquerdans la partie Conception/Réalisation (Moyen de transport), regrouper et Besoin,fonction Apartirdediversobjetstechniquesprésentsdanslaclasse,lesélèvesrepèrentlebesoinetla Besoin,fonction classer par critères les objets par d’usage,fonction fonctiond’usage.Pourunemêmefamilled’objet,ilsrepèrentleursdifférencesdupointdevuedela d’usage,fonction Besoin,parFonctiond’usage(àquoi d’estime fonctiond’estime. d’estime sertl’objet?),fonctiond’estime (Design,goûtdesutilisateurs) Déterminer le besoin, la fonction d’usageetd’estimed’unnouvelobjet (moyen de transport) à concevoir après. Pour un objet technique (moyen de Fonction transport) présenté ou à concevoir, Fonction technique, Surunobjettechniquecommeunvélo,lesélèvesobserventlesdifférentespièces,groupentles identifier (décrire) les diverses technique, solution piècesquifonctionnentensembleetindiquentleursrôles. fonctions techniques nécessaires à solutiontechnique technique son fonctionnement et les solutions techniquesutilisées. Les élèves décrivent un objet dans son contexte. Ils sont amenés à identifierdesfonctionsassuréespar Lesélèvesdécriventunobjetdanssoncontexte.Ilssontamenésàidentifierdesfonctionsassurées un objet technique puis à décrire parunobjettechniquepuisàdécriregraphiquementàl’aidedecroquisoudeschémas,le graphiquement à l’aide de croquis fonctionnementobservédesélémentsconstituantunefonctiontechnique. ou de schémas, le fonctionnement Lespièces,lesconstituants,lessous-ensemblessontinventoriésparlesélèves. observé des éléments constituant Lesdifférentespartiessontisoléesparobservationenfonctionnement. Représentation unefonctiontechnique. Représentationdu Leurrôlerespectifestmisenévidence. du Lespièces,lesconstituants,lessousfonctionnement fonctionnement ensembles sont inventoriés par les d’unobjet Lesélèvesanalysentetcomparentlefonctionnementdedifférentsobjetstechniquesdelavie d’unobjet élèves. Les différentes parties sont technique quotidienne. technique isolées par observation en fonctionnement. Leur rôle respectif estmisenévidence. Ressourcesàtélécharger: Analyser et comparer le ModuleEcoledessciences"Mécanismes1" fonctionnement de différents ModuleEcoledessciences"Mécanismes2" moyens de transports pour leurs fonctions techniques et diverses solutionstechniques. Lespièces,lesconstituants,lessousensemblessontinventoriésparles Comparaisonde élèves.Lesdifférentespartiessont Comparaisonde solutions isoléesparobservationen Parexemple,surunvélo,lesélèvesobserventdifférentssystèmesdefreinage(freinageàpatin, solutions techniques: fonctionnement.Leurrôlerespectif freinageàtambour,freinageàbande).Ilscomparententreelleslessolutionsdecessous-ensembles. techniques: constitutions, estmisenévidence. constitutions, fonctions, Mettreenfonctionnement, fonctions,organes organes démonterlessous-ensembleset décrireparcroquis,schémasles solutions. 14 Attendudefindecycle:Identifierlesprincipalesfamillesdematériaux Vocabulaire:Matériau,recyclage,collecte,tri,conducteur,isolant,thermoplastique,thermopliable,métallique,organique,céramique Famillesde matériaux (distinctiondes Lesélèvesobserventdifférentsmatériauxutiliséssurdifférentsobjetstechniques,ilslesregroupent matériauxselon parfamillesendéfinissantdescritèresdegroupementpouridentifierdesfamillesdematériaux. lesrelations entreformes, fonctionset procédés) Caractéristiques etpropriétés Lesélèvesétudientlescaractéristiquesphysico-chimiquesélémentairesdeplusieursmatériaux (aptitudeau (papieraluminium,carton,…). façonnage, valorisation) Lesélèvessontsensibilisésàlanotiondedéveloppementdurable(film,visited’uncentredetri…). Impact Lesélèvessontsensibilisésàlapriseencomptedudéveloppementdurable(EcoConception)dans environnemental laphasedeconceptiond’unsystèmepluri-technique. La notion de matériau est à mettre en relation avec la forme de l'objet, son usage et ses fonctions et les procédésdemiseenforme.Iljustifie le choix d'une famille de matériaux pourréaliserunepiècedel'objeten fonction des contraintes identifiées. À partir de la diversité des familles matériaux, de leurs Caractéristiqueset de caractéristiques physico-chimiques, propriétés et de leurs impacts sur (aptitudeau l'environnement,lesélèvesexercent façonnage, unespritcritiquedansdeschoixlors valorisation) de l'analyse et de la production d'objetstechniques. À partir de divers objets techniques et de différents échantillons, les élèves identifient des matériaux, Impact environnemental effectuent des essais suivant les caractéristiques et propriétés attendues,etjustifientleurschoixde matériaux pour les pièces de l’objet technique. Famillesde matériaux (distinctiondes matériauxselon lesrelationsentre formes,fonctions etprocédés) 15 Attendudefindecycle:Concevoiretproduiretoutoupartied’unobjettechniqueenéquipepourtraduireunesolutiontechnologiquerépondantàunbesoin Lesélèvesrespectentdescontraintes. NotiondeCahierdeschargesàl’origined’undéfitechnologiqueparexemple«Fairerouler». Lesélèvesrespectentdescontraintes. Listerlescontraintes(obligations,nécessités)pourassurerledéfi. Notionde Notionde NotiondeCahierdeschargesetrepérage contrainte contrainte Ressourcesàtélécharger: descontraintesindiquées DispositifEcoledessciences"Fairerouler"FOAD Les élèves résolvent un problème technique: ils imaginent et réalisent des Les élèves résolvent un problème technique: ils imaginent et réalisent des solutions solutions techniques en effectuant des Recherche techniqueseneffectuantdeschoixdematériaux,demoyensderéalisation. choix de matériaux, de moyens de Recherched’idées d’idées Représenter(schémas,croquis)toutoupartied’unobjettechniquedanslecadred’unprojet réalisation. (schémas, (schémas, (typedéfi«fairerouler»)oud’uneréalisation croquis…) croquis…) Ils réalisent des croquis de l’objet à concevoir. Concevoir Ils réalisent des schémas des pièces en mouvementetducircuitélectrique Modélisationdu Modélisationdu réel(maquette, Ilsobserventunmodèlenumérique. réel(maquette, modèles modèles géométriqueset Les élèves observent et manipulent les différentes pièces sur une modélisation numérique Ils modifient un modèle numérique géométriqueset numériques), d’unvélo. préparéouréalisentunmodèlevirtuelde numériques), représentation, l’objetàconcevoir. représentation, conception conceptionassistée assistéepar parordinateur. ordinateur. Enlienaveclafabricationd’unobjettechnique(projetFairerouler),lesélèveschoisissentles Choixde matériauxappropriéspourfaireévoluerleursprototypes. Choixdematériaux matériaux Processus, Les élèves traduisent leur solution par Processus, planning, une réalisation matérielle (maquette ou planning, protocoles, Les élèves situent la fabrication dans le planning afin de mettre en œuvre les différents prototype). Ils utilisent des moyens de protocoles, procédésde procédésderéalisation(prototypage)disponibledansleréseau(enrespectantlasécurité,les prototypage, de réalisation, de procédésde réalisation protocoles,...) modélisation disponible dans le réseau. réalisation(outils, (outils, Cette solution peut être modélisée machines) machines) virtuellement à travers des applications programmables permettant de visualiser Maquettes, un comportement. Ils collectent Maquettes, Lesélèvestraduisentleursolutionparuneréalisationmatérielle(maquetteouprototype). prototypes Produire l'information, la mettent en commun, prototypes réalisentuneproductionunique. A partir des croquis et schémas de conception précédents d’un objet Vérificationset technique, les élèves fabriquent une contrôles maquetteouunprototypeenchoisissant (dimensions, des matériaux à utiliser, et en suivant le fonctionnement) planning, les procédures et les procédés de fabrication. (Possible de créer le planning,aménagerdesprocédures). 16 Attendudefindecycle:Repéreretcomprendrelacommunicationetlagestiondel’information Environnement numériquede travail Lesélèvesapprennentàconnaîtrel’organisationd’unenvironnementnumériqueenl’utilisant. Stockagedes données,notion d’algorithmes, lesobjets programmables. Lesélèvesutilisentlesespacesdestockagepréparés Lesélèvesdécouvrentl’algorithmeenutilisantdeslogicielsd’applicationsvisuellesetludiques. Activitésdébranchées, Thymio,scratchjunior,studiocode Jeuxsérieux(lightbot) Usagedes moyens numériques dansunréseau Lesélèvesdécouvrentetutilisentlesmoyensnumériquesdelasalledeclasse(Ordinateurset périphériquesenlocal-clavier,souris,écran,imprimante) Usagede logicielsusuels Lesélèvesutilisentdeslogicielsdanslesdifférentesdisciplines(maths,français,…) Traitementdetexte,navigateurinternet,moteurderecherche Ils exploitent les moyens informatiques en pratiquant le travail collaboratif. Les élèves se Environnement connectent, repèrent et numériquede comprennent les services proposés travail etlesutilisent. Argos, Site Web établissement, Sconet Les élèves créent leurs espaces de Stockagedes stockagedansleurespacepersonnel données,notion etpartagentleurstravauxenréseau d’algorithmes,les objets Programmation simple d’objets programmables. programmables (robots) avec Scratch, jeux sérieux (lightbot), défi programmation Depuisn’importequelordinateurdu réseaudel’établissement: Usagedesmoyens - impression sur l’imprimante numériquesdans réseau unréseau - stockage de documents numériquessurleserveur - accèsàinternet Les élèves maîtrisent le fonctionnementdelogicielsusuelset s’approprientleurfonctionnement Utilisation de plus en plus de Usagedelogiciels logicielsdivers(Traitementdetexte, usuels diaporama, tableur, navigateur internet, moteur de recherche, messagerie) 17 Pistespourlaconstructiond’uneprogressionpourlethème4:LAPLANETETERRE.LESETRESVIVANTSDANSLEURENVIRONNEMENT Approcheinitiale Approcheintermédiaire Approcheenfindecycle Situations,activités,ressourcespourles Situations,activités,ressourcespourles Situations,activités,ressourcespour Compétences Connaissances élèves.Problématiquespossibles, Connaissances élèves.Problématiquespossibles, Connaissances lesélèves.Problématiques commentaires. commentaires. possibles,commentaires. Situerlaterredanslesystèmesolaireetcaractériserlesconditionsdelavieterrestre Vocabulaire:saison,planète,étoile,systèmesolaire,satellitenaturel,rotation,révolution,solstice,équinoxe,sensetaxederotation,inclinaison,pointscardinaux,planètegazeuses,planètesrocheuses, nouvellelune,pleinelune,premierquartier,dernierquartier,… Volcan,éruption,projection,cônevolcanique,magma,cendre,lave,cratère,tremblementdeterre,croûteterrestre,séisme,échelledeRichter,sismographe,… Cyclone,tsunami,inondation,sécheresse,tempête,… Cequiseratravaillédanscedomaineaucycle4: Aucycle4,onfranchitlesfrontièresdusystèmesolaire.Celaconduitàtravailleràpartirdedistancesimportantespourlesquellesilfaudratrouverunmodedereprésentationadapté.C’estl’objectifdel’annéede lumièrequinepourraêtredéfinieetintroduiteàpartirdelarelationentrevitesse,déplacementetduréequ’unefoislanotiond’inconnuesuffisammentstabiliséeenmathématiques.C’estaussil’objectifdes écrituresscientifiquesquipermettrontd’aborderlesgrandesdistancescommelesinfinimentpetitesavecunmêmeformalisme. Ondéfinitlaclassificationdesplanètes(planètesgazeuses,planètestelluriques) Onexpliquequelquesphénomènesgéologiquesàpartirducontextegéodynamiqueglobal(dynamiqueinterne,tectoniquedesplaques,séismes,volcanisme) Onexpliquequelquesphénomènesmétéorologiquesetclimatiques Onrelielesconnaissancesscientifiquessurlesrisquesnaturelsainsiqueceuxliésauxactivitéshumainesauxmesuresdeprévention,deprotection,d’adaptationoud’atténuation. Travailàpartirdel’observationduciel,le QuelleestlapositiondelaTerredanslesystèmesolaire? jouretlanuit(lalumièrequim’éclairela Travailler à partir de l’observation et de démarches scientifiques variées, modélisation, journée? le ciel étoilé la nuit…) expérimentation,… Recherches documentaires, distinguer la Faire, quand c’est possible, quelques observations astronomiques directes (les constellations, Lesoleilestune Terredesautresplanètes. éclipses,observationdeVénusetJupiter,…) étoile,centred’un Différencierétoileetplanètes,planèteset Ilfaudraveilleràunecohérenceaveclesoutilsmathématiques. SituerlaTerredansle systèmesolaire satellites (la lune satellite naturel de la systèmesolaire constituéde Terre), planètes rocheuses, planètes Ressourcesàtélécharger:logicieldeplanétarium"stellarium" planètesdontla gazeuses. Terre. Ressourcesàtélécharger: MédiathèqueCEA"lesétoiles,leSoleil,les planètes,laLune,laTerreetmoi" Positiondela Terredansle systèmesolaire Caractériserles conditionsdeviesur Terre(t°,présence d’eauliquide) Relier la position de la Terre dans le systèmes solaire aux conditions de vie (température,présenced’eau liquide). Comprendre la température moyenne sur Terre et la présence d’eau liquide Histoire de la Terre et développement delavie L’effet de serre: réaliser une serre ou modéliser l’effet de serre. Lien aveclesconditionsdeviesurTerre. Lien avec le thème 1 et les gaz. Construction d’une frise chronologique avec quelques grandes étapes du développement delavie Découvrir l’évolution des connaissances sur la Terre et les objets célestes depuis l’Antiquité (notamment sur la forme de la Terre et sa position dans l’univers) jusqu’à nos jours (cf exploration spatialedusystèmesolaire). Travail documentaire autour des représentations du système solaire: les formes de la Terre (plateouronde),laTerreaucentre du système solaire, contribution de 18 Décrireles mouvementsdela Terre(rotationsur elle-mêmeet alternancejour/nuit), autourdusoleilet cycledessaisons. Identifierles composantes biologiqueset géologiquesd’un paysage. Reliercertains phénomènesnaturels (tempêtes, inondations, tremblementsde Terre)àdesrisques pourlespopulations. Lesmouvements delaTerresur elle-mêmeet autourdusoleil Connaitrelesens etduréedela rotationdela Terresurellemême Phénomènes géologiques traduisant l’activitéinterne delaTerre (volcanisme, tremblementde terre,…) Commentexpliquerl’alternancedujour etdelanuit? Interpréter l’alternance du jour et de la nuit par la modélisation. Travail possible autourducadransolaire. Ressourcesàtélécharger: ModulesEcoledessciences"lecieletla Terre" De quoi est faite l’écorce terrestre? Bouge-t-elle? Travailler à l’aide de documents d’actualité, commenter un sismographe, étudier un risque naturel local (inondation, glissement de terrain, tremblementdeterre). Ressources à télécharger: MédiathèqueCEA"sismomètre" Décrireuneéruptionvolcaniqueterrestre en utilisant un vocabulaire adapté. Distinguerlesdifférentstypesd’éruption, connaître le phénomène des tremblementsdeterre. Prise en compte de la dimension éducativedesPPMS. Repérer et comprendre le mouvement apparent du Soleil au cours de l’année (saison) Représentations géométriquesde l’espaceetdes astres(cercle, sphère) Paysages, géologielocale, interactionsavec l’environnement etle peuplement. Comment se protéger d’un risque (volcanisme, séisme) lié à la géodynamique du globe? Travailler à l’aide de documents d’actualité, commenter un sismographe, étudier un risque naturel local (inondation, glissement de terrain, tremblement de terre). Identifier les risques que représentent les séismes, les tsunamis et les éruptions volcaniquespourlapopulation. Priseencomptedela DimensionéducativedesPPMS. Ressourcesàtélécharger: MédiathèqueCEA"tsunami" CopernicetGaliléeàl’évolutiondes idéesenastronomie. Comment expliquer l’origine des saisons? Modéliser à l’aide d’un globeetd’unelampelessaisons. Inclinaisondel’axederotationdela Terre: mettre en lien l’évolution de laduréedujouraucoursdel’année et les saisons. Définir les termes équinoxe,solstices. Enlienaveclesmaths. Sortie de terrain locale, prise de mesures, prélèvements: constater les différences de peuplement végétal en fonction de la nature de larochedusous-soloudesfacteurs de l’environnement (humidité du sol…) Si la mise en relation des paysages ou des phénomènes géologiques avec la nature du sous-sol et l’activité interne de la Terre sont étudiées au CM, les explications géologiquesrelèventdela6ème. Mener des démarches permettant d’exploiterdesexemplesprochesdu collège à partir d’études de terrain enlienavecl’EDD. Prise en compte de la dimension éducative des PPMS. Etudier UN risque Exploitation d’un sismogramme (comprendre qu’un phénomène peutêtreenregistré,mesuré) Etude PPR (plan de prévention des risques)avecunexemple 19 Phénomènes traduisant l’activitéexterne delaTerre: phénomènes météorologiques etclimatiques, événements extrêmes (tempêtes, cyclones, inondations, sécheresse) Commentseprotégerd’unrisquemétéorologique(aménagements,prévision,…)? Travailler à l’aide de documents d’actualité (bulletin et carte météorologique). Réaliser une station météorologique,uneserre(miseenévidencedel’effetdeserre).Exploiterlesoutilsdesuivietdemesure quesontlescapteurs(thermomètre,baromètre,…) Ressourcesàtélécharger: DossierLaMap"leclimatmaplanèteetmoi" MédiathèqueCEA"climat-environnement" Introduction des échanges énergétiquesliésauthème1. 20 Attendudefindecycle:Identifierdesenjeuxliésàl’environnement:répartitiondesêtresvivantsetpeuplementdesmilieux Vocabulaire:milieu(forêt,mare,ruisseau…)peuplement,biodiversité,animaux,végétaux,minéraux,espèces,réseauxtrophiques,température,éclairement,hygrométrie,adaptation,comportement, répartition,écosystème,gestionraisonnée,matériau,recyclage,collecte,tri,traitement,stationd’épuration,réchauffementclimatique,effetdeserre. Cequiseratravaillédanscedomaineaucycle4: On caractérise quelques-uns des principaux enjeux de l’exploitation d’une ressource naturelle par l’être humain, en lien avec quelques grandes questions de société (exploitation ressources naturelles pour besoinsennourritureouénergiedel’Homme). Oncomprendetonexpliqueleschoixenmatièredegestionderessourcesnaturellesàdifférenteséchelles(locale,régionale,mondiale) Onexpliquecommentuneactivitéhumainepeutmodifierl’organisationetlefonctionnementdesécosystèmesenlienavecquelquesquestionsenvironnementalesglobales Onproposedesargumentationssurlesimpactsgénérésparlerythme,lanature,l’importanceetlavariabilitédesactionsdel’êtrehumainsurl’environnement(interactionêtrehumain/biodiversitédel’échelle localeàl’échelleglobale) Les observations de la répartition Travailleràpartirdel’environnementprocheetpardesobservationslorsdesorties. de différents êtres vivants présents Onentendicipar«milieu»: sont étayées par des documents: photographies, vidéogrammes, • unespacededimensionplusoumoinsrestreinte,mêmetrèsanthropisé, fichesderenseignements. • sipossibleimmédiatementaccessiblepourpouvoiryreveniràdifférentesreprises, Communication des mesures • àl’intérieurduquellesconditionsdeviesontrelativementhomogènes. Interactiondes (températures, éclairement, è Haie,massif,pelouse,unCarrépourlabiodiversité… Décrireunmilieude organismes hygrométrie)vialenumérique. Lesobservationsrégulièressouslaformed’inventaires,deprélèvements(rares),demesures viedanssesdiverses vivantsentreeux (ensoleillement,températures)permettentd’ysuivredesvariationssaisonnières. Les composantes minérales composantes etavecleur englobent tous les matériaux environnement solides, liquides, gazeux Utilisationdedocumentsquipourrontcomplétercesobservations. susceptibles d’être observés, les roches sont désignées par les Ressourcesàtélécharger: termes courants (calcaire, argile, «Jecultiveuncarrépourlabiodiversitéàl’écoleetaucollège» granite) Relations possibles des organismes Après le constat, il s’agit de chercher les Ecosystèmes Insister sur l’alternance de formes Modificationdu vivants avec les facteurs du milieu: les causesde variation du peuplement du (milieudevie au cours de l’année: l’étude de la peuplementen élèves constatent que les conditions milieu: les migrations, l’hibernation (ou avecses germination des graines fonctiondes peuvent être variables l’estivation) caractéristiques aboutissant, par exemple, à la mise conditions localement(éclairement, température, etson en évidence des conditions Relierlepeuplement physicochimique humidité liée à l’ombrage) et peuvent Les végétaux s’installent et envahissent le peuplement); climatiques. d’unmilieuetles dumilieuetdes influer sur la présence ou non d’espèces milieu:étudedupeuplementdumilieupar conséquencesde Etude plus approfondie du conditionsdevie saisons rencontrées. lesplantesàfleurs. lamodification peuplement du milieu par les d’unfacteur plantes à fleurs, étude du physiqueou peuplementparlesspores. biologiquesur l’écosystème Identifierlanature desinteractionsentre Labiodiversité,un Les modules 2 et 4 du projet « Je cultive un carré pour la biodiversité à l’école et au collège» permettent de passer d’une biodiversité d’inventaire à une lesêtresvivantset réseaudynamique biodiversitéfonctionnelle(réseaudynamique) leurimportancedans Ressourcesàtélécharger: lepeuplementdes ModuleEcoledessciences"Laviedusol"permetl’étudedesréseauxtrophiquesafind’appréhenderlerôledelapetitefaunedusoldanslecycledelamatière. milieux Lemodule4:«Lerôledesinsectespollinisateurs»permetd’appréhenderleserviceécologiquerenduparlesinsectesdanslecycledeviedesplantesàfleurs. Aménagementsde L'évolution du paysage dans le temps Identifierquelques l’espaceparles peut faire l'objet d'une enquête L'aménagementdel'espacepublic(constructiond'uneroute,d'unrond-point,d'unezoned'activité, impactshumainsdans humainset (comparaisondecartespostales,récitsde d'une école, aménagement d'un parc…) est l'occasion d'apprendre à comprendre les enjeux unenvironnement contraintes différentesépoques,témoignages…) territoriauxetdoncl'évolutiondupaysageparuneapprocheplusanalytique: (aménagement, naturelles; Quelestletyped'aménagement,pourquoietpourquileréaliser,comment? impact impacts Etude de l'environnement proche de Quellesmodificationssontetserontapportéesaupaysageetauxutilisateurs(hommes,faune 21 technologique) technologiques positifsetnégatifs sur l’environnement Suivreetdécrirele devenirdequelques matériauxde l’environnement proche Relierlesbesoinsde l’êtrehumain, l’exploitationdes ressourcesnaturelles etlesimpactsà prévoiretgérer (risques,rejets, valorisations, épuisementdes stocks) l'écolepourendécouvrirlescomposantes et pour apprendre à observer, décrire, interpréter. Après avoir fait le même travaildansunnouvelespace,rechercher des différences et des similitudes pour identifier des constantes et des nouveautés d'utilisation de l'espace par rapport à l’environnement de référence(approche comparative à partirdeconstatsraisonnés) etflore)decetespace? Les rôles des différents acteurs (élus, associations, services publics, entrepreneurs…) sont identifiés,desdivergencespeuventêtrerelevées. Miseenperspectivedel'espacelocalaveclesespacespluslarges:région,pays,Europe… Travailleràtraversdesrecherchesdocumentairesetd’uneoudeuxenquêtesdeterrain.Prévoirde Exempledelagestiondelaforêt travailleràdifférenteséchellesdetempsetd’espaceenpoursuivantl’éducationaudéveloppementdurable avecutilisationdelogicielde (projetd’infrastructures,déboisement,assèchementdemarais,etc) simulation,restitutionorganiséede Exempled’enquêtes:exploitationdubois,connaîtrelagestiond’unmilieu,laforêt,connaîtrelesenjeux cetravail(oral,écrit,multimédia) biologiquesetéconomiques,lesdifférentesétapesd’évolutiondelaforêt. Parsesactivités,l’hommeagitsurlesécosystèmes: - surlepeuplementdemanièredirecte(déboisement,utilisationsdepesticidesparexemple)ouindirecte(accumulationdedéchets,aménagementduterritoirepardesconstructions) - surlesconditionsdevie(températuredel’eauparexemple,qualitédel’air…)demanièredirecteouindirecte:pollutions,déchets… Exploitation Comment réduire, réutiliser, recycler Commentgérerlaressourceeneau? Comment agir sur la pollution de raisonnéeet lesdéchets? Connaitrelesmodalitésdetraitementetde l’air? utilisationdes Identifier et décrire les circuits possibles maintien de sa qualité dans le réseau de Mobilisersesconnaissancesdansles ressources(eau, pour les déchets de son école , de sa distribution. différentsdomainesetdisciplineset pétrole,charbon, commune, connaitre les circuits de tri et Identifier des actions de contrôle et de rechercher des solutions minerais, de recyclage, savoir que le recyclage limitationdelaconsommationd’eau. alternatives pour agir sur la biodiversité,sols, dépendducircuittduprocessusdetriet pollutiondel’air. bois,rochesàdes descapacitésindustriellesdetraitement. finsde Ressourcesàtélécharger: construction…) Dossier LaMap "je suis écomobile" 22