Un sol extraterrestre
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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 E CSSMI – 2 cycle du primaire Merci à Éclair de science et l’UQAM pour les conseils et le support. 1 UN SOL EXTRATERRESTRE (VERSION AVRIL 2012) Guide de l’enseignant 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. E CSSMI – 2 cycle du primaire 2 UN SOL EXTRATERRESTRE (VERSION AVRIL 2012) Guide de l’enseignant 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 E CSSMI – 2 cycle du primaire 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. 3 Cahier de l’élève page 2 Cahier de l’élève page 3 Cahier de l’élève page 4 UN SOL EXTRATERRESTRE (VERSION AVRIL 2012) Guide de l’enseignant 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. E CSSMI – 2 cycle du primaire 4 UN SOL EXTRATERRESTRE (VERSION AVRIL 2012) Guide de l’enseignant 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. E CSSMI – 2 cycle du primaire 5 UN SOL EXTRATERRESTRE (VERSION AVRIL 2012) Guide de l’enseignant 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 E CSSMI – 2 cycle du primaire 6 UN SOL EXTRATERRESTRE (VERSION AVRIL 2012) Guide de l’enseignant E CSSMI – 2 cycle du primaire 7 UN SOL EXTRATERRESTRE (VERSION AVRIL 2012) E 2 CYCLE Guide de l’enseignant 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. 8