Sciences de la vie et de la Terre

La protection de la biodiversité proche du collège

26 / 05 / 2017 | Estelle ERGUY

La mise en place d’un EPI ayant pour thème principal “ être acteur de la protection de la biodiversité ” (en lien la Géographie et la Technologie) permet d’éveiller l’intérêt des élèves aux enjeux de la sauvegarde de la biodiversité. Différentes parties du programme de SVT en cycle 4 peuvent y être intégrées.
Si le projet n’est pas mis en place dans l’établissement, certaines séances proposées peuvent cependant être appliquées indépendamment de cet EPI.

 1- Une sortie de terrain destinée à identifier les milieux de vie (dans et autour du collège) et leur biodiversité à l’aide des numérique

Avant d’évoquer la conservation de la biodiversité, il est important de faire comprendre aux élèves l’intérêt de la recenser.

1. Mise en situation
Une réflexion devra être menée avec les élèves sur ce qu’est la biodiversité en visualisant le film documentaire de la BRNE “Qu’est ce que la Biodiversité ?”. Il peut s’ensuivre une réflexion sur le rôle essentiel de certains êtres vivants dans les écosystèmes en réactivant des connaissances de cycle 3 : importance des pollinisateurs, des végétaux verts à l’origine de toute chaîne alimentaire, des décomposeurs…

La présentation des projets VIGIE-NATURE spipoll et sauvages de ma rue permettra aux élèves de comprendre l’intérêt d’un suivi de biodiversité des végétaux et des pollinisateurs dans le cadre d’une sortie de terrain.

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Cette sortie pourra se faire au sein du collège et ses alentours (cour, rues, bois, mare…) et aura pour but de recenser les milieux de vie urbains et non urbains, les espèces de plantes et de pollinisateurs qui les peuplent.

Cette sortie pourra se faire en association avec le professeur de géographie (un des thèmes étudiés en cycle 4 en géographie est l’influence de l’urbanisation).

Elle se fera au printemps, dans la mesure du possible.

2. Préparation de la sortie avec les élèves

Pour préparer en amont le sortie de terrain, les professeurs concernés devront :

  • Réaliser une carte du collège et ses environs. Dans l’idéal, cette carte peut être réalisée sous forme SIG. En effet, les SIG permettent de superposer des couches d’informations qui ne seront pas utilisées de la même façon en SVT et en géographie. L’utilisation de cette carte et la façon de la renseigner seront expliqués aux élèves au travers d’exemples simples.

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  • Repérer les points d’arrêts afin que la séance soit la plus efficace possible et les annoter sur la carte.
  • Expliquer aux élèves l’utilisation des outils nomades et des clés de détermination :

Une tablette par groupe d’élèves permet de collecter les données, réaliser des captations photos, les géolocaliser et les annoter à l’aide d’une application comme skitch. Il est possible d’intégrer à la tablette les fiches élèves et les clés de détermination (elles sont téléchargeables sur le site Vigie Nature Ecole : clé détermination flore et clé détermination insectes ).

Exemple de photographie annotée sous Skitch

L’identification des espèces demande de l’entraînement, des exercices préparatoires seront nécessaires. Elle se fera si possible sur place. Mais par manque de temps, une séance supplémentaire pourra être envisagée, ou alors, les élèves identifieront certaines espèces à la maison.

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O. Brosseau/Terra - Mai 2016

Un routeur portable de type Hootoo Tripmate Titan permet de collecter les informations recueillies par chaque tablette directement ce qui facilite grandement la récupération des données.

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La sortie se fera en petits groupes d’élèves et le rôle de chacun sera bien déterminé.

Au final, la carte (SIG) pourra être renseignée par les différentes observations des élèves.

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Exemple de carte sous le logiciel SIG Openjump

De nombreuses exploitations de cette sortie pourront être faites dans les différentes parties de programme de cycle 4 : nutrition et organisation des plantes, biodiversité et évolution... Nous en avons choisi ici de traiter un scénario pédagogique en classe inversée “La reproduction sexuée des végétaux et la dynamique des populations” en utilisant la BRNE du site Tactileo.

 2- Exploitation de la sortie dans le cadre du programme du cycle 4 en SVT

Scénario pédagogique : La reproduction sexuée chez les végétaux et la dynamique des populations (exemple du rôle des essentiel des pollinisateurs).

Cette partie permet de réinvestir la démarche scientifique expérimentale vue dès le cycle 3 et de mettre en oeuvre des protocoles d’observation et de dissection.

Situation initiale : En cycle 3, les élèves ont vu le cycle de vie des plantes à fleurs. Ils ont pu appréhender l’importance de la pollinisation pour que la fleur se transforme en fruit, mais ne connaissent pas encore le mécanisme précis de la reproduction sexuée chez les végétaux.

Problème : Comment expliquer le rôle essentiel des pollinisateurs dans la reproduction des plantes à fleurs et la nécessité de leur sauvegarde ?

Séance 1 : Les différents organes de la fleur

Objectif de la séance : découverte des cellules reproductrices des plantes à fleur à travers une activité de dissection en binôme.

Ressources :
Avant la séance :

  • Travail préalable à la dissection d’une fleur en classe inversée : les élèves doivent visualiser le module de la BRNE “S’ENTRAINER : disséquer une fleur” qui présente les critères de réussite de la dissection du Lys.

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Capture d’écran du module “ S’ENTRAINER : disséquer une fleur ”

Pendant la séance de dissection :

  • Matériel de dissection, d’observation, fleur de Lys ou autre
  • Visionnage du module REALISER : “ disséquer un fleur” permet de réaliser la dissection pas à pas en autoévaluation.

Bilan : Les étamines sont les organes reproducteurs mâles de la fleur. Elles produisent les cellules reproductrices mâles (gamètes) contenues dans les grains de pollen. Le pistil, avec à sa base l’ovaire, est l’organe reproducteur femelle de la fleur. Il contient les cellules reproductrices femelles (gamètes) appelées ovules.

Séance 2 : La condition nécessaire à la formation des graines contenues dans un fruit

Objectif de la séance : la condition nécessaire à la formation des graines chez les plantes à fleurs est le rapprochement des gamètes.

Les élèves réalisent en atelier une tâche complexe afin de déterminer les stratégies de rapprochement des gamètes à l’origine des graines.
Différentes ressources sont à leur disposition : expériences, documents, vidéos… Ils doivent réinvestir leurs connaissances dans le cadre de la démarche expérimentale pour étudier des résultats expérimentaux.

Ressources :
Avant la séance :

  • Travail préalable en classe inversée : les élèves doivent réutiliser leurs connaissances de la démarche expérimentale pour étudier les différentes expériences. Le professeur peut fournir une fiche technique rappelant les étapes (sur le site de classe inversée).

Ressources
Pendant la séance :

  • Modules de la BRNE : “COMPRENDRE : La reproduction des plantes à fleur”, “SCHEMAS : la fécondation dans la fleur + zoom sur l’ovaire après la fécondation de la fleur”.
  • Expériences de Molisch sur la formation du tube pollinique en présence ou absence d’ovules (et leurs résultats à exploiter).

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Source Nathan : Expériences historiques sur la pollinisation de la vanille d’ Edmond Albius

Bilan : Lors de la reproduction séxuée des végétaux, les grains de pollen doivent être déposés sur le stigmate du pistil : c’est la pollinisation. La cellule reproductrice mâle attirée par l’ovule migre ensuite dans le tube pollinique afin de le rencontrer : c’est la fécondation. Elle est à l’origine de la graine. L’ovaire lui se transforme en fruit qui protège la ou les graines.

La pollinisation peut dans certains cas se faire sans pollinisateurs (vent, contact direct) mais la plupart du temps ils participent au transport du pollen. Des stratégies pour attirer les pollinisateurs ont été conservées au cours de l’évolution : couleur des pétales, nectar...

Transition : La réussite de la reproduction sexuée de la très grande majorité des plantes à fleurs dépend donc directement du nombre et de la diversité des pollinisateurs dans leur milieu de vie...

Séance 3 : La reproduction sexuée des plantes à fleurs dépend de leur milieu de vie

Objectif de la séance : l’Homme influence la reproduction des plantes à fleurs et la biodiversité végétale par son action sur les pollinisateurs. Leur protection devient essentielle.

Les élèves réalisent une tâche complexe à l’aide de différentes ressources pour identifier le lien entre la disparition des pollinisateurs et la chute de la biodiversité végétale. Ils doivent rappeler la diversité des pollinisateurs (en lien avec leur sortie de terrain), les causes de leur disparition et proposer des solutions à leur sauvegarde pour protéger la biodiversité végétale.

Ressources :

  • Articles de journaux ou ressources internet sur les cause de la disparition accrue des pollinisateurs

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O.Brosseau/Terra - Mai 2016

  • Module BRNE : “SAVOIR : Reproduction des plantes à fleurs et dynamique des populations”
  • Module BRNE :”RÉALISER : Installer un hôtel à insectes”

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  • Document sur les espèces végétales cultivées menacées par une disparition des pollinisateurs
  • Document sur le rôle des jachères fleuries en sites urbanisés

 3- Bilan

La disparition des pollinisateurs entraînerait la disparition de 80 % de la biodiversité végétale (dont les espèces cultivées par l’Homme). Les causes essentielles de leur disparition sont les pesticides et l’introduction d’espèces invasives (ex : frelon asiatique). Il devient primordial de mettre en oeuvre des mesures pour les protéger (arrêt de certains pesticides, hôtels à insectes, multiplication des jachères fleuries…).

Dans le cadre d’un EPI avec le professeur de technologie, les élèves pourront s’investir dans la fabrication d’un hôtel à insectes (cahier des charges, étude préalable des matériaux, mise en oeuvre, impacts sur la présence de pollinisateurs…).

Avec le professeur de SVT, les élèves pourront mettre en place une jachère fleurie (dans ou autour du collège) et y réaliser à nouveau un suivi de la biodiversité des pollinisateurs dans le cadre du projet VIGIE NATURE spipoll.

L’exploitation de leurs résultats devrait permettre aux élèves de conclure quant à la réussite de leur mesures de sauvegarde en faveur de la biodiversité animale et végétale. Dans le cadre de leur EPI, ils peuvent ainsi réaliser une production finale qui expose à la fois leurs connaissances et les résultats de leur projet.

En devenant de véritables “acteurs citoyens”, les élèves intègrent ainsi d’autant mieux le rapport entre le savoir scientifique et sa mise en application sur le terrain au service de la protection de la biodiversité.

 

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