Sciences de la vie et de la Terre

Un projet collaboratif autour du thème sur le climat

06 / 06 / 2015 | Aurélie Deneux

 Contexte :

Niveau concerné : Terminale S - Spécialité
Durée du projet : 5 semaines

Connaissances Capacités Attitudes
. L’effet de serre, déterminé notamment par la composition atmosphérique, est un facteur influençant le climat global.
. La modélisation de la relation effet de serre/climat est complexe. Elle permet de proposer des hypothèses d’évolutions possibles du climat de la planète notamment en fonction des émissions de gaz à effet de serre induites par l’activité humaine.
. Les bulles d’air contenues dans les glaces permettent d’étudier la composition de l’air durant les 800 000 dernières années y compris des polluants d’origine humaine.
. La composition isotopique des glaces et d’autres indices (par exemple la palynologie) permettent de retracer les évolutions climatiques de cette période.
. Sur les grandes durées (par exemple pendant le dernier milliard d’années), les traces de variations climatiques importantes sont enregistrées dans les roches sédimentaires. Des conditions climatiques très éloignées de celles de l’époque actuelle ont existé.
. Saisir et extraire des informations pertinentes.
. Utiliser un tableur (Excel)
. Réaliser des observations microscopiques
. Raisonner, argumenter.
. Communiquer des informations à l’écrit sous différentes formes (graphiques, tableau, photos…)
. Produire collectivement
. Manifester de l’intérêt pour les enjeux actuels de la société

Situation initiale :

Extrait du Monde du 21.06.2013 (Stéphane Foucard) :
« Selon le jeu de données du National Climatic Data Center (NCDC), la France a connu son deuxième mois de mai le plus froid jamais mesuré, l’Espagne n’avait pas vu les températures descendre aussi bas depuis 1985 et le Royaume-Uni depuis 1996... »
Extrait du Monde du 05.08.2013 :
« Plus d’un tiers des Français sont climato-sceptiques,[...] indique le « Baromètre d’opinion sur l’énergie et le climat en 2013 » ; publié par le Commissariat général au développement durable (CGDD). [...] 13% d’entre eux estiment que le changement climatique n’est « pas prouvé », et 22% s’accordent à constater le dérèglement du climat, mais jugent que « rien ne prouve que ce soit dû aux activités humaines ». Environ 4% n’ont aucun avis sur la question. »

Objectif :
Présenter à une assemblée de climato-sceptiques, sous la forme d’un article scientifique, des arguments allant dans le sens d’un réchauffement climatique malgré un mois de mai plus froid, et démontrer l’impact de l’Homme dans le réchauffement récent du climat.

 Organisation

  • Démarche à mener : Pour montrer que les faits présentés par les climato-sceptiques (réchauffement climatique et mois de mai plus froid) ne sont pas contradictoires il faut montrer la distinction entre climat et météo. Pour montrer qu’il existe un réchauffement climatique, il faut comparer le climat actuel avec le climat du passé il faut trouver des méthodes pour retracer le climat du passé. Pour montrer que les activités de l’Homme ont un impact, il faut comprendre quels sont les facteurs qui influencent le climat, et montrer que l’Homme agit sur ces facteurs.
  • Étapes du projet :
  1. Faire une première lecture de la situation proposée et tenter d’y déceler du nouveau vocabulaire, ce sera la première piste de recherche.
  2. Déceler les objectifs de recherche en trouvant des concepts inconnus et les faire ressortir en objectifs d’apprentissage.
  3. Émettre des hypothèses sur chacun des objectifs d’apprentissages. Cette étape permet de faire le pont entre les savoirs antérieurs et la notion vue à ce moment.
  4. Rechercher des réponses individuellement ou en groupe.
  5. Faire le bilan. Il s’agit de reconnaître les points du problème qui ont suscités ces démarches d’apprentissage, savoir comment ces nouvelles connaissances ont été mises à profit, et d’autre part, de construire une réponse définitive en groupe.
  • Outils numériques utilisés :
  1. Pour développer le travail collaboratif  : Outils numériques collaboratifs au choix des élèves (Framapad, Google doc…)
  2. Pour apporter les ressources aux élèves : Réseau du lycée (pour le travail en classe) et ENT Lilie (pour la poursuite du travail à la maison)
  • Exemples de ressources disponibles :
Données diverses Documents d’aide à la compréhension Ressources numériques Fiches techniques
. Données du GIEC (Evolution des émissions de GES anthropiques, évolution des températures des océans, évolution de la température en fonction du CO2 cumulé...) [1]
. Mesures diverses de carottes glaciaires ( composition isotopique, composition des bulles d’air...) [2]
. Mesures de la composition en pollen d’un extrait de tourbe
. L’effet de serre
. Lien entre delta 18O des glaces et températures atmosphériques
. Etudier la composition de l’atmosphère passée
. Principes de la palynologie
. Formation de différentes roches sédimentaires
. Logiciel de modélisation du climat (Simclimat) . Utilisation du logiciel de modélisation SIMCLIMAT
. Identification des pollens
. Utilisation d’un tableur Excel

 Déroulement et analyse des séances

  • Séance n°1 : Les élèves sont regroupés par 6 ou 7 (la constitution des groupes est imposée pour essayer de « casser » les groupes de travail qui existaient depuis le début de l’année et favoriser la collaboration entre tous les membres d’un groupe au départ, puis entre les groupes par la suite) Les élèves prennent connaissance du sujet et réfléchissent individuellement puis en groupe à la démarche qu’ils vont devoir adopter. Des pistes de recherche sont définies très rapidement. Les élèves choisissent un outil numérique pour rendre compte à l’ensemble du groupe et au professeur, de leurs avancées au cours des séances. La plupart des groupes vont choisir de créer un « Google Doc », les autres vont utiliser Framapad.
  • Séances n°2, 3 et 4
    • Activités des élèves : Les élèves réalisent les recherches, observations, mesures qu’ils ont définies précédemment. La plupart des recherches s’effectuent sur Internet. Les élèves sollicitent le professeur pour qu’il leur fournisse les données nécessaires à l’élaboration de leurs arguments (exemples : mesures d’isotopes dans une carotte de glace, échantillon de tourbe...)
    • Rôles du professeur :
      • Apporter des outils variés
        • Documents d’aide à la compréhension de certaines notions (exemple : Lien entre l’évolution du delta 18O dans les glaces et température)
        • Mesures brutes pour une exploitation par les élèves (exemple : Tableau de l’évolution de la concentration en CO2 dans une carotte de glace)
      • Discuter avec les élèves de la méthodologie
      • Aider à régler les problèmes de fonctionnement des groupes. La cohésion de groupe est meilleure si tous les élèves sont motivés. Pour s’assurer qu’ils le soient, chacun doit avoir une tâche qui l’intéresse et qui soit bien définie.
      • S’assurer de l’aboutissement du projet et de sa présentation.
      • S’assurer que tous les points pédagogiques ont été traités. Il faut savoir placer des échéances et des contraintes.
      • Orienter les recherches vers les points du programme en faisant en sorte que les élèves avancent sur des choses importantes et ne se laissent pas distraire par des détails (travail superflu sur un point peu pertinent, trop de perfectionnisme sur l’aspect visuel du projet, etc.)
    • Difficultés rencontrées : Dès les premières séances quelques élèves éprouvent des difficultés à s’intégrer dans le travail de groupe : certains, absents à la première séance, sont mis à l’écart (involontairement) par les autres membres du groupe qui avancent et d’autres élèves, habituellement « consommateur » n’adhèrent pas au projet. Ils papillonnent pendant les premières séances.

Le travail est au début coopératif : il y a une répartition des tâches devant « l’ampleur » du travail à accomplir.
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Cependant, dès la fin de la première séance, des phases de collaboration en classe s’organisent : ils se réunissent spontanément en début et en fin de séance pour s’expliquer ce qu’ils ont trouvé, ils critiquent les recherches, les présentations des uns et des autres, reformulent ensemble des paragraphes…
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De plus, ces périodes de collaboration font émerger de nouvelles interrogations, et permettent au groupe de proposer des recherches à mener pour les séances prochaines.

Pour favoriser la collaboration entre les membres du groupe, il fallait trouver une stratégie pour « les forcer » à prendre connaissances du travail réalisé par les autres membres du groupe à chaque séance, et surtout de le comprendre. Pour cela, à chaque début de séance, individuellement, les élèves répondent à un petit questionnaire (quelques QCM et quelques questions à réponse courte) qui interroge sur l’ensemble des connaissances qui devront être maitrisées à la fin du projet. A chaque séance, le même questionnaire est donné (il est aussi disponible sur l’ENT Lilie). Le but étant pour l’élève d’être capable de faire mieux qu’à la séance précédente grâce aux recherches effectuées par tout le groupe (ce qui a été le cas pour tous les élèves) et de maîtriser l’ensemble des connaissances à la fin du projet.

  • Séance n°5 : Travail de construction et de rédaction de l’argumentation.

 Conclusion

L’ampleur de la tâche à accomplir à favoriser la collaboration entre les élèves. Des problèmes (pas uniquement dans les tâches « simples » à accomplir) ont permis aux élèves de se questionner ensemble sur ce qu’ils faisaient et pourquoi ils le faisaient. L’investissement des élèves a été très satisfaisant au fur et à mesure des séances (malgré la durée du projet sur 5 semaines). A la 4e séance (dernière séance de recherche), de l’interaction entre les 3 groupes de travail a eu lieu en classe. Ils vont par exemple critiquer les modes de communication choisi (graphiques construits sous Excel par exemple : « Votre échelle de temps est trop petite, c’est pour ça que vous ne voyez pas de variation de la température vous… »)
La production finale a été de qualité pour les 6 groupes concernés. Les élèves ont apprécié travailler de façon autonome sur ce projet.

 

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