Planter des idées: activités sur le changement climatique pour l école primaire Teach article

Traduit par Camille Ducoin. Sue Johnson, de l'Institut d'Éducation de l'Université de Londres, présente le projet 'Plant Scientists Investigate' (Les Botanistes Enquêtent), ainsi que trois activités sur les plantes pour les enfants d'école primaire: comparer les concentrations de dioxyde…

Les Botanistes Enquêtent: à l’école et au jardin

Le projet ‘Plant Scientists Investigate’ a permis à des jardins botaniques et écoles primaires avoisinantes de travailler ensemble entre 2005 et 2007. Venus d’Autriche, Bulgarie, Italie et Royaume-Uni, des enseignants, chefs d’établissements, membres de commissions scolaires nationales, ainsi que des éducateurs travaillant dans des jardins botaniques, ont développé ensemble des outils pédagogiques basés sur la démarche d’inquisition.

Les activités développées incitent les enfants à travailler comme des scientifiques, en utilisant leur capacité de raisonnement, en pratiquant au maximum la discussion de groupe et en exprimant leurs propres questions et idées. Par les observations qu’ils ont faites, les expériences et les modèles qu’ils ont réalisé, les élèves ont acquis une compréhension plus profonde des plantes; ils ont appris à expliquer leurs idées et à utiliser des arguments plus efficaces en présentant leurs travaux.

Le site Internet du projet ‘Plant Scientists Investigate’^w1 est divisé en quatre thèmes: la préservation, l’art, la nourriture et les expériences sur la croissance des plantes. Du matériel pédagogique prêt à l’emploi a été conçu pour travailler sur ces sujets, afin de palier les différences de connaissances entre enseignants qui ont été constatées lors d’un sondage en début de projet. Les activités peuvent être réalisées indépendamment, et leur contenu est aisément adaptable pour une large tranche d’âges. Tout le support nécessaire peut être téléchargé sur le site.

Le dioxyde de carbone dans l’air que l’on expire

En bref

Les enfants devraient déjà savoir que l’air qu’ils expirent est moins riche en oxygène que l’air frais. Avec cette expérience, ils peuvent vérifier qu’il y a plus de dioxyde de carbone dans l’air expiré que dans l’air inspiré, en utilisant un indicateur coloré.

But

Comprendre que l’air expiré par les gens contient davantage de dioxyde de carbone que l’air inspiré.

Durée

1 h 20 min

Matériel pour chaque groupe

• 2 récipients en verre
• 2 pailles
• 1 pompe à vélo
• Une éprouvette contenant de la potasse dissoute (KOH à 10%)
• Une éprouvette contenant un indicateur coloré (solution de phénolphtaléine)
• Pipette
• Photocopies des feuilles d’activités No 1 et 2^w2
• Le film disponible sur le site du projet ‘Plant Scientists Investigate’^w3 (facultatif)

Savoir-faire

• Travail précis avec une pipette et des produits chimiques
• Observation

Mots clés

• Air expiré
• Dioxyde de carbone
• Oxygène
• Air inspiré

Liens interdiscipinaires

Mathématiques

Déroulement de l’activité

1. Séparez les enfants en deux groupes et distribuez la feuille d’activité No1^w2. Pour représenter la composition de l’air, les enfants colorient les différents constituants de l’air frais sur la feuille d’activité (voir notes des enseignants). L’oxygène est réduit de 5% dans l’air expiré. Demandez aux enfants de réfléchir à ce qui remplace l’oxygène manquant, et comment ils pourraient tester leurs idées. Les scientifiques peuvent utiliser des appareils ultra-spécialisées pour les tests réalisés en laboratoire, mais nous pouvons utiliser des outils plus basiques.
2. Dites aux enfants que l’expérience suivante permet de déterminer s’il y a plus de dioxyde de carbone dans l’air expiré. Un indicateur coloré montrera l’augmentation de la concentration de dioxyde de carbone dans le liquide.
3. Demandez aux enfants de résumer les deux découvertes qu’ils ont faites grâce à cette expérience.
4. Complétez le dessin en ajoutant l’air frais.
5. Discutez avec les enfants des résultats de l’expérience: ils devraient permettre de conclure qu’il y a plus de dioxyde de carbone dans l’air expiré que dans l’air frais.
6. Demandez aux enfants de réfléchir au moyen de faire entrer l’air frais dans le second bocal. Faites-les travailler par groupes de deux pour trouver des idées, avant que la classe dans son ensemble ne décide de ce qu’il faut faire. Distribuez la feuille d’activité No2^w2 et les pompes à air. Les enfants doivent pomper de l’air frais pour le faire entrer dans le second bocal. Remarque: la couleur ne changera pas (ou très peu).
7. Les enfants effectuent maintenant la première partie de l’expérience. Discutez de ce qu’il se passe et pourquoi.
8. Avant de réaliser l’expérience, les enfants doivent discuter de ce qu’ils cherchent à déterminer: si l’air expiré contient plus ou moins de dioxyde de carbone que l’air frais. La solution rose (phénolphtaléine) change de couleur quand elle est au contact de dioxyde de carbone.
9. Demandez aux enfants de suivre les instructions sur l’usage des indicateurs colorés, données sur la feuille d’activité.
10. Passez en revue avec les enfants les mesures d’hygiène et de sécurité. Comme ils travailleront avec des produits chimiques, il est important qu’ils procèdent avec précaution et précision. S’il y a un reste de liquide dans la pipette, il faut le déverser dans le récipient. On peut ensuite distribuer les tubes contenant les produits chimiques.
11. Si les enfants utilisent une pipette pour la première fois, montrez-leur comment faire en prélevant de l’eau, et en la relâchant goutte à goutte.
12. Distribuez le matériel nécessaire (mis à part les produits chimiques et les pompes).

Notes des enseignants

Un film montrant le déroulement de cette activité est disponible sur les site internet Plantscafe, dans la mediathèque^w3.

L’air frais est constitué d’azote (78%) et d’oxygène (21%), avec 1% d’autres gaz (parmi lesquels le dioxyde de carbone). L’oxygène est nécessaire pour tous les processus de combustion, qu’ils concernent la mèche d’une bougie allumée ou la nourriture brûlée dans les cellules vivantes.

Hygiène et sécurité

La solution de KOH à 10% est corrosive: elle ne doit pas entrer en contact avec la peau ni les yeux. Les enfants doivent porter des gants; sans quoi cette partie de l’activité doit être effectuée seulement par l’enseignant. Le règlement sur le contrôle des substances nocives pour la santé doit être appliqué. Une fois l’expérience terminée, les solutions contenues dans les bocaux peuvent être jetées dans l’évier.

Pour la préparation et la méthodologie de l’expérience, voir les feuilles d’activités No1 et 2^w2.

Explications

La solution de KOH est légèrement alcaline, ce qui colore l’indicateur en rose. Le dioxyde de carbone expiré produit un acide carbonique dans l’eau: la solution alcaline devient acide (changement de la valeur du pH). La solution rose devient alors incolore à mesure que l’air est expiré dans la solution.

Ma consommation d’oxygène

En bref

Cette activité montrera aux enfants quelle est la surface d’espace vert nécessaire pour produire l’oxygène consommé chaque jour par une personne.

But

• Établir la relation entre notre consommation quotidienne d’oxygène et la quantité de végétation nécessaire pour produire ce volume d’oxygène.
• Comprendre que toutes les plantes vertes produisent de l’oxygène.
• Comprendre l’importance des forêts tropicales et des plantes aquatiques pour maintenir l’équilibre des gaz dans l’atmosphère.

Durée

30 min

Matériel

• Corde
• Bâtons

Mots clés

• Plantes
• Humains
• Oxygène
• Dioxyde de carbone
• Forêts tropicales
• Plantes aquatiques
• Atmosphère

Liens interdisciplinaires

Mathématiques

Déroulement de la séance

1. Allez avec les enfants auprès d’une pelouse ou d’un autre espace vert. Demandez-leur s’ils savent quelle quantité d’oxygène nous consommons chaque jour.
2. Expliquez que des études ont montré que les humains ont besoin, en moyenne, de 360 litres d’oxygène par jour.
3. Passez en revue ce que les enfants ont appris jusqu’ici sur la façon dont les plantes produisent l’oxygène (ce dont elles ont besoin pour la photosynthèse). Insistez sur le fait que toutes les plantes vertes produisent de l’oxygène.
4. Les enfants doivent deviner quelle surface de pelouse permet de couvrir les besoins en oxygène d’une personne. Dites-leur de délimiter la surface correspondante à l’aide de la corde.
5. Expliquez qu’une surface de pelouse d’environ 3 m² fournit l’oxygène nécessaire à un être humain. Chaque groupe doit alors marquer sa propre surface de pelouse, afin de visualiser la quantité de plantes nécessaire pour couvrir sa consommation d’oxygène.
6. Quelle est la surface nécessaire pour produire assez d’oxygène pour toute la classe?
7. Discutez des questions suivantes:
   • Humains et animaux vivent dans des villes où il n’y a pas beaucoup d’espaces verts. Comment se fait-il qu’ils puissent respirer?
   • Que se passe-t-il en hiver, quand beaucoup d’arbres perdent leurs feuilles?
   • Comment pouvons-nous respirer la nuit, alors que la lumière est nécessaire à la production d’oxygène?
   • Les forêts tropicales et les plantes aquatiques (algues) vivant dans les océans produisent suffisamment d’oxygène pour maintenir l’équilibre des gaz présents dans l’atmosphère. Forêts tropicales et plantes aquatiques sont les poumons de la Terre. Que se passerait-il si les forêts et les algues mouraient à cause de la pollution?

Une nouvelle piste de ski?

En bref

Cette activité met les enfants dans une situation de la vie courante, où s’opposent la préservation des plantes et le développement économique. Les enfants jouent le rôle de citoyens d’un village alpin, où des plans de nouvelles pistes de ski menacent une zone riche en biodiversité. Dans ce jeu de rôles, les enfants exercent leur aptitude à discuter de problèmes complexes, à examiner les “pour” et les “contre”, et à prendre des décisions; en même temps, ils apprennent à accepter qu’il faut souvent faire des compromis.

But

• Résoudre des problèmes complexes, et aider les enfants à accepter le fait que les compromis sont souvent nécessaires.
• Comprendre que les extinctions sont un phénomène lié aux activités humaines, mais que les humains peuvent aussi aider à la protection des espèces menacées.

Durée

2 h

Savoir-faire

• Raisonnement
• Résolution de problèmes
• Argumentation
• Capacités de communication

Matériel

• Matériel de jeu de rôles (téléchargeable en ligne^w4)
• Cartes de personnages (téléchargeables en ligne^w4)
• Étiquettes autocollantes
• Crayons de couleurs
• Feuille d’activité No3^w5
• Papier au format A2

Mots clés

• Biodiversité
• Impact des activités humaines
• Gestion du territoire

Liens interdisciplinaires

• Éducation personnelle, sociale et éducation à la santé
• Citoyenneté
• Expression, langage spécialisé, slogans (styles d’écriture)
• Art

Déroulement de la séance

Une nouvelle piste de ski?

Cette activité est un jeu de rôles, mettant en scènes différents personnages d’une société: le maire, des gérants d’hôtels, des botanistes, un constructeur de pistes de skis, des gardes forestiers. Le débat concerne le développement économique dans les zones rurales: ici, la construction d’une nouvelle piste de ski. L’histoire complète, des cartes de personnages et des instructions pour le déroulement du jeu peuvent être téléchargées depuis la médiathèque du site Internet Plantscafe^w3.

1. Donnez à chaque enfant une carte décrivant son rôle, au moins un jour avant le déroulement de l’activité afin de lui laisser le temps d’entrer dans la peau du personnage. Veillez à distribuer les rôles en tenant compte de leurs niveaux de difficulté.
2. Chaque enfant écrit le nom de son personnage sur une étiquette qu’il porte durant le jeu.
3. Les enfants s’assoient en demi-cercle, pour représenter un vrai débat public.
4. Le maire organise la réunion, au cours de laquelle chaque personnage présente ses arguments pour ou contre la construction d’une nouvelle piste de ski. Le maire doit garantir l’ordre, et laisser parler tous les représentants.
5. Du fait de la complexité des problèmes discutés, le maire convoque un référendum pour lequel chaque personnage a une voix.
6. Avant la réalisation du vote, chaque groupe doit faire campagne afin de convaincre les citoyens de voter en faveur de sa cause. Des affiches ou tracts sont distribués, et les représentants doivent avoir le temps de les lire.
7. Un vote à bulletins secrets est effectué.
8. Le résultat du vote est annoncé par le maire. Si le nombre de voix est égal pour les deux camps, la voix du maire emporte la décision.
9. Tout le monde discute du résultat.
10. Les enfants remplissent la feuille d’activité No3^w5 afin de résumer leurs opinions.