Biologie 20
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Sciences Biologie 20, 30 Programme d'études pour le secondaire ISBN 1-894116-74-7 2000 Ce document est conforme à la politique de rédaction non sexiste adoptée par le ministère de l'Éducation de la Saskatchewan : le masculin et le féminin y sont utilisés en alternance d'une section à l'autre Remerciements Le ministère de l'Éducation de la Saskatchewan tient à remercier de leur contribution professionnelle et de leurs conseils les membres suivants du Comité consultatif sur les programmes de sciences : Membres actuels du Comité consultatif : Glen Aikenhead Professeur de didactique des sciences Université de la Saskatchewan Ray Rystephanick Adjoint au doyen, Faculté des sciences Professeur de physique Université de Regina Ingrid Benning Enseignante Commission scolaire de Saskatoon no 13 William Shumay Directeur Commission scolaire catholique de Swift Current no 11 Isabelle Campeau Enseignante Commission scolaire de Regina no 4 Ron Steer Professeur de chimie Université de la Saskatchewan Ross Derdall Commissaire (SSTA) Commission scolaire d'Outlook no 32 Peter Stroh Enseignant Commission scolaire catholique de St-Paul no 20 Shannon Dutson Directrice adjointe Commission scolaire de Potashville no 80 James Taylor Enseignant Commission scolaire de Saskatoon no 13 Wayne Kiel Directeur Commission scolaire de Buffalo Plains no 21 Ernest Toth Adjoint au directeur de l'éducation (LEADS) Commission scolaire de Buffalo Plains no 21 Dorothy Morrow Commissaire (SSTA) Commission scolaire de Nipawin no 61 Lyle Vinish Adjoint exécutif Fédération des enseignants et enseignantes de la Saskatchewan Saskatoon Larry Mossing Enseignant Commission scolaire de Regina no 4 Randy Wells IMEAC La Ronge Anciens membres du Comité consultatif : Frank Bellamy, Joan Bue, Mary Hicks, George Huczek, Vlademir Murawsky, Lynn Phaneuf, Bill Toews. De plus, le ministère de l'Éducation de la Saskatchewan désire reconnaître la contribution de nombreuses autres personnes à l'élaboration de ce programme d'études : • le Comité interne de programmation pour les sciences; • divers conseillers et contractuels du ministère; • les enseignants et enseignantes participant à la mise à l'essai; • le personnel des écoles participant à la mise à l'essai. Ce document a été élaboré par la Direction des mathématiques et des sciences naturelles, Direction des programmes et de l'enseignement, ministère de l'Éducation de la Saskatchewan, et traduit et adapté par le Bureau de la minorité de langue officielle du ministère de l'Éducation de la Saskatchewan. Biologie 20, 30 – Remerciements – P. i Avant-propos Le renouvellement des programmes d'études en Saskatchewan est basé en grande partie sur le rapport Directions de 1984. L'intérêt suscité par les recommandations pour un nouveau tronc commun continuera à grandir avec l'implantation des programmes destinés à préparer les élèves au XXIe siècle. Les sciences sont un des domaines d'étude obligatoires. Elles incorporent les apprentissages essentiels communs, la dimension adaptation (ou pédagogie différenciée) et les autres initiatives reliées au tronc commun. Il faudra beaucoup de collaboration entre tous les individus et les groupes qui consacrent leurs efforts à atteindre, dans toutes les écoles de la Saskatchewan, l'objectif de l'alphabétisme scientifique. Les enseignants et enseignantes de sciences sont un élément clé du processus de changement. P. ii – Biologie 20, 30 – Table des matières Table des matières Remerciements.................................................................................................................................................................... i Avant-propos...................................................................................................................................................................... ii Introduction ....................................................................................................................................................................... 1 Philosophie, finalité et buts du programme de sciences ........................................................................................................ 1 Finalité et buts ..................................................................................................................................................................... 1 Documents connexes............................................................................................................................................................ 2 Les facteurs de l'alphabétisme scientifique ........................................................................................................................... 2 Comment utiliser ce programme d'études............................................................................................................................. 2 Vue d'ensemble du programme ............................................................................................................................................ 5 L'approche STSE dans l'enseignement des sciences ............................................................................................................. 6 Comment utiliser les ressources ........................................................................................................................................... 6 Enseignement, évaluation et buts des sciences...................................................................................................................... 7 Les apprentissages essentiels communs................................................................................................................................ 8 Comment incorporer les apprentissages essentiels communs à l'enseignement de la biologie................................................ 8 Politique en matière d’égalité des sexes.............................................................................................................................. 10 Les perspectives et le contenu indiens et métis ................................................................................................................... 10 Les douze principes de la philosophie indienne.................................................................................................................. 11 L'invitation des Anciens..................................................................................................................................................... 12 Les approches pédagogiques .............................................................................................................................................. 13 L'apprentissage à base de ressources ................................................................................................................................. 14 L'évaluation...................................................................................................................................................................... 15 Pourquoi doit-il y avoir évaluation?.................................................................................................................................... 15 La démarche d'évaluation .................................................................................................................................................. 15 L'évaluation des progrès de l'élève ..................................................................................................................................... 16 Liste de référence des méthodes d'évaluation...................................................................................................................... 16 L'évaluation de l'élève en biologie...................................................................................................................................... 16 La consignation des données.............................................................................................................................................. 18 L'évaluation du programme ............................................................................................................................................... 18 L'évaluation du programme d'études .................................................................................................................................. 19 L'organisation du programme ......................................................................................................................................... 20 Les installations et l'équipement ........................................................................................................................................ 20 La sécurité ......................................................................................................................................................................... 20 Les lentilles de contact....................................................................................................................................................... 23 La sécurité au sens large .................................................................................................................................................... 23 Comment se débarrasser des produits chimiques ................................................................................................................ 23 Comment organiser une excursion ..................................................................................................................................... 24 Formulaire d'autorisation pour excursion ........................................................................................................................... 26 Facteurs de l'alphabétisme scientifique........................................................................................................................... 27 Aperçu global des programmes d’études de sciences .......................................................................................................... 27 Explication des facteurs qui sous-tendent les aspects de l'alphabétisme scientifique............................................................ 30 Instruments de mesure et feuilles de travail pour l’évaluation ....................................................................................... 45 Planification d’une unité.................................................................................................................................................. 77 Guide pour la planification dune unité ............................................................................................................................... 79 L'étude de l'écologie et l'analyse d'un écosystème – Unité modèle pour l'unité 2 : organisation de l'écologie...................................................................................................... 80 Biologie 20, 30 – Table des matières – P. iii Biologie 20 et 30 ............................................................................................................................................................... 93 Biologie 20,30 : Introduction ............................................................................................................................................. 95 Schémas conceptuels.......................................................................................................................................................... 95 Vue d'ensemble de l'unité................................................................................................................................................... 96 Biologie 20........................................................................................................................................................................ 99 Unité 1 – Introduction à la biologie.................................................................................................................................. 101 Unité 2 – Organisation de l'écologie................................................................................................................................. 107 Unité 3 – Diversité de la vie............................................................................................................................................. 117 Unité 4 – Botanique agricole de la Saskatchewan............................................................................................................. 123 Unités facultatives............................................................................................................................................................ 130 Biologie 30...................................................................................................................................................................... 131 Unité 1 – Fondement chimique de la vie .......................................................................................................................... 133 Unité 2 – Structure et fonction des cellules....................................................................................................................... 139 Unité 3 – Génétique......................................................................................................................................................... 144 Unité 4 – Systèmes animaux ............................................................................................................................................ 149 Unité 5 – Évolution.......................................................................................................................................................... 155 Unités facultatives............................................................................................................................................................ 160 Annexes .......................................................................................................................................................................... 161 Annexe A – « Deux formes du savoir »............................................................................................................................ 163 Annexe B – Lignes directrices de l'Association nationale des enseignants et enseignantes de biologie pour l'utilisation d’animaux vivants....................................................................................... 165 Annexe C – Lignes directrices pour l'utilisation responsable des animaux en classe ......................................................... 167 Annexe D – Excursion dans une prairie-parc ................................................................................................................... 168 P. iv – Biologie 20, 30 – Table des matières Introduction Philosophie, finalité et buts du programme La philosophie et l'esprit sous-jacent au renouveau de l'enseignement des sciences se reflètent non seulement dans la finalité et les buts du programme, mais aussi dans les documents élaborés pour étayer les nouveaux programmes, ainsi que dans les programmes de formation professionnelle élaborés et utilisés pour leur implantation. De plus, la philosophie de l'enseignement des sciences est étroitement liée au concept de tronc commun qui se retrouve dans le document Directions. La science en tant que corps de connaissances et processus d'investigation va au-delà de la compréhension de lois abstraites et de principes que l'on trouve dans la nature. Avec les sciences, on pénètre dans le royaume de la technique et des sciences appliquées. De solides connaissances en science permettent d'apprécier le rôle important que jouent les progrès technologiques. Celui ou celle qui a de bonnes bases en sciences peut comprendre les applications qu'on en fait en agriculture, en ingénierie, en médecine et dans d'autres domaines scientifiques. Dans une société qui repose sur l'information et dont les membres se préoccupent de questions aussi complexes et générales que la protection de l'environnement, la manipulation génétique, la prolifération de systèmes d'armement de haute technologie, il est plus que jamais urgent et nécessaire d'avoir des citoyens et des citoyennes qui soient alphabètes scientifiquement parlant. Même s'il est difficile de trouver des solutions au genre de problèmes mentionnés ci-dessus, la science montre la voie à suivre pour comprendre et aborder ces problèmes. Elle offre une vision du monde qui, quand on la considère avec d'autres visions du monde, responsabilise la société et lui donne le pouvoir de prendre des décisions éclairées et rationnelles reposant sur différentes façons de réfléchir aux problèmes. Grâce à quelques scientifiques dévoués dont le leadership est exemplaire, des questions qui préoccupaient sérieusement la société ont mobilisé l'attention du public. Des valeurs bien assimilées et clairement définies doivent étayer les décisions que l'on prend dans le domaine scientifique. Il faut insister sur les principes moraux fondamentaux tels que le respect pour la dignité humaine, le respect pour toute forme de vie, la protection de l'environnement, le besoin de promouvoir la paix et la compréhension parmi tous les peuples de la terre et bien d'autres principes de justice naturelle. Dans un monde où les progrès scientifiques et technologiques ont amené la création d'armes nucléaires (avec le danger potentiel que cela représente pour la vie humaine), une prise de décision claire et dictée par la raison s'impose en science. Tout bien considéré, prendre des décisions rationnelles dans un monde apparemment irrationnel est la responsabilité morale d'une société instruite et bien informée. Bien que la science ne prétende pas apporter de réponses à tous les problèmes humains complexes, elle fournit les connaissances, les talents et les attitudes nécessaires pour commencer à attaquer ces problèmes de façon unique. Finalité et buts Le but principal du programme de sciences de la maternelle à la 12e année est de développer l'alphabétisme scientifique. Mais en quoi consiste ce dernier? Pour la Saskatchewan, on le trouvera défini dans les Aspects de l'alphabétisme scientifique qui sont les fondements du programme rénové (Hart, 1987). L'élève qui participe activement au nouveau programme de sciences peut désormais : • comprendre la nature de la science et des connaissances scientifiques; la science est une façon unique d'acquérir un savoir; • comprendre et appliquer correctement concepts, principes, lois et théories scientifiques et saisir leurs interactions avec la société et l'environnement; • se servir des procédés d'investigation scientifique pour résoudre des problèmes, prendre des décisions et approfondir sa compréhension des choses; • développer de nombreuses habiletés scientifiques et technologiques; beaucoup ont trait à la mesure; • se comporter avec les divers aspects de la société et de l'environnement d'une manière qui soit conforme aux valeurs qui sous-tendent la science; • développer une manière unique de considérer la technologie, la société et l'environnement à la suite de l'enseignement qu'il ou elle a reçu et continuer sa vie durant à maintenir cet intérêt et cette attitude. Chacun de ces aspects se compose de facteurs qui sont à la base du programme d'études de sciences. Ces facteurs de l'alphabétisme scientifique sont définis et illustrés à partir de la page 27. On les trouve aussi dans chaque unité obligatoire, ainsi que dans Sciences : Programme cadre dans l'optique du tronc commun (ministère de l’Éducation de la Saskatchewan, 1991). L'étude des sciences devrait aider les élèves à mieux comprendre le monde qui les entoure. L'objectif n'est pas que les élèves répètent les termes employés par les enseignants et enseignantes et les scientifiques pour décrire le monde, bien qu'ils et elles puissent le faire, mais qu'ils et elles créent eux-mêmes leurs propres schémas conceptuels de ce qui les entoure dans la vie de Biologie 20, 30 – Introduction – P. 1 tous les jours. Les élèves doivent se rendre compte que ces concepts et les schémas qui expliquent comment ces concepts sont reliés entre eux sont expérimentaux et doivent être remis en question et révisés grâce à la démarche d'enquête. Documents connexes Le ministère de l'Éducation de la Saskatchewan a élaboré les documents suivants pour appuyer le programme de sciences au secondaire : Sciences : Programme cadre dans l'optique du tronc commun (ministère de l’Éducation de la Saskatchewan, 1991) renferme des sections importantes sur la philosophie et la façon de penser sur lesquelles repose l'enseignement des sciences, ainsi que sur la planification des cours de la maternelle à la 12e année. Certaines sections du document seront aussi utiles aux administrateurs et administratrices, aux enseignants et enseignantes-bibliothécaires. Sciences : Biologie 20, 30, Chimie 20, 30, Physique 20, 30 : Liste de ressources, qui contient une liste de ressources qu'on peut utiliser pour enrichir le programme de biologie et pour favoriser l'apprentissage à base de ressources. Les facteurs de l'alphabétisme scientifique On recommande à la personne qui doit utiliser ce programme d'études de prendre connaissance du document intitulé Sciences : Programme cadre dans l'optique du tronc commun. Il fournit des renseignements sur les facteurs de l'alphabétisme scientifique. À partir de la page 27 de Sciences : Biologie 20, 30 : Programme d’études pour le secondaire, figurent la liste de ces facteurs, leur définition et des exemples de cas où ces facteurs sont importants ou peuvent être développés. Il est possible de développer en biologie un grand nombre de facteurs qui composent les aspects de l'alphabétisme scientifique. Tous les élèves n'aborderont pas ces facteurs avec les mêmes connaissances. Certains ne sauront que des rudiments, d'autres seront plus avancés. Il incombera donc à l'enseignant ou l'enseignante d'adapter le cours afin de tenir compte des différences. Pour pouvoir traiter du plus grand nombre de facteurs possible et pour se concentrer sur ceux qui ont été moins développés, il faut que l’enseignant ou l’enseignante possède une connaissance approfondie de chaque facteur et sache bien planifier et analyser ses cours. Lors de cette dernière opération, il doit se pencher sur ce qui s'est passé pendant le cours, identifier ce qui a été vu et ce qui doit être revu, selon les champs d'intérêt, le niveau de P. 2 – Biologie 20, 30 – Introduction compréhension, la force et les besoins de ses élèves. L'enseignant ou l'enseignante doit tracer des schémas conceptuels et vérifier les rapports entre les buts, les facteurs et les objectifs. On trouvera dans la section du présent document « Planification d'une unité », des renseignements généraux et spécifiques sur la planification d'une unité et d'une leçon. Le programme de sciences de la maternelle à la 12e année pour les écoles de la Saskatchewan permet de développer les connaissances, les habiletés et les valeurs qui constituent les facteurs de l'alphabétisme scientifique. Ce sont ces facteurs qui guident le contenu notionnel de Sciences : Biologie 20, 30 : Programme d’études pour le secondaire. Comment utiliser ce programme d'études Toutes les unités obligatoires ont la même structure et commencent avec une vue d'ensemble qui résume l'unité et fournit des indications sur la philosophie sous-jacente. On trouvera dans la section se rapportant aux facteurs de l'alphabétisme scientifique à développer, la liste de ceux sur lesquels on mettra l'accent dans chaque unité. Libre aux enseignants et enseignantes d'insister sur les facteurs qu'ils estiment les plus appropriés dans une unité, qu'ils figurent sur la liste ou non. Cette section indique que les facteurs sont importants et qu'on doit en tenir compte lors de la planification de l'unité. Cela ne veut pas dire qu'on doive se limiter à ces seuls facteurs. Ces facteurs peuvent être considérés comme les objectifs généraux principaux de chaque cours de science. La section qui traite des objectifs généraux de la biologie et des apprentissages essentiels communs définit ce que l'élève doit être capable d'accomplir dans le cours de Biologie 20 et dans le cours de Biologie 30. La formulation de ces objectifs rappelle qu'un des buts premiers du programme de biologie est l'intégration des apprentissages essentiels communs à l'enseignement des sciences. Ces objectifs généraux, comme leur nom l'indique, ne donnent que les grandes lignes. Étant donné que les objectifs des apprentissages essentiels communs s'acquièrent tout au long de la scolarité, il est possible que certains élèves aient déjà acquis les rudiments d'un concept dans un cours de sciences des années précédentes ou dans d'autres domaines d'étude. Il faut alors les encourager à approfondir les concepts recommandés pour l'année scolaire, ainsi que ceux que l'on juge convenir à cette unité. Les objectifs généraux de biologie donnent une vue d'ensemble de l'unité. Ils lui donnent sa structure et son orientation générale. Quant aux objectifs spécifiques, qui servent à atteindre chacun des objectifs généraux, on ne les mentionne que pour suggérer ce qui peut être fait pour y arriver. L'enseignant ou l'enseignante peut alors choisir parmi les objectifs indiqués, ou développer, de préférence avec les élèves, d'autres objectifs jugés appropriés pour la classe. C'est en étudiant attentivement ces objectifs spécifiques que l'on peut incorporer la pédagogie différenciée (dimension adaptation) et atteindre les objectifs généraux des sciences et les objectifs des apprentissages essentiels communs. Ce n'est pas l'enseignement du contenu spécifique des unités de biologie qui prédomine, mais c'est le développement de l'alphabétisme scientifique. Comme pour tous les cours de sciences de la maternelle à la 12e année, l'objectif premier du cours de biologie est le développement des facteurs qui sous-tendent les sept aspects de l'alphabétisme scientifique. modifier les stratégies d'enseignement. Ou alors, utiliser cette période pour l'orthopédagogie, le soutien pédagogique ou le renforcement. Chaque méthode, employée seule ou avec d'autres, est acceptable. On trouvera des idées supplémentaires dans le document Approches pédagogiques : Infrastructure pour la pratique de l'enseignement (Ministère de l'Éducation, 1993). Des activités de prolongement peuvent également être l'occasion de mettre en pratique la pédagogie différenciée. Sciences : Biologie 20, 30 : Programme d'études pour le secondaire est un programme d'études unique élaboré dans le but de répondre aux goûts et aux besoins des élèves et du personnel enseignant. Plusieurs unités de Biologie 20 et de Biologie 30 sont obligatoires (voir la figure 1, page 5). Elles servent à développer un contenu, un processus et des valeurs. Les élèves ne seront pas alphabètes sur le plan de la science si on n'insiste pas sur tous ces domaines. L'ordre dans lequel les sujets seront présentés est laissé à la discrétion des enseignants et des enseignantes. On leur conseille vivement d'organiser les sujets de manière créative; par exemple, de modifier l'ordre dans lequel les sujets sont développés, ou d'intégrer plusieurs sujets. Les traits saillants du schéma conceptuel (Webbing Highlights) et le schéma conceptuel qui l'accompagne, sont un encouragement à «revisiter» des sujets déjà couverts et ils seront signalés par le terme «schéma conceptuel» à côté de l'unité en question. Le renforcement des notions déjà vues, permet d'insister sur la nature intégrée des connaissances au sein de catégories utiles, bien qu'artificielles. La section sur le schéma conceptuel devrait constituer un point de départ pour faire découvrir aux élèves d'autres liens possibles et les leur souligner. L'approche STSE (science - technologie - société environnement) permet d'encourager le raisonnement critique et l'alphabétisme scientifique. Chaque unité devrait donner l'occasion d'évaluer les technologies actuelles et de se poser des questions du style : Quelle est la valeur de ces technologies sur le plan scientifique? De quelle façon est-ce qu'elles affectent les citoyens à un niveau local ou planétaire? Il n'est pas toujours possible d'apporter des réponses définitives et parfois les sujets eux-mêmes portent à controverse. Les enseignants et enseignantes ne devraient pas fourvoyer les élèves, mais ils devraient partir des valeurs et des préoccupations de la communauté où ils vivent et faire émerger à un niveau conscient les idées qui seront utiles aux élèves quand, à leur tour, ils apporteront leur contribution à la société. Il existe plusieurs manières d'incorporer la pédagogie différenciée à la biologie. On pourra par exemple Biologie 20, 30 – Introduction – P. 3 Une leçon de biologie peut s'avérer excellente pour mettre l'accent sur plusieurs facteurs de l'alphabétisme scientifique, ainsi que sur les objectifs généraux communs à la biologie et aux apprentissages essentiels communs. Une autre leçon peut ne traiter que de quelques facteurs seulement et d'un ou deux objectifs généraux. Pour utiliser efficacement le temps d'instruction, l'enseignant ou enseignante devrait analyser sa leçon avant de la présenter pour s'assurer que les facteurs appropriés et les objectifs généraux seront développés au maximum. La diversité et la souplesse de ce programme d'études encouragent les changements dans le rôle de l'enseignant, la variété des activités destinées aux élèves et l'utilisation de l'apprentissage à base de ressources. Sciences : Biologie 20, 30, Chimie 20, 30, Physique 20, 30 : Liste de ressources offre des ressources spécifiques. Il n'existe pas de ressource unique qui, à elle seule, puisse couvrir toutes les unités obligatoires du programme d'études. C'est pourquoi il faudra que les enseignants et enseignantes choisissent dans diverses ressources des activités et un contenu qu'ils intégreront afin que le programme soit complet et basé sur les activités. La section « Activités et idées pour des projets » suggère diverses approches, permettant ainsi au programme de biologie de répondre aux besoins des élèves. Pendant la phase de la mise à l'essai, des suggestions ont été faites concernant des activités qui pourraient faire partie de cette section du programme d'études. On trouvera des ressources dans Sciences : Biologie 20, 30, Chimie 20, 30, Physique 20, 30 : Liste de ressources. On sera fidèle aux objectifs du programme d'études de biologie dans la mesure où les activités servent de point de départ à l'apprentissage. Toutes les activités et les idées mentionnées dans les unités obligatoires de ce programme d'études ne sont pas à faire. Il est de loin préférable que des activités choisies par l'enseignant ou l'enseignante et prises dans la liste de ressources ou dans d'autres sources aussi nombreuses que possible soient intégrées pour constituer un programme complet. C'est à l'enseignant ou l'enseignante de décider de l'ordre dans lequel présenter les activités et les enquêtes « Activités suggérées et idées pour des projets de recherche ». P. 4 – Biologie 20, 30 – Introduction Vue d'ensemble du programme La figure ci-dessous montre en quoi consiste le programme de biologie. Figure 1 Unités obligatoires de Biologie 20 1. Introduction Durée minimale 2. Organisation de l'écologie 25 heures 3. Diversité de la vie 25 heures 4. Botanique agricole de la Saskatchewan 15 heures * Unités facultatives Temps restant Unités obligatoires de Biologie 30 Durée minimale 1. Fondement chimique de la vie 10 heures 2. Structure et fonction des cellules 10 heures 3. Génétique 20 heures 4. Systèmes animaux 20 heures 5. Évolution 15 heures * Unités facultatives Temps restant 7 heures N.B. Pour pouvoir suivre le cours de Biologie 20 et celui de Biologie 30, il faut avoir suivi des cours de sciences de la maternelle à la 10e année. Il n'est pas nécessaire d'avoir suivi Biologie 20 pour suivre Biologie 30. Toutefois, les élèves qui ont l'intention de suivre Biologie 30 doivent avoir des capacités intellectuelles au-dessus de la moyenne. Chaque crédit au secondaire équivaut à 100 heures d'enseignement. * Voir pages 130 et 160. Biologie 20, 30 – Introduction – P. 5 L'approche science-technologie-sociétéenvironnement (approche STSE) dans l'enseignement des sciences L'approche science-technologie-société-environnement (approche STSE), qui est recommandée pour l'enseignement des sciences de la maternelle à la 12e année, diffère de celle qui était utilisée traditionnellement. L'idéal est d'étudier un sujet par le biais de la description d'une application. Pour mieux comprendre la notion scientifique d'application, il faut développer des connaissances et des habiletés, ainsi que des activités qui donnent un but aux connaissances et aux habiletés nouvellement acquises. Ou alors, après avoir discuté de l'application, on peut faire des activités qui servent à développer les connaissances et les habiletés nécessaires à la compréhension de l'application. Les flèches de la figure 2 indiquent les nombreux cheminements qui vont de la description d'une application à la décision finale. Figure 2 L'approche science-technologie-société-environnement dans l'enseignement des sciences Comme cela a été indiqué précédemment, il n'existe pas de ressource unique pour Sciences : Biologie 20, 30 : Programme d’études pour le secondaire. Pour faciliter une approche à base de ressources, l'utilisation de nombreuses ressources, au lieu d'un seul manuel, est fortement conseillée. Il se peut que les enseignants et les enseignantes veuillent poursuivre, en 11e et en 12e année, l’étude de certains sujets de 10e année. Il serait bon de coordonner les efforts de tout le personnel enseignant pour sélectionner les ressources. Des méthodes d'enseignement qui mettent l'accent sur le travail de groupe et développent les capacités d'apprentissage autonome permettent d'utiliser des ressources limitées de façon productive. Une approche à base de ressources nécessite une planification à long terme et une coordination dans le cadre de l'école, de la commission scolaire ou de la division scolaire. L'administration de l'école, les enseignants, les enseignantes, les enseignantes et enseignants-bibliothécaires et les autres personnes engagées dans le processus doivent participer activement à la planification Un enseignement qui mise sur le travail d'équipe et développe l'autonomie chez les élèves permet d'utiliser des ressources limitées de façon productive. Se référer à Approches pédagogiques: Infrastructure pour la pratique de l'enseignement (Ministère de l'Éducation de la Saskatchewan, 1993) et à La dimension adaptation (ou pédagogie différenciée) dans le tronc commun (Ministère de l'Éducation, de la Formation et de l'Emploi de la Saskatchewan, 1993). Comment utiliser les ressources Les ressources présentées dans Sciences : Biologie 20, 30, Chimie 20, 30, Physique 20, 30 : Liste de ressources faciliteront l'apprentissage à base de ressources. Les enseignantes et les enseignants devraient prendre en considération les suggestions et les recommandations contenues dans ce document. Ils pourront également utiliser d’autres ressources. P. 6 – Biologie 20, 30 – Introduction Enseignement, évaluation et buts des sciences Stratégies d'enseignement Quelques méthodes d'enseignement importantes pour l’enseignement des sciences (voir p. 22, Approches pédagogiques : Infrastructure pour la pratique de l'enseignement) Quelques méthodes d'évaluation qui y correspondent (voir p. 50, Évaluation de l'élève : manuel de l'enseignant) Enseignement direct • • • Démonstrations Exposé Vue d'ensemble • • Schéma conceptuel, formation de concepts, acquisition de concepts Enquête Résolution de problèmes • Enseignement indirect • • • • • • Apprentissage expérientiel • • • • Expériences Excursions Élaboration de modèles Simulations • • • • Étude indépendante Enseignement interactif • • • • • Enseignement assisté par ordinateur Comptes rendus (essais) Devoirs Projets de recherche • • • • Remue-méninges Apprentissage coopératif Discussion Groupes de laboratoire • • • • • • Évaluation individuelle, évaluation de groupe (autoévaluation, co-évaluation) Items à réponse courte (tests et examens) Aspects des facteurs de l'alphabétisme scientifique (voir la p. 27 du présent programme) B, E Évaluation individuelle, évaluation de groupe : présentations Tests oraux Évaluation de la performance Travaux écrits AàD Évaluation individuelle, évaluation de groupe : évaluation de la performance, travaux écrits Auto-évaluation, coévaluation orale Habiletés techniques B, C, E Évaluation de la performance Dossiers de l'élève Présentations Tests Travaux écrits Tous Évaluation individuelle, évaluation de groupe : tests oraux Travaux écrits Tous Les fiches anecdotiques, grilles d'observation et échelles d'appréciation peuvent être utilisées comme méthodes de consignation des données dans toutes les catégories. Quelques variables de la pédagogie différenciée Programme d'études • Concepts • Contenu • Ressources • Évaluation Enseignement • Stratégies, méthodes et habiletés • Rythme individuel et échéances • Rétroaction, modification et réflexion Les apprentissages essentiels communs (AEC) Environnement pédagogique • Environnement en classe • Groupement • Soutien • Disposition de la classe La biologie présente beaucoup d'occasions d'intégrer à l'enseignement les apprentissages essentiels communs Biologie 20, 30 – Introduction – P. 7 (AEC). Grâce à cette intégration, l'élève comprendra mieux la matière et sera mieux préparé à ses études ultérieures jusqu'en 12e année et au-delà. La décision de se concentrer sur un ou plusieurs AEC dans une leçon relève des besoins et des capacités de chaque élève, et des exigences de la matière. Dans une unité, chaque apprentissage essentiel commun doit être développé de façon optimale. Il est important d'intégrer les AEC de façon authentique. Certaines matières peuvent présenter l'occasion d'acquérir les connaissances, valeurs, habiletés et démarches contenues dans tous les apprentissages essentiels communs. Dans d'autres cas, la nature de la matière ne permet l'exploitation que d'un seul AEC. Les apprentissages essentiels communs devraient être exploités et évalués dans le contexte des matières. C'est pourquoi les objectifs des AEC se trouvent parmi les objectifs généraux pour la matière dans la vue d’ensemble des unités. Puisque les apprentissages essentiels communs ne sont pas distincts et indépendants les uns des autres, les efforts pour atteindre les objectifs de l'un pourraient contribuer à l'acquisition des objectifs d'un ou de plusieurs autres. Par exemple, bon nombre de démarches, habiletés, connaissances et capacités nécessaires à la communication, à l'analyse numérique et à la créativité et au raisonnement critique sont également indispensables à l'initiation à la technologie. L'intégration des apprentissages essentiels communs à l'enseignement a des répercussions sur l'évaluation pédagogique. Si l’enseignant ou l’enseignante encourage l'élève à faire preuve de raisonnement critique et à exercer sa créativité pendant l'étude d'une unité, il faut créer pour celle-ci des instruments de mesure qui exigent de l'élève l'exercice de ces mêmes capacités. Examens ou devoirs devraient permettre de montrer la compréhension des concepts importants de l'unité, ainsi que la façon dont ils sont reliés entre eux ou reliés à un apprentissage antérieur. Les questions peuvent être posées de façon qu'une preuve ou des raisons accompagnent les explications de l'élève. L'évaluation pédagogique de la matière doit s'adapter à l'intégration et à l'incorporation des apprentissages essentiels communs. Il est prévu que l'enseignante ou l'enseignant tirera parti des propositions qui figurent dans ce programme d’études, ainsi que de sa réflexion personnelle, pour mieux incorporer les apprentissages essentiels communs à la biologie. Dans le présent programme d’études, on se sert des symboles suivants lorsque l'on fait référence aux apprentissages essentiels communs : AUT apprentissage autonome COM communication P. 8 – Biologie 20, 30 – Introduction CRC créativité et raisonnement critique NUM initiation à l'analyse numérique TEC initiation à la technologie VAL capacités et valeurs personnelles et sociales Comment incorporer les apprentissages essentiels communs à l'enseignement de la biologie Le programme de sciences de la maternelle à la 12e année fait entrer en jeu le développement des facteurs de l'alphabétisme scientifique. Son but principal est d'intéresser les élèves et de leur permettre de comprendre les sciences. L'enseignant ou l'enseignante doit planifier ses cours de façon à y incorporer les apprentissages essentiels communs. Lors de la planification de la leçon, il doit penser à la façon dont cela peut se faire. Pourquoi ne pas partir des facteurs de l'alphabétisme scientifique, des objectifs généraux des sciences et des objectifs des apprentissages essentiels communs? Les relations science-technologie-société-environnement (aspect D) facilitent l'initiation à la technologie. Les onze facteurs de l’alphabétisme scientifique contenus dans l'aspect D sont développés en 10e année. Dans cet aspect, la technologie est abordée de façon à être placée dans un contexte social. On y explique aussi les rapports entre la science et la technologie, les effets de la technologie sur la société, la science et l'environnement. La technologie devient alors bien plus que les gadgets et les « bidules » auxquels on l'associe trop souvent. La plupart des sujets de Biologie 20 et Biologie 30 peuvent être structurés de façon à développer l'initiation à la technologie. L'aspect E, c'est-à-dire les habiletés scientifiques et techniques, permet aussi l'initiation à la technologie. S’il est possible de se servir, à l'heure actuelle, de nombreuses techniques dans le domaine des sciences, c'est grâce au matériel et aux instruments nés des progrès de la technologie. Leurs effets sur la vie quotidienne et sur l'environnement sont très importants. D’autres facteurs de l'alphabétisme scientifique qui touchent de près ces apprentissages essentiels communs permettent d'aborder l'initiation à l'analyse numérique. On peut nommer les facteurs suivants : la nature empirique de la science (A5), la quantification (B8), la probabilité (B19), la justesse (B21), la mesure (C5), l'utilisation des nombres (C7), l'utilisation des mathématiques (C17) et savoir utiliser des relations quantitatives (E13). Pour qui comprend les sciences, l'importance de l'analyse numérique est évidente. La résolution de problèmes se prête bien au développement de l'analyse numérique. Il en est de même pour toutes les autres applications quantitatives, qui sont très nombreuses. Il faut donc donner aux élèves de nombreuses occasions de trouver des façons de mesurer, de noter, de manipuler, d'analyser et d'interpréter les quantités. Aligner simplement des nombres dans des formules obscures n'est pas suffisant. Il faut que les élèves apprécient l'importance de l'information numérique dans le monde des sciences. On peut aussi développer d'autres habiletés connexes, comme apprendre à estimer, à évaluer, à arrondir, à classifier, à calculer et à utiliser des chiffres significatifs et une notation scientifique. La nature publique et privée de la science (A1) montre l'importance fondamentale de la communication dans les sciences. Les scientifiques partagent leurs découvertes. Cela requiert l’utilisation du langage puisqu’ils et elles doivent faire des rapports écrits et oraux. Lorsque les élèves explorent des principes scientifiques importants et en discutent dans leurs propres mots, ils et elles apprennent à mieux communiquer. C'est pourquoi on doit renforcer toutes les habiletés qui permettent de communiquer efficacement. Les valeurs qui sous-tendent la science (aspect F), les intérêts et attitudes en matière scientifique (aspect G) permettent aux élèves de développer leurs capacités et valeurs personnelles et sociales. En acquérant les facteurs qui composent ces deux aspects de l'alphabétisme scientifique, ils et elles peuvent avoir une attitude positive vis-à-vis de la science. Ces aspects touchent le domaine affectif. D'autres facteurs, comme la coopération (C4), le côté humain des scientifiques et des technologues (D2), et la nature de la science qui est reliée à l'être humain/à la culture (A9), viennent renforcer les capacités et les valeurs personnelles et sociales. Un programme de sciences axé sur les activités permet de développer la créativité et le raisonnement critique. Les procédés d'investigation scientifique comportent, entre autres, la formulation d'hypothèses (C8), l'expérimentation (C16), l'observation et la description (C3), l'inférence (C9). Ils mènent à des conclusions, permettent de formuler des lois scientifiques, de tester des théories, etc. Toutes ces activités demandent des processus mentaux de niveau élevé. Les élèves peuvent aussi développer leur créativité et leur raisonnement critique en analysant des sujets portant à controverse, car cela les oblige à étudier des points de vue contradictoires. Au fur et à mesure qu'ils et elles acquièrent une base de connaissances et commencent à former leurs propres valeurs, ils et elles développent aussi leurs propres capacités et valeurs personnelles et sociales. En mettant l'accent sur l'utilisation de toute une gamme de méthodes d'enseignement, le programme d’études Sciences : Biologie 20, 30 : Programme d’études pour le secondaire encourage l'apprentissage autonome. En accordant moins d’importance aux cours magistraux traditionnels, les enseignants et les enseignantes forcent les élèves à assumer la responsabilité de leur propre apprentissage. Ces derniers jouent un rôle plus actif, tandis que l'enseignant ou l'enseignante n'est là que pour faciliter l'apprentissage. Il est parfois possible d'assimiler certains contenus scientifiques à des apprentissages essentiels communs bien précis; ce n'est malheureusement pas souvent le cas. En effet, ces apprentissages dépendent moins du contenu que de la démarche. Ce sont les stratégies d'enseignement, que l'enseignant ou l'enseignante va choisir en planifiant soigneusement sa leçon et son unité, qui déterminent les apprentissages essentiels communs à développer et l'importance à leur donner. L'essentiel est de savoir que l'incorporation des apprentissages essentiels communs peut avoir un énorme impact sur les élèves. N'importe quel apprentissage essentiel commun peut être développé dans de nombreux sujets de sciences. Décider lesquels développer et l'importance à leur accorder dépend des buts du programme d'études, des objectifs généraux traités dans l’unité, ainsi que des objectifs spécifiques propres au sujet. Il est possible d’enseigner une leçon de différentes façons; de même, il y a de nombreuses façons d’incorporer les apprentissages essentiels communs. L'important, c'est que les enseignants et enseignantes les développent efficacement, en songeant à ce qui intéresse leurs élèves et à leurs besoins précis. Ce qu'il y a de bien, c'est qu'incorporer les apprentissages essentiels communs aux sciences, comme d'ailleurs à n'importe quel autre domaine d’étude, peut se faire de façon dynamique et souple. L'enseignant ou l'enseignante change ses techniques au fur et à mesure que changent les besoins de ses élèves. Politique en matière d’égalité entre les sexes Le ministère de l'Éducation de la Saskatchewan s'est engagé à fournir une éducation de qualité à tous les élèves de la maternelle à la 12e année. Il est reconnu que des attentes fondées essentiellement sur le fait que l'élève est du sexe masculin ou du sexe féminin limitent le plein épanouissement de l’élève. Pour réaliser l'égalité entre les sexes, il faut réduire les préjugés sexistes qui limitent la participation et les choix des élèves. Certains préjugés et certaines pratiques ont disparu, mais d'autres demeurent. L'école, qui a visé l'égalité des chances pour les garçons et les filles, doit maintenant faire un effort pour permettre l'égalité des avantages et des résultats. Il incombe à l'école de créer un milieu scolaire exempt de tout préjugé sexiste et d’éliminer les attentes et les attitudes liées au sexe des élèves. On atteint ce but en Biologie 20, 30 – Introduction – P. 9 favorisant une meilleure compréhension de la question et en utilisant des ressources et des méthodes d'enseignement non sexistes. Il faut encourager les filles et les garçons à examiner toute la gamme des options à la lumière de leurs aptitudes, capacités et intérêt, plutôt que par rapport à leur sexe. Les programmes d'études de la province tiennent compte de la diversité des rôles et de la gamme des expériences, des comportements et des attitudes qui s'offrent à tous les membres de la société. Ce programme d'études veut assurer un contenu, des activités et des méthodes d'enseignement impartiaux quant au sexe, et rédigés dans un langage inclusif. Les enseignants et enseignantes peuvent ainsi créer un milieu exempt de préjugés permettant aux filles et aux garçons de partager toutes les expériences et d'avoir les mêmes possibilités de cultiver pleinement leurs capacités et leurs talents. Les perspectives et le contenu indiens et métis Il est question de l'intégration aux programmes d'études des perspectives et du contenu indiens et métis dans plusieurs documents, dont Directions, Five Year Action Plan for Native Curriculum Development et Indian and Metis Education Policy from Kindergarten to Grade XII. Ils s'accordent tous pour faire une recommandation capitale : « Le ministère de l'Éducation de la Saskatchewan reconnaît le caractère unique des Indiens et des Métis, et leur place unique et légitime dans la société contemporaine et historique. Le ministère reconnaît que les programmes d'études doivent être modifiés pour mieux répondre aux besoins des Indiens et des Métis et que ces modifications seraient dans l'intérêt de tous les élèves. » L'inclusion des perspectives indiennes, métisses et inuites est dans l'intérêt de tous les élèves dans une société pluraliste. Voir sa culture représentée dans tous les aspects du milieu scolaire permet aux enfants d'acquérir un sentiment positif d'appartenance au groupe. Le choix de ressources relatives aux Indiens, aux Métis et aux Inuits stimule chez les élèves autochtones des expériences significatives et développe chez tous les élèves une attitude favorable à l'égard des Indiens, des Métis et des Inuits. Cette prise de conscience de sa propre culture et de celle des autres favorise le développement d'une image de soi positive, favorise l'apprentissage, permet de mieux comprendre la société pluraliste qu'est le Canada et soutient les droits de la personne. En Saskatchewan, les élèves indiens, métis et inuits viennent de divers milieux socioculturels (Grand Nord, milieu rural et milieu urbain). Les éducateurs et P. 10 – Biologie 20, 30 – Introduction éducatrices ont besoin de cultiver leurs connaissances des autres cultures pour mieux comprendre cette diversité. Les enseignants et enseignantes des élèves d'origine autochtone sont avantagés lorsqu’ils ont des connaissances en sociolinguistique appliquée, en théorie de l'apprentissage de la langue première et de la langue seconde, et des variétés dites « standard » et « non standard » de l'anglais. Il faut que les enseignants et enseignantes utilisent diverses stratégies d'enseignement qui tiennent compte des connaissances, cultures, styles d'apprentissage et points forts des élèves autochtones. Pour une mise en œuvre efficace de tous les programmes d'études, il faut des adaptations qui seront sensibles aux besoins de ces élèves. En Saskatchewan, il incombe aux enseignants et enseignantes d'intégrer aux unités appropriées suffisamment de contenu relatif aux Indiens, aux Métis et aux Inuits et de prévoir des ressources qui présentent les perspectives authentiques de ces peuples autochtones. Les enseignants et enseignantes doivent également évaluer toutes les ressources pour voir si elles contiennent des préjugés, et apprendre aux élèves à les dépister. En résumé, le ministère de l'Éducation de la Saskatchewan s'attend à ce que les programmes d'études et les ressources : • présentent une image positive des Indiens, des Métis et des Inuits; • renforcent les convictions et les valeurs des peuples indiens, métis et inuits; • comprennent des questions contemporaines aussi bien qu'historiques; • reflètent la diversité des Indiens, des Métis et des Inuits au point de vue droit, politique, société, économie et région géographique. Les douze principes de la philosophie indienne tirés de l'Arbre sacré Lors d'une conférence tenue à Lethbridge en Alberta en décembre 1982, des Anciens, des chefs spirituels et des professionnels indiens venus de toutes les régions du Canada ont défini les éléments fondamentaux qu'ils considéraient communs à toutes les philosophies indiennes du Canada. Ces éléments sont à la base des travaux entrepris à l'Université de Lethbridge, le Projet de développement des quatre mondes (« Four Worlds Development Project »). Bien que ces éléments philosophiques soient de nature historique, ils continuent à faire partie de la vision du monde des peuples indiens et métis à l'époque contemporaine. 1. L'approche holistique. Tout est relié. Tout dans l'univers fait partie d'un tout unique. Tout est lié de certaine façon à autre chose. Il n'est donc possible de comprendre une chose que si l'on comprend comment cette chose est liée au reste. 2. 3. 4. 5. L'évolution. Toute la création est en état d'évolution constante. La seule chose qui soit toujours la même, c'est que tout passe par des cycles de changements qui se répètent. Une saison suit l'autre. Les êtres humains naissent, vivent leur vie, meurent et entrent dans le monde des esprits. Tout évolue. Les choses subissent deux sortes de changements, car les choses se font (la formation) et elles se défont (la désagrégation). Ces deux sortes de changements sont nécessaires et sont toujours liées les unes aux autres. Ce que l'on voit et ce que l'on ne voit pas. Le monde physique est réel. Le monde spirituel est réel. Ce sont deux aspects de la même réalité. Et pourtant, ce sont des lois distinctes qui régissent l'un et l'autre. Toute violation des lois spirituelles peut affecter le monde physique. Toute violation des lois physiques peut affecter le monde spirituel. Une vie équilibrée respecte les lois de ces deux dimensions de la réalité. Les êtres humains ont une dimension spirituelle et une dimension physique. le mental le spirituel le physique l'affectif 7. 8. Les êtres humains peuvent toujours acquérir de nouveaux talents au prix d'efforts. Le peureux peut devenir courageux, le faible, fort et intrépide, la personne insensible peut apprendre à se soucier des sentiments des autres et la personne matérialiste peut acquérir la capacité d'introspection et écouter sa voix intérieure. Le processus que l'être humain utilise pour développer ces nouvelles qualités peut être appelé « l'apprentissage véritable ». Il existe quatre dimensions de « l'apprentissage véritable ». Ces quatre aspects de la nature de chaque personne sont reflétés dans les quatre points La dimension spirituelle du développement humain peut être envisagée comme un ensemble de capacités liées entre elles. La première, c'est la capacité d'être sensible à des réalités qui n'ont pas d'existence matérielle, comme les rêves, les visions, les idéaux, les enseignements, les objectifs et les théories spirituels, et d'intégrer ces réalités dans notre vie. Les changements arrivent par cycles ou selon des constantes. Ils n'arrivent pas au hasard ou accidentellement. Il est parfois difficile de voir en quoi un changement donné est lié à tout le reste. Cette difficulté s'explique ordinairement par le fait que notre point de vue (la situation à partir de laquelle nous considérons le changement) limite notre capacité de voir clairement. Le cercle de l'Esprit 6. cardinaux du cercle de l'Esprit. Ces quatre aspects de notre être se développent par l'exercice de la volonté. On ne pourra dire qu'une personne a fait un apprentissage complet et harmonieux si ces quatre dimensions de son être n'ont pas été impliquées dans le processus. La deuxième, c'est la capacité d'accepter ces réalités comme le reflet (sous forme de représentation symbolique) d'un potentiel inconnu ou non réalisé nous permettant de faire quelque chose ou d'être quelque chose de plus ou de différent de ce que nous sommes à l'heure actuelle. La troisième, c'est la capacité d'exprimer ces réalités immatérielles à l'aide de symboles, comme ceux du langage, des arts ou des mathématiques. La quatrième, c'est la capacité d'utiliser cette expression symbolique pour orienter notre action future, c'est-à-dire nos efforts pour transformer en réalité vivante ce qui n'apparaissait auparavant que comme une possibilité. 9. Les êtres humains doivent prendre une part active à la réalisation de leur propre potentiel. 10. La porte que nous devons tous franchir, si nous voulons nous dépasser, ou être différents, est la porte de la volonté. Il faut qu'une personne décide de faire le voyage. La voie a une patience infinie. Elle sera toujours là pour ceux qui décident de la suivre. 11. Quiconque s'embarque pour le voyage du développement personnel (c'est-à-dire s'engage et respecte son engagement) recevra de l'aide. Des guides et des professeurs apparaîtront et des protecteurs spirituels protégeront le voyageur. Le voyageur n'aura pas à subir d'épreuves qu'il n'aura déjà la force de surmonter. 12. La seule cause d'échec du voyage sera si le voyageur manque aux enseignements de l'Arbre sacré. Reproduit avec l’autorisation de : Four Worlds Development Press Projet de développement des quatre mondes Université de Lethbridge 4401 University Drive Biologie 20, 30 – Introduction – P. 11 Lethbridge (Alberta) T1K 3M4 L'invitation des Anciens Il existe dans toutes les cultures des individus qui contribuent de manière unique et précieuse par leurs connaissances à enrichir la société où ils vivent. Ces connaissances peuvent prendre diverses formes et une fois qu'elles sont partagées avec les élèves, elles entraînent ces derniers beaucoup plus loin que les ressources scolaires habituelles. Le rôle de renaissance, de maintien et de préservation des cultures autochtones dépend largement des Anciens. La participation des Anciens au soutien des objectifs des programmes d'études développe, chez les élèves indiens, métis et inuits, une prise de conscience positive de leur identité et contribue à améliorer leur image de soi. Les élèves non autochtones apprennent à connaître, grâce à eux, les cultures autochtones et à y être plus sensibles, ce qui favorise inévitablement une éducation antiraciste. Dans chaque communauté, le protocole qu'il faut suivre, lorsqu'il s'agit de contacter un Ancien et de lui transmettre une requête, varie. Vous pourriez demander de l'aide à ce sujet au Bureau des chefs de district, au Bureau du conseil tribal, au Conseil de bande ou au Comité sur l'éducation d'une réserve près de chez vous. Avant qu'un Ancien ne partage ses connaissances, il est essentiel que vous et vos élèves complétiez le cycle des échanges, en offrant à votre hôte un cadeau approprié, qui exprimera combien vous respectez et appréciez les connaissances que cet Ancien va partager avec vous et vos élèves. Avant que celui-ci ne se rende dans votre classe, il faudra vérifier la nature du cadeau à offrir, car les traditions diffèrent selon les communautés autochtones. En outre, si votre commission ou votre division scolaire rembourse les frais ou offre des honoraires, il serait également approprié de le faire pour l'Ancien qui se rendra dans votre classe. Pour démarrer le processus de dialogue et de participation, la première chose à faire est d'envoyer une lettre au Conseil de bande local demandant la participation de l'Ancien et indiquant le rôle qu'il jouera dans le programme. Le Conseil de bande pourra fournir le nom de personnes possédant les connaissances et les habiletés dont vous auriez besoin. On recommande une consultation préalable avec l'Ancien, au cours de laquelle on lui fera part des attentes et des résultats de l'apprentissage. Partout dans la province, des centres d'accueil (« Friendship Centres ») sont actifs au niveau de la communauté et présentent souvent des ateliers et des activités culturelles, en collaboration avec des Anciens et d'autres personnes-ressources reconnues. Les enseignants et enseignantes et les écoles voudront peut-être contacter les organismes et institutions suivants : P. 12 – Biologie 20, 30 – Introduction Eber Hampton, Président Collège indien fédéré de la Saskatchewan Salle 118, Collège Ouest Université de Regina, Regina SK S4S 0A2 Téléphone : 779-6209 Télécopieur : 584-0955 ehampton@tansi.sifc.edu Brenda Ahenakew, Directrice de l’éducation Conseil tribal de Saskatoon Bureau 200 203, avenue Packham Saskatoon SK S7N 4K5 Téléphone : 956-6145 Télécopieur : 244-7273 bahenakew@sktc.sk.ca Larry Goldade, Directeur de l’éducation Grand Conseil de Prince Albert Case postale 2350 Prince Albert SK S6V 6Z1 Téléphone : 953-7234 Télécopieur : 922-3135 larry@pagc.sk.ca Hugh Reoch, Directeur de l’éducation Conseil tribal de Touchwood/ File Hills Qu’Appelle Case postale 985 Fort Qu'Appelle SK S0G 2Y0 Téléphone : 332-8224 Télécopieur : 332-5597 Derrol LeBlanc, Directeur de l’éducation Conseil tribal de Battleford 1022, 102e Rue North Battleford SK S9E 1A6 Téléphone : 445-9400 Télécopieur : 445-9022 Linda Pelly Landrie, Présidente Centre culturel indien de la Saskatchewan 120, 33e Rue Est Saskatoon SK S7K 0S2 Téléphone : 244-1146 Télécopieur : 665-6520 sicc@home.com Anne Perry, Directrice administrative The Circle Project 2 – 1102, 8e Avenue Regina SK S4R 1C9 Téléphone : 347-7515 Télécopieur : 347-7519 Karen Shmon, Directrice générale Institut Gabriel Dumont 505, 23e Rue Est, 2e étage Saskatoon SK S7K 4K7 Téléphone : 249-9403 Télécopieur : 244-0252 kshmon@gdins.org Don Pinay, Directeur de l’éducation Centre éducatif du Conseil tribal de Yorkton 21, promenade Bradbrooke Nord Yorkton SK S3N 3R1 Téléphone : 782-3644 Télécopieur : 786-6264 Les approches pédagogiques Les facteurs de l'alphabétisme scientifique et le développement des apprentissages essentiels communs sont les fondements des programmes d’études de sciences de la maternelle à la 12e année. Il faut donc que les enseignants et enseignantes se servent de nombreuses approches pédagogiques pour permettre à leurs élèves de développer les notions et les capacités mentionnées dans ces programmes d’études. Le document intitulé Approches pédagogiques : Infrastructure pour la pratique de l’enseignement (ministère de l'Éducation, 1993) permet de comprendre et d'utiliser différentes approches pédagogiques. Le présent programme d'études va aider les enseignants et les enseignantes à utiliser toute une gamme d'approches pédagogiques. On trouvera des informations plus précises sur la façon d'enseigner les sciences à l'aide de diverses stratégies dans le document intitulé Teaching Science Through a Science-Technology-Society-Environment Approach : An Instructional Guide (Aikenhead, 1988). Les verbes contenus dans les objectifs spécifiques des unités obligatoires suggèrent diverses approches pédagogiques et ils indiquent plusieurs procédés d'investigation scientifique : • analyser • classifier • construire • débattre • démontrer • déterminer • développer • discuter • enquêter • estimer • évaluer • examiner • expliquer • • • • • • • exprimer identifier mesurer préparer rechercher tester utiliser L'apprentissage à base de ressources L'enseignement et l'apprentissage à base de ressources permettent aux enseignantes et aux enseignants de favoriser considérablement la formation des attitudes et des capacités nécessaires à l'apprentissage autonome la vie durant. L'apprentissage à base de ressources exige que le personnel enseignant planifie des unités qui intègrent les ressources aux activités de la classe, et enseigne les démarches nécessaires pour découvrir, analyser et présenter l'information. L'apprentissage à base de ressources fait utiliser aux élèves des ressources de toutes sortes : livres, revues, films, vidéos, logiciels et bases de données, objets à manipuler, jeux vendus dans le commerce, cartes, musées, excursions, photos, objets naturels et fabriqués, équipement de production, galeries d'art, spectacles, enregistrements et personnes de la communauté. L'apprentissage à base de ressources est axé sur l'élève. Il lui permet de choisir, d'explorer et de découvrir. On encourage les élèves à faire des choix dans un environnement riche en ressources, où leurs pensées et leurs sentiments sont respectés. Les points suivants aideront l’enseignant ou l’enseignante à tirer parti de l'enseignement et de l'apprentissage à base de ressources : • discuter avec les élèves des objectifs de l'unité ou de l'activité. Mettre en corrélation les habiletés nécessaires à la recherche et les activités de l'unité pour que les habiletés soient enseignées et mises en pratique en même temps. Collaborer avec l'enseignante ou l'enseignant-bibliothécaire, le cas échéant; • planifier longtemps à l'avance avec le personnel du centre de ressources pour s'assurer de la disponibilité de ressources adéquates et pour prendre des décisions au sujet de la répartition de l'enseignement; • enseigner en utilisant diverses ressources pour montrer aux élèves que, comme eux, vous faites une recherche et que vous êtes constamment à la recherche de nouvelles sources de connaissance. Discuter avec les élèves de l'utilisation, au cours de la recherche, d'autres bibliothèques, de ministères, de musées et d'organismes divers de la communauté; Biologie 20, 30 – Introduction – P. 13 • • • • • demander à l'enseignante ou à l'enseignantbibliothécaire, le cas échéant, de préparer des listes de ressources et des bibliographies; encourager les élèves à demander de l'aide s'ils et elles en ont besoin lorsqu'ils font des activités ou des devoirs; aider à planifier des programmes de formation pour apprendre à bien utiliser les ressources, et participer à de tels programmes; faire commander régulièrement des ressources qui appuient les programmes d'études pour enrichir la collection du centre de ressources; souligner, au cours des entretiens avec les collègues, la direction de l'école, les directeurs et directrices de l'éducation, le caractère indispensable du centre de ressources et de son personnel professionnel. P. 14 – Biologie 20, 30 – Introduction L'évaluation Pourquoi doit-il y avoir évaluation? Les recherches pédagogiques actuelles portent essentiellement sur la mesure et l'évaluation. Il est devenu évident, au fur et à mesure que les résultats de ces recherches s'accumulent, qu'il est nécessaire de juger d'une gamme plus vaste d'attributs. Il existe de nombreux moyens pour y parvenir. Ceux-ci doivent être choisis selon les résultats escomptés. L'évaluation Au cours de cette étape, l'enseignant ou l'enseignante examine les données recueillies en tenant compte de considérations pertinentes (la situation particulière de l'élève, le programme d'études, le moment de l'année, la variété des ressources, etc.) afin d'établir un jugement sur les progrès accomplis. L’analyse des données devrait amener à prendre une décision et à élaborer un plan d'action, c'est-à-dire à planifier des activités et des leçons qui favoriseront de nouveaux progrès. Puis, l'enseignant ou l'enseignante fait part des progrès des élèves à ces derniers, aux parents et à l'administration. Le document Évaluation de l'élève : Manuel de l'enseignant (ministère de l'Éducation de la Saskatchewan, 1993) traite des diverses formes d'évaluation. L'évaluation des élèves se fait surtout par la collecte et l'interprétation des données qui indiquent si l'élève progresse. Une évaluation complète tient compte aussi du programme et de l'auto-évaluation de l'enseignant ou de l'enseignante. La réflexion Pour élaborer un plan général d'évaluation, on peut se servir des renseignements contenus dans les documents du ministère de l'Éducation traitant de l'évaluation. Cette étape devrait influencer les évaluations ultérieures : si l'enseignant ou l’enseignante se rend compte qu'en effet, l'évaluation a été faussée par la difficulté de l'élève à comprendre le français et à le parler, il peut revoir le choix du médium utilisé par l'élève au cours des activités d'évaluation (ce choix devrait être guidé par les aptitudes particulières de l'élève, et la décision sur le médium à utiliser peut être prise en concertation avec lui ou elle). La démarche d'évaluation L'évaluation n'est pas une démarche rigoureusement séquentielle, mais plutôt cyclique, à l'intérieur de laquelle on peut observer quatre étapes. La préparation Au cours de cette étape, on définit les objectifs de l'évaluation (c'est-à-dire ce que l'on cherche à évaluer), le contexte de l'évaluation (diagnostique, formative ou sommative) et les critères de jugement; puis on sélectionne une méthode d'évaluation appropriée pour ces circonstances. Ces décisions peuvent être prises en consultation avec l'élève. La mesure L'enseignant ou l'enseignante réfléchit à l'efficacité des étapes précédentes : la technique utilisée correspondaitelle aux objectifs à évaluer? A-t-elle permis de mettre en évidence ce qu’il cherchait à observer? Les difficultés de compréhension et d'expression en langue seconde ontelles faussé l'évaluation? La réflexion devrait également porter sur l'enseignement en général : dans le cas où la majorité des élèves n’a pas réussi, il faut se questionner sur la cause de cet échec. Dans Sciences : Programme cadre dans l'optique du tronc commun, on trouve des questions qui encouragent l'enseignant ou l'enseignante à réfléchir sur l'évaluation de l'élève, sur la planification personnelle et sur la structure du programme d'études. Ces quatre phases sont comprises dans la démarche d'évaluation formative, diagnostique et sommative. Elles sont représentées dans la figure 3 : Figure 3 - La démarche d'évaluation de l'élève Au cours de cette étape, l'enseignant ou l'enseignante élabore ou choisit des instruments de mesure, les utilise et recueille des renseignements sur l'élève en regard des objectifs à évaluer. Il organise et analyse aussi les données pour faciliter leur interprétation, et ensuite il les compare à un point de référence. L’enseignant ou l’enseignante doit tenir les élèves au courant des objectifs évalués et des méthodes utilisées pour la collecte des données, et il doit les évaluer dans le contexte de situations non menaçantes. L'évaluation des progrès de l'élève Biologie 20, 30 – L’évaluation – P. 15 On choisit des instruments de mesure précis pour recueillir les renseignements sur la façon dont les élèves atteignent les objectifs. L'instrument de mesure utilisé dépend des connaissances, des habiletés et des démarches dont doivent faire preuve les élèves. La pertinence des instruments repose donc sur le contenu, sur les méthodes d'enseignement utilisées, sur le niveau de développement des élèves et sur ce que l'on souhaite évaluer exactement. On doit aussi tenir compte de l'environnement et de la culture des élèves. On trouvera ci-dessous une liste de divers instruments de mesure. Ce ne sont que des suggestions, puisque c'est à l'enseignant ou à l'enseignante de faire preuve de jugement professionnel en déterminant ce qui répond le mieux à l'objectif d'une évaluation donnée. Pour de plus amples renseignements sur les différents instruments de mesure et les types d'instruments qu'on peut utiliser pour recueillir et enregistrer des informations sur les progrès des élèves, se référer à Évaluation de l'élève : Manuel de l'enseignant (ministère de l'Éducation de la Saskatchewan, janvier 1993). Liste de référence des méthodes d'évaluation Méthodes d'organisation : Postes de travail, postes d'épreuves Évaluation individuelle Évaluation de groupe Contrats Auto-évaluation, co-évaluation Dossiers de l'élève Méthodes de consignation de données : Fiches anecdotiques Grilles d'observation Échelles d'appréciation Activités continues de l'élève : Travaux écrits Présentations Évaluation de la performance Devoirs Types de tests et examens : Tests oraux Tests de performance Items à réponse élaborée Items à réponse courte Items de type appariement Items à choix multiples Items de type vrai ou faux L'évaluation de l'élève en biologie P. 16 – Biologie 20, 30 – L’évaluation Au début de l'année scolaire, les enseignants et enseignantes se trouvent face à de nouveaux élèves, même si ces derniers les connaissent ou se connaissent déjà entre eux. Ils sont nouveaux dans la mesure où ils vont travailler avec du matériel différent, d'un point de vue différent, dans le cadre d'un système d'interaction en évolution. Les facteurs de l'alphabétisme scientifique et les objectifs spécifiques du programme deviennent alors des critères d'évaluation. Ils sont à la portée de la majorité des élèves, mais il est parfois nécessaire de modifier les attentes et la démarche pour certains élèves. L'enseignant ou l'enseignante doit être conscient que les ressources destinées à un niveau spécifique et les tests standardisés reposent sur ce que l'on juge « normal » ou moyen pour l’élève d’un groupe d'âge donné, ou qu’ils sont souvent conçus pour une partie bien précise de la société. L'enseignant ou l'enseignante qui se sert de tests standardisés évalue comment un élève correspond à des normes culturelles dans une gamme d'habiletés très limitée. Il ou elle doit donc juger les résultats dans un contexte bien précis. Certains élèves ne peuvent pas être jugés selon ces critères. C'est parfois le cas pour les enfants doués qui n'atteignent pas leur maximum parce qu'on accepte qu'ils restent au niveau « moyen » acceptable. La pédagogie différenciée reconnaît qu'il faut tenir compte des besoins de tous les élèves si on veut qu'il y ait enseignement et apprentissage efficaces. Pour évaluer les facteurs de l'alphabétisme scientifique, il est recommandé de choisir des méthodes qui conviennent à la nature du facteur : connaissances (aspects A, B, D), valeurs (aspects F et G) ou capacités (aspects C et E). L’enseignant ou l’enseignante peut évaluer les facteurs de l'alphabétisme scientifique des aspects A à E par la manipulation de connaissances déclaratives. Cependant, il arrive que seules les connaissances déclaratives sont évaluées; c'est par là que pèchent la plupart des méthodes d'évaluation actuelles. Si on les examine de plus près, on s'aperçoit qu'elles ne testent souvent que la mémorisation ou l'application limitée de faits. Même lorsque l'évaluation va plus loin et semble inclure les habiletés, elle ne porte que trop souvent sur la mémorisation de faits. Les élèves méritent d'être évalués sur toutes les habiletés dont ils ou elles peuvent faire preuve. C'est pourquoi le format de l'évaluation doit refléter non seulement les divers styles d'apprentissage des élèves, donc les manières différentes dont ils ou elles peuvent démontrer leur savoir, mais aussi la nature des capacités évaluées. On peut encourager les élèves à effectuer leurs propres évaluations par rapport à leurs résultats antérieurs. Lorsqu'on parle d'évaluation, il peut s'agir d'évaluation orale, écrite ou pratique, ou d'un mélange des trois. Ce sont les exercices pratiques qui permettent d'évaluer le mieux les habiletés et les connaissances scientifiques et techniques (aspect E). Par exemple, savoir lire la température sur un thermomètre n'est pas la même chose que savoir comment s'en servir pour mesurer la température désirée. La meilleure façon d'évaluer jusqu’à quel point l'élève peut accomplir une activité est de l'observer lors de l’activité et de lui poser des questions pénétrantes. Une fois qu'il y a eu observation, on peut alors se servir de fiches anecdotiques, de grilles d'observation et d’échelles d'appréciation pour recueillir les données. Du type d'activités et des questions posées dépendent souvent les réponses des élèves. Si les activités et les questions sont limitées, les réponses le seront aussi. Les activités et les questions qui ne demandent qu'un mot de réponse ou une phrase brève ne testent que la mémorisation de connaissances déclaratives. Si les élèves qui ont formulé un modèle dans un contexte précis pendant une activité scientifique retrouvent le même contexte lors de l'évaluation, la réponse obtenue pourrait n'être qu'un test de connaissances déclaratives et non pas un test de connaissances procédurales et conditionnelles. Il faut donc que l'évaluation ait lieu dans des conditions différentes, pour que ces connaissances soient testées par rapport à une nouvelle série d'événements. Bien enseigner consiste à savoir poser de bonnes questions. Il faut éviter toute question à laquelle l’élève ne peut répondre que par un seul mot. Il est préférable de formuler des questions qui exigent une certaine réflexion, des questions du type : « comment », « pourquoi », « expliquer ». On peut aussi demander de résoudre des problèmes qui développent la créativité et le raisonnement critique. Des questions de ce genre poussent les élèves à utiliser des processus mentaux de niveau élevé. Il n'est pas nécessaire que l'évaluation se fasse uniquement sous forme écrite. On peut demander à l’élève d'interpréter un graphique ou une photographie, ou de répondre oralement à une question. Un format varié répond mieux aux différents styles d'apprentissage des élèves. L'évaluation sommative se fait non seulement à la fin de l'unité sous forme de test ou d’examen dont le format est varié; elle comprend des activités pratiques (pour refléter les connaissances et les habiletés pratiques), l'interprétation de graphiques et de photos ou des résolutions de problèmes. L’évaluation sommative se produit aussi tout au long de l'unité sous forme d'activités. Les tests ou les examens doivent inclure une variété d'items afin de mieux évaluer toutes les connaissances (déclaratives, procédurales et conditionnelles). Les items à choix multiples, les items de type vrai ou faux, les items de type « bouche-trou » n'évaluent généralement que la simple mémorisation des faits. Il faut donc se servir de ces items le moins possible et leur donner moins d'importance dans la notation qu'à des items qui exigent des habiletés de traitement de l'information, tels que les items à réponse élaborée qui encouragent le raisonnement à un niveau plus élevé en impliquant les procédés d'investigation scientifique. Les élèves qui ont de la difficulté à répondre par écrit aux items de test devraient pouvoir le faire oralement. Les activités de l'élève sont aussi valables que les tests et les examens pour l’évaluation sommative. Les projets de recherche peuvent facilement servir à l'évaluation sommative, car ils permettent d’approfondir un sujet et demandent l'utilisation de toute une gamme d'habiletés. Si c'est un projet de groupe, on peut évaluer la participation individuelle en observant la façon dont les membres du groupe agissent entre eux et avec le reste de la classe, ou en demandant aux élèves de s'auto-évaluer. Il y a aussi les centres d'apprentissage qui permettent d’inclure dans l'évaluation sommative la démarche utilisée et le produit atteint par les élèves. Les postes d'épreuves sont particulièrement utiles, car ils permettent aux élèves de montrer leurs habiletés. Pour une évaluation sommative, les présentations orales, le journal de bord et les activités d’expo-sciences sont aussi à considérer. Les valeurs sont difficiles à mesurer et à évaluer. Jusqu'ici, on ne considérait pas les valeurs comme partie intégrante du programme d’études. Les parents et la société demandaient bien aux élèves d'acquérir des comportements et des attitudes acceptables, mais cela se faisait selon un « programme caché » − l'influence des enseignants et enseignantes et de l'école. L'enseignant ou l'enseignante doit encourager ouvertement, à l'heure actuelle, des attitudes et des valeurs précises. Il peut ainsi influencer précisément les résultats, qui doivent alors être évalués. Pour de plus amples informations sur les valeurs, on peut consulter le chapitre 4 d’Introduction aux apprentissages essentiels communs : Manuel de l'enseignant (ministère de l'Éducation de la Saskatchewan, 1988). Il existe de bonnes raisons pour évaluer les attitudes et les valeurs et pour essayer d’encourager les élèves par des méthodes d'enseignement efficaces et par une réflexion individuelle de l'élève. Étant donné que les valeurs indiquées dans les facteurs F et G de l'alphabétisme scientifique sont développées sur plusieurs années, les enseignants et enseignantes doivent présenter les mêmes valeurs chaque année, tout en les approfondissant chaque fois. Ceci aide l'élève à atteindre un niveau où la valeur fait partie intégrante de son caractère. Il est possible alors qu'il continue à la développer dans sa vie adulte. Pendant leur scolarité, les élèves révèlent leurs valeurs et leurs attitudes dans leurs paroles, leurs écrits et leurs actions. On peut se servir de ces trois aspects pour l'évaluation. Lorsqu'on remarque une valeur ou une attitude, pourquoi ne pas la noter! Biologie 20, 30 – L’évaluation – P. 17 La consignation des données Afin de faciliter la collecte des données reliées aux facteurs de l'alphabétisme scientifique, le présent programme d’études offre des feuilles d'évaluation. Il y en a aussi dans les annexes du document Sciences : Programme cadre dans l'optique du tronc commun. Les enseignants et enseignantes les adapteront à leurs besoins. Les enseignants et enseignantes diffèrent souvent dans leur façon de recueillir les données. Certains préfèrent n'avoir qu'une seule feuille d'évaluation portant le nom de tous les élèves (ou d'un groupe d'élèves) en haut de la page et la liste des critères à évaluer sur le côté. Ils remplissent alors la colonne appropriée lorsque l’élève fait preuve d’une habileté donnée. L'enseignant ou l'enseignante doit alors transférer certaines informations dans le dossier individuel de l'élève. D'autres enseignants et enseignantes préfèrent avoir une seule feuille d'évaluation par élève; cette feuille se trouve dans le dossier de l'élève. Elle mentionne les facteurs à évaluer sur le côté, mais peut indiquer en haut de la page les dates des évaluations. Une feuille individuelle de cette sorte illustrera ainsi le développement de l'élève au cours de l'année scolaire. Dans ce cas, l'enseignant ou l'enseignante doit alors transférer les renseignements du dossier individuel dans le livre de classe officiel, conformément aux règlements. Des exemples de ce type de feuille se trouvent dans Sciences : Programme cadre dans l'optique du tronc commun. L'évaluation du programme L'évaluation d'un programme consiste à recueillir et à analyser systématiquement des informations sur certains aspects du programme afin de prendre une décision, ou de communiquer avec d’autres personnes qui ont participé à la prise de décision. L'évaluation du programme peut se faire à deux niveaux : d'une façon relativement simple, en classe, ou d'une façon plus formelle, au niveau de la classe, de l'école, de la division ou de la commission scolaire. Au niveau de la classe, on se sert de l'évaluation du programme pour déterminer si le programme présenté aux élèves répond à leurs besoins et aux buts prescrits par la province. L'évaluation du programme ne se fait pas nécessairement à la fin, mais plutôt de façon continue. Par exemple, si l’enseignant ou l’enseignante s'aperçoit que les élèves ne reçoivent pas bien certaines leçons, ou qu'ils et elles ne montrent pas les connaissances voulues par rapport à une unité d'étude, il devrait s'interroger sur le problème et apporter des changements. En évaluant leurs programmes au niveau de la classe, les enseignants P. 18 – Biologie 20, 30 – L’évaluation et enseignantes deviennent des praticiens et des praticiennes réfléchis. Les informations recueillies lors de l'évaluation du programme aident les enseignants et enseignantes à faire leur planification et à décider des améliorations à apporter. La plupart des évaluations de programme au niveau de la classe sont plutôt informelles, mais elles doivent être faites de façon systématique. Elles doivent comprendre l'identification des problèmes, la collecte et l'analyse des informations, et la prise de décision. L'évaluation formelle du programme doit se faire étape par étape. Il faut identifier le but de l'évaluation, rédiger une proposition, recueillir et analyser les informations, et transmettre les résultats de l'évaluation. L'initiative peut venir d'un enseignant ou d'une enseignante, d'un groupe d'enseignants ou d'enseignantes, du directeur ou de la directrice, du comité du personnel enseignant, de tout le personnel, de la division ou de la commission scolaire. Les évaluations se font généralement en équipe pour bénéficier de l'acquis, de l'expérience et des talents de tous, et pour se partager le travail. On devrait entreprendre régulièrement des évaluations formelles afin de s'assurer que les programmes sont à jour. Pour faciliter les activités d'évaluation formelle d'un programme scolaire, le ministère de l'Éducation de la Saskatchewan a conçu un guide intitulé Saskatchewan School-based Program Evaluation Resource Book (1989), à utiliser avec un ensemble de documents pour le perfectionnement professionnel des enseignants et enseignantes. De plus amples informations sur ces services de soutien sont disponibles au ministère de l'Éducation de la Saskatchewan, au secteur de l'évaluation. L'évaluation du programme d'études Dans les années 90, on a élaboré et implanté de nouveaux programmes d'études en Saskatchewan. En conséquence, il faut savoir si ces nouveaux programmes d'études sont implantés de façon efficace et s'ils répondent aux besoins des élèves. Pour évaluer un programme au niveau provincial, il faut juger de l'efficacité des programmes d'études autorisés dans la province. Pour déterminer si un programme d'études est adéquat, il faut recueillir les informations (phase de mesure), donner son opinion et prendre des décisions au sujet des informations collectées (phase d'évaluation). La raison principale pour l'évaluation d'un programme d'études est de prévoir les améliorations à apporter. Cela peut vouloir dire apporter des changements aux documents ou fournir des ressources et offrir un stage de perfectionnement aux enseignants et enseignantes. Il est entendu que l'évaluation d'un programme d'études doit être un effort de collaboration entre les principaux intervenants dans le domaine de l'éducation de la province. Bien que l'évaluation des programmes incombe au ministère de l'Éducation, elle nécessite cependant la participation d'organismes et de responsables divers du domaine de l'éducation. Par exemple, on peut engager des contractuels pour élaborer des instruments de mesure, demander à des enseignants ou enseignantes de concevoir des tests de mesure, de les valider, de les faire passer, de les noter et d'interpréter les données. La coopération des commissions scolaires ou de la Division scolaire francophone #310 sera nécessaire à la réussite du programme d'évaluation. Pendant la phase de mesure, les informations viendront des élèves, du corps enseignant et de l'administration de l'école. Les informations données par les éducateurs et les éducatrices montreront dans quelle mesure le programme est implanté, ses forces et ses faiblesses, et les difficultés rencontrées lors de l'utilisation. Les informations venant des élèves indiqueront de quelle façon ils et elles atteignent les objectifs proposés, et fourniront des indices sur leur attitude par rapport au programme. Les informations des élèves seront recueillies grâce à diverses méthodes : tests écrits (tests objectifs et ouverts), tests de performance (tests pratiques), entrevues, sondages et observations. Lors de la phase d'évaluation, les informations obtenues devront être interprétées par les représentants des principaux groupes intervenant dans l'éducation, dont le secteur des programmes et de l'évaluation du ministère de l'Éducation de la Saskatchewan, et les enseignants et enseignantes. Les informations recueillies pendant la phase de mesure seront examinées, et les recommandations, faites par un comité spécial, se rapporteront aux domaines dans lesquels on pourra apporter des améliorations. On enverra ces recommandations aux groupes concernés, comme le secteur des programmes et de l'enseignement, les commissions scolaires, la Division scolaire francophone #310, les écoles, les universités, et les organismes d'enseignement de la province. Tous les programmes d'études provinciaux seront évalués. Pour les nouveaux programmes, les évaluations seront faites une première fois pendant leur mise à l'essai et ensuite régulièrement, par rotation. L'évaluation des programmes est décrite de façon plus approfondie dans le document intitulé Curriculum Evaluation in Saskatchewan (Saskatchewan Education, 1991). Biologie 20, 30 – L’évaluation – P. 19 L'organisation du programme Les installations et l'équipement Les installations et l'équipement jouent un rôle important dans un cours de sciences. S'ils sont essentiels, la sécurité, elle, est vitale. Les installations et l'équipement des écoles qui offrent des cours de sciences au secondaire doivent être adéquats pour enseigner les sciences. Étant donné que, dans ce programme, les enseignants et enseignantes seront appelés à se servir de toute une gamme de stratégies d'enseignement, il faudra que les installations se prêtent à diverses activités d'apprentissage. Il faut un laboratoire bien équipé, aménagé pour que les élèves puissent s'y réunir en petits groupes pour discuter, pour faire des activités de laboratoire, en petits groupes ou non, pour assister à des exposés ou à des cours magistraux, pour effectuer des recherches, etc. On peut aussi combiner deux salles ou plus. Un bon laboratoire de sciences (ou toute autre installation se prêtant à un cours de sciences) doit comporter : • deux sorties, éloignées l'une de l'autre; • des dispositifs qui permettent de couper automatiquement l'eau, le gaz naturel et l'électricité; ils doivent être facilement accessibles et fonctionner simplement; • un centre d'activités spacieux où les élèves peuvent travailler sans se gêner ou se bousculer; • un matériel de sécurité visible et accessible à tous; • un système de ventilation qui maintient une pression négative dans le laboratoire; • suffisamment de prises de courant pour ne pas avoir à utiliser de rallonges; les prises doivent être des prises de terre ou être protégées individuellement; • un système d'éclairage de secours; • assez d'étagères pour ne pas avoir à empiler le matériel, à moins que cela ne présente aucun risque; • un meuble séparé pour ranger les produits chimiques par catégories; • un endroit pour ranger les ressources audiovisuelles (les vidéocassettes et audiocassettes), les cartes, les diapositives et les revues scientifiques; • un endroit pour s'occuper des plantes ou des animaux; • un endroit pour ranger les travaux des élèves. L’équipement qui est normalement mis à la disposition des élèves du secondaire sera adéquat pour la majorité des activités de sciences. On trouvera facilement ce qui manque dans un magasin de matériel scientifique. L'équipement et les fournitures utilisés en sciences sont des ressources précieuses. Non seulement ils coûtent de plus en plus cher, mais ils sont indispensables au bon P. 20 – Biologie 20, 30 – L’organisation du programme déroulement des cours de sciences. Un système d'inventaire efficace a sa raison d'être. Il permet à l'enseignant ou à l'enseignante de n'être jamais à court de fournitures, de ne pas commander quelque chose qui est déjà en stock, et de gagner du temps au moment des commandes. Il permet de déterminer rapidement si on a tel ou tel produit. L'inventaire peut aussi être utile pour les assurances. Outre l'inventaire, il faut aussi prêter attention à l'entretien et à l'entreposage. Si l'entretien est fait régulièrement, le matériel sera prêt à servir à tout moment, et il fonctionnera bien. Un espace de rangement adéquat permet de conserver l'équipement en bon état et permet que, seules, les personnes autorisées s'en servent. Les élèves apprennent ainsi que l'équipement et le matériel ne sont pas des jouets et qu'un laboratoire n'est pas une salle de jeux. La sécurité La sécurité dans la salle de classe est d'une suprême importance. On ne peut utiliser au mieux les composantes de l'éducation — ressources, stratégies d'enseignement, installations — que dans une salle de classe ne présentant pas de danger. La sécurité n'est pas qu'une question de bon sens. Pour pouvoir créer un environnement sécuritaire, l'enseignant ou l'enseignante doit être bien renseigné, conscient et prévoyant. La sécurité au laboratoire dépend aussi des élèves. Pour s'informer, lire les documents suivants : Safety in the secondary science classroom. — Washington : National Science Teachers Association, 1978 Adresse : 1742 Connecticut Avenue North West, Washington, D 20009. Prudent practices for handling hazardous chemicals in laboratories. — Washington, DC : National Academy Press, 1981 A guide to laboratory safety and chemical management in school science study activities. — Saskatchewan Environment and Public Safety, 1987 Chaque école devra posséder un exemplaire de Science Safety Manual. Voir dans Sciences : Biologie 20, 30, Chimie 20, 30, Physique 20, 30 : Liste de ressources comment se le procurer. Des stages d'information sur la sécurité sont souvent offerts lors des congrès de professeurs de sciences. On peut aussi trouver des conseils utiles dans les revues qui s'adressent à la profession. Les enseignants et enseignantes peuvent également recevoir d’autres points de vue sur la sécurité lors d'échanges professionnels. • La prise de conscience s'apprend grâce aux enseignants et enseignantes qui insistent sur des mesures de sécurité visibles : extincteur, couverture ignifugée, douche oculaire, affiches sur la sécurité, « cours de sécurité » au début de l'année scolaire, accent mis sur les précautions à prendre avant chaque activité. • • • Il y a proaction lorsqu'on agit à partir de ce qu'on sait et de ce dont on est conscient. Six principes de base régissent l’organisation et le maintien d'une salle de classe sans danger. L’enseignant ou l’enseignante devrait : • Donner l'exemple des mesures de sécurité aux élèves. • Ne pas manquer une occasion de montrer aux élèves comment faire les activités avec toutes les précautions voulues. Bien leur dire également de ne pas oublier ces procédures lorsqu’ils font des expériences à la maison. • Prévenir les accidents en surveillant de près les élèves pendant toute la durée des activités. Faire remarquer que des comportements inacceptables dans la salle de classe, et surtout dans un laboratoire, peuvent mettre en danger toutes les personnes présentes et détruire le climat d'apprentissage pour toute la classe. • Être au courant des allergies ou des problèmes médicaux des élèves. • Placer dans la classe des affiches sur la sécurité, qu’elles aient été achetées ou fabriquées par les élèves. • Suivre un cours de secourisme. Si le traitement d'une blessure dépasse le niveau de compétences de l'enseignant ou de l'enseignante, attendre l'arrivée du médecin. Il est impossible de dresser une liste complète de toutes les mesures de sécurité, car ce serait répéter ce qui a été mentionné précédemment au risque d'oublier quelque chose d'important. Mais c'est faire preuve de négligence que de ne rien faire. On trouvera ci-dessous une liste de points importants pour la sécurité. Cette liste ne diminue en rien la responsabilité de l'enseignant ou de l'enseignante qui doit faire tout ce qui est en son pouvoir pour établir un environnement sans danger. • Inspecter la salle de classe régulièrement, pour s'assurer qu'elle ne présente pas de danger potentiel. • Faire une exposition sur le babillard sur un thème spécifique relié à la sécurité. • Instaurer une règle selon laquelle l'enseignant ou l'enseignante doit être avisé de tout accident qui survient pendant le cours. • En cas d'accident sérieux, envoyer une personne chercher de l'aide auprès d'un expert, d'un professionnel ou d'une tierce personne. Puis, faire ce qui est nécessaire. C'est l'enseignant ou l'enseignante qui est responsable de la situation. • • • • • • • • • • • • • • • Se familiariser avec la politique de la commission ou de la division scolaire en ce qui concerne les accidents. Ne pas donner de conseils de nature médicale. Déplacer la personne blessée aussi peu que possible avant qu'une évaluation complète de la blessure n'ait été faite. Insister pour que les élèves fassent encore plus attention lorsqu'ils travaillent avec du feu dans la salle de classe. Imposer l'utilisation de lunettes de sécurité lorsque les élèves utilisent du feu, des produits chimiques corrosifs ou d'autres produits dangereux. En cas d'incendie, la première responsabilité de l'enseignant ou de l'enseignante est de faire sortir les élèves de la classe. Envoyer une personne spécifique donner l'alarme, puis évaluer la situation et agir en conséquence. Éviter de surcharger les étagères et les rebords des fenêtres. Toujours bien étiqueter les contenants de solides, de liquides et de solutions. Ne pas jeter de morceaux de verre avec les autres déchets. Conseiller aux élèves de ne pas toucher, ni goûter, ni sentir les produits chimiques à moins qu'on ne leur dise de le faire. Garder à portée de la main une trousse de secourisme à laquelle les élèves n'ont pas accès. Savoir comment s'en servir. Chaque laboratoire doit en avoir une. Vérifier régulièrement les interrupteurs automatiques pour le gaz, l'électricité et l'eau afin de s'assurer qu'ils sont en bon état de marche. Vérifier régulièrement le bon fonctionnement du matériel de sécurité : extincteurs, couvertures ignifugées, douches oculaires, lunettes de sécurité, hotte, bouchon antiprojections pour les éprouvettes et écran protecteur. Vérifier le bon état des fils électriques. Les débrancher en tenant bien la prise. S'assurer que les élèves portent des vêtements de sécurité chaque fois que cela est nécessaire : lunettes de sécurité, tablier ou combinaison de protection; s'assurer qu'ils et elles travaillent sous la hotte, etc. Demander aux élèves qui ont les cheveux longs de se les attacher. Demander à tous les élèves de ne pas porter de vêtements amples ou flottants au laboratoire. Demander aux élèves de ne rien goûter, de ne pas manger ni boire, et de ne pas mâcher de gomme au laboratoire. Insister pour que les élèves suivent les procédures recommandées et n’en changent pas sans avoir parlé avec l'enseignant ou l'enseignante. Demander aux élèves de remettre le matériel à sa place. Biologie 20, 30 – L’organisation du programme – P. 21 • • • • • • • • • • • • • • • • Ne pas remettre les produits chimiques ou les solutions dans leur contenant d'origine après usage. Prélever toujours un liquide en se servant d'une pipette munie d'une poire. Ne pas aspirer le liquide. Ne jamais mélanger les acides ou les oxydants à des composés chimiques contenant du chlore (p. ex. eau de Javel). Remplacer les thermomètres à mercure par des thermomètres à alcool. Remplacer les plaques d'amiante par des plaques métalliques ordinaires ou par des plaques de céramique. Surveiller de très près l'utilisation de liquides biologiques humains dans les expériences de laboratoire : ° s'assurer que les élèves n'utilisent que des produits provenant de leur propre corps : sang, salive, cellules épithéliales; ° s'assurer que les élèves n'ont aucun contact avec les liquides corporels des autres élèves; ° n'utiliser que des lancettes à utilisation unique pour les prises de sang et ne les utiliser qu'une seule fois; ° se débarrasser correctement des lancettes immédiatement après usage; ° n'utiliser qu'une seule fois les tampons d'alcool; ° s'assurer que les élèves se lavent soigneusement les mains au savon et à l'eau après avoir manipulé tout liquide biologique. Mettre sous clé les spécimens, le matériel et les instruments de dissection, ainsi que les produits chimiques dont on se sert en biologie. Partir du principe selon lequel tout échantillon recueilli à l'extérieur (eau de mare ou de marécage, plantes, sols, insectes) a été contaminé par des agents pathogènes et le traiter comme tel. Ne jamais faire une culture d’agents pathogènes. Manipuler les récipients contenant des bactéries inconnues comme s'ils étaient contaminés par des agents pathogènes, jusqu'à preuve du contraire. S'assurer du bon fonctionnement des autoclaves. S'assurer qu'il y a une bonne ventilation lorsque les élèves utilisent des spécimens conservés dans du formol ou du formaldéhyde. Soigner correctement les animaux. Consulter, au besoin, un bon livre sur les soins à donner aux animaux. Mettre des gants en caoutchouc et manipuler très soigneusement les hormones de croissance pour les plantes telles la colchicine, l'acide acétique d'indole, l'acide gibbérellique. Mettre sous clé tous les produits chimiques. En restreindre l'accès. Nettoyer rapidement et correctement tout déversement de produits chimiques. Inspecter tous les contenants en verre (béchers, ballons, etc.) pour voir s'ils ne sont pas fêlés ou P. 22 – Biologie 20, 30 – L’organisation du programme • • • • • ébréchés avant de s'en servir pour chauffer des solutions ou des liquides corrosifs concentrés. De nombreuses plantes peuvent renfermer des toxines ou des allergènes. Demander aux élèves de ne ni les goûter ni les toucher. Il incombe à l'enseignant ou à l'enseignante de se familiariser avec les lois fédérales, provinciales et municipales se rapportant à la faune et à la flore. En cas de doute, s'informer. Stocker les produits chimiques par groupes de composés compatibles plutôt que par ordre alphabétique (on pourra ranger un groupe de composés compatibles par ordre alphabétique). Garder sous clé l'équipement électrique (transformateurs électrostatiques, oscilloscopes, tubes à décharge, tubes de Crookes, tubes à effets magnétiques, lasers, tubes à effets fluorescents et sources de lumière ultraviolette). Les tubes à décharge produisent des rayons X qui peuvent pénétrer dans le verre si on utilise des voltages de plus de 10 000 volts. Les lasers peuvent abîmer la vue. Le cristallin de l'œil peut augmenter de 1 000 000 fois l'intensité de la lumière. Elle est donc d'autant plus forte pour la rétine. Pour minimiser les risques, n'utiliser que des lasers ne dépassant pas 0,5 mW : ° n'utiliser les lasers qu'à la lumière normale de façon à ce que les pupilles ne soient pas dilatées; ° s'écarter des faisceaux lumineux primaires ou réfléchis; ° mettre les élèves en garde contre les reflets imprévus. Les lentilles de contact Le port de lentilles de contact peut créer des problèmes, car elles retiennent la poussière et les produits chimiques. Les gaz et les vapeurs peuvent causer une irrigation excessive de l'œil et pénétrer dans le matériau souple de la lentille. Une blessure due à des éclaboussures de produit chimique peut empirer s'il est difficile d'ôter rapidement la lentille et d’administrer les premiers soins. Perdre ou déplacer une lentille à un moment crucial peut poser un problème de sécurité. D'un autre côté, si on porte des lentilles de contact avec des lunettes de sécurité, on ne court pas plus de danger qu'avec des lunettes ordinaires. Les lentilles peuvent même empêcher certains produits irritants de toucher la cornée, et protéger un peu l'œil. The Saskatchewan Association of Optomitrists estime que si l'on porte de bonnes lunettes de sécurité aérées, on ne court pas plus de risques dans un laboratoire, qu’on porte des lentilles ou non. L'Association recommande que : • les enseignants ou enseignantes sachent qui porte des lentilles de contact dans leur classe; • • les enseignants ou enseignantes apprennent à ôter les lentilles de contact, au besoin; les élèves aient accès à un endroit où ils peuvent ôter et nettoyer leurs lentilles de contact, et qu'ils aient une paire de lunettes au cas où ils devraient enlever leurs lentilles. La sécurité au sens large Généralement, quand on parle de sécurité, on entend sécurité physique, bien-être des personnes et, à un moindre degré, sécurité de la propriété personnelle. Mais la sécurité peut très bien englober le bien-être de la biosphère. Les composantes de la biosphère — faune, flore, terre, air et eau — méritent qu'on s'en préoccupe. La sécurité de notre planète et notre avenir dépendent de nos actions et de notre enseignement, qu'il s'agisse de savoir quelles fleurs sauvages on peut cueillir ou de quelle manière se débarrasser des déchets toxiques dans les laboratoires des écoles secondaires. En vertu de la Loi sur les produits dangereux, le Système d'information sur les matières dangereuses utilisées au travail (SIMDUT) régit l'entreposage et la manipulation de produits chimiques dans les laboratoires de sciences. Toutes les commissions scolaires et la Division scolaire francophone #310 doivent se conformer aux dispositions de la loi. Comment se débarrasser des produits chimiques Il faut prendre certaines précautions quand on se débarrasse de produits chimiques : • Toujours diluer les produits chimiques liquides et aqueux des catégories 1 et 2 avant de les verser dans l'évier, puis faire couler l'eau de façon à les diluer encore plus. Se référer à l’ouvrage : Guide to Laboratory Safety and Chemical Management in School Science Study Activities. • Rincer les déchets solides avec de l'eau. Les déchets solides devront être jetés dans un contenant spécial qui sera réservé à cet effet, et non dans la corbeille à papier. Prévenir le ou la concierge de l'existence de ce contenant spécial et l'assurer qu'il ne contient aucun matériel dangereux. Si, pour une raison ou une autre, l'enseignant ou l'enseignante remplace le produit recommandé par un autre, c'est lui qui doit faire des recherches sur la toxicité de ce produit, sur les dangers potentiels qu'il présente et sur la manière convenable de s'en débarrasser. Il faudra suivre les réglementations fédérales, provinciales et municipales sur l'étiquetage, l'entreposage et la manière de se débarrasser des substances dangereuses. Selon le Système d'information sur les matières dangereuses utilisées au travail (SIMDUT) qui a été mis en place, tout employé manipulant des substances dangereuses doit suivre une formation offerte par son employeur. Contacter, pour plus d'information, le Centre canadien d'hygiène et de sécurité au travail ou le ministère Saskatchewan Labour. Comment organiser une excursion Une excursion réussie constitue une expérience d'apprentissage très valable qui permet aux élèves d'appliquer à des situations « réelles » les connaissances acquises en classe. Des excursions donnent également aux élèves l'occasion d'apprendre directement plutôt qu'indirectement, ce qui améliore toujours l'apprentissage. Les excursions sont agréables pour tous ceux qui y participent. Pour réussir une excursion, il faut bien la préparer. Pour ce faire, il faut du temps et de la patience. Vérifier si la commission ou la division scolaire a une politique spéciale à ce sujet. L'approche la plus simple est de traiter cette expérience comme s'il s'agissait de rédiger un article de journal, et de suivre le format habituel des questions pertinentes. Pourquoi emmène-t-on la classe faire une excursion? • Est-ce une activité de sciences ou une activité qui s'intègre à d'autres matières? • Les activités prévues sont-elles des expériences d'apprentissage valables? Qu'est-ce que les élèves vont tirer de l'expérience? Quelles connaissances vont-ils mettre en application? • Les objectifs de l'excursion ont-ils bien été établis? • Les activités et les approches pédagogiques choisies conviennent-elles? • L'enseignant ou l'enseignante et les élèves ont-ils bien fait leur recherche préalable? • L'enseignant ou l'enseignante a-t-il des attentes claires et réalistes concernant le comportement des élèves lors de l'excursion? Où est-il prévu que la classe aille? • L'endroit est-il accessible à tous les élèves? • Faut-il une autorisation des propriétaires ou des responsables pour visiter l'endroit choisi? • L'endroit possède-t-il des installations appropriées (toilettes, aire de pique-nique, abri, installation d'urgence, etc.)? • L'enseignant ou l'enseignante peut-il visiter l'endroit choisi auparavant? • Les endroits où les diverses activités ont lieu sont-ils bien établis? Quand cette excursion aura-t-elle lieu? Biologie 20, 30 – L’organisation du programme – P. 23 • • • • • • • Y a-t-il un moment adéquat pour planifier cette excursion? L'information adéquate sera-t-elle fournie aux élèves avant l'excursion? Y aura-t-il suffisamment de temps après l'excursion pour faire une récapitulation? Les dates choisies risquent-elles de poser des problèmes? Faut-il des vêtements ou des fournitures spéciaux en raison de la date prévue? Des activités de remplacement sont-elles prévues en cas de mauvais temps? Le consentement des parents a-t-il été obtenu? Comment se rendre à l'endroit choisi? • Quel moyen de transport prévoir? • Les moyens de transport appropriés sont-ils disponibles et à un prix raisonnable? • Les élèves pourront-ils étudier pendant le voyage? Combien de temps va durer cette excursion? • Ce temps va-t-il être utilisé de façon efficace? • Y a-t-il trop d’activités à faire pour le temps dont on dispose? En quoi cette excursion affecte-t-elle le reste de l'école? • Faudra-t-il que quelqu'un se charge des tâches supplémentaires de surveillance? • Faudra-t-il demander à d'autres personnes de changer les activités qu'elles ont prévues? • Faudra-t-il prévoir un remplaçant ou une remplaçante? Qui d'autre va participer à l'excursion? • Y a-t-il suffisamment d'adultes pour le nombre d'élèves? • Est-ce que des personnes de la communauté offriront leur expertise? • La classe a-t-elle été divisée en petits groupes? • Les élèves qui seront chefs de groupe, responsables du matériel et des fournitures, ont-ils été choisis? P. 24 – Biologie 20, 30 – L’organisation du programme Ceci peut paraître beaucoup de travail, mais la plupart de ces choses devront être faites avant de partir en excursion. Plus la planification sera détaillée, plus il y aura de chance que l'excursion soit une réussite. Une fois que le travail de préparation a été fait et que les approbations ont été obtenues au niveau de l'administration, approcher les parents et les élèves au sujet de l'excursion. Il est recommandé de donner aux élèves une lettre pour leurs parents qui détaille l'excursion proposée : heure de départ et de retour, endroits visités, personnes responsables de la surveillance, vêtements nécessaires, repas prévu, matériel nécessaire, coût anticipé et activités de remplacement. La lettre peut également inclure une demande d'aide aux parents et un formulaire d'autorisation à rendre à l'enseignant ou à l'enseignante. C'est une bonne idée que l'enseignant ou l'enseignante et la direction signent la lettre avant de l'envoyer aux parents. Un exemple de formulaire d'autorisation se trouve à la page 26. Il faut noter que ce formulaire d'autorisation n'empêche ni l'enseignant ni la commission ou la division scolaire d'être poursuivis en cas d'accident pendant l'excursion. Formulaire d'autorisation pour excursion Date Aux parents ou aux tuteurs : dans le cadre du cours de sciences. Cette La classe de année fera une excursion à excursion donnera à votre enfant l'occasion de bénéficier des expériences suivantes : (donner ici une brève liste des activités prévues). Vous trouverez ci-joint un itinéraire et un horaire des activités prévues lors de l'excursion. Vous êtes priés de les lire attentivement et de contacter l'école si vous avez des questions. Votre enfant devra apporter ce qui suit lors de l'excursion : (liste de ce qu'il faut apporter). Si votre enfant a des besoins spécifiques ou des problèmes d'ordre médical (par exemple des allergies), vous êtes priés de nous le faire savoir. Contactez l'école si vous pensez que ces problèmes risquent de l'empêcher de participer à cette activité. Nous serions heureux de vous emmener avec nous et nous vous encourageons à vous porter volontaire. Merci de votre collaboration. Enseignant.e Directeur ou directrice de l'école ___________________________ -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Je pourrai participer à l'excursion en tant que bénévole oui non ___ Commentaires des parents ou des tuteurs: ____________________________________________ ______________________________________________________________________________ -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Formulaire d'autorisation J'autorise mon enfant, , à participer à l'excursion décrite ci-dessus. J'ai (Nom de l'enfant) prévenu l'école de tout problème physique ou médical qui pourrait empêcher mon enfant de participer pleinement à cette excursion. Date :_________________________ Signature : _____________________ Biologie 20, 30 – L’organisation du programme – P. 25 Facteurs de l'alphabétisme scientifique Aperçu global des programmes d’études de sciences Table séquentielle des facteurs scientifiques qui sous-tendent les aspects de l’alphabétisme scientifique Aspects; facteurs M 1 Élémentaire 2 3 4 5 6 Intermédiaire 7 8 9 Secondaire 10 11 12 A. Nature de la science 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. publique/privée................................... historique............................................ holistique............................................. reproductible........................................ empirique............................................ probabiliste.......................................... unique.................................................. expérimentale...................................... reliée à l’être humain/à la culture....... B. Concepts scientifiques fondamentaux 1. le changement.................................... 2. l’interaction........................................ 3. l’ordre................................................. 4. l’organisme......................................... 5. la perception....................................... 6. la symétrie.......................................... 7. la force................................................ 8. la quantification................................. 9. la reproduction des résultats............. 10. la cause et l’effet...............…............. 11. la prévisibilité.................................... 12. la conservation................................... 13. l’énergie et la matière........................ 14. le cycle............................................... 15. le modèle............................................ 16. le système.....................................….. 17. le champ............................................. 18. la population...................................... 19. la probabilité...................................... 20. la théorie............................................ 21. la justesse.......................................... 22. les entités fondamentales.................. 23. l’invariance........................................ 24. l’échelle.............................................. 25. le temps et l'espace…………………… 26. l’évolution.......................................... 27. l’amplification.................................... 28. l’équilibre.......................................... 29. le gradient......................................... 30. la résonance....................................... 31. la signifiance...................................... 32. la validation....................................... 33. l’entropie............................................ Introduction P. 26 – Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique Développement M 1 Élémentaire 2 3 4 5 6 Intermédiaire 7 8 9 Secondaire 10 11 12 C. Procédés d’investigation scientifique 1. la classification................................... 2. la communication............................... 3. l’observation et la description............ 4. la coopération..................................... 5. la mesure............................................ 6. la mise en question............................. 7. l’utilisation des nombres.................... 8. la formulation d’hypothèse.............… 9. l’inférence........................................... 10. la prédiction...................................... 11. le contrôle des variables.................... 12. l’interprétation des données............. 13. la création de modèles....................... 14. la résolution de problèmes................ 15. l’analyse............................................ 16. l’expérimentation.............................. 17. l’utilisation des mathématiques........ 18. l’utilisation de la relation espacetemps.................................................. 19. l’obtention d’un consensus.............… 20. la définition opérationnelle............... 21. la synthèse......................................... D. Relations science-technologie-sociétéenvironnement 1. la science et la technologie................ 2. le côté humain des scientifiques et des technologues............................... 3. les effets de la science et de la technologie....................................…. 4. la science, la technologie et l’environnement................................ 5. le manque de compréhension du public…………………………………… 6. les ressources pour la science et la technologie...................................….. 7. la variété d’opinion........................…. 8. les limites de la science et de la technologie......................................... 9. l’influence de la société sur la science et la technologie................................ 10. le contrôle de la technologie par la société........................................... 11. la science, la technologie et les autres domaines........................................... Introduction Développement Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique – P. 27 M 1 Élémentaire 2 3 4 5 6 Intermédiaire 7 8 9 Secondaire 10 11 12 E. Habiletés scientifiques et techniques 1. savoir se servir d’instruments grossissants........................................ 2. savoir utiliser les environnements naturels.............................................. 3. savoir utiliser le matériel prudemment 4. savoir utiliser le matériel audiovisuel. 5. savoir se servir d’un ordinateur.......... 6. savoir mesurer la distance…………….. 7. savoir manipuler les instruments....... 8. savoir mesurer le temps..................... 9. savoir mesurer le volume.................... 10. savoir mesurer la température.....….. 11. savoir mesurer la masse.................... 12. savoir se servir d’instruments électroniques....................................... 13. savoir utiliser des relations quantitatives....................................... F. Valeurs qui sous-tendent la science 1. le besoin de savoir et de comprendre.. 2. la mise en question............................. 3. la recherche des données et de leur signification........................................ 4. le respect des environnements naturels………………………………… 5. le respect de la logique....................... 6. la prise en considération des conséquences..................................... 7. le besoin de vérifier........................... 8. la prise en considération des prémisses G. Intérêts et attitudes en matière scientifique 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. s’intéresser à la science..................... devenir plus confiant......................... continuer d’étudier............................ préférer les médias scientifiques....... avoir un passe-temps scientifique...... préférer les réponses scientifiques..... envisager une carrière scientifique.... préférer les explications scientifique.. apprécier les contributions scientifiques........................................ Introduction Développement Hart, E.P. — Science for Saskatchewan Schools : Proposed Directions : Field Study : Part B : A Framework for Curriculum Development. — SIDRU, 1987. — Financé par le ministère de l’Éducation de la Saskatchewan. — Adaptation P. 28 – Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique Explication des facteurs qui soustendent les aspects de l'alphabétisme scientifique A. Nature de la science Une personne qui possède une culture scientifique générale comprend la nature de la science et des connaissances scientifiques. La science est à la fois publique et privée. Les véritables expériences scientifiques font découvrir aux élèves les aspects privés et intuitifs des investigations et des découvertes scientifiques, ainsi que les aspects publics plus formels. Exemple : La structure moléculaire est un sujet d'intérêt pour les physiciens, les chimistes et les biologistes. A4 Reproductible I (M-2), D (3-12)1 Elle repose sur des preuves qui pourraient être obtenues par d'autres chercheurs dans un autre endroit et à un moment différent, mais dans des conditions semblables. Toute procédure que l'on répète devrait produire les mêmes résultats. Exemple : La science est par nature : Tous les élèves d'un groupe font la même expérience et découvrent des ressemblances entre leurs résultats. A1 Publique/privée D (M-12) A5 Empirique I (M-2), D (3-12) Elle repose sur des preuves développées en privé par des individus ou des groupes; elles sont partagées en public avec d'autres. Ceci offre à d'autres individus l'occasion de tenter d'établir la validité et le sérieux des preuves. Les connaissances scientifiques reposent sur l'expérimentation ou l'observation. Exemples : On peut déterminer en laboratoire la force de gravitation de la Terre.Il faut toujours tester les théories scientifiques en procédant à des expériences. Une fois que les scientifiques ont recueilli et organisé des preuves corroborant leurs idées, ils publient ces preuves et les méthodes qui ont permis de les obtenir pour que leurs collègues puissent en tester la validité et le sérieux. Lorsque Pons et Fleischman ont annoncé qu'ils avaient découvert la fusion à froid, ils ont omis de présenter certaines preuves et procédures pour pouvoir breveter leur découverte. Ils ont ainsi violé le principe de la divulgation publique. A2 Historique D (M-12) Les connaissances scientifiques du passé doivent être examinées dans leur contexte historique et non dénigrées à la lumière des connaissances actuelles. Exemples : Thompson, Rutheford, Bohr et les théoriciens des quanta se sont basés chaque fois sur les travaux de leurs prédécesseurs pour améliorer le modèle de l'atome. Les croisements sélectifs du maïs par les peuples indiens d'Amérique du Nord ont produit une plante de grande qualité. A3 Holistique D (M-12) Exemples : 1. La désignation I (M-2) indique que l'introduction initiale au facteur a lieu de la maternelle à la 2e année. La désignation D (3-12) indique que son développement se poursuit de la 3e à la 12e année. Lors de la présentation initiale, l'enseignant ou l'enseignante utilise le terme ou le concept et expose les élèves aux phénomènes illustrant ou concernant le facteur. Il y a développement lorsque l'on encourage les élèves à employer correctement le terme ou le concept. A6 Probabiliste I (2-8), D (9-12) Elle ne permet pas de faire de prédiction absolue ni de donner d'explication absolue. Exemples : L'orbitale d'un électron est l’endroit de l'espace où on a les plus grandes chances de trouver un électron. Un météorologue annonce qu'il y a 20 % de chance qu'on ait de la pluie demain. Toutes les branches des sciences sont liées. Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique – P. 29 A7 Unique I (3-7), M (8-12) Exemples : La nature de la connaissance scientifique et les procédés qu'emploie la science pour parvenir à de nouvelles connaissances sont différents de ceux d'autres domaines de connaissances, comme la philosophie. Certaines personnes mettent les vertébrés, surtout les êtres humains, en haut de l'échelle de l'évolution. Exemples : Grâce à la biotechnologie, on a pu éliminer l'acide érucique du canola. Ceci a permis de développer des variétés améliorées d'huile de canola pour la consommation humaine. Comparer les méthodes utilisées par les météorologues pour prévoir la météo et celles dont se servent les éditeurs de l'Almanach du fermier. B. Concepts scientifiques fondamentaux Comparer l'approche expérimentale de Galilée pour étudier la vitesse à laquelle tombent des objets légers et lourds et celle d'Aristote qui repose sur la seule raison. La personne qui possède une certaine culture scientifique comprend et applique exactement les concepts, les principes, les lois et les théories scientifiques appropriés dans son interaction avec la société et l'environnement. A8 Expérimentale I (6), D (7-12) Les principaux concepts sont : Elle est sujette a des changements. Elle ne prétend pas être la vérité absolue et définitive. Cette caractéristique ne diminue pas la valeur des connaissances scientifiques aux yeux de la personne qui possède une véritable culture scientifique. B1 Le changement D (M-12) Le changement est le processus consistant à se transformer. Il peut s'effectuer en plusieurs étapes. Exemple : Exemples : Au fur et à mesure que de nouvelles données sont disponibles, les théories se modifient pour prendre en considération les anciennes données et les nouvelles. C'est la raison pour laquelle on considère la structure atomique de façon très différente maintenant. Un organisme se développe. C'est d'abord un œuf, puis il grandit et finit par mourir. Les roches subissent l'action de l'érosion. A9 Reliée à l'être humain/à la culture I (6-9), D (10-12) La science est un produit de l'humanité. Elle fait appel à l'imagination créatrice. Les connaissances sont déterminées par des concepts et à partir de ces concepts qui sont les produits de la culture. Les étoiles utilisent leur combustible et, de cette façon, subissent des modifications. B2 L'interaction D (M-12) Elle se produit lorsque deux choses ou plus s'influencent ou s'affectent mutuellement. Exemple : Des animaux vivant dans le même écosystème doivent se battre pour la nourriture et l'espace. B3 L'ordre D (M-12) C'est une séquence régulière qui existe dans la nature ou est imposée par la classification. Exemples : On peut identifier des structures cristallines par des techniques de diffraction en raison de l'arrangement régulier de leurs atomes. Le tableau périodique des éléments montre l'ordre dans lequel les éléments sont arrangés. B4 L'organisme D (M-12) P. 30 – Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique C'est une chose vivante ou une chose qui vivait autrefois. B9 La reproduction des résultats I (M-2), D (3-12) Exemples : Savoir si un virus est un organisme vivant ou non est un sujet de recherche intéressant. En faisant la même chose, on devrait obtenir les mêmes résultats si toutes les conditions sont identiques. C'est une caractéristique nécessaire de l'expérimentation scientifique. Des fossiles trouvés dans des roches sédimentaires prouvent l'existence d'organismes qui ont disparu il y a très longtemps. Exemple : B5 La perception D (M-12) C'est l'interprétation par le cerveau de données sensorielles. Exemple : Le décalage horaire peut diminuer le jugement des pilotes pendant le décollage et l'atterrissage. Si l'on fait chauffer un échantillon de paradichlorobenzène pur, il doit fondre à 50 oC. B10 La cause et l'effet I (M-2), D (3-12) C'est une relation entre des événements qui prouve que des phénomènes naturels n'arrivent pas par hasard. Cela permet de faire des prédictions. La théorie du big bang a remis quelque peu en question ce principe. Exemples : B6 La symétrie D (M-12) C'est la répétition d'un schème dans le cadre d'une structure plus grande. Exemple : Certaines structures moléculaires et autres organismes vivants montrent une symétrie. L'accélération d'une charrette dépend de la force non équilibrée qu'on y applique. Chaque événement a une cause. Il ne peut se produire de lui-même. B11 La prévisibilité I (M-3), D (4-12) B7 La force I (M-1), D (2-12) On peut identifier des motifs répétitifs dans la nature et à partir de ceux-ci on peut faire des inférences. C'est une poussée ou une traction. Exemple : Exemple : Lorsque du métal de sodium réagit au contact de l'eau, la réaction fait virer le papier tournesol du rouge au bleu. Le poids d'un objet décroît avec l'altitude à laquelle il se trouve. B8 La quantification I (M-1), D (2-12) Les nombres peuvent être utilisés pour exprimer des informations importantes. B12 La conservation I (M-4), D (5-12) Comprendre la nature limitée des ressources mondiales et la nécessité de les traiter avec prudence et parcimonie est le principe sous-jacent à la conservation. Exemples : Exemple : On peut calculer la force d'attraction de deux objets grâce à la loi de la gravitation universelle formulée par Newton. Il est possible de réduire la quantité d'énergie nécessaire pour chauffer une maison en hiver si on l'isole bien. On peut concevoir des voitures plus petites et plus efficaces qui utiliseront moins de carburant. Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique – P. 31 B13 L'énergie et la matière I (1-2), D (3-12) C'est la relation interchangeable et dépendante entre l'énergie et la matière. Exemple : C'est un groupe d'organismes qui partagent des caractéristiques communes. Exemple : Lorsqu'une bougie brûle, une partie de l'énergie qui se trouvait dans la cire est libérée sous forme de chaleur et de lumière. Les biologistes qui s'occupent de la faune surveillent les cerfs de Virginie pour déterminer le nombre de permis de chasse à octroyer dans une zone donnée. B14 B19 Le cycle I (1-2), D (3-12) Certains événements ou certaines conditions se répètent. Exemples : La probabilité I (3-8), D (9-12) C'est le degré relatif de certitude que l'on peut reconnaître si certains événements se passent à intervalles de temps donnés ou selon une séquence donnée. Le cycle de l'eau, le cycle de l'azote et l'équilibre sont des exemples de cycles. Exemple : Un des douze principes de la philosophie indienne est que le changement se produit selon un cycle ou un motif. La probabilité d'être atteint de certains types de cancer augmente avec l'exposition à de fortes doses de radiation. B15 B20 Le modèle I (1-2), D ( 3-12) La théorie I (3-9), D (10-12) C'est la représentation d'une structure réelle, d'un événement réel, d'une classe d'événements réels permettant de mieux comprendre les concepts abstraits ou de faciliter la manipulation en réduisant l'échelle. C'est un groupe de phrases, d'équations ou de modèles, ou une combinaison des trois, reliés entre eux et cohérents; ils permettent d'expliquer un groupe relativement grand et divers de choses et d'événements. Exemple : Exemple : Watson et Crick ont créé un modèle de la molécule d'ADN pour permettre une meilleure compréhension de la génétique. Au fur et à mesure qu'on procède à de nouvelles expériences, la théorie de l'atome évolue et se perfectionne. B16 B21 Le système I (1-2), D (3-12) Un ensemble de parties reliées forme un système. Exemple : L'équilibre chimique ne peut s'établir que dans un système fermé. B17 Le champ I (1-2), D (3-12) Un champ est une région de l'espace influencée par un agent. Exemples : Deux objets ayant la même charge ont tendance à se repousser lorsqu'ils sont près l'un de l'autre. Le Soleil est la source d'un champ de gravitation qui remplit l'espace. Ce champ influence le mouvement de la Terre. B18 La population I (3), D (4-12) P. 32 – Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique La justesse I (5-8), D (9-12) C'est reconnaître que les mesures sont incertaines et qu'il est important d'utiliser correctement des chiffres significatifs. Exemple : Un chronomètre qui mesure au 1/10e de seconde n’est pas l'instrument à utiliser pour déterminer la durée de la décharge d'une étincelle. B22 Les entités fondamentales I (6), D (7-12) Ce sont des unités de structure ou de fonction sur lesquelles on peut se baser pour expliquer certains phénomènes. Exemple : On considère que l'évolution des organismes progresse par petits changements successifs. De la même façon, les théories scientifiques subissent des changements qui permettent d'incorporer les nouvelles données au fur et à mesure qu'elles deviennent disponibles. Exemples : B27 L'amplification I (8), D (9-12) La cellule est l'unité de base de la vie. L'atome est l'unité de base de la matière. C'est un accroissement de l'ampleur de certains phénomènes perceptibles. B23 Exemple : L'invariance I (6), D (7-12) C'est le caractère de ce qui reste constant lorsque d'autres caractéristiques changent. Un haut-parleur amplifie les sons. B28 L'équilibre I (9), D (10-12) Exemple : La masse est conservée lors d'une réaction chimique. C'est l'état dans lequel il ne s'opère ni changement au niveau macroscopique ni force nette sur le système. B24 Exemples : L'échelle I (6), D (7-12) Elle implique un changement de dimension, ce qui peut affecter la manière dont un système opère. Dans un équilibre chimique, il ne s'opère aucun changement au niveau macroscopique. Exemple : Un levier de première classe, en équilibre statique, reste au repos. La somme de tous les moments des forces en action est zéro. Un avion en papier fait avec une feuille de cahier volera différemment d'un avion en papier fait dans le même papier et sur le même modèle, mais avec une feuille de la taille d'une affiche. B25 Le temps et l'espace I (6-7), D (8-12) C'est un cadre mathématique qui permet de décrire des objets et des événements. Exemples : Un être humain moyen a une extension dans une direction d'environ 1,75 mètres et dans une autre direction d'environ 70 ans. Selon la relativité générale, la gravité n'est pas une force mais une propriété de l'espace lui-même. C'est une courbure du temps et de l'espace causée par la présence d'un objet. B26 B29 Le gradient I (9), D (10-12) C'est la description d'un schéma de variation. Cette description comprend l'ampleur et la direction du changement. Exemples : On peut prédire la décroissance de l'intensité de la lumière au fur et à mesure qu'on s'éloigne de la source lumineuse. Sur une montagne, la meilleure direction pour construire une voie ferrée est celle où la pente est la moindre. B30 La résonance I (9), D (10-12) C'est une action à l'intérieur d'un système qui cause une réaction similaire dans un autre système. L'évolution I (6-8), D (9-12) C'est une série de changements qui peuvent servir à expliquer comment une chose en est arrivée à ce qu'elle est ou en quoi elle va se transformer. Cette évolution va en général du simple au complexe. Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique – P. 33 Exemples : Ces procédés de base sont les suivants : Une boîte en bois vide peut servir à amplifier le son d'un diapason. En raison de la résonance mécanique, des vibrations sonores peuvent briser un verre à vin. B31 C1 La classification D (M-12) C'est une méthode systématique dont on se sert pour imposer un ordre à un ensemble d'objets ou d'événements. La signifiance I (9), D (10-12) Exemple : C'est la croyance que certaines différences excèdent celles qu'on pourrait croire causées par le hasard seulement. Exemple : L'analyse des données de Tycho Brahé a entraîné la formulation de la Première loi de Kepler. B32 La validation On peut regrouper des animaux dans leur embranchement, ou arranger des éléments dans le tableau périodique des éléments. C2 La communication D (M-12) C'est une méthode, parmi plusieurs, de transmission de l'information d'une personne à une autre. Exemple : Exemple : On se sert de la datation au carbone 14 pour vérifier l'authenticité des objets retrouvés dans des fouilles archéologiques. On peut citer comme exemple de communication la rédaction de rapports ou la participation aux discussions en classe. B33 C3 L'observation et la description D (M-12) L'entropie I (9-10), D (11-12) C'est l'expression de l'aspect aléatoire, ou non ordonné, d'une collection d'objets. Elle ne peut jamais être réduite à un système fermé. Ce sont les démarches scientifiques les plus élémentaires, au cours desquelles on utilise ses sens pour obtenir des renseignements sur son environnement. Exemple : Exemple : Lorsqu'on dissout du chlorure de sodium solide dans de l'eau, ses particules se dispersent au hasard. Lors d'une recherche, l'élève rédige un paragraphe dans lequel il note la progression d'une réaction entre du cuivre brûlant et des vapeurs de soufre. C. Procédés d'investigation scientifique C4 La coopération D (M-12) La personne qui possède une culture scientifique générale se sert de procédés propres à la science pour résoudre des problèmes, prendre des décisions et mieux comprendre la société et l'environnement. C'est travailler de façon productive au sein d'une équipe, pour atteindre les objectifs de l'équipe. Exemple : Des procédés plus complexes ou intégrés comprennent Les élèves doivent partager les responsabilités d'une des procédés qui sont plus fondamentaux. Les expérience. capacités intellectuelles s'acquièrent et se développent la vie durant, si bien que la maîtrise des procédés d'investigation scientifique peut faciliter l'apprentissage. Ceci permet d'obtenir des compétences de résolution de problèmes et de traitement de l'information qui dépassent de loin les programmes scolaires. La personne qui peut repérer l'information, la traiter, appliquer sa connaissance des principes scientifiques à l'analyse d'une question, identifier des valeurs et parvenir à un consensus grâce aux méthodes d'évaluation possède nécessairement les procédés qui sont à la base de l'investigation scientifique. P. 34 – Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique C5 La mesure D (M-12) C9 L'inférence I (1-2), D (3-12) On utilise un instrument pour estimer une valeur quantitative liée à certaines caractéristiques d'un objet ou d'un événement. C'est donner une explication à partir de l'expérience qu'on possède d'une chose. Exemple : Exemple : On peut déterminer la longueur d'une barre de métal au millimètre près si l'on utilise l'instrument de mesure approprié. On peut inférer que des petits changements dans un milieu peuvent affecter les populations lorsqu'on observe que les marécages d'eau de mer n'abritent pas la même population d'insectes que les marécages d'eau douce. C6 La mise en question I (M-1), D (2-12) C10 La prédiction I (1-2), D (3-12) C'est soulever un problème ou une question pour faciliter la recherche ou la discussion. C'est se servir des informations que l'on possède pour prévoir des résultats futurs. Exemple : Exemple : Un élève devrait être capable de créer des questions dirigées au sujet d'événements observés. Lorsqu'il observe des oiseaux migrateurs, il devrait pouvoir aller plus avant dans la recherche grâce à des questions telles que : « Pourquoi les oiseaux se réunissent-ils pour effectuer la migration? », « Comment les oiseaux savent-ils où se rendre? » Étant donné les résultats du calcul horaire de la population dans une culture de levure, on pourrait prédire la population au bout de 5 heures. C7 L'utilisation des nombres I (M-1), D (2-12) C11 Le contrôle des variables I (1-2), D (3-12) C'est identifier ou gérer les conditions qui peuvent influencer une situation ou un événement. Exemples : C'est se servir de systèmes numériques (compter ou mesurer) pour exprimer des idées, faire des observations ou établir des relations. Exemple : Un litre contient 1 000 millilitres. C8 La formulation d'hypothèses I (1-2), D (3-12) C'est formuler une généralisation expérimentale qui peut servir à expliquer un assez grand nombre d'événements, mais qui doit être vérifiée, immédiatement ou ultérieurement, par des expériences. Exemple : Formuler une hypothèse, c'est par exemple faire des prédictions sur l'importance de diverses composantes d'un pendule qui peuvent influencer sa période. Si on identifie tous les autres facteurs qui ont de l'importance pour la croissance des plantes et si on les rend semblables (en les contrôlant), on peut observer l'effet de l'acide gibbérellique. Pour pouvoir vérifier l'effet d'un engrais sur la croissance d'une plante, tous les facteurs qui peuvent être importants dans la croissance de cette plante doivent être identifiés et contrôlés de façon à déterminer l'effet de l'engrais. C12 L'interprétation des données I (2), D (3-12) C'est un procédé important basé sur la découverte d'un modèle dans un ensemble de données. Ce procédé peut mener à une généralisation. Exemple : Si on se base sur la similarité des périodes des pendules de 100 g, 200 g et 300 g, on peut conclure que la masse du poids d'un pendule n'a aucun effet sur sa période. Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique – P. 35 C13 La création de modèles I (2-6), D (7-12) Exemple : Les modèles sont utilisés pour présenter un objet, un événement ou un mécanisme. La trajectoire des projectiles peut être calculée grâce aux mathématiques. Exemple : C18 L'utilisation de la relation espace-temps I (6-7), D (8-12) La description de l'interaction de forces par des vecteurs est un modèle. C14 La résolution de problèmes I (3-8), D (9-12) C'est poser des questions sur le monde naturel pour faire progresser les connaissances scientifiques. C'est aussi se servir de ces dernières pour poser d'autres questions. Exemple : On se sert de ce qu'on sait de la génétique et de la technique de la scission de l'ADN pour créer des bactéries productrices d'insuline. C'est se servir de ces 2 critères pour décrire l'emplacement d'objets. Exemple : Décrire les chemins de migration du caribou de la toundra. C19 L'obtention d'un consensus I (6-8), D (9-12) C'est arriver à un accord quand il existe une variété d'opinions. Exemples : C15 L'analyse I (3-5), D (6-12) C'est examiner en quoi consistent les idées et les concepts scientifiques, afin de déterminer leur essence ou leur signification. Exemples : Pour déterminer si une hypothèse est défendable, il faut l'analyser. Pour déterminer la séquence des acides aminés qui produit l'insuline, il faut procéder à une analyse. Une discussion sur la manière de se débarrasser des déchets toxiques, basée sur une recherche des élèves, leur donne l'occasion d'évaluer l'information qu'ils possèdent. À l'origine les scientifiques étaient divisés sur la fusion à froid. Après plusieurs conférences, ils étaient toujours incapables de se mettre d'accord sur ce point. D'autres expériences se sont avérées nécessaires. C20 La définition opérationnelle I (7-9), D(10-12) C16 L'expérimentation I (3-8), D (9-12) C'est définir une chose ou un événement en faisant une description physique ou en décrivant les résultats d'une procédure déterminée. C'est élaborer une série d'opérations destinées à recueillir des données qui serviront à tester une hypothèse ou à répondre à une question. Exemple : Exemple : Les fabricants d'automobiles procèdent à des tests de ceintures de sécurité. L'acide fait virer un papier tournesol bleu au rouge et a un goût acide. C21 La synthèse I (9-10), D (11-12) C'est combiner des parties en un tout complexe. C17 L'utilisation des mathématiques I (6), D (7-12) Exemples : Lorsqu'on utilise des mathématiques, les relations numériques ou spatiales sont exprimées en termes abstraits. On peut produire des polymères en combinant des monomères simples. Une dissertation demande à l'élève de procéder à la synthèse de toute une gamme de connaissances, attitudes, habiletés et démarches. D. Relations science-technologieP. 36 – Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique société-environnement La personne qui possède une culture scientifique générale comprend et apprécie l'imbrication de la science et de la technologie, ainsi que leurs rapports. Certains facteurs qui entrent en jeu dans les relations entre la science, la technologie, la société et l'environnement sont les suivants : D1 La science et la technologie I (M-2), D (3-12) La science et la technologie sont différentes, bien qu'elles se recoupent parfois et dépendent l'une de l'autre. La science s'occupe d'ordonner les connaissances conceptuelles. La technologie s'occupe de conception, de développement, ainsi que de l'application des connaissances scientifiques ou technologiques, souvent pour répondre à des besoins sociaux et humains. Exemple : D4 La science, la technologie et l'environnement I (3-5), D (6-12) La science et la technologie peuvent être utilisées pour contrôler la qualité de l'environnement. La société est capable de contrôler la qualité de l'environnement et l'exploitation raisonnable des ressources naturelles. Elle en a la responsabilité, pour que nous puissions, ainsi que ceux qui nous suivront, jouir d'une bonne qualité de vie. Exemple : Chacun devrait faire sa part et agir de manière responsable pour conserver l'énergie. D5 Le manque de compréhension du public I (3-8), D (9-12) Il existe un écart considérable entre les connaissances scientifiques et technologiques et la compréhension du public. Il revient donc aux scientifiques, aux technologues et aux enseignants et enseignantes de faire tout leur possible pour réduire cet écart. L'invention du microscope a conduit à de nouvelles découvertes sur les cellules. Exemples : D2 Le côté humain des scientifiques et des technologues I (1-6), D (7-12) Certaines personnes croient à tort que l'irradiation rend les aliments radioactifs. Il se peut que, sortis de leur spécialité, les scientifiques et les technologues ne maîtrisent pas tous les (ou même certains) facteurs de l'alphabétisme scientifique. Les carrières scientifiques ou technologiques sont à la portée de presque tout le monde. On croit souvent par erreur que le babeurre est une boisson à teneur élevée en calories. Selon la croyance populaire, la meilleure période pour planter les pommes de terre au printemps est pendant la pleine lune. Exemple : En faisant des recherches sur la vie de scientifiques célèbres, les élèves peuvent commencer à comprendre les éléments humains de la science et de la technologie. D3 Les effets de la science et de la technologie I (3-5), D (6-12) Les développements scientifiques et technologiques ont des effets réels et directs sur la vie de tous. Certains de ces effets sont souhaitables; d'autres ne le sont pas. Certains des effets souhaitables peuvent avoir des effets secondaires indésirables. Il semble donc qu'il existe essentiellement un principe d'échange dans lequel des avantages sont accompagnés d'inconvénients. Exemple : Certaines personnes croient que la technologie n'est que de la science appliquée. D6 Les ressources pour la science et la technologie I (3-8), D (9-12) Les recherches scientifiques et technologiques actuelles exigent beaucoup de ressources, qu'il s'agisse de talent, de temps ou d'argent. Comme notre société continue à accroître sa demande en énergie et en biens de consommation, il y a de fortes chances pour que nous ayons une qualité de vie plus élevée, mais au prix d'une plus grande détérioration de l'environnement. Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique – P. 37 Exemple : Exemple : Les progrès faits dans l'exploration spatiale demandent les efforts collectifs de nombreuses nations qui travailleront ensemble pour trouver le temps, l'argent et les ressources nécessaires. La course à la Lune illustre comment les priorités peuvent déterminer la mesure dans laquelle l'étude de problèmes scientifiques et technologiques donnés est acceptée, et donc la mesure dans laquelle la société l'autorise. D7 La variété d'opinions I (3-9), D (10-12) La pensée et les connaissances scientifiques peuvent venir appuyer des prises de positions opposées. Il est normal que des scientifiques ou des technologues soient en désaccord, bien qu'ils invoquent les mêmes théories ou les mêmes données scientifiques. Exemples : Le débat qui a entouré la possibilité de la fusion à froid est un bon exemple de cette variété d'opinions. Il existe un débat à l'heure actuelle au sujet de l'utilisation des techniques du brûlis contrôlé dans les parcs nationaux. D8 Les limites de la science et de la technologie I (6-8), D (9-12) Ni la science ni la technologie ne peuvent garantir de solutions à un problème donné. En fait, trouver la solution ultime à un problème s'avère généralement impossible et il faut donc se contenter d'une solution partielle ou temporaire. On ne peut ni légiférer, ni acheter, ni garantir par des ressources illimitées de solution à un problème. La science et la technologie sont parfois impuissantes à résoudre certains problèmes humains. Exemple : Les solutions que la technologie propose actuellement pour l'entreposage des déchets nucléaires présentent souvent des limites considérables et ne sont au mieux que des solutions à court terme, jusqu'à ce qu'on en trouve de meilleures. D9 L'influence de la société sur la science et la technologie I (7-9), D (10-12) La recherche scientifique et technologique est influencée par les besoins, les intérêts et le soutien financier de la société dans son ensemble. P. 38 – Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique D10 Le contrôle de la technologie par la société I (9), D (10-12) Il ne peut y avoir de découvertes scientifiques sans liberté d'exploration. Toutefois, l'application des connaissances scientifiques et de la technologie est déterminée, en définitive, par la société dans son ensemble. Scientifiques et technologues ont la responsabilité d'informer le public, c'est-à-dire ceux et celles qui prennent les décisions finales, non seulement des conséquences éventuelles de ces applications, mais aussi des recherches qu'elles peuvent occasionner. Exemples : La célèbre lettre d'Einstein au Président Roosevelt, dans laquelle il le met en garde contre les dangers des armes nucléaires et où il mentionne ses opinions pacifistes, illustre bien le sens des responsabilités que doivent avoir les scientifiques en tant que membres de la société. Les gouvernements doivent prendre des décisions pour ce qui est de l'appui et du financement des recherches scientifiques importantes. D11 La science, la technologie et les autres domaines I (9), D (10-12) Même si les connaissances et les méthodes qui caractérisent la science et la technologie ont leur caractère propre, il existe de nombreux liens entre elles et les autres domaines de la connaissance et de la compréhension humaine. Exemple : Le principe de l'incertitude en sciences, le principe de Verstehen en anthropologie, et l'effet d'Hawthorne en psychologie sociale expriment tous des idées similaires dans leur domaine respectif. E. Habiletés scientifiques et techniques Exemple : La personne qui possède une culture scientifique générale a acquis de nombreuses habiletés de manipulation reliées à la science et à la technologie. Les élèves reconnaissent une situation où il leur faut porter des lunettes protectrices et les portent avant qu'on le leur demande. On trouvera, ci-dessous, la liste de ces habiletés de manipulation sans lesquelles on ne peut faire preuve d'alphabétisme scientifique. E4 Savoir utiliser le matériel audiovisuel D (M-12) E1 Savoir se servir d'instruments grossissants D (M-12) La personne utilise correctement des instruments grossissants (microscope, télescope, loupe, rétroprojecteur). Les élèves se servent tout seuls de l'équipement audiovisuel pour communiquer des informations (dessins, photographies, collage, télévision, radio, magnétoscope, rétroprojecteur, etc.) Exemples : Des élèves expliquent à l'enseignant ou à l'enseignante comment faire fonctionner le magnétoscope. Exemples : On doit se servir d’un microscope stéréoscopique pour faire une dissection très poussée d'un lombric. L'élève doit se servir d'un microphone pour faire passer une annonce par le système de sonorisation de l'école. E2 Savoir utiliser les environnements naturels D (M-12) Les élèves utilisent à bon escient et raisonnablement les environnements naturels. Par exemple, ils ou elles recueillent, examinent et réintroduisent des spécimens. Exemple : Les élèves peuvent faire l'étude des bords d'un étang en observant et en décrivant une section donnée, à des intervalles de deux semaines, pendant trois mois. Après avoir recueilli des spécimens et les avoir examinés, il et elles devraient les remettre dans leur environnement naturel. E3 Savoir utiliser le matériel prudemment D (M-12) Les élèves font preuve de prudence lorsqu'ils ou elles manipulent l'équipement au laboratoire, dans la salle de classe et dans la vie de tous les jours. Des élèves utilisent une caméra pour enregistrer un phénomène naturel. E5 Savoir se servir d'un ordinateur D (M-12) Les élèves se servent de l'ordinateur comme outil d'analyse, pour accroître leur productivité et comme extension de l'esprit humain. Exemples : Les élèves utilisent des cellules photo-électriques connectées à une carte interface permettant à l'ordinateur d'être utilisé comme minuteur. Les élèves entrent dans un réseau d'information pour effectuer la recherche d'un terme dans une base de données de produits chimiques. Les élèves utilisent des logiciels informatiques pour simuler un événement naturel, ou un processus qu'il est peut-être trop dangereux ou peu pratique d'effectuer en laboratoire. E6 Savoir mesurer la distance I (M-1), D (2-12) Les élèves mesurent correctement les distances à l'aide d'instruments ou de techniques appropriés, par exemple des règles, des mètres à mesurer, des télémètres ou une roue à lanterne. Exemples : L'élève détermine la longueur et la largeur d'une salle à l'aide d'un mètre à mesurer. On peut déterminer une grande distance grâce à la triangulation ou à la parallaxe. E7 Savoir manipuler les instruments I (M-2), D (3-12) Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique – P. 39 Exemple : Les élèves sont capables de manipuler certains objets avec habileté et dextérité. L'élève utilise une balance pour déterminer la masse de l'objet, dans les limites de précision de la balance. Exemple : E12 Une élève se sert d'une éprouvette graduée pour mesurer 35 ml de liquide. Elle transfère ensuite le liquide dans un ballon et le chauffe. E8 Savoir mesurer le temps I (1), D (2-12) Les élèves mesurent correctement le temps à l'aide d'instruments : montre, sablier ou tout instrument qui montre des mouvements périodiques, etc. Exemple : Savoir se servir d'instruments électroniques I (5-8), D (9-12) Les élèves peuvent utiliser des instruments électroniques qui mesurent des caractéristiques physiques ou chimiques, ou contrôlent des fonctions biologiques. Exemple : Il faut suivre le mode d'emploi lorsqu'on se sert d'un instrument si on veut qu'il soit le plus précis possible (ex : ampèremètre, oscilloscope, pH-mètre, appareil photo). Des élèves utilisent un chronomètre pour mesurer exactement de courtes périodes. E13 E9 Savoir mesurer le volume I (1), D (2-12) Les élèves utilisent correctement les expressions mathématiques. Les élèves mesurent le volume directement à l'aide de contenants gradués. Ils ou elles peuvent également le mesurer indirectement à partir de calculs tirés de relations mathématiques. Savoir utiliser des relations quantitatives I (5-9), D (10-12) Exemples : Pour calculer l'accélération instantanée, il faut trouver l'inclinaison à un point sur un graphique vitesse-temps. Exemples : On lit le volume d'une éprouvette graduée au point d'inflexion du ménisque. L'élève calcule le volume d'un cube à partir de la longueur d'une de ses faces. F. Valeurs qui sous-tendent la science Le principe d'Archimède sert à déterminer le volume d'un solide irrégulier. E10 Savoir mesurer la température I (1), D (2-12) Une personne qui possède une culture scientifique générale interagit avec la société et l'environnement d'une manière qui est compatible avec les valeurs qui sous-tendent la science. Les élèves mesurent correctement la température à l'aide d'un thermomètre ou d'un thermocouple. Ces valeurs sont les suivantes : Exemple : F1 Le besoin de savoir et de comprendre D (M-12) Il faut placer les thermomètres correctement si on veut mesurer correctement la température. E11 Il y a un certain avantage à acquérir des connaissances. Cette acquisition mérite qu'on y consacre du temps et d'autres ressources. Savoir mesurer la masse I (2), D (3-12) Exemple : Les élèves mesurent correctement la masse à l'aide d'une balance à fléau ou en utilisant d'autres techniques appropriées. Un groupe de quatre élèves demande à l'enseignant ou à l'enseignante s'il leur est possible de faire un projet d’expo-sciences sur un sujet qui les intéresse tous. F2 La mise en question D (M-12) La mise en question est importante. Certaines questions sont plus valables que d'autres, car elles aboutissent à des P. 40 – Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique recherches scientifiques et donc à une meilleure compréhension. Exemple : Les élèves posent des questions qui approfondissent ce qui leur est présenté dans le cadre normal du cours ou dans leurs manuels. F3 La recherche des données et de leur signification D (M-12) L'acquisition et l'organisation des données sont à la base de théories qui, à leur tour, peuvent servir à expliquer bien des choses ou des événements. Dans certains cas, ces données ont une application pratique immédiate qui sert à l'humanité. Les données peuvent permettre d'évaluer exactement un problème ou une situation. Exemple : Exemple : Les erreurs de logique sont connues. Il faut donc étudier l'information d'un œil critique et la soupeser à l'aune de la logique. F6 La prise en considération des conséquences I (M-5), D (6-12) C'est un réexamen fréquent et profond des effets qu'auront certaines actions. Exemples : Des démarches expérimentales peuvent affecter le résultat d'une expérience. Transporter du pétrole dans des pétroliers peut causer une marée noire, entraînant des conséquences très graves pour l'environnement. Lors d'une activité de défi-sciences, des élèves posent une question sur un phénomène naturel. Elles conçoivent ensuite une expérience pour essayer de trouver la réponse. Elles contrôlent les variables qui peuvent influencer les résultats. Elles notent soigneusement leurs observations, recueillent et analysent les données pour tester l'hypothèse qu'elles sont en train d'étudier. Puis elles procèdent à de nouveaux tests. F7 Le besoin de vérifier I (3-5), D (6-12) F4 Le respect des environnements naturels D (M-12) On examine de manière critique les rapports et les recherches dont les médias sont les auteurs et on les compare à d'autres sources d'information avant de les accepter ou de les rejeter. Notre survie dépend de notre aptitude à préserver l'équilibre essentiel de la nature. Il existe une beauté intrinsèque dans la nature. Il faut rendre publiques les données qui appuient une découverte. Il faut faire des tests empiriques pour évaluer la validité ou l'exactitude d'une découverte ou d'une assertion. Exemple : F8 La prise en considération des prémisses I (9), D (10-12) Exemple : Lors d'une excursion, tous les participants et participantes montrent par leurs actions qu'ils respectent les environnements naturels et toutes les composantes de l'écosystème. F5 Le respect de la logique I (M-2), D (3-12) Il est important de faire des inférences correctes et valides. Il est essentiel de mettre en doute certaines conclusions ou actions. Il faut réexaminer fréquemment les hypothèses de base qui orientent la ligne de recherche. Exemples : Lors d'une recherche en laboratoire sur le taux des réactions chimiques, il faut examiner le contrôle des variables. Il faut procéder à un examen critique des facteurs à l'étude lorsqu'on veut expliquer l'extinction des dinosaures. Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique – P. 41 G. Intérêts et attitudes en matière scientifique La personne qui possède une culture scientifique générale a une vision unique de la science, de la technologie, de la société et de l'environnement qui lui vient de sa formation scientifique. Elle continue à se former toute sa vie. Elle aura tendance à : G1 S'intéresser à la science D (M-12) L'élève s'intéresse de façon visible à tout ce qui a trait à la science. Exemple : Les élèves et les enseignants et enseignantes qui passent beaucoup de temps en dehors de la classe à des projets d'expo-sciences montrent un intérêt certain pour la science. G2 Devenir plus confiant D (M-12) L'élève éprouve de la satisfaction à participer à des recherches scientifiques et à comprendre les rouages de la science. Exemple : Les élèves et les enseignants appronfondissent leurs connaissances scientifiques en lisant des ouvrages scientifiques et aiment échanger avec d'autres personnes. G3 Continuer d'étudier D (M-12) L'élève a acquis des connaissances scientifiques et poursuit des recherches d'ordre scientifique. Ces recherches peuvent prendre plusieurs formes. d'information les plus appropriées. Son choix peut se porter sur des émissions télévisées, des articles de journaux, des livres, des expositions ou des revues scientifiques. G5 Avoir un passe-temps scientifique I (3-5), D (6-12) L'élève a un passe-temps dans un domaine scientifique. Exemple : L'élève qui observe les oiseaux, qui s'intéresse à l'astronomie ou collectionne les coquillages montre un intérêt certain pour la science. G6 Préférer les réponses scientifiques I (3-5), D (6-12) L'attitude des gens peut indiquer s'ils tentent ou non d'acquérir une culture scientifique générale. Exemple : Lors d'une élection, les électeurs et électrices peuvent prendre en considération les convictions des candidats et candidates en matière d'environnement. G7 Envisager une carrière scientifique I (3-8), D (9-12) L'élève songe à faire carrière ou à trouver un emploi dans un domaine scientifique. Exemple : Exemple : Les enseignants et enseignantes peuvent encourager les élèves à s'intéresser à des domaines liés à la science, s'ils ou elles sont de bons modèles. L'élève devient membre d'une société d'histoire naturelle pour apprendre plus de choses sur la nature. G8 Préférer les explications scientifiques I (6-9), D (10-12) G4 Préférer les médias scientifiques I (M-2), D (3-12) L'élève préfère une explication scientifique à une explication non scientifique lorsque cela est approprié. Il ou elle reconnaît également qu'il peut y avoir des circonstances dans lesquelles il n'est pas approprié de choisir une explication scientifique. L'élève choisit les médias les plus appropriés selon l'information dont il ou elle a besoin et son niveau actuel de compréhension. Exemples : Les élèves et les enseignants et enseignantes qui regardent des émissions scientifiques à la télévision montrent un intérêt certain pour la science. Une élève qui fait des recherches pour un projet scientifique devra peut-être déterminer les sources P. 42 – Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique Exemple : En ayant recours à la logique lors d'un débat, les élèves font preuve d'une pensée logique semblable à la pensée scientifique. G9 Apprécier les contributions scientifiques I (6-9), D (10-12) L'élève tient en haute estime les scientifiques et les technologues qui ont fait des contributions signifiantes à l'histoire de l'humanité. Exemples : Une personne porte un t-shirt à l'image d'un ou d'une scientifique célèbre. Certains élèves peuvent avoir énormément d'estime pour leur enseignant ou enseignante de sciences. Biologie 20, 30 – Facteurs de l’alphabétisme scientifique – P. 43 Instruments de mesure et feuilles de travail pour l'évaluation Unité :__________________________________________Classe : _____________________________________________________ Fiche anecdotique Nom de l'élève : ____________________________________ Activité et date de l'observation 1re 2e 3e 4e P. 46 – Biologie 20, 30 – Instruments de mesure Comportement observé Inférences/interprétations et plans d'action Unité :__________________________________________Classe : _____________________________________________________ Fiche anecdotique - aperçu global Biologie 20, 30 – Instruments de mesure – P. 47 Grille d'observation Nom des élèves Critères ↓ P. 48 – Biologie 20, 30 – Instruments de mesure Grille d'observation pour le travail de groupe Unité :__________________________________________Classe : _____________________________________________________ oui = 4 Nom des élèves (groupes de deux) écoute attentivement non = 7 suit les directives collabore avec son ou sa partenaire termine son travail communique en français 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Biologie 20, 30 – Instruments de mesure – P. 49 Échelle d'appréciation pour le travail de groupe Unité :__________________________________________Classe : _____________________________________________ Nom des élèves (groupes de deux) écoute attentivement Suit les directives collabore avec son ou sa partenaire termine son travail communique en français /20 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Échelle : 4 = excellent 2 = satisfaisant 3 = bien P. 50 – Biologie 20, 30 – Instruments de mesure 1 = pas satisfaisant Total : 4 x 5 = 20 Échelle d'appréciation pour le travail coopératif Date : Critères à observer Nom des élèves : suit les directives Total : collabore avec son ou sa partenaire termine son travail communique en français /16 Biologie 20, 30 – Instruments de mesure – P. 51 Grille d'observation Unité :__________________________________________Classe : _____________________________________________________ Le travail de groupe en partenaires Critères Chaque élève : a aidé les membres de son groupe a fait sa part du travail a demandé de l'aide au besoin a participé aux discussions du groupe a respecté le point de vue des autres a contribué à inclure et à présenter l'information pertinente a communiqué en français oui = 4 non = 7 P. 52 – Biologie 20, 30 – Instruments de mesure Jean Marie Anne Bill Lise Sara Joe Mike Lynn Bob Auto-évaluation du travail coopératif à partager et à discuter avec l'enseignant.e Membres du groupe : ________________________________________ Non Un peu Oui Nous nous sommes tous entraidés Chacun a fait sa part du travail Nous avons demandé de l'aide aux autres membres de notre groupe quand c'était nécessaire Chacun a participé aux discussions de notre groupe Nous avons respecté le point de vue des autres Nous avons inclus l'information pertinente Nous avons présenté cette information d'une manière claire et précise Nous avons communiqué en français Biologie 20, Tableau comparatif Unité :__________________________________________Classe : _____________________________________________________ Nom de l'élève : ______________________________________________ Similitudes Différences P. 54 – Biologie 20, 30 – Instruments de mesure Activité − Modèle à trois dimensions Membres du groupe : ______________________________ La démarche : Planification et fabrication du modèle : • Chaque partenaire s'implique dans la discussion ______ • Le groupe dresse une liste de matériel pour le projet ______ • Chacun est responsable de la collecte d’une partie du matériel ______ • Le groupe suit les consignes ______ • Tout le monde communique en français ______ Le produit final Le modèle inclut : • ______ • ______ • ______ Les élèves ont fait preuve de diligence et d'attention en élaborant leur modèle ______ Échelle : 4 = excellent (effort exceptionnel, attitude très positive) 3 = bien (bon effort, attitude positive) 2 = moyen (effort acceptable, attitude généralement positive) 1 = faible (effort inacceptable, attitude négative) Total : ( 4 x P. 56 – Biologie 20, 30 – Instruments de mesure = ) /36 Tableau d'observation − La projection Titre de la vidéo ou du film : _____________________________________________________ Nom des partenaires : Points à observer ↓ Commentaires ↓ 1. 2. 3. 4. Les mots ou les expressions qui n’ont pas été compris : Biologie 20, 30 – Instruments de mesure – P. 57 Grille d'observation pour l'expérience scientifique en groupes de deux oui = 4 Nom des élèves (groupes de deux) font de bonnes observations 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 P. 58 – Biologie 20, 30 – Instruments de mesure font preuve de ténacité dans leur travail non = 7 arrivent à des conclusions justes respectent et rangent leur matériel ont découvert la méthode scientifique en suivant toutes les étapes de leur expérience Échelle d'appréciation pour l'expérience scientifique en groupes de deux Nom des élèves (groupes de deux) font de bonnes observations font preuve de ténacité dans leur travail arrivent à des conclusions justes respectent et rangent le matériel Total : / 16 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Échelle : 4 = excellent 2 = satisfaisant 3 = bien 1 = pas satisfaisant Total : 4 x 4 = 16 Biologie 20, 30 – Instruments de mesure – P. 59 Grille d'observation − Collecte de données dans les cahiers d'exercices Nom Date Un crochet indique que le critère a été respecté. La documentation est complète Les informations ou données réunies sont exactes Le travail écrit est propre et lisible Les tableaux et les diagrammes sont nets Chaque nouvelle section commence par le titre approprié Les erreurs sont barrées, mais pas effacées Le texte (orthographe et vocabulaire) a été revu et corrigé Les informations sont classées de façon logique Les aides technologiques sont utilisées de façon appropriée Les notes prises sont rangées dans un dossier ou un classeur Des couleurs et des graphiques améliorent l'aspect visuel Les brouillons sont à part Commentaires et impression générale Cette grille d'observation peut être utilisée par les enseignants et les enseignantes ou par les élèves euxmêmes lors d'une auto-évaluation. Elle peut servir pour évaluer des cahiers d'exercices, des collectes de données au laboratoire ou des rapports de laboratoire formels écrits. L'enseignant ou l'enseignante doit informer les élèves des critères dès le début du trimestre. Carnet de bord scientifique pour noter et illustrer les observations lors des expériences P. 60 – Biologie 20, 30 – Instruments de mesure Unité : Classe : Mon carnet de bord scientifique Observations de : Nom : Biologie 20, 30 – Instruments de mesure – P. 61 Fiche d'observation Fiche d'observation Journée : ______________________________ Heure : _______________________________ Description écrite P. 62 – Biologie 20, 30 – Instruments de mesure Dessin Évaluation du carnet de bord scientifique Évaluation du carnet de bord scientifique Nom de l'élève : ________________________________________ L'élève : • prédit ce qui va se passer avant de commencer l'expérience /2 • suit systématiquement les directives /5 • consigne systématiquement les observations (indique le jour et l'heure) /5 • dessine et écrit ses observations avec justesse /15 • tire une conclusion de ses observations /3 Total : /30 Biologie 20, 30 – Instruments de mesure – P. 63 Fiche pour la méthode scientifique : Nom des élèves :__________________________________________________________ ______________________________________________________ Problème (ou question) : Hypothèse (ou prédiction) : Matériel : Procédure et observations : Conclusion : P. 64 – Biologie 20, 30 – Instruments de mesure Contrat pour mon projet de recherche Nom : Date : A. Sujet de mon projet de recherche : _________________________________________ B. Ce que je vais inclure avec la copie finale de mon projet de recherche : • le schéma conceptuel qui comprend : ¢ le sujet de mon projet de recherche ¢ les idées clés ¢ des questions et des réponses se rapportant à chaque idée clé • les fiches des ressources • les fiches de notes C. Entretiens : Dans le but de vérifier mes progrès, je vais rencontrer mon enseignant.e aux dates suivantes : • 1. Date : Heure : • 2. Date : Heure : • 3. Date : Heure : D. Date d'échéance : E. Date de ma présentation orale : F. Signatures : élève : enseignant.e : Biologie 20, 30 – Instruments de mesure – P. 65 Grille d'observation : entretiens Nom de l'élève : Date Activité P. 66 – Biologie 20, 30 – Instruments de mesure Commentaires Auto-évaluation Projet de recherche Nom de l'élève : 1. J'ai respecté la date d'échéance ______ 2. J'ai respecté les dates d'entretiens ______ 3. J'ai inclus avec la copie finale : ° le schéma conceptuel ° les fiches des ressources ° les fiches de notes ______ ______ ______ A. Recherche Sur mon schéma conceptuel, j’ai noté : • les idées clés • au moins 3 questions pour chaque idée clé • des questions claires et des réponses précises ______ ______ ______ Les fiches de mes ressources : • J'ai rempli au moins 3 fiches • J'ai noté l'information nécessaire sur chaque fiche ______ ______ Mes fiches de notes sont : • claires et précises • présentées sous forme de liste • écrites dans mes propres mots ______ ______ ______ B. La copie finale 1. Mon projet de recherche a : • une page de titre • une table des matières • une bibliographie • des cartes • des illustrations ______ ______ ______ ______ ______ Biologie 20, 30 – Instruments de mesure – P. 67 2. Ma rédaction • Mon texte a une introduction, un développement et une conclusion • Chaque paragraphe présente une idée • J'ai exprimé mes idées de façon concise • J'ai utilisé le vocabulaire et les expressions présentés dans l'unité • J'ai vérifié les structures grammaticales étudiées pendant l'unité • J'ai vérifié l'orthographe • Mon texte est lisible ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ 3. L'originalité • J'ai écrit dans mes propres mots • J'ai relié des informations tirées de plusieurs sources ______ ______ C. La présentation orale de mon projet de recherche 1. J'ai prêté attention : • à organiser ma présentation de façon logique • à parler clairement et à une vitesse appropriée • à impliquer l'auditoire 2. J'ai fait une présentation intéressante en me servant des supports suivants : • illustrations • musique • tableaux • affiches • diapositives • effets sonores • maquette • invités • autre oui = 4 non = 7 P. 68 – Biologie 20, 30 – Instruments de mesure ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ ______ Échelle d'appréciation Projet de recherche Nom de l'élève : __________________________________ L'élève : • a respecté la date d'échéance • a respecté les dates d'entretiens • a inclus avec la copie finale : ¢ le schéma conceptuel ¢ les fiches des ressources ¢ les fiches de notes /5 A. Recherche Le schéma conceptuel contient : • des idées clés • au moins 3 questions pour chaque idée clé • des questions claires et des réponses précises /20 Les fiches des ressources : • l'élève a préparé au moins 3 fiches • l'élève a inclus l'information nécessaire sur chaque fiche /10 Les fiches de notes sont : • claires et précises • présentées sous forme de liste • écrites dans les mots de l'élève /15 Total : Biologie 20, 30 – Instruments de mesure – P. 69 B. La copie finale 1. Le projet de recherche comporte : • une page de titre • une table des matières • une bibliographie • des cartes • des illustrations /5 2. La rédaction • le texte comporte une introduction, un développement et une conclusion • chaque paragraphe présente une idée • l'élève a exprimé ses idées de façon concise • l'élève a utilisé le vocabulaire et les expressions présentés dans l'unité de manière appropriée • l'élève a utilisé des structures de phrases correctes • l'élève a vérifié l'orthographe • le texte est lisible /20 3. L'originalité • l'élève a écrit dans ses propres mots • l'élève a fait une synthèse des informations tirées de plusieurs sources /5 C. Présentation orale 1. La présentation orale • est organisée de façon logique • est claire et précise • l'élève parle avec un débit convenable • la voix de l'élève convient à l'auditoire • l'élève implique l'auditoire /14 2. L'élève a fait une présentation intéressante en se servant d'au moins 3 des supports suivants : • illustrations _____ • diapositives _____ • musique _____ • effets sonores _____ • tableaux _____ • maquette _____ • affiches _____ • invités _____ /6 Total : P. 70 – Biologie 20, 30 – Instruments de mesure /100 Facteurs de l'alphabétisme scientifique Les listes de contrôle qui suivent peuvent être utilisées de plusieurs façons. Elle peuvent servir à déterminer, d'une part, les facteurs qui ont été abordés tout au long de l'année et, d'autre part, s'ils ont été suffisamment approfondis. L’enseignant ou l’enseignante peut aussi s'en servir quand il se penche sur un sujet particulier. Une fois identifiés les facteurs qui n'ont pas été abordés, il peut partir de cette information pour faire en sorte que d'ici la fin du cours tous les facteurs aient été abordés. Aspect A – Nature de la science Facteurs 1. publique/privée 2. historique 3. holistique 4. reproductible 5. empirique 6. probabiliste 7. unique 8. expérimentale 9. reliée à l'être humain/à la culture N.B. Se référer aux annexes de Sciences : Programme cadre dans l'optique du tronc commun où se trouvent les critères de l'aspect A qu’il est conseillé d'incorporer aux échelles d'évaluation et aux listes de contrôle. Biologie 20, 30 – Instruments de mesure – P. 71 Aspect B – Concepts scientifiques fondamentaux Facteurs 1. le changement 2. l'interaction 3. l'ordre 4. l'organisme 5. la perception 6. la symétrie 7. la force 8. la quantification 9. la reproduction des résultats 10. la cause et l'effet 11. la prévisibilité 12. la conservation 13. l'énergie et la matière 14. le cycle 15. le modèle 16. le système 17. le champ 18. la population 19. la probabilité 20. la théorie 21. la justesse 22. les entités fondamentales 23. l'invariance 24. l'échelle 25. le temps et l'espace 26. l'évolution 27. l'amplification 28. l'équilibre 29. le gradient 30. la résonance 31. la signifiance 32. la validation 33. l'entropie P. 72 – Biologie 20, 30 – Instruments de mesure Aspect C – Procédés d'investigation scientifique Facteurs 1. la classification 2. la communication 3. l'observation et la description 4. la coopération 5. la mesure 6. la mise en question 7. l'utilisation des nombres 8. la formulation d'hypothèses 9. l'inférence 10. la prédiction 11. le contrôle des variables 12. l'interprétation des données 13. la création de modèles 14. la résolution de problèmes 15. l'analyse 16. l'expérimentation 17. l'utilisation des mathématiques 18. l'utilisation de la relation espace-temps 19. l'obtention d'un consensus 20. la définition opérationnelle 21. la synthèse N.B. Les enseignants et enseignantes sont encouragés à adapter ce tableau pour créer leurs propres listes de contrôle, échelles d'évaluation et évaluation de la performance. Biologie 20, 30 – Instruments de mesure – P. 73 Aspect D – Relations science-technologie-société-environnement Facteurs 1. la science et la technologie 2. le côté humain des scientifiques et des technologues 3. les effets de la science et de la technologie 4. la science, la technologie et l'environnement 5. le manque de compréhension du public 6. les ressources pour la science et la technologie 7. la variété d'opinion 8. les limites de la science et de la technologie 9. l'influence de la société sur la science et la technologie 10. le contrôle de la technologie par la société 11. la science, la technologie et les autres domaines N.B. Se référer aux annexes de Sciences : Programme cadre dans l'optique du tronc commun où se trouvent les critères de l'aspect D qu’il est conseillé d'incorporer aux échelles d'évaluation et aux listes de contrôle. P. 74 – Biologie 20, 30 – Instruments de mesure Aspect E – Habiletés scientifiques et techniques Facteurs 1. savoir se servir d'instruments grossissants 2. savoir utiliser les environnements naturels 3. savoir utiliser le matériel prudemment 4. savoir utiliser le matériel audiovisuel 5. savoir se servir d'un ordinateur 6. savoir mesurer la distance 7. savoir manipuler les instruments 8. savoir mesurer le temps 9. savoir mesurer le volume 10. savoir mesurer la température 11. savoir mesurer la masse 12. savoir se servir d'instruments électroniques 13. savoir utiliser des relations quantitatives N.B. Se référer aux annexes de Sciences : Programme cadre dans l'optique du tronc commun où se trouvent les critères de l'aspect E qu’il est conseillé d'incorporer aux échelles d'évaluation et aux listes de contrôle. Biologie 20, 30 – Instruments de mesure – P. 75 Aspect F – Valeurs qui sous-tendent la science Facteurs 1. le besoin de savoir et de comprendre 2. la mise en question 3. la recherche des données et de leur signification 4. le respect des environnements naturels 5. le respect de la logique 6. la prise en considération des conséquences 7. le besoin de vérifier 8. la prise en considération des prémisses Aspect G – Intérêts et attitudes en matière scientifique Facteurs 1. s'intéresser à la science 2. devenir plus confiant 3. continuer d'étudier 4. préférer les médias scientifiques 5. avoir un passe-temps scientifique 6. préférer les réponses scientifiques 7. envisager une carrière scientifique 8. préférer les explications scientifiques 9. apprécier les contributions scientifiques N.B. Les enseignants et enseignantes sont encouragés à adapter ce tableau pour créer leurs propres listes de contrôle, échelles d'évaluation et évaluation de la performance. Les annexes de Sciences : Programme cadre dans l'optique du tronc commun contiennent les critères reliés aux aspects F et G. Une autre approche serait : Sur une échelle de 1 à 5, à quel point est-ce que vos champs d’intérêt et vos attitudes ont changé? P. 76 – Biologie 20, 30 – Instruments de mesure Planification d’une unité On trouvera ci-dessous une des multiples façons de planifier une unité. Aucune méthode n'est obligatoire. Ce qui importe, c'est de planifier les unités pour permettre aux élèves de chaque classe de tirer le maximum de l'enseignement reçu. Les sujets peuvent être adaptés en fonction des goûts, des besoins et des conditions propres à chaque classe. La planification d'une unité fait partie intégrante de l'adaptation du programme d'études en classe. Guide pour la planification d'une unité Choisir les sujets que vous traiterez au cours de l'année dans le cadre du programme de biologie. Décider de l'ordre de leur présentation. Consulter les enseignants et les enseignantes des autres domaines d'étude pour déterminer si un enseignement en équipe ou l'intégration des sujets est possible. Il pourra être nécessaire de modifier les objectifs spécifiques en fonction du sujet choisi, ou d'en rédiger de nouveaux. Parler de la planification annuelle et des ressources dont on aura vraisemblablement besoin avec l'enseignant ou l'enseignante-bibliothécaire. Utiliser La dimension adaptation (ou pédagogie différenciée) dans le tronc commun (ministère de l'Éducation de la Saskatchewan, 1993). Analyser aussi bien les objectifs généraux que les objectifs spécifiques. Décider des objectifs spécifiques qui seront utilisés pour atteindre les objectifs généraux et développer les facteurs de l'alphabétisme scientifique. Concevoir d'autres objectifs spécifiques qui contribueront à enrichir l'unité. Parcourir l'unité — « Facteurs de l'alphabétisme scientifique à développer », « Objectifs généraux de la biologie », « Apprentissages essentiels communs » et « Objectifs spécifiques pour le sujet choisi » — pour se faire une meilleure idée de la portée de l'unité. Dans le choix des activités, penser aux méthodes d'enseignement qui conviennent aux activités et faire un choix propice à l'utilisation de plusieurs méthodes. Consulter Approches pédagogiques : Infrastructure pour la pratique de l'enseignement (ministère de l'Éducation de la Saskatchewan, 1993). Consulter le document Sciences : Biologie 20, 30, Chimie 20, 30, Physique 20, 30 : Liste de ressources. Consulter l'enseignant ou l'enseignante-bibliothécaire de l'école ou la personne responsable de la bibliothèque de la commission ou de la division scolaire, et le centre de ressources de l'école. Les bibliothèques municipales peuvent avoir des ressources précieuses. Media House Productions et l'Office national du film du Canada sont deux endroits où il est possible de se procurer des vidéocassettes et des films. Dresser une liste des gens qui peuvent être pressentis comme personnes-ressources, ou d'endroits qui peuvent convenir à des excursions. Extraire de ses dossiers ou de ceux de ses collègues les activités, plans de cours ou renseignements susceptibles d'être utiles pour l'unité. Penser aux initiatives spéciales en matière d’égalité entre les sexes et perspectives indiennes et métisses, ainsi qu'à l'agriculture. Comment peut-on les mettre en évidence dans l'unité? Examiner chaque activité pour déterminer quels rapports elle peut avoir avec les sujets d'autres domaines d'étude. Modifier les activités de manière à renforcer ces rapports. Concevoir ou choisir parmi les ressources, des activités qui conviennent aux objectifs. Puis, analyser ces activités pour définir quels facteurs de l'alphabétisme scientifique s'y trouvent. Modifier, adapter ou étendre les activités pour que les facteurs de l'alphabétisme scientifique sur lesquels il faut insister soient bien traités. Déterminer comment les apprentissages essentiels communs peuvent être développés dans les activités, à chaque cours. Dans certains cas, l'activité dictera les apprentissages essentiels communs à développer. Dans d'autres, l'activité sera telle que l'on pourra choisir des approches d'enseignement qui permettront d'insister sur certains apprentissages essentiels communs. À ce sujet, il peut être utile de consulter la banque de ressources des objectifs des apprentissages essentiels communs qui figure dans la trousse de l'enseignant ou de l'enseignante accompagnant Approches pédagogiques : Infrastructure pour la pratique de l'enseignement. Établir un calendrier de l'unité qui indique la structure des cours. Envisager de subdiviser l'unité en plusieurs parties afin que l'enseignement puisse s'étendre sur une grande partie de l'année scolaire. Organiser les activités en leçons. Une leçon peut s'étendre sur plusieurs jours ou sur plusieurs semaines, et durer plus ou moins longtemps chaque jour. Si on a le concours d'un enseignant ou d'une enseignante-bibliothécaire pour un apprentissage en équipe, enseigner ensemble les parties de la leçon nécessitant des recherches. Concevoir un plan d'évaluation de l'unité. À cet égard, consulter le présent programme d'études ainsi que le document intitulé Évaluation de l'élève : manuel de l'enseignant (ministère de l'Éducation de la Saskatchewan, 1991). Tout comme diverses activités peuvent servir à atteindre les objectifs, diverses méthodes d'évaluation peuvent permettre d'évaluer tous les paramètres de l'apprentissage. Biologie 20, 30 – Planification d’une unité – P. 79 L'étude de l'écologie et l'analyse d'un écosystème — Unité modèle pour l'unité 2 : organisation de l'écologie Vue d'ensemble de l'unité Cette unité s'appuie sur les connaissances acquises durant les cours de sciences suivis à l'élémentaire et à l'intermédiaire. L'adaptation des animaux à leur environnement, les effets des conditions météorologiques sur les organismes vivants et sur l'environnement abiotique, les chaînes et les réseaux alimentaires, l'impact de l'homme sur l'environnement, les caractéristiques des populations et des individus, et les cycles des matières nutritives sont des concepts que les élèves qui arrivent en onzième année ont déjà vus. Le premier cours donne aux élèves l'occasion de décrire leurs expériences et leurs idées au sujet des écosystèmes de la Saskatchewan, d'écouter les expériences des autres et de faire un résumé de leurs connaissances. Après cette introduction, chaque groupe d'élèves élabore un plan détaillé dans le cadre de l'étude d'un aspect d'une ou de plusieurs écorégions de la Saskatchewan. Ce plan doit clairement indiquer les lignes du temps, les types de données à recueillir, les sources initiales de données ainsi que la façon dont les données en question seront organisées, analysées et présentées. Les élèves rendront compte de leur travail à la classe et rédigeront des questions d'examen portant sur cette étude. Ces questions pourront figurer dans l'examen se rapportant à l'unité. Enfin, la classe devra examiner l'environnement actuel et futur de la Saskatchewan dans un contexte général. L'écologie est un domaine d'étude scientifique qui regroupe une grande variété de disciplines comme la botanique, la géologie, la chimie, la physique, la météorologie, l'agriculture, la dynamique des populations et l'économie politique. En étudiant l'écologie, les élèves ont l'occasion de faire la synthèse d'une bonne partie de leurs expériences et de leurs connaissances préalables, et de les restructurer pour améliorer leur compréhension du fonctionnement de la planète. La Saskatchewan est riche en écosystèmes diversifiés et uniques. L'étude des écosystèmes locaux donne aux élèves l'occasion d'examiner la complexité du milieu qui les entoure. En même temps, elle leur permet d'examiner d'autres aspects de la Saskatchewan et d'apprécier la diversité de la province dans son ensemble. Cette étude peut être intégrée à l'unité qui traite de la diversité de la vie. P. 80 – Biologie 20, 30 – Planification d’une unité La présente unité a été rédigée pour illustrer la façon dont les facteurs de l'alphabétisme scientifique et les apprentissages essentiels communs peuvent être mis en évidence dans un cours de biologie. Par ailleurs, l'utilisation de méthodes pédagogiques et de stratégies d'évaluation variées est encouragée. Il est possible d'adapter les sujets et l'enseignement aux besoins et aux goûts des élèves. L'incorporation des perspectives et du contenu indiens et métis, ainsi que la participation selon divers rôles des garçons et des filles, sont aussi illustrées et encouragées. On peut atteindre un bon nombre des objectifs ci-dessus grâce à l'apprentissage coopératif. Les activités de groupe nécessitent un engagement individuel envers la tâche et un engagement de qualité et soutenu envers le groupe. Chaque membre doit procéder à une évaluation concrète et légitime du travail à intervalles donnés. Cela facilite l'engagement des participants envers le groupe et permet de connaître la progression du travail de groupe. On peut trouver des idées sur l'apprentissage coopératif en groupes dans Découverte de l'apprentissage coopératif (Série stratégies d'enseignement no 5, Sidru). L'apprentissage coopératif en groupes offre divers avantages : • apprentissage axé sur l'élève, l'enseignant ou l'enseignante jouant le rôle d'animateur; • possibilité d'utiliser divers genres d'évaluation; • application par les enseignants ou les enseignantes et les élèves des méthodes prônées dans les cinq catégories de stratégies d'enseignement; • approche basée sur les ressources. Aperçu de l'unité Partie 1 - Recherche d'information sur les régions biologiques uniques de la Saskatchewan (écorégions et écodistricts) - 3 heures Partie 2 - Planification de l'étude (attribution des tâches aux groupes, lignes du temps, discussion sur l'évaluation qui sera utilisée et collecte de données) - 12 heures Partie 3 - Collecte et organisation des données 7 heures Partie 4 - Rédaction par les groupes de résumés de données et de questions d'examen portant sur l'unité - 3 heures Partie 5 - Partage des résultats et synthèse fournissant une image d'un écosystème en fonctionnement - 4 heures Partie 6 - Mise en contexte planétaire de l'écosystème de la Saskatchewan et réflexion sur l'avenir environnemental - 6-7 heures Préparatifs Bien avant le début de l'unité, commencer à rassembler les ressources que les élèves utiliseront dans les parties 1, 3 et 6. Garder à l'esprit les principes décrits dans La sélection des ressources impartiales (ministère de l'Éducation de la Saskatchewan, 1992) et dans Diverse Voices (Saskatchewan Education, 1992). Les ressources présentées au long de l'unité modèle sont un point de départ. L'ouvrage Sciences : Biologie 20, 30, Chimie 20, 30, Physique 20, 30 : Liste de ressources renvoie à des sources utiles d'information. Parcourir aussi les journaux et les revues à la recherche d'articles traitant de l'environnement de la Saskatchewan et de questions environnementales à l'échelle mondiale. Consulter sans délai l'enseignant ou l'enseignante-bibliothécaire et d'autres membres du personnel de l'école, et solliciter leur aide dans la recherche de ressources. complète de l'unité. Distribuer la liste à tous les élèves au commencement de l'unité. • En tenant compte des limites de temps et de ressources, recueillir une information aussi complète que possible. • Indiquer l'origine de chaque document choisi. Il peut s'agir de cartes de la région, d'enregistrements, de photos de régions ou d'organismes, de dessins, de notes bibliographiques, etc. Faire en sorte qu'il soit possible à quiconque de retrouver ou de confirmer une information ou une source, à tout moment. • Revoir les données recueillies pour s'assurer qu'elles sont impartiales. Quand on connaît les auteurs d'un document ou la source d'une information, on peut deviner la perspective qui sera adoptée dans le document ou par rapport à l'information en question. Une autre forme de partialité est la présentation. La sélection des ressources impartiales (ministère de l'Éducation de la Saskatchewan, 1992) et Diverse Voices (Saskatchewan Education, 1992) fournissent des lignes directrices sur la manière de déceler la partialité dans les documents écrits et audiovisuels. • Faciliter le partage de l'information entre tous les groupes de la classe, veiller à ce que l'information recueillie chaque jour par chaque groupe soit remise à l'enseignant ou à l'enseignante, et à ce qu'elle soit inscrite dans le résumé préparé par le groupe. Chaque élément du travail de groupe doit porter le nom de la personne qui l'a fait et la date à laquelle cela a été fait. • Décider de la façon dont chaque partie sera partagée avec la classe. Vérifier le résumé concis de l'information qui devra être remis à chaque personne de la classe. • Élaborer au moins trois questions, valant 30 points en tout, pour un test d'une heure noté sur 100, et préparer une feuille de réponses. Ces questions pourront faire partie de l'examen se rapportant à l'unité. Déterminer comment l'unité peut être intégrée au plan de cours. La partie 3 de l'unité, la recherche des élèves, devrait s'étendre sur une période allant de quatre à huit semaines. Cela laisse aux élèves le temps de trouver des ressources, de planifier et d'effectuer leurs expériences et de réfléchir à leur projet. Lignes directrices pour les groupes Les travaux de chaque groupe devraient être guidés par certains principes décrits ci-dessous. Des instructions détaillées, pour chaque tâche, figurent dans la description Biologie 20, 30 – Planification d’une unité – P. 81 Planification de l'unité Chacune des activités de l'unité renvoie aux objectifs, aux facteurs de l'alphabétisme scientifique et aux stratégies d'évaluation. Ces renvois existent pour familiariser l'enseignant ou l'enseignante avec tous les objectifs pédagogiques de Biologie 20. Cela ne signifie pas que les objectifs énumérés soient les seuls qui puissent être atteints ou que les instruments de mesure soient les seuls qui puissent être utilisés. Il s'agit simplement de rappeler l'existence de ces moyens pour permettre le développement d'une compréhension de toutes les facettes de la science. Les objectifs spécifiques de biologie énumérés sont extraits du programme d'études. Certains ont été modifiés en fonction de cette unité modèle. On encourage l'élaboration de nouveaux objectifs découlant des idées exprimées par les élèves durant les discussions en classe ou découlant de la propre expérience de l'enseignant ou de l'enseignante, et de sa perception de l'étude. Les objectifs des apprentissages essentiels communs sont des objectifs généraux, donc ils ont une portée plus vaste et moins précise que les objectifs spécifiques. On trouve des objectifs précis axés sur la réalisation des objectifs des apprentissages essentiels communs dans Introduction aux apprentissages essentiels communs : Manuel de l'enseignant et dans La dimension adaptation (ou pédagogie différenciée) dans le tronc commun (ministère de l'Éducation de la Saskatchewan, 1991), ressources distribuées avec la trousse Approches pédagogiques : Infrastructure pour la pratique de l'enseignement (ministère de l'Éducation de la Saskatchewan, 1991). Il conviendra de modifier le temps consacré aux activités ou d'ajouter, de supprimer ou de modifier des activités, selon les besoins. Il faudra adapter l'unité aux besoins des élèves ainsi qu'aux installations et aux ressources disponibles. Partie 1 : Découverte de connaissances générales sur les régions biologiques uniques de la Saskatchewan (écorégions et écodistricts) Demander à une personne d'être porte-parole pour cette activité. Les sources d'information pour la séance seront les voyages des élèves dans la province et les connaissances ou idées déjà acquises. Au bout de sept à dix minutes, partager l'information recueillie par chaque groupe avec le reste de la classe. Demander aux élèves d'utiliser, autant que possible, la terminologie de la biologie dans leurs énoncés. Il conviendrait de consigner l'information partagée durant le cours sur de grandes feuilles de papier, puis de les afficher sur les murs de la classe. Une fois l'information partagée, demander à chaque groupe de faire un schéma conceptuel ayant pour thème les écosystèmes de la Saskatchewan. L'affichage des schémas conceptuels est facultatif. Au cours de la deuxième heure, les élèves consultent des documents (textes, atlas, journaux, magazines, cartes, etc.) pour ajouter des renseignements aux affiches élaborées durant la première heure. Différentes couleurs seront utilisées pour présenter ces renseignements, de manière à ce que l'accumulation de l'information soit apparente. Les affiches resteront sur le mur durant toute l'unité. Le type de sol, la longueur de la saison de croissance, les espèces indigènes et importées de plantes et d'animaux, la quantité de précipitations, les vents dominants, la température moyenne, le climat, l'utilisation des terres et les reliefs glaciaires sont autant de manières de décrire la nature d'un écosystème. Il serait bon que les groupes vérifient aussi leur information initiale dans les ressources disponibles. Orienter la recherche au moyen de mots clés — comme biosphère, biotique, non biotique, communauté, population — inscrits au tableau. À la fin de la période, chaque groupe devra partager la nouvelle information. Les encres de couleurs différentes permettent aux élèves d'observer l'accumulation progressive de l'information, comme cela peut se faire dans un endroit comme la Veterinary Infectious Diseases Organization (VIDO), grand centre de recherche situé à Saskatoon, qui emploie des personnes qui travaillent dans toute une gamme de disciplines scientifiques. À Saskatoon, ces personnes collaborent pour résoudre un problème biologique commun. Activité 1 (2 heures) Rappeler aux élèves que l'information résumée par chaque groupe sera traitée comme base d'information commune à tous les élèves. Utiliser une vidéocassette comme Communities of Living Things, de Media House, qui constitue une introduction de 15 minutes aux biomes de l'Amérique du Nord. Faire suivre la présentation d'une séance de remue-méninges en groupes de trois ou quatre élèves. Demander à chaque groupe d'énumérer ce qu'il sait sur les écorégions et les écodistricts de la Saskatchewan. Combien de régions distinctes y a-t-il? Quelles sont les caractéristiques propres à chaque région? P. 82 – Biologie 20, 30 – Planification d’une unité Ressources suggérées • Saskatlas • Atlas of Saskatchewan • Managing Saskatchewan Rangeland. • Landscapes : A Guide to the Landforms and Ecology of Southern Saskatchewan Objectifs L'élève sera capable de : 6.1 6.2 6.3 Déterminer et clarifier sa compréhension des termes suivants : biosphère, biome, écosystème, communauté et population Examiner plusieurs exemples de biomes en discutant des principales espèces de plantes qui y sont associées Dessiner un climagramme et discuter de la température et de l'humidité comme facteurs déterminants d'une zone écologique donnée COM Comprendre et utiliser le vocabulaire, les structures et les formes d'expression qui caractérisent l'étude de la biologie Objectifs L'élève sera capable de : CRC COM Comprendre comment les connaissances sont créées, évaluées et perfectionnées, puis modifiées, dans le contexte de la biologie Comprendre et utiliser le vocabulaire, les structures et les formes d'expression qui caractérisent l'étude de l'écologie Facteurs de l'alphabétisme scientifique B16, C1, C2, C4, C12, C21, F3, G1, G3 Facteurs de l'alphabétisme scientifique Évaluation C1, C15, C19, E4, F3, F7, G6 Évaluation Les schémas conceptuels sont une forme d'autoévaluation. Le schéma conceptuel initial donne aux élèves l'occasion d'organiser leurs connaissances. La comparaison du schéma initial avec celui qui est réalisé à la fin de l'unité leur permet d'évaluer l'augmentation de leurs connaissances et le développement de leur réflexion sur les écosystèmes et sur la Saskatchewan. Activité 2 (1 heure) Demander à chaque élève de résumer l'information énumérée par tous les groupes durant l'activité 1. Leur demander d'inscrire cette information dans leur carnet d'observations. L'entrée des données dans le carnet d'observations peut être traitée comme un travail écrit. Il peut arriver que dans certains cas les élèves écrivent des choses confidentielles. Décider avec les élèves de la façon dont leurs écrits seront utilisés en classe. Partie 2 : Planification de l'étude Activité 3 (1-2 heures) Renforcer l'information acquise dans la première partie en faisant ressortir la grande variété d'écosystèmes de la Saskatchewan. Décrire les écorégions de la province. Utiliser, par exemple, les régions définies par Stan Rowe dans Landscapes : A Guide to the Landforms and Ecology of Southern Saskatchewan - reliefs montagneux, terres sèches, plaines inondables, marais d'eau douce et d'eau salée, dunes, plaines, coulées et vallées fluviales — plus les forêts-parcs du centre de la Saskatchewan, la forêt boréale du nord de la Saskatchewan et les écosystèmes aquatiques. AtoutFaune (pages 454-455) traite du concept des écozones. Demander aux élèves de discuter de la façon dont ils définiraient les limites de chaque région. Choisir un nombre raisonnable de régions, compte tenu des ressources, des capacités et des installations disponibles. Veiller à choisir la région dans laquelle se trouve l'école, et au moins deux autres. Une autre façon de procéder consiste à effectuer une analyse exhaustive de sa région, uniquement. Une telle analyse peut comprendre des vidéocassettes et des audiocassettes, des photographies, des cartes, des descriptions écrites, des schémas et des affiches, et peut faire l'objet d'une exposition à l'école. Il peut également y avoir échange de résultats avec des écoles ayant fait un travail comparable dans d'autres régions. Établir à cette fin un réseau groupant les enseignants et les enseignantes de biologie. Biologie 20, 30 – Planification d’une unité – P. 83 Former les mêmes groupes de travail que pour la partie 1. Confier à chaque groupe une des catégories de l'étude de l'écosystème. Les catégories typiques sont le climat, le sol, d'autres facteurs non biotiques, le biote et l'impact de l'homme. Selon la taille de la classe, les catégories peuvent être groupées ou au contraire subdivisées. Chaque groupe aura deux tâches à accomplir durant le reste de la période. Il devra décider de ce qui sera étudié dans la catégorie qui lui a été confiée. Si les élèves ont déjà de l'expérience en travail de groupe ainsi que dans l'organisation et la recherche, leur confier entièrement le soin d'établir ce qu'il faut étudier, de déterminer les sujets de recherche et de repérer les sources d'information. Les ressources utilisées dans la partie 1 seront utiles pour trouver des idées sur ce qu'il faut étudier. Leur donner aussi, par exemple, un aperçu général de la région qu'ils sont chargés d'étudier. Il n'est pas nécessaire que chaque groupe ait envisagé toutes les possibilités, mais il convient de les encourager à créer une structure aussi exhaustive que possible. Cette structure forme la base de la partie 3 de l'unité. Sujet de recherche Les élèves se partageront les responsabilités de la recherche et de la communication des données. Tous les membres du groupe devraient participer à la recherche et à la synthèse de l'information. Ils devraient à tour de rôle être chargés, chaque jour, de consigner l'information, d'en faire un résumé et de la communiquer à l'enseignant ou à l'enseignante (voir le troisième point de « Lignes directrices pour les groupes »). Une fois ces tâches terminées, demander à chaque groupe de consigner ses décisions et son calendrier de travail et d'en remettre un exemplaire à l'enseignant ou à l'enseignante. Leur demander aussi d'en placer un exemplaire sur le mur, à côté de leur affiche. Si les élèves ont de la difficulté à organiser leur tâche et à se répartir les responsabilités, un tableau comme celui qui suit peut leur être utile. Faire une grande affiche intitulée : « Lignes directrices pour les groupes ». Cette façon de procéder peut aider les élèves à se concentrer sur leur tâche durant la recherche. Responsables de la recherche Date d'échéance* * Les rapports d'étapes doivent être remis chaque jour. La recherche doit être terminée à la date indiquée. P. 84 – Biologie 20, 30 – Planification d’une unité • Biote Objectifs L'élève sera capable de : 2.2 3.1 Mettre en évidence les éléments biotiques et non biotiques ainsi que les interactions des écosystèmes observés Examiner les preuves de la vie qui a existé autrefois CRC COM CRC Comprendre comment les connaissances sont créées, évaluées et perfectionnées, puis modifiées, dans le contexte de la biologie Comprendre et utiliser le vocabulaire, la structure et les formes d'expression qui caractérisent l'étude de l'écologie Favoriser le raisonnement intuitif et imaginatif, et la capacité à évaluer les idées, les processus, les expériences et les objectifs, dans le contexte de l'étude de l'environnement Facteurs de l'alphabétisme scientifique A3, A7, B3, B4, B8, B15, C1, C14, F5, F8 Évaluation Tenir une liste de contrôle pour s'assurer que les élèves mènent à bien leur travail de groupe et déterminer si les groupes font les progrès et les corrections nécessaires pour respecter les échéances finales. Les fiches anecdotiques à placer dans les dossiers de l'élève peuvent également être utilisées. Des idées sur l'emploi des fiches anecdotiques et sur les dossiers de l'élève se trouvent aux pages 86 et 81 d'Évaluation de l'élève : manuel de l'enseignant (ministère de l'Éducation de la Saskatchewan, 1991). Demander aux élèves de remplir l'auto-évaluation figurant à la page 29 de ce document. Description des catégories de recherches Les catégories de recherches suivantes seront utilisées dans l'activité de planification de la partie 2 pour aider les élèves à préparer leur étude. Ces catégories peuvent être abordées au commencement, au milieu ou à la fin de la planification, selon les capacités des élèves et les buts recherchés. Les objectifs et les facteurs de l'alphabétisme scientifique décrits pour chaque catégorie représentent les aboutissements de l'étude qui sera menée dans la partie 3. Des observations sur l'évaluation sont incluses dans la partie 3. Décrire les espèces présentes dans l'écosystème. Décrire leur biotope et leur habitat. Il convient d'examiner les concepts d'utilisation et de conservation de l'énergie lors de la mise en évidence des chaînes et des réseaux alimentaires. Classer les espèces de plantes et d'animaux selon les catégories indigène ou allogène. Considérer divers moyens d'estimer (quantifier) les plantes et les animaux dans une région donnée. Essayer différentes méthodes d'estimation. Examiner diverses sortes de relations symbiotiques et de relations de compétition là où il y a présence d'animaux. Chercher de l'information sur les variations annuelles et saisonnières des populations animales. Si possible, fournir des exemples de succession au sein de l'écosystème. Il y a ici un certain nombre de possibilités de recherche. Veiller à ce que des explications claires de toute la terminologie utilisée dans la présente section soient dans le résumé. Établir des contacts personnels dans la communauté pour obtenir la permission de recueillir des échantillons et des données sur le terrain au sujet des espèces, du nombre et des biotopes des organismes. Décider quels échantillons doivent être recueillis, en se souvenant qu'il faut laisser la région intacte. Le meilleur moyen d'échantillonner un lieu est de se servir de photographies, de dessins, de cartes, de bandes sonores, de vidéocassettes, de recensements, de descriptions et de mesures de la région et de ses habitants. Cette information peut être utilisée dans la présentation finale. Les recherches sur le terrain peuvent être appuyées par des recherches en bibliothèque et par des entrevues avec des gens qui connaissent bien l'histoire naturelle de la région. Parmi les sources d'information, citons les manuels scolaires, le personnel enseignant et les membres de la communauté ayant de l'expertise ou possédant des terres qu'on peut examiner. Les services municipaux peuvent fournir de l'information et des cartes d'une région donnée. Les ouvrages comme Prairie Birds in Colour, Wildflowers Across the Prairies, Managing Saskatchewan Rangeland, Holistic Resource Management, The Wheatgrass Mechanism, et A Prairie Coulee sont des ressources utiles. Biologie 20, 30 – Planification d’une unité – P. 85 Objectifs Facteurs de l'alphabétisme scientifique L'élève sera capable de : B1, B8, B11, B12, B18, B21, B28, C1, C17, C20, E1, E2 2.1 2.2 2.4 2.6 2.7 2.10 4.1 4.3 4.4 5.1... 5.2 5.3 Comprendre les concepts de biotope et d'habitat Inventorier les éléments biotiques et non biotiques, et leurs interactions, dans les écosystèmes observés Définir des chaînes et des réseaux alimentaires auxquels prend part la communauté humaine Établir les relations symbiotiques et les relations de compétition entre les organismes d'une communauté Étudier une communauté naturelle dans le voisinage de l'école Discuter de la succession dans les communautés Rappeler les critères qui définissent une population Décrire les méthodes d'estimation par échantillonnage Estimer certaines populations en utilisant une ou plusieurs méthodes Inventorier les facteurs qui influent sur les taux de reproduction et de mortalité Mettre en évidence les facteurs qui influent sur l'immigration et l'émigration Comparer les populations cycliques et les populations stables NUM Renforcer ses connaissances et sa compréhension de la façon de calculer, mesurer, estimer et interpréter des données numériques, du moment où il convient d'appliquer ces techniques et de leur pertinence pour l'étude des populations COM Comprendre et utiliser le vocabulaire, la structure et les formes d'expression qui caractérisent l'étude de l'écologie CRC Favoriser le raisonnement intuitif et imaginatif, et la capacité à évaluer les idées, les processus, les expériences et les objectifs, dans le contexte de l'étude de l'environnement • Sol Les sujets d'étude comprennent l'inventaire et la classification des composantes vivantes et non vivantes du sol. Déterminer les types de sol existant dans chaque écosystème à l'étude et la façon dont ces types de sol influent sur le genre de plantes qui y croît. Étudier l'évolution des sols depuis la colonisation européenne. Au cours d'une excursion, on pourra mesurer les variations de la température des sols dans une journée, dessiner des profils de sols et décrire les conditions de la couche superficielle. Pour étudier les sujets ci-dessus, on pourra recueillir des renseignements sur la formation des sols, sur les éléments qui influencent le genre de sol qui se forme, sur la durée de formation des sols, sur la contribution des organismes présents dans le sol à son développement, et sur les effets de diverses méthodes agricoles sur la qualité du sol. Obtenir la permission des propriétaires des terrains avant de recueillir des échantillons de sol. Pour étendre la portée de l'étude, envisager de mettre en œuvre un programme d'échange avec des classes de biologie situées dans d'autres régions de la province. On trouvera, dans des ressources, des conseils sur les techniques et les stratégies d'échantillonnage. Un ou une biologiste spécialisé dans la conservation des sols de la région, un ou une agronome vulgarisateur pourra participer à l'échantillonnage du sol ou à d'autres aspects de l'étude. Les activités destinées à mesurer la capacité de rétention d'eau des sols, à recueillir des échantillons d'organismes vivant dans ces sols et à mesurer la quantité d'humus peuvent fournir des renseignements utiles. On pourra aussi examiner l'information sur les profils des sols et sur les problèmes de salinité de ces derniers. Les agriculteurs et horticulteurs locaux pourront être à même de fournir des renseignements utiles pour l'étude. Parmi les sources d'information, citons le Guide to Farm Practice, les cartes de l'Inventaire des terres du Canada, Investigating Terrestrial Ecosystems, les cartes des sols de la Saskatchewan et Prairie Soils : The Case for Conservation. Objectifs L'élève sera capable de : 1.1 P. 86 – Biologie 20, 30 – Planification d’une unité Mettre en évidence les composantes du sol 1.2 1.3 1.5 1.6 1.7 2.9 Décrire les types de sol de la Saskatchewan Déterminer comment les caractéristiques du sol influent sur la croissance des plantes Étudier les variations de croissance des plantes qui poussent sur les pentes Inventorier certains micro-organismes du sol Discuter de l'importance des microorganismes du sol Comparer les communautés qui ont d'autres types de sol ou d'autres types de climats ministère de l'Environnement de la Saskatchewan pourront fournir des suggestions sur les sources d'information. Managing Saskatchewan Rangeland et Holistic Resource Management sont deux ouvrages qui méritent d'être étudiés. Objectifs L'élève sera capable de : 2.8 COM Comprendre et utiliser le vocabulaire, la structure et les formes d'expression qui caractérisent l'étude de la biologie 3.3 Facteurs de l'alphabétisme scientifique A4, B3, B8, C1, C12, D11, E1, E2, F7 6.2 Impact des activités humaines 6.3 Cette étude englobera des aspects de toutes les autres catégories, analysés sous l'angle de l'influence de la vie humaine sur l'écologie des régions étudiées. Les impacts révélés pourront s'échelonner du positif au létal en passant par le neutre. Il sera intéressant d'explorer non seulement l'impact des êtres humains sur l'écosystème, mais aussi les raisons pour lesquelles les populations humaines agissent comme elles le font. Tous les élèves auront des points de vue différents sur la raison pour laquelle les interactions des êtres humains avec l'environnement sont ce qu'elles sont. Il sera donc important de recueillir des renseignements sur les interactions qui sont visibles et qui peuvent être documentées. L'information recueillie sur le terrain peut comprendre des vidéocassettes, des bandes sonores, des photographies, des dessins, des cartes et des échantillons. L'exploration peut notamment se faire en établissant une liste des façons dont les êtres humains interagissent avec les plantes, les animaux et les autres formes de vie dans l'écosystème, et provoquent finalement des changements. Une étude de l'agriculture, de la foresterie, de la pêche, de l'industrie et de l'utilisation à des fins personnelles de l'écosystème peut s'inscrire dans une démarche holistique. Il peut être utile d'effectuer des entrevues avec des gens de différentes cultures pour découvrir comment leur société perçoit les relations avec le monde qui les entoure. Peut-être pourrait-on inviter un Ancien. Les articles de journaux ou de magazines récents peuvent être des sources d'information sur l'interaction de l'être humain avec l'environnement. On peut aussi recueillir des renseignements à partir d'entrevues, d'images, de schémas et d'observations directes. Les sociétés locales de protection de l'environnement, différents groupes culturels et le Établir les similitudes et les différences entre la communauté naturelle et la communauté humaine Étudier le rôle des êtres humains dans la création et dans le maintien des conditions qui modifient le rythme de l'évolution écologique Examiner plusieurs exemples de biomes, en discutant des principales espèces de plantes qui y sont associées Dessiner un climagramme et discuter de la température et de l'humidité en tant qu'éléments déterminants d'une zone écologique CRC Comprendre comment les connaissances sont créées, évaluées et perfectionnées, puis modifiées, dans le contexte de la biologie COM Comprendre et utiliser le vocabulaire, les structures et les formes d'expression qui caractérisent l'étude de la biologie AUT Contribuer au développement d'une disposition propice à l'apprentissage continu TEC Comprendre que la technologie façonne la société, comme elle est façonnée par elle Facteurs de l'alphabétisme scientifique A3, B1, B2, B11, B12, C8, C12, D4, D7, F3, F4, F8, G6, Climat Faire une distinction entre les conditions météorologiques et le climat. Recenser certains moyens de trouver des renseignements sur les climats et sur les conditions météorologiques. Dessiner des climagrammes pour les régions à l'étude. Recueillir des renseignements sur les changements climatiques qui se sont produits en Saskatchewan depuis des millions d'années. Étudier comment les différences de climat au sein de la Saskatchewan influent sur la végétation et les cultures. Les principales sources d'information pour cette catégorie seront des documents écrits. Geological History of Saskatchewan, Climates of Canada, et Atlas of Saskatchewan peuvent servir à recueillir des données sur le climat. Des agronomes-vulgarisateurs pourront aider à trouver des sources locales Biologie 20, 30 – Planification d’une unité – P. 87 d'information au sujet des effets du climat et des changements climatiques sur les espèces de plantes indigènes et allogènes. Objectifs L'élève sera capable de : 1.4 1.8 3.1 3.2 6.2 6.3 NUM CRC COM CRC Décrire comment les variations du climat de la Saskatchewan influent sur la croissance des plantes Faire ressortir que le sol et le climat sont les clés de la vie en Saskatchewan et sur la planète Examiner les preuves de la vie dans le passé Débattre des théories du changement et de l'extinction Examiner plusieurs exemples de biomes en discutant des principales espèces de plantes qui y sont associées Dessiner un climagramme et discuter de la température et de l'humidité comme éléments déterminants d'une zone écologique Renforcer ses connaissances et sa compréhension de la façon de calculer, mesurer, estimer et interpréter des données numériques, du moment où il convient d'appliquer ces techniques et de leur pertinence pour l'étude des populations Comprendre la façon dont la connaissance est créée, évaluée, perfectionnée et modifiée, dans le contexte de la biologie Comprendre et utiliser le vocabulaire, la structure et les formes d'expression qui caractérisent l'étude de l'écologie Favoriser le raisonnement intuitif et imaginatif, la capacité à évaluer les idées, les processus, les expériences et les objectifs, dans le contexte de l'étude de l'environnement Facteurs de l'alphabétisme scientifique composition minérale des nappes d'eau. La Saskatchewan Water Corporation et Environnement Canada ont publié ensemble une étude intitulée South Saskatchewan River Basin Study, qui contient des renseignements sur les critères à suivre pour réaliser une étude de l'eau. Durant les années 1970, une étude importante du réseau hydrographique de la rivière Qu'Appelle a été réalisée par le ministère de l'Environnement de la Saskatchewan. Se renseigner auprès de l'administration municipale locale pour savoir d'où vient l'eau potable de la communauté, et pour savoir ce qui est fait avant qu'elle soit consommée, et quelle quantité d'eau est utilisée. Pour savoir comment la communauté définit une eau saine, il suffit de concevoir un questionnaire. Créer des modèles de cycle de la matière particuliers aux régions étudiées. Le cycle de l'azote dans un marais d'eau salée est-il identique au cycle de l'azote sur des terres sèches? Parmi les sources d'information, citons les personnesressources locales comme les agronomes vulgarisateurs et les employés des services municipaux des eaux. Le ministère de l'Environnement de la Saskatchewan, la Saskatchewan Water Corporation et Environnement Canada sont d'autres sources d'information possibles. Objectifs L'élève sera capable de : 1.10 2.3 2.5 NUM A2, A6, B19, B20, B24, B26, B28 • Autres facteurs abiotiques Les autres facteurs abiotiques comprennent l'inclinaison du terrain, l'eau présente — rivières, marécages, lacs, eau souterraine, couches aquifères profondes — et les cycles de la matière (eau, dioxyde de carbone, oxygène et azote). CRC On peut, par exemple, pour explorer ces éléments communiquer avec la Saskatchewan Water Corporation afin d'obtenir des renseignements sur les eaux souterraines. La collecte de données sur le terrain pourrait comprendre la description, le relevé et la mesure de données sur la taille, la forme et la CRC P. 88 – Biologie 20, 30 – Planification d’une unité COM Discuter des cycles suivants et essayer d'illustrer leurs interrelations : eau, dioxyde de carbone-oxygène, azote Décrire comment la communauté humaine dépend du sol, de l'eau et de l'air Décrire comment la communauté humaine dans laquelle on vit dépend du climat et est influencée par lui Renforcer ses connaissances et sa compréhension de la façon de calculer, mesurer, estimer et interpréter des données numériques, du moment où il convient d'appliquer ces techniques et de leur pertinence pour l'étude des populations Comprendre comment les connaissances sont créées, évaluées et perfectionnées, puis modifiées, dans le contexte de la biologie Comprendre et utiliser le vocabulaire, la structure et les formes d'expression qui caractérisent l'étude de la biologie Favoriser le raisonnement intuitif et imaginatif, et la capacité à évaluer les idées, les processus, les expériences et les objectifs, dans le contexte de l'étude de l'environnement Facteurs de l'alphabétisme scientifique A7, A9, C5, C7, D3, D5 Partie 3 : L'étude Il peut être utile de répartir le temps consacré à cette partie sur un ou deux mois. Cela donnera aux élèves le temps d'organiser et de mener des recherches sur le terrain, de trouver des ressources imprimées et non imprimées et de réfléchir à leur étude. Une façon de procéder consiste à prévoir, par semaine, une ou deux « périodes » que les élèves utiliseraient pour effectuer leur recherche. On s'attend à ce que les élèves consacrent au moins autant de temps hors de la classe qu'en classe pour mener à bien leur recherche. L'unité « Diversité de la vie » est une excellente unité à intégrer au travail sur la partie 3. En effet, une grande partie de l'étude effectuée dans le cadre de cette unité complète dans une large mesure l'étude des écosystèmes. Comme la partie 3 consiste à mettre en œuvre le plan créé dans la partie 2, aucune activité précise n'est prescrite dans cette section-ci. Les objectifs et les facteurs de l'alphabétisme scientifique énumérés dans « Description des catégories de recherches » s'appliquent à l'unité. L'évaluation se composera de fiches anecdotiques remplies lors de discussions sur les projets avec les groupes, de listes de contrôle qui doivent permettre d'observer les progrès des groupes, d'auto-évaluations et de co-évaluations réalisées par les élèves. Des exemples de listes de contrôle figurent, à partir de la page 22, dans ce document. On trouvera également une liste de contrôle à la page 75 de la ressource intitulée Évaluation de l'élève : manuel de l'enseignant. Le chapitre 4 de ce document fournit des conseils et des idées sur l'utilisation des fiches anecdotiques, des listes de contrôle, ainsi que des auto-évaluations et des co-évaluations réalisées par les élèves. Partie 4 : Préparation de comptes rendus La partie 4 est consacrée à la rédaction des résumés des groupes, des questions qui figureront dans l'examen, et à la préparation des présentations prévues dans la partie 5. Les groupes d'élèves doivent : • Rédiger un résumé d'environ une ou deux pages et décrire les résultats de leurs recherches. Il importe que ce résumé soit vérifié par l'enseignant ou l'enseignante et que le travail définitif soit dactylographié, car il sera distribué à tous les membres de la classe. • Préparer des questions d'examen pouvant être intégrées à l'examen général sur l'unité. Accorder du temps à la discussion sur les formes possibles de questions, comme les items de type appariement, les items à choix multiples, les items à réponse courte et les items à réponse élaborée. Discuter, avec les autres élèves et l'enseignant ou l'enseignante, de certains principes importants sous-tendant l'élaboration de questions d'examen. Il incombe aux élèves de fournir une proposition de réponse ou un barème pour leurs questions. • Procéder à la préparation et à la répétition des présentations de 10 minutes. Encourager diverses méthodes de présentation : audiocassette ou vidéocassette, diapositive, affiche, courte présentation orale, feuille à distribuer ou schéma conceptuel. Puis, discuter de l'importance de la représentation concrète d'idées abstraites. Discuter de la valeur des différents modes de présentation pour tenir compte des divers styles d'apprentissage et entretenir un vif intérêt parmi l'auditoire durant la présentation. Objectifs L'élève sera capable de : COM CRC AUT Comprendre et utiliser le vocabulaire, la structure et les formes d'expression qui caractérisent l'étude de l'écologie Favoriser le raisonnement intuitif et imaginatif, la capacité à évaluer les idées, les processus, les expériences et les objectifs, dans le contexte de l'étude de l'environnement Contribuer au développement d'une disposition propice à l'apprentissage continu Facteurs de l'alphabétisme scientifique A1, A3, A5, A7, A9, B16, C2, C4, C6, C9, C12, C15, C19, C21, F1, F3, F4, F8, G2, G6 Évaluation Au cours de la rédaction de leur résumé et au cours de la formulation des questions d'examen, les élèves seront amenés à évaluer les connaissances nouvellement acquises et leur pertinence par rapport à l'image globale qu'ils se forgent de l'environnement de la Saskatchewan. Relater ce processus dans leur carnet d'observations leur permet de se pencher sur le mode de réflexion qu'ils ont utilisé dans cette partie de l'unité. Le résumé écrit contenant les faits saillants de leur recherche, et leurs questions d'examen, peuvent être notés à titre de travaux écrits. L'enseignant ou l'enseignante pourra envisager de réserver 10 à 15 minutes pour discuter des critères d'évaluation de la présentation orale. À partir des critères, l'enseignant ou l'enseignante, ou l'ensemble de la classe, pourra établir une grille d'évaluation. Partie 5 : Description des écosystèmes Activité 4 (2 heures) Biologie 20, 30 – Planification d’une unité – P. 89 Objectifs Chaque groupe présentera son point de vue sur ce qu'il a appris, afin d'étoffer le résumé qu'il a préparé pour la classe. Demander aux élèves de rechercher les interdépendances qui existent entre la région dont il est question dans la présentation et leur propre région. L'élève sera capable de : COM CRC Comprendre et utiliser le vocabulaire, la structure et les formes d'expression qui caractérisent l'étude de l'écologie Favoriser le raisonnement intuitif et imaginatif, la capacité à évaluer les idées, les processus, les expériences et les objectifs, dans le contexte de l'étude de l'environnement Facteurs de l'alphabétisme scientifique A1, A9, B5, C2, D3, D7, E4, F5, G8 Évaluation Si une grille d'évaluation pour la présentation a été établie lors de la partie 4, elle pourra être utilisée soit par l'enseignant ou par l'enseignante, soit par les élèves, soit encore par les deux. Si aucune grille d'évaluation n'a été établie, l'évaluation peut se faire en demandant à chaque membre de la classe d'inscrire un aspect de la présentation qui a été bien fait. Ces observations peuvent former la base d'une fiche anecdotique à inclure dans les dossiers des élèves ou du groupe. L'échelle d'appréciation holistique d'une présentation orale, page 130 de la ressource Évaluation de l'élève : manuel de l'enseignant, peut servir à noter les présentations. Activité 5 (2 heures) Demander aux groupes de dessiner un nouveau schéma conceptuel de l'écologie en Saskatchewan. Leur demander de se concentrer sur les interdépendances entre les catégories discutées par les groupes. Demander aux groupes de comparer leur schéma conceptuel initial à celui qu'ils auront fait durant l'activité. Dans le cadre d'une discussion sur les idées des élèves, créer un schéma conceptuel général. Utiliser le tableau noir au début du travail. Recopier la version améliorée du schéma sur une grande affiche qui sera exposée en classe. Chaque groupe devrait être capable de déterminer à quel point les idées qu'il a découvertes ou auxquelles il a contribué sont devenues un élément du savoir de la classe sur les écosystèmes et sur la Saskatchewan. P. 90 – Biologie 20, 30 – Planification d’une unité Objectifs Pratiquement tous les objectifs énumérés dans l'unité et qui sont décrits dans « Description des catégories de recherches » de la partie 2 peuvent être renforcés ici. Facteurs de l'alphabétisme scientifique A9, B16, C19, D4, F5, G8 Évaluation La création de schémas conceptuels est une excellente technique d'auto-évaluation. Quand elle est réalisée en groupe, elle devient un bon exercice de communication car le consensus y joue un rôle important. Les problèmes et les préoccupations inventoriés pour la Saskatchewan sont-ils les mêmes que ceux que recenserait une classe d'Alberta ou du Manitoba? Comparer les points avancés dans la discussion initiale aux problèmes environnementaux régionaux, nationaux et planétaires. Comment nous, en Saskatchewan, contribuons-nous aux problèmes à plus grande échelle? Comment pouvons-nous contribuer aussi à leur résolution? Cette seconde partie de la discussion débouchera sur d'autres problèmes et préoccupations, qui peuvent être énumérés au tableau. Objectifs L'élève sera capable de : 1.9 Partie 6 : La Saskatchewan dans une perspective mondiale 5.4 Étudier l'interrelation entre l'agriculture et l'environnement Discuter de la capacité d'accueil de la Terre VAL Cette partie donne aux élèves l'occasion d'utiliser l'information sur les écosystèmes et d'effectuer des recherches supplémentaires pour acquérir une perspective mondiale sur l'état de l'environnement. CRC Activité 6 (1-2 heures) AUT En quoi l'agriculture, l'urbanisation et l'industrialisation ont-elles influencé l'écologie de la Saskatchewan? Nous vivons dans cet environnement. Comment nos vies influent-elles sur notre écosystème local? Comment nos vies sont-elles influencées par ce qui nous entoure? Utiliser ces questions pour entamer une discussion en classe. Que se passe-t-il de positif? Pour décider de ce qui est positif, quel point de vue allons-nous adopter? Quels sont les problèmes et les préoccupations au sujet de l'environnement? Énumérer les faits saillants de la discussion au tableau. Pour orienter les discussions, voir « Zones frontalières » dans Atout-Faune (page 177). L'énumération de termes comme ceux qui suivent peut servir à orienter la discussion : ressource renouvelable, ressource non renouvelable, rotation des cultures, jachère, érosion, plantation écran, irrigation, bassin hydrographique, retombées acides, biodégradable, insecticide, bioamplification, lutte biologique, déchets nucléaires, résidus miniers, inventaire des terres du Canada, réaction photochimique, inversion de température, retombées radioactives. Mieux comprendre les aspects personnels, moraux, sociaux et culturels de l'étude de la vie Favoriser le raisonnement intuitif et imaginatif, la capacité à évaluer les idées, les processus, les expériences et les objectifs, dans le contexte de l'étude de l'environnement Contribuer au développement d'une disposition propice à l'apprentissage continu Facteurs de l'alphabétisme scientifique A3, A9, B5, B12, B14, B16, B24, B25, B26, B29, C1, C6, C9, C13, C15, C19, D3, D4, D5, D7, D9, D11, F1, F5, F7, G3, G5 Évaluation Au cours des discussions avec les élèves, juger de l'évolution, depuis la première activité de l'unité, de leur prise de conscience et de leur compréhension des questions environnementales. Noter leurs commentaires et leurs idées pour s'en servir lors de la prochaine utilisation de l'unité. Activité 7 (4 heures) Pour participer de façon responsable aux décisions sur la gestion de l'environnement, il faut que l'information soit valable et fiable. Les élèves seront répartis en groupe de deux. Chaque groupe choisira un des sujets mis en évidence au cours de l'activité 6 ou un de ceux qui auront été proposés par l'enseignant ou par l'enseignante. Biologie 20, 30 – Planification d’une unité – P. 91 Il incombera aux élèves de trouver les ressources qui traitent des sujets qu'ils ont choisis. Il s'agira là d'un projet à long terme. Consulter l'enseignant ou l'enseignante-bibliothécaire de l'école au début de l'année scolaire (ou auparavant). Commencer immédiatement à créer des dossiers sur les sujets précités. L'information à verser dans ces dossiers pourra provenir de dossiers-documentation existants, de magazines, d'articles de journaux et de bulletins. Les dossiers peuvent aussi renvoyer à d'autres sources d'information comme des vidéocassettes, des annuaires, des encyclopédies, des index de périodiques, des livres et des entrevues avec des gens de la communauté. Demander aux élèves de prendre des notes en lisant. Pour chaque article lu ou pour chaque source examinée, une fiche comportant la source et un résumé des idées principales devrait être établie. Les notes de lecture peuvent être rédigées selon des critères connus des élèves. Par exemple, on peut donner une note pour une citation complète, pour des observations claires et dénuées d'ambiguïté, pour le nombre d'articles trouvés ou pour des observations pertinentes sur la situation de la Saskatchewan. Activité 8 (1 heure) Partager ce qui a été découvert au cours de l'activité 7. Une affiche, une courte rédaction, un schéma conceptuel, des bandes dessinées, des autocollants pour les parechocs ou un emblème et un slogan pour un T-shirt sont autant de moyens de matérialiser ce partage. Voir l'activité « Bandes dessinées et autocollants » d'AtoutFaune (page 268) pour trouver des idées. Objectifs L'élève sera capable de : Objectifs COM L'élève sera capable de : 3.3 Étudier le rôle des êtres humains dans la création et dans le maintien des conditions qui modifient le rythme de l'évolution écologique Comprendre et utiliser le vocabulaire, la structure et les formes d'expression qui caractérisent l'étude de l'écologie Facteurs de l'alphabétisme scientifique A7, B15, B16, B21, C2, D4, E4, F4, G4 TEC AUT CRC Comprendre que la technologie façonne la société, comme elle est façonnée par elle Contribuer au développement d'une disposition propice à l'apprentissage continu Comprendre comment les connaissances sont créées, évaluées et perfectionnées, puis modifiées, dans le contexte de la biologie. Facteurs de l'alphabétisme scientifique A2, A8, B20, B31, B32, C10, C21, D5, D7, F4, F7, G4, G9 Évaluation Juger des attitudes et des valeurs des élèves en observant leur comportement et en le consignant sur des fiches anecdotiques. Les élèves décideront peut-être de devenir membres de la Saskatchewan Natural History Society ou de la Saskatchewan Environmental Society afin de participer directement aux stratégies de préservation de l'environnement. Une telle démarche serait révélatrice de leur attitude. P. 92 – Biologie 20, 30 – Planification d’une unité Évaluation En plus de servir d'exercice d'auto-évaluation de la synthèse et de la communication, les travaux réalisés peuvent être évalués d'après les critères établis au cours d'une discussion entre l'enseignant ou l'enseignante, d'une part, et la classe ou l'auteur de chaque travail, d'autre part. Biologie 20, 30 Biologie 20, 30 Introduction La compréhension et l'appréciation par les élèves des facteurs de l'alphabétisme scientifique est le premier et le plus important des objectifs de Biologie 20. C'est là le but essentiel du programme de sciences de la maternelle à la 12e année dans les écoles de la Saskatchewan. Des objectifs particuliers s'ajoutent aussi à l'étude de la biologie. Il convient d'encourager les élèves à bien observer le monde visible qui les entoure, et il convient de les inviter à étudier la façon dont ce monde fonctionne à l'échelle macroscopique, ainsi qu'à discerner les interactions qui s'y produisent. Les élèves doivent être capable d'apprécier la complexité, l'interdépendance et la fragilité du monde naturel; ils et elles doivent aussi prendre conscience du rôle important de la présence humaine sur notre planète. Le présent programme place l'étude de la biologie dans le contexte de la vie des élèves, afin de leur permettre de tirer parti de leur expérience et de rattacher à leur environnement ce qu'ils et elles apprennent en classe. À partir de là, ils et elles seront prêts à extrapoler et à appliquer leur connaissance des écosystèmes qu'ils observent à l'écosystème planétaire. Le programme de Biologie 30 de la Saskatchewan est également fondé sur les facteurs de l'alphabétisme scientifique. Il convient aussi d'exposer les élèves au monde interne et à son fonctionnement, et de leur confier des expériences qui illustreront les rapports entre le monde externe, macroscopique, et le monde interne, microscopique. Les élèves devraient acquérir la compréhension de l'homéostasie dans les systèmes vivants et établir des comparaisons avec l'homéostasie dans notre système planétaire. En Biologie 20 et en Biologie 30, il importe de mettre l'accent sur la réalisation des expériences concrètes faites par les élèves. Cela peut se faire de multiples façons. Les élèves devraient, assurément, passer une partie de leur temps à l'extérieur, à procéder à l'investigation et à l'examen de l'écosystème dans lequel ils et elles vivent. L'utilisation d'équipement, l'investigation personnelle d'une variété de systèmes, les visites de lieux qui illustrent les principes discutés en classe ou qui encouragent les élèves à procéder euxmêmes à des investigations, sont autant de moyens qui leur permettent de participer directement à l'étude de la biologie. On peut avoir recours à des vidéocassettes pour amener les élèves en un lieu où ils et elles ne peuvent se rendre et pour illustrer des principes difficiles à expliquer par d'autres moyens. De façon générale, environ 30 % du temps alloué à l'étude de la biologie devrait être consacré à des activités d'investigation des phénomènes, dont certaines assez longues. Le temps consacré à ces activités doit être reflété dans le processus d'évaluation. Schémas conceptuels Le document a été conçu autour de schémas conceptuels. Le schéma conceptuel est un genre de diagramme destiné à aider l'utilisateur à visualiser certains des principaux concepts (représentations d'idées). Les schémas des unités illustrent les liens entre les concepts, mettent en corrélation les objectifs généraux et les objectifs spécifiques d'apprentissage et intègrent un certain nombre de facteurs de l'alphabétisme scientifique. Les schémas conceptuels traditionnels sont hiérarchiques. Ils commencent en haut de la page par l'idée la plus générale; au-dessous de celle-ci sont regroupées d'autres idées. Les schémas conceptuels relient entre elles les idées qui sont le plus étroitement associées, en allant de la plus générale à la plus spécifique, à la manière d'un système de classification biologique habituel. Ils illustrent des liens qui ne sont pas nécessairement hiérarchiques, mais qui sont importants parce qu'ils révèlent de vastes interrelations. On utilisera le modèle dont voici un exemple : E13 facteur de l'alphabétisme scientifique génétique des populations concept 4.0 objectif spécifique Chaque schéma conceptuel a été limité à une page par unité. Les impératifs de concision éliminent l'emploi d'un grand nombre de mots charnières (le, comme, avec, aboutit à, commence par), souvent utiles à la compréhension. En revanche, en faisant tenir un schéma sur une seule page, on permet au lecteur de saisir plus rapidement l'idée générale. Le schéma conceptuel de la figure 5 présente un aperçu du programme de Biologie 20, 30. Il y a plus d'une bonne manière d'aborder la biologie, mais les points de départ et d'arrivée proposés permettent un survol de l'ensemble du cercle de la vie. Biologie 20, 30 – P. 95 Les personnes qui utiliseront le présent document découvriront sans doute qu'elles peuvent non seulement modifier certaines des rubriques, mais aussi simplifier un schéma ou, au contraire, établir des schémas plus complexes, selon les goûts et les expériences qui leur sont propres. Les schémas visent à stimuler la créativité de chacun et à servir de guide à quiconque peut en avoir besoin dans des circonstances particulières. Il est recommandé aux enseignants et aux enseignantes de faire des copies des schémas et d'y superposer d'autres liens, convenant à leur propre style d'enseignement, par exemple : autres facteurs de l'alphabétisme scientifique, autres objectifs, apprentissages essentiels communs, références aux activités; méthodes d'enseignement; instruments de mesure; dimension adaptation (ou pédagogie différenciée); intégration avec d'autres sujets d'étude. Il n'est pas nécessaire de distribuer aux élèves des copies de ces schémas. On encourage les enseignants et enseignantes et leurs élèves à élaborer eux-mêmes les schémas qui leur sont utiles, soit dans le cadre de l'organisation de l'unité, soit en guise de réponse aux évaluations préalables ou postérieures. N.B. Au secondaire, chaque crédit équivaut à 100 heures d'enseignement. Il est nécessaire d'avoir suivi le programme de sciences de la maternelle à la 10e année pour suivre les cours de Biologie 20 et Biologie 30. Il n'est pas nécessaire d'avoir suivi le cours de Biologie 20 pour suivre le cours de Biologie 30 Vue d'ensemble de l'unité Biologie 20 — Unités obligatoires Durée minimale 1. Introduction 7 heures 2. Organisation de l'écologie 25 heures 3. Diversité de la vie 25 heures 4. Botanique agricole de la Saskatchewan 15 heures * Unités facultatives Biologie 30 — Unités obligatoires Temps disponible (28 heures) Durée minimale 1. Fondement chimique de la vie 10 heures 2. Structure et fonction des cellules 10 heures 3. Génétique 20 heures 4. Systèmes animaux 20 heures 5. Évolution 15 heures * Unités facultatives P. 96 – Biologie 20, 30 Temps disponible (25 heures) * Biologie 20 — Unités facultatives (temps disponible) • Développer une ou deux unités obligatoires. • Reprendre les idées de défi-sciences (voir la partie « Les sciences de la vie » du programme de sciences de 10e année). • Confier aux élèves des projets d'étude indépendante. • Créer une unité en se servant du « Guide pour la planification d'une unité ». * Biologie 30 — Unités facultatives (temps disponible) • Développer une ou deux unités obligatoires. • Reprendre les idées de défi-sciences (voir la partie « Les sciences de la vie » du programme de sciences de 10e année). • Confier aux élèves des projets d'étude indépendante. • Créer une unité en se servant du « Guide pour la planification d'une unité ». • Reprendre les concepts d'écologie — impact du genre humain sur l'environnement; explorer le concept de développement durable. Biologie 20, 30 – P. 97 Biologie 20 Unité 1 — Introduction à la biologie (7 heures) Vue d'ensemble de l'unité 6e année • On devra avoir abordé le concept d'entités fondamentales (facteur B22) • Adaptation des animaux à la survie (facultatif) 7e année • Adaptation des organismes aux transformations terrestres Cette unité vise à établir la raison d'être de l'enseignement de la biologie, à susciter de l'intérêt pour l'étude de la biologie et à définir la perspective dans laquelle elle s'inscrit. C'est pour atteindre ce dernier objectif que l'on présente ici la théorie cellulaire et celle de l'évolution. Ces deux théories ont eu des répercussions considérables sur la structure de la biologie comme discipline et peuvent servir à en organiser l'étude en 11e et en 12e année. Il convient de discuter de la signification du terme « théorie » en sciences. 8e année • Histoire géologique de la Saskatchewan; répercussions sur la vie • Fossiles • Vitesse de changement environnemental Une théorie est une façon de concevoir le monde qui peut être modifiée au fur et à mesure que de l'information nouvelle modifie la perception qu'on a de ce monde. Illustrer le caractère séquentiel de l'élaboration d'une théorie, en commençant par des observations primaires susceptibles d'aboutir à un problème bien défini que l'on peut étudier en posant un certain nombre d'hypothèses, également bien définies. Il devrait s'en dégager un processus logique, suivi d'observations puis d'interprétations structurées. Finalement, amener les élèves à constater que de nombreux essais d'expérimentation d'une hypothèse peuvent aboutir à la modification d'une théorie et à la modification de lois scientifiques. N.B. Il est préférable de procéder à une évaluation préalable pour établir le niveau de connaissance initial des élèves. Le but n'est pas de recourir à toutes les activités proposées, mais d'en utiliser une grande variété. L'enseignant ou l'enseignante peut choisir et adapter celles qui conviennent le mieux aux capacités et aux champs d'intérêt des élèves, aux installations et aux ressources de l'école ainsi qu'au temps dont ils disposent. Développement conceptuel 3e année • On peut présenter le concept de la théorie (facteur B20) 4e année • Introduction aux cellules • Certains concepts d'histoire de la Terre; fossiles 10e année • Étude des cellules (sujet proposé) Voir la figure 6. Concepts clés Microscopie, théorie, théorie cellulaire, sélection naturelle, théorie de l'évolution. Sécurité Toute utilisation de cellules provenant d'êtres humains ou d'autres organismes vivants doit donner matière à précautions. Les cellules épithéliales buccales et les cellules sanguines humaines doivent être manipulées avec soin pour que les élèves ne soient pas en contact avec des liquides organiques ou autres. Il convient également d'utiliser de bonnes techniques de manipulation pour les bactéries vivantes ainsi que pour les échantillons de protistes et de micromycètes (champignons et levures). Au besoin, consulter un ouvrage de référence. Approche science-technologie-sociétéenvironnement • La biologie est multidisciplinaire (examiner les relations). • La biologie a des répercussions sur notre vie quotidienne. Biologie 20 – Introduction à la biologie – P. 101 Facteurs de l'alphabétisme scientifique A6 A7 A8 A9 2. Utiliser un microscope pour examiner des cellules 2.1 Adopter de bonnes techniques d'utilisation et d'entretien d'un microscope 2.2 Observer des lames préparées 2.3 Préparer des montages humides sur lames 2.4 Faire un croquis de ce que l'on voit dans le champ d'observation 2.5 Estimer la taille des objets observés 2.6 Comparer les images produites par des microscopes optiques à celles produites par des microscopes électroniques 2.7 Au moyen d'exemples, discuter de la façon dont le microscope a modifié les connaissances 3. Expliquer l'importance de la théorie en biologie 3.1 Décrire dans leurs grandes lignes les aspects principaux d'une théorie scientifique (voir la vue d'ensemble de l'unité et le schéma conceptuel) 3.2 Discuter de l'élaboration de la théorie cellulaire 3.3 Établir un lien entre l'élaboration de la théorie cellulaire et la technologie permettant d'étudier les cellules 3.4 Établir l'importance de la théorie cellulaire dans la mise en évidence des liens entre tous les organismes vivants 3.5 Examiner les principes de la sélection naturelle posés par Darwin et Wallace. 3.6 Expliquer comment la sélection naturelle est à la base de la théorie de l'évolution 3.7 Décrire, au moyen d'un ou de plusieurs exemples, comment une théorie peut évoluer probabiliste unique expérimentale reliée à l'être humain/à la culture B20 la théorie B22 les entités fondamentales B26 l'évolution C8 la formulation d'hypothèses C9 l'inférence C12 l'interprétation des données D5 D7 le manque de compréhension du public la variété d'opinions E1 savoir se servir d'instruments grossissants E2 savoir utiliser les environnements naturels E13 savoir utiliser des relations quantitatives F7 F8 le besoin de vérifier la prise en considération des prémisses G8 G9 préférer les explications scientifiques apprécier les contributions scientifiques Objectifs des apprentissages essentiels communs L'élève sera capable de : CRC COM AUT Comprendre comment les connaissances sont créées, évaluées et perfectionnées, puis modifiées, dans le contexte de la biologie Comprendre et employer le vocabulaire, les structures et les expressions qui caractérisent l'étude de la biologie Acquérir les capacités nécessaires pour repérer l'information Objectifs généraux et objectifs spécifiques de la biologie Instruments de mesure • Consulter Évaluation de l'élève : manuel de l'enseignant. • Consulter des ressources clés. • Revoir les pages 15 à 19. L'élève sera capable de : 1. Comprendre la nature de l'étude de la biologie 1.1 Examiner les types de questions qu'étudient les biologistes 1.2 Faire preuve de curiosité à propos de la vie et des conditions nécessaires à la vie 1.3 Apprécier la nature de l'investigation scientifique et des découvertes de la science 1.4 Établir un lien entre ce qu'on apprend en biologie et la vie quotidienne 1.5 Définir le terme biologie Biologie 20 – Introduction à la biologie – P. 103 Activités suggérées et idées pour des projets de recherche 1. f) Introduction à la biologie Cette activité permet à l'élève d'explorer toute l'étendue de la biologie en utilisant la technique du remue-méninges et en ayant l'occasion d'effectuer des travaux en groupes d'apprentissage coopératif. L'activité devrait prendre environ trois jours et demi. Objectifs 1.1, 1.3, 1.4, 1.5, CRC, COM, AUT Facteurs de l'alphabétisme scientifique A7, D5, D7, G9 sur les carrières peuvent être recueillis par la même occasion). De retour en classe, demander aux élèves de procéder comme suit : • Inviter les trois membres de chaque groupe à partager l'information qu'ils ont recueillie. • Chaque élève rédigera un compte rendu de deux à trois pages intitulé « Aperçu sur l'étendue de la biologie ». Ce compte rendu illustrera l'étendue de la biologie, comme elle est perçue par les membres du groupe. Il n'est pas nécessaire d'appuyer ce résumé de deux à trois pages sur de la documentation. L'enseignant choisira au hasard un des trois comptes rendus. La note de ce travail sera attribuée à chacun des membres du groupe concerné (on peut aussi utiliser des comptes rendus oraux ou d'autres méthodes). Évaluation Méthodes d'évaluation Exercices écrits. Évaluation du compte rendu : un demi-point pour chaque mention de situation dans laquelle la connaissance de la biologie peut être utile dans d'autres secteurs de la société. Maximum de 10 points. Chaque cas dont la mention vaut un demi-point doit être accompagné d'un exemple concret auquel sera attribué un demi-point supplémentaire. Total de l'exercice : 20 points. Stratégies d'enseignement On peut étudier la biologie dans tout son ensemble en considérant diverses catégories. En groupes de trois (animateur, rédactrice et porte-parole) recourir à la technique du remue-méninges pour exécuter diverses tâches. a) Définir le terme « biologie ». b) Énumérer des endroits ou des activités de la société canadienne dans lesquels une connaissance de la biologie peut procurer du plaisir, des avantages, du profit ou de l'intérêt. c) Au moyen de ressources clés, repérer les parties du texte où se trouvent les éléments énumérés en b). L'enseignant constatera peutêtre que certains d'entre eux n'y sont pas formulés de la même façon que celle qu'il a choisie. d) Faire établir par les élèves une liste de sources locales où elles peuvent trouver des renseignements sur la biologie. Cette liste peut comprendre des experts, des revues, des journaux, etc. e) Demander à chaque élève de se rendre à la bibliothèque ou dans un autre endroit, avec la permission de l'enseignant pour trouver des renseignements sur la biologie qui 1) contiennent des explications claires et concises et 2) intègrent une documentation adéquate sur les nombreux sujets associés à la biologie. On attend de chaque personne qu'elle partage à un certain moment ses renseignements avec les deux autres personnes de son groupe (des renseignements P. 104 – Biologie 20 – Introduction à la biologie 2. Activités sur la théorie cellulaire Les élèves auront l'occasion de mettre en pratique leurs habiletés d'observation au microscope, de formulation d'hypothèses, de rédaction et de travail en groupes d'apprentissage coopératif; de plus, ils pourront découvrir comment on peut commencer à élaborer des idées aboutissant à une théorie. Objectifs 1.3, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.25, 2.6, 3.1, 3.2, 3.6, 3.7, CRC Accorder aussi deux points pour chaque partie du tableau du point d) qui se rapporte à l'interprétation d'une lame. • Finalement, attribuer cinq points aux élèves qui ont établi la relation entre ce qu'elles ont appris et la théorie cellulaire. Rechercher des éléments d'information concrète indiquant qu'elles ont tiré un enseignement de leurs hypothèses et précisant quels éléments elles n'ont pas été capables de découvrir. Facteurs de l'alphabétisme scientifique B20, C8, C9, C12, E1, E13, F7, F8 Évaluation Comptes rendus de laboratoire Stratégies d'enseignement Organiser les élèves en groupes de quatre en leur attribuant diverses responsabilités, p. ex. chef de groupe — voit à l'interprétation et à la réalisation des objectifs; responsable du matériel — voit à l'obtention et au retour du matériel et de l'équipement nécessaires; chercheuse — dirige et surveille la méthodologie; rédactrice — tient un relevé écrit de tous les renseignements importants fournis par le groupe. Toutes les participantes devraient s'entendre sur le contenu du compte rendu, parce qu'elles sont toutes responsables de ce dernier (changer les rôles périodiquement). Étapes générales : • organiser les groupes et leur attribuer les responsabilités indiquées ci-dessus; • obtenir une liste des membres de chaque groupe; • les élèves doivent recueillir des échantillons de plantes ou d'animaux et préparer leur propre lame, ou se procurer une lame déjà préparée. Étapes précises : a) Définir le problème. Les cellules ont-elles certaines caractéristiques communes? Les élèves doivent élaborer une hypothèse sur ce qu'est une cellule, puis être capables de prédire ce qu'elles pourront voir dans une cellule qu'elles n'ont pas encore observée. b) Avant l'observation de chaque lame, établir une hypothèse sur ce qu'on verra. Hypothèse : Qu'est-ce que je pense observer? Rédiger l'hypothèse de la façon suivante : si « je procède comme suit », « je m'attends, alors, à obtenir les résultats suivants ». c) Consigner l'information, inscrire ce qu'on voit; indiquer les dimensions de certaines des parties distinguables; dessiner les parties et leur attribuer provisoirement des noms. d) Interprétation : Comment les lames se comparent-elles les unes aux autres (similitudes et différences)? Qu'ai-je appris, à partir des hypothèses? Faire un tableau comportant dans une colonne les hypothèses et, dans l'autre, ce qui a été appris. Méthodes d'évaluation • Attribuer aux élèves cinq points pour chaque dessin présentant les noms et les dimensions. 3. Discuter de l'étude de Redi et de Pasteur sur la génération spontanée et la biogenèse. Examiner les concepts d'expérience contrôlée et d'établissement des variables, ainsi que les relations de cause à effet. 4. Établir une liste des caractéristiques des organismes vivants. Relier ces caractéristiques à celles que les élèves observent chez les organismes vivants qui les entourent. 5. Discuter de ce qui distingue les organismes vivants des matières non biotiques. Parmi ces dernières, lesquelles ont des caractéristiques similaires à celles des organismes vivants, ou les imitent? 6. Pour initier les élèves à la nature de la biologie, organiser une sortie guidée et structurée dans un lieu présentant un intérêt spécial, par exemple un ravin, une dune, un marécage, une crique, une vallée fluviale, une région boisée ou un lac. Cette sortie a pour but d'initier les élèves à la diversité et à la complexité des systèmes qui les entourent. L'approche adoptée devrait exiger des élèves qu'elles effectuent des observations et évaluations détaillées de ce qu'elles voient. Un spécimen de fiche de travail est fourni à l'annexe D. 7. Discuter de la nature de la science, en préparant le terrain pour le résultat final suivant : « Les élèves de biologie devraient acquérir une appréciation intellectuelle et esthétique non seulement de la complexité des organismes vivants et de leurs interrelations dans la nature, mais également des façons d'acquérir et de mettre à l'épreuve de nouvelles connaissances, d'éliminer de vieilles erreurs et de s'approcher encore plus de la vérité. » H. Bentley Glass, BSCS, 1960 (traduction) 8. Visionner le film The First Inch, ou un autre film servant d'exemple, et en discuter. 9. Préparer une infusion de foin et observer les organismes qui s'y développent. On peut ajouter de Biologie 20 – Introduction à la biologie – P. 105 la méthylcellulose à l'infusion placée sur la lame pour ralentir le mouvement des protozoaires. 10. Demander aux élèves de chercher dans des revues des exemples d'images produites respectivement par des microscopes optiques et par des microscopes électroniques. Si elles peuvent être retirées des revues, monter ces images sous forme de collages, d'affiches composites ou les réunir sur un babillard. 11. Réunir certains produits chimiques, aliments et articles domestiques utilisés dans la plupart des foyers. Discuter de la façon dont la biologie peut leur être associée. 12. Demander aux élèves d'examiner deux catégories d'éléments : d'une part, les attributs qui peuvent contribuer à la réussite d'un être humain, et d'autre part, les attributs qui sont nécessaires pour être un bon scientifique. On peut avoir recours au remueméninges et à la recherche (il conviendrait de mettre l'accent sur le fait qu'une personne peut réussir dans un rôle, mais non dans un autre, et que la diversité est une des qualités des êtres humains qu'il faut apprécier). 13. En se servant de sources d'information courantes, énumérer des exemples de recherches biologiques. Demander aux élèves de rédiger un court texte sur la façon dont l'avenir peut dépendre de la recherche. 14. Comment un enseignant peut-il encourager l'égalité des sexes en sciences? P. 106 – Biologie 20 – Introduction à la biologie 15. Réfléchir sur l'article intitulé « Native Problems in Biology Classes », American Biology Teacher, mars 1989. Cet article s'applique-t-il aux Autochtones de la Saskatchewan? Dans l'affirmative ou dans la négative, pourquoi? Comment peut-on en être sûr? (Inviter un Ancien à venir discuter avec la classe. Voir les annexes A et B.) 16. À propos des objectifs 1.1 et 1.3 : • Examiner des domaines comme la médecine, l'agriculture et l'environnement, et des démarches scientifiques comme la classification et la conception d'expériences. • Étudier des exemples comme la mesure détaillée, la reproductibilité des expériences, la valeur historique de l'information à long terme, les programmes de sélection du bétail nordaméricain et du bétail européen; la lutte contre les insectes nuisibles, les sciences reliées à la culture humaine, et les problèmes actuels associés à la lutte contre un virus qui a la capacité de subir des mutations rapides. Unité 2 — Organisation de l'écologie (25 heures) Vue d'ensemble de l'unité Cette unité a pour but de donner aux élèves l'occasion d'examiner de près des populations et des écosystèmes de la Saskatchewan, de voir ainsi comment cette dernière fait partie du grand écosystème planétaire et de découvrir toute la diversité de la vie et des systèmes qui l'entretiennent dans la province. Il importe de souligner ici qu'un sol, un air et une eau de qualité sont le fondement d'une vie saine et que l'activité humaine a des répercussions vraiment considérables sur les populations et les écosystèmes. Les élèves verront aussi comment la vie a changé en Saskatchewan par rapport au passé, et ils examineront l'évolution qui est en cours et celle qui pourrait se produire dans l'avenir. La philosophie sur laquelle repose cette unité est décrite par J. Stan Row dans un chapitre intitulé « The Importance of Conserving Systems », page 229 de Endangered Spaces, ouvrage publié par Monte Hummel. Il est nécessaire d'établir un équilibre entre l'observation des organismes et l'observation du milieu dans lequel ils vivent : « ... On pense généralement que les entités les plus importantes de la Terre sont les gens, d'autres animaux et les plantes, plutôt que la miraculeuse écorce pleine de vie de la planète. Les espèces retiennent beaucoup plus l'attention que les espaces de la surface terrestre qui les enveloppe, même si de longue date ces espèces sont nées de l'espace fertile des cercles terrestres qui continuent à les entretenir ou à les renouveler. Les espèces en danger déclenchent un tollé général d'inquiétude parmi le public; or, les espaces en danger sont régulièrement profanés et détruits sans que cela ne suscite beaucoup plus qu'un murmure de désapprobation publique. Les priorités sont au mauvais endroit et le monde entier souffre de cette erreur profonde. » (Traduction) On encourage les enseignantes à profiter de l'espace entourant l'école et du milieu environnant pour placer l'étude dans le contexte de la vie des élèves. Dans toute la mesure du possible, on donnera à ces derniers l'occasion de se rendre à l'extérieur pour observer directement sur place les phénomènes étudiés dans l'unité. Consulter Out to Learn! Développement conceptuel 1re année • Besoins des animaux; habitats • Comment les animaux sont-ils adaptés à leur environnement? 2e année • Comment les plantes et les animaux satisfont-ils à leurs besoins? • Rapports entre les organismes vivants et leur milieu • Effets des conditions météorologiques 3e année • Chaînes et réseaux alimentaires • Agriculture et sol 5e année • Mise en évidence des éléments non biotiques de l'environnement essentiels à la vie • Impact des êtres humains sur l'environnement • Communautés et écosystèmes (facultatif) 6e année • Interactions entre les organismes vivants et l'environnement qui les entoure (comment fonctionnent les écosystèmes) • Populations • Changements climatiques (facultatif) 7e année • Caractéristiques essentielles de la vie • Comment les organismes s'adaptent • Cycles des matières nutritives • Influence des êtres humains Rôle des micro-organismes (facultatif) Les facteurs qualitatifs qui influent sur les populations et la détermination quantitative de ces dernières sont des sujets importants. Certains facteurs qui agissent sur la croissance et l'effectif ultime d'une population ont pu être traités dans les cours de sciences de niveau intermédiaire et dans les cours de sciences sociales, mais dans la plupart des cas, les élèves examineront ces sujets pour la première fois. Biologie 20 – Organisation de l’écologie – P. 107 8e année • Composantes non biotiques; liens avec la vie • La potasse • Effets des produits de consommation; la vie dans l'espace (facultatif) 9e année • Diversité des régions écologiques de la Saskatchewan • Effets de l'activité humaine sur la nature • Risques et avantages de l'environnement naturel 10e année • Qualité de l'eau (sujet proposé); effet de serre et uranium (facultatif) Voir la figure 7. N.B. Il est préférable de procéder à une évaluation préalable pour établir le niveau initial des élèves. Concepts clés Sol, santé du sol, climat, écosystème, biotope, interdépendance, communauté, succession, extinction, habitat, fossile, population, échantillonnage, espèce, cycle des populations, population stable, capacité d'accueil du territoire. Caractéristiques de la schématisation conceptuelle En utilisant des démarches scientifiques (Biologie 20 — Unité 1), les élèves peuvent apprendre à analyser divers problèmes écologiques et commencer à comprendre la complexité des grands sujets de débat. Approche science-technologie-sociétéenvironnement • • • • Gestion du gibier. Agriculture viable. Destruction des habitats. Utilisation de pesticides (insecticides, herbicides, etc.). Facteurs de l'alphabétisme scientifique A3 A4 A6 A7 A9 holistique reproductible probabiliste unique reliée à l'être humain/à la culture B1 B2 B3 le changement l'interaction l'ordre B4 B5 B8 B11 B12 B15 B16 B18 B19 B20 B21 B22 B24 B26 B28 B29 l'organisme la perception la quantification la prévisibilité la conservation le modèle le système la population la probabilité la théorie la justesse les entités fondamentales l'échelle l'évolution l'équilibre le gradient C1 C5 C7 C8 C10 C12 C13 C14 C15 C17 C19 C20 la classification la mesure l'utilisation des nombres la formulation d'hypothèses la prédiction l'interprétation des données la création de modèles la résolution de problèmes l'analyse l'utilisation des mathématiques l'obtention d'un consensus la définition opérationnelle D3 D4 D5 D7 D8 D9 D10 D11 les effets de la science et de la technologie la science, la technologie et l'environnement le manque de compréhension du public la variété d'opinions les limites de la science et de la technologie l'influence de la société sur la science et la technologie le contrôle de la technologie par la société la science, la technologie et les autres domaines E1 E2 E4 E7 savoir se servir d'instruments grossissants savoir utiliser les environnements naturels savoir utiliser le matériel audiovisuel savoir manipuler les instruments F3 F4 F5 F6 F7 F8 la recherche des données et de leur signification le respect des environnements naturels le respect de la logique la prise en considération des conséquences le besoin de vérifier la prise en considération des prémisses G5 G6 avoir un passe-temps scientifique préférer les réponses scientifiques Objectifs des apprentissages essentiels communs Biologie 20 – Organisation de l’écologie – P. 109 L'élève sera capable de : NUM CRC CRC COM AUT VAL TEC Renforcer ses connaissances et sa compréhension de la façon de calculer, mesurer, estimer et interpréter des données numériques, du moment où il convient d'appliquer ces techniques et de leur pertinence pour l'étude des populations Comprendre comment les connaissances sont créées, évaluées et perfectionnées, puis modifiées, dans le contexte de la biologie Favoriser la pensée intuitive et imaginative, ainsi que la capacité d'évaluer des idées, des démarches, des expériences et des objets, dans le contexte de l'étude de l'environnement Comprendre et employer le vocabulaire, les structures et les expressions qui caractérisent l'étude de la biologie Contribuer au développement d'une disposition propice à l'apprentissage continu. Comprendre les aspects personnels, moraux, sociaux et culturels de l'étude de la vie Comprendre que la technologie façonne la société, comme elle est façonnée par elle Objectifs généraux et objectifs spécifiques de la biologie L'élève sera capable de : 1. Expliquer comment les interactions entre le sol, le climat et les organismes vivants produisent les écosystèmes que l'on peut observer 1.1 Mettre en évidence les composantes du sol 1.2 Décrire les types de sols de la Saskatchewan 1.3 Déterminer comment les caractéristiques du sol influent sur la croissance des plantes 1.4 Décrire comment les variations du climat de la Saskatchewan influent sur la croissance des plantes 1.5 Étudier les variations de la croissance des plantes sur les pentes 1.6 Identifier certains micro-organismes du sol 1.7 Discuter de l'importance des microorganismes du sol 1.8 Faire ressortir que le sol et le climat sont les clés de la vie en Saskatchewan et sur la planète 1.9 Étudier l'interrelation entre l'agriculture et l'environnement 1.10 Discuter des cycles suivants et essayer d'illustrer leurs interrelations : eau, dioxyde de carbone-oxygène, azote 2. Analyser une variété d'écosystèmes 2.1 Étudier les concepts de biotope et d'habitat P. 110 – Biologie 20 – Organisation de l’écologie 2.2 Inventorier les éléments biotiques et non biotiques, et leurs interactions dans les écosystèmes observés 2.3 Décrire comment la communauté humaine dépend du sol, de l'eau et de l'air 2.4 Définir certaines chaînes ou réseaux alimentaires auxquels prend part la communauté humaine 2.5 Décrire comment la communauté humaine dans laquelle il ou elle vit dépend du climat et est influencée par lui 2.6 Établir les relations symbiotiques et les relations de compétition entre les organismes d'une communauté 2.7 Étudier une communauté naturelle dans le voisinage de l'école 2.8 Établir les similitudes et les différences entre la communauté naturelle et la communauté humaine/artificielle 2.9 Comparer les communautés qui ont d'autres types de sols ou d'autres types de climats 2.10 Discuter de la succession dans les communautés 2.11 Déterminer comment l'activité humaine, par exemple l'agriculture ou l'urbanisation, ont modifié la succession ou son rythme 2.12 Énumérer certains des facteurs déterminants de la succession 3. Décrire la vie dans les écosystèmes passés 3.1 Examiner les preuves de la vie dans le passé 3.2 Débattre des théories du changement et de l'extinction 3.3 Étudier le rôle des êtres humains dans la création et le maintien des conditions qui modifient le rythme de l'évolution écologique 4. Expliquer comment les populations sont dénombrées 4.1 Rappeler les critères qui définissent une population 4.2 Inventorier certaines populations de plantes ou d'animaux de la région 4.3 Décrire les méthodes d'estimation par échantillonnage 4.4 Estimer certaines populations en utilisant une ou plusieurs méthodes 5. Analyser les changements qui touchent les populations 5.1 Inventorier les facteurs qui influent sur les taux de reproduction et de mortalité 5.2 Mettre en évidence les facteurs qui influent sur l'immigration et l'émigration 5.3 Comparer les populations cycliques et les populations stables 5.4 Discuter de la capacité d'accueil du territoire Activités suggérées et idées pour des projets de recherche 1. Étude d'un problème écologique Cette activité renforce l'utilisation précise des concepts écologiques et l'intégration de l'information apprise dans l'unité. On demandera aux élèves d'étudier un écosystème. Il faudra choisir un problème écologique, comme un déversement d'hydrocarbure, l'élimination des ordures collectives, l'écoulement en surface de pesticides, la monoculture, les techniques de gestion et d'exploitation des forêts ou la conservation des sols. La préparation de l'étude comporte trois parties, à suivre dans l'ordre. Objectifs 6. Mettre en évidence l'enchaînement écologique 6.1 Établir l'enchaînement dans les termes suivants : biosphère, biome, écosystème, communauté et population 6.2 Examiner plusieurs exemples de biomes, en traitant de certains de leurs principaux genres de plantes 6.3 Dessiner un climagramme et discuter de la température et de l'humidité comme éléments déterminants d'une zone écologique Instruments de mesure • Consulter Évaluation de l'élève : manuel de l'enseignant. • Consulter les ressources clés. • Revoir les pages 15 à 19. 1.0, 1.8, 2.1, 1.3, 2.11, 4.1, 5.1, 6.1, 6.2, CRC, COM, AUT Facteurs de l'alphabétisme scientifique A3, A7, B2, B3, B15, B18, B22, F8, G6 Évaluation Échelles d'appréciation; auto-évaluation; coévaluation. Stratégies d'enseignement N.B. Chaque groupe établira lui-même les analyses possibles, sauf en ce qui a trait à la partie sur la consultation. Préparation Chercher des renseignements généraux sur l'écosystème (biome), notamment sur l'endroit où il se trouve, sur son genre de climat, sur les sortes de terrains (collines, vallées, montagnes, etc.) qu'il comporte et sur le genre d'organismes qui y vivent. Il n'est pas nécessaire qu'il s'agisse d'une description détaillée, mais plutôt de grandes lignes à partir desquelles on peut faire une présentation. Consultation Les élèves doivent consulter les membres de leur propre groupe et trois autres personnes qui ne travaillent pas avec eux à ce projet. Le but de cette consultation est d'élargir leur réflexion pour en arriver à un consensus sur ce qui devrait être étudié dans une analyse d'impact de la région et sur la destruction qui a pu se produire ou pourrait se produire. Les élèves pourront imaginer qu'ils effectuent cette étude pour faire des suggestions à Biologie 20 – Organisation de l’écologie – P. 111 un gouvernement à propos de désastres susceptibles de se produire et des mesures à prendre pour endiguer les dommages ou créer une situation propice à plus d'harmonie entre l'environnement et les besoins humains. 2. Impact environnemental. Cette activité donne l'occasion de traiter l'information au sujet de l'impact de la population humaine sur l'environnement. Présentation de l'analyse Objectifs Avec l'information recueillie durant la préparation et l'ensemble d'idées définitives issues de la consultation, le groupe d'élèves est maintenant prêt à établir un schéma conceptuel illustrant ce qu'il a appris. A1.4, A1.6, A1.8, 1.9, 2.7, 5.4, CRC, NUM, VAL, TEC Facteurs de l'alphabétisme scientifique B1, B2, C1, C7, C10, D3, D4, D8, F3, F4, F6 Marche à suivre : a) Commencer le schéma conceptuel avec le terme analyse d'impact. b) Reproduire l'information sur l'écosystème obtenue durant la préparation, en énumérant les idées principales et en examinant comment elles sont reliées entre elles. c) Ajouter ce qu'il faudrait étudier — la destruction possible, le confinement des dommages et l'harmonie — au schéma conceptuel, ainsi que les liens qui doivent être faits avec l'écosystème. Il convient de rappeler aux élèves que le schéma conceptuel est une représentation visuelle utile des idées pertinentes qui illustre en particulier le type de liens qui ne peuvent être mis en évidence par d'autres moyens. d) Enfin, rédiger en groupe une recommandation. • Établir une liste des points qui doivent être étudiés ou examinés. • Donner des exemples des raisons pour lesquelles chaque point peut être important. • Évoquer les dommages possibles dans la région. • Finalement, indiquer comment, de l'avis du groupe et d'après le schéma conceptuel, il peut y avoir plus d'harmonie entre tous les participants et l'environnement. Évaluation Échelles d'appréciation; auto-évaluation; coévaluation. Stratégies d'enseignement a) Former des équipes d'apprentissage coopératif composées chacune de six élèves. • Deux élèves tenteront de découvrir les moyens que la société a utilisés pour gérer et protéger notre environnement et donc pour nous protéger nous-mêmes : règlements sur la santé publique, stations d'épuration, élimination des ordures, hôpitaux, immunisation, etc. Comment une station d'épuration fonctionne-t-elle ou comment éliminons-nous les ordures? • Un deuxième groupe devra avoir pour tâche de découvrir les divers moyens scientifiques dont nous disposons pour déceler les dangers environnementaux. • Un troisième groupe établira une liste de tous les produits synthétiques qui aboutissent dans notre environnement : médicaments, plastiques, additifs alimentaires, teintures, etc. b) Demander aux élèves de réaliser une série d'affiches qui illustrent ce qu'ils ont appris. c) En outre, on pourra demander aux élèves d'illustrer l'impact sur l'écosystème de n'importe laquelle des catégories d'éléments, en suggérant sur quelle partie de l'écosystème chacune de ces trois catégories a des répercussions. Cet exercice pourra prendre la forme d'un résumé qui ne sera pas noté. Méthodes d'évaluation Réaliser une affiche (sur une feuille 8,5 x 11), ou si les élèves le désirent, une couverture de dossier, un emblème de T-shirt, etc., qui reflète leurs préoccupations à propos du problème environnemental qu'ils ont choisi. Faire P. 112 – Biologie 20 – Organisation de l’écologie en sorte que l'affiche traduise les idées et les sentiments sous-jacents à l'information recueillie. • Le produit fini devrait comprendre les éléments suivants : ° un thème précis illustrant la connaissance du sujet; ° une bonne utilisation de l'espace et de la perception; ° un équilibre esthétique reflétant la pensée critique et créative des élèves. Évaluation (cinq points pour chaque élément) : • impact — idée dominante présentée; • organisation — clarté et contenu; • créativité — différentes méthodes artistiques employées; les élèves évalueront deux autres affiches d'après les trois critères ci-dessus. Ces deux affiches leur seront désignées par l'enseignant. Utiliser le tableau suivant pour l'évaluation. Nom de l'élève Catégories Impact Organisation Créativité Total 1. 2. 3. Le montage audiovisuel Landscapes of Saskatchewan fournit un contexte pour l'étude de l'écologie de la Saskatchewan. Étant donné que la topographie influe sur le type de succession, une étude complète de l'écosystème nécessite une compréhension de l'origine du relief. Les objectifs suivants, fondés sur la première partie de ce montage peuvent servir d'introduction à l'unité. 4. Chaque échantillon peut ensuite être analysé au laboratoire pour en établir les caractéristiques comme le pH, la texture, la grosseur des particules, le contenu organique, la quantité de matériaux solubles, les animaux vivants, les restes d'animaux et la présence d'algues et de bactéries. L'élève sera capable de : • Décrire les effets de la dernière période glaciaire sur les ressources du sol et de l'eau de la Saskatchewan ° Distinguer les reliefs glaciaires et les reliefs postglaciaires ° Décrire comment les reliefs glaciaires et postglaciaires ont été créés ° Examiner la disposition du réseau hydrographique de la province ° Distinguer la topographie produite par le drainage de surface ° Inventorier les sources d'eau souterraine et d'eau de surface en Saskatchewan Demander à chaque groupe de laboratoire de recueillir des échantillons de sol à divers endroits. Décrire le lieu où les échantillons ont été collectés, la méthode de prélèvement, la profondeur à laquelle l'échantillon a été prélevé, l'exposition du lieu, le type de végétation, l'étendue de la couverture végétale et d'autres caractéristiques. Les groupes peuvent ensuite faire un résumé de chaque analyse pour le distribuer aux autres groupes, ce qui permettra de comparer les analyses de tous les groupes de la classe. À partir des données de l'ensemble de la classe, les groupes peuvent chercher à faire des généralisations. 5. Demander à chaque groupe de laboratoire d'établir des chaînes et un réseau alimentaire à partir des aliments qu'ont consommés les élèves pendant trois jours. Ces réseaux peuvent être présentés à l'ensemble de la classe, soit dans un exposé oral avec documentation à distribuer, soit sous forme de grande affiche à apposer au babillard. 6. Au cours d'une discussion en classe, inventorier les organismes — plantes, animaux, micromycètes (champignons et levures), protistes et monères — qui peuplent la région où se trouve l'école. Déterminer le biotope de chaque organisme. Comparer l'énumération établie avec une liste de ceux de ces organismes qui auraient existé dans la • Décrire comment les peuples amérindiens se sont adaptés aux écosystèmes à l'époque de la dernière glaciation Biologie 20 – Organisation de l’écologie – P. 113 • Redessiner le schéma conceptuel à partir des données brutes d'un autre élève et partager avec celui-ci les résultats : ° Quelles sont les similitudes et les différences dans les résultats (schéma conceptuel et résumé) obtenus à partir de la même information initiale? • Ces résultats devraient être partagés avec l'ensemble de la classe pour refléter toute la gamme des interprétations possibles dans une société. même région voilà deux cents ans. Discuter des changements qui se sont produits et prédire les changements qui pourront se produire dans divers cas, par exemple si l'effet de serre provoque une hausse de la température moyenne de 5 oC, et un accroissement des précipitations. 7. Étudier la population d'une culture de levure pendant dix à quatorze jours. 8. Chaque groupe de laboratoire peut concevoir et effectuer une étude de population de plantes ou d'animaux dans une région donnée. Il peut s'agir d'une étude ponctuelle ou longitudinale. Par exemple, on peut étudier la distribution et les caractéristiques de la population de pissenlits d'une pelouse pendant quatre semaines en mai. Effectuer des comparaisons annuelles. 9. 10. 11. Les communautés naturelles sont des systèmes dynamiques qui changent constamment avec le temps. Demander aux élèves d'effectuer des entrevues avec les personnes âgées de la communauté ou avec certaines organisations qui disposent de renseignements sur les changements survenus au cours des cinquante dernières années. Dessiner une série de cartes des régions données pour illustrer les changements écologiques du dernier demi-siècle. Essayer de déterminer les influences humaines qui ont contribué à ces changements. On pourra recourir aux vidéocassettes, aux histoires, aux légendes et aux affiches pour partager l'information. Demander aux élèves de réaliser, sur un morceau de carton ou de contreplaqué, plusieurs modèles de l'histoire géologique de la Terre à différentes périodes de l'histoire de la Saskatchewan. Ces modèles devront inclure les mers, les rivières, les glaciers, les plaines, etc. Indiquer les formes dominantes de vie et le climat de l'époque sur une légende placée à côté du modèle. Demander aux élèves de recueillir des articles récents sur l'écologie dans les journaux, les revues, etc., pendant la durée d'enseignement de l'unité. Ces articles devraient être placés dans un journal ou dans le dossier de l'élève et comporter des renvois (source, date et page). Si les articles en question doivent être résumés parce qu'ils ne peuvent être extraits de leur source, faire en sorte que le résumé soit en style télégraphique. À la fin de l'unité, demander aux élèves de procéder au suivi décrit ci-dessous : • Établir un schéma conceptuel de l'information recueillie. • Résumer en une page ce qui a été appris en utilisant le schéma conceptuel comme guide. P. 114 – Biologie 20 – Organisation de l’écologie 12. Étudier le projet « Global Village — Greening the Park » à La Loche, Saskatchewan. 13. Créer un mini-écosystème de plantes sauvages dans la cour de l'école. Consulter à ce sujet le numéro de décembre 1991 de Science Teacher. 14. Se reporter au numéro de septembre-octobre 1989 d'Equinox et aux données de Canards Illimités Canada et d'autres organismes pour étudier le problème des canards en Saskatchewan. Les graphiques et les interprétations de population sont des outils pertinents pour cette étude. Conjointement ou séparément, étudier le Plan nordaméricain de gestion de la sauvagine (PNAGS). 15. Utiliser les documents d'Atout-Faune pour étudier le concept des écozones en Saskatchewan. 16. Demander aux élèves d'étudier « Biosphère 2 » et de faire un compte rendu à ce sujet. Commencer par des articles de journaux. 17. Demander aux élèves de lire les points de vue du chasseur inuit et du biologiste dans « Deux formes du savoir », extrait de Caribou News d'août 1989, et d'en débattre en petits groupes. Voir l'annexe A. 18. Il se peut que les élèves élevés dans la culture amérindienne traditionnelle croient que les objets non biotiques et non vivants ont un esprit. Comment ce concept influe-t-il sur notre concept de respect de l'environnement? (On peut inviter un Ancien à venir discuter de ceci avec la classe.) 19. L'unité sur « l'effet de serre » a-t-elle été traitée dans le cours de sciences de 10e année ou va-t-on l'intégrer ici? Voir l'objectif 3.3. 20. Après l'arrivée de Christophe Colomb, quels facteurs ont contribué au déclin des populations autochtones d'Amérique du Nord? Les Européens considéraient initialement l'Amérique du Nord comme une zone sauvage que l'homme n'avait pas encore touchée. Était-ce le cas? Comment établir un lien entre cela et le concept de capacité d'accueil du territoire (voir American Indian Ecology)? 21. Quels sont les éléments biologiques qui sont intégrés à l'accord sur les revendications territoriales du Nunavut? 22. Discuter de l'hypothèse selon laquelle certaines cultures autochtones ont causé des dommages écologiques profonds. Voir International Wildlife (juillet-août 1989) et Discover (décembre 1988). 23. Étudier la question des composés allélochimiques comme la roténone et les insecticides naturels. 24. Les 4 R de l'écologie sont la réduction, le recyclage, la réutilisation et la réparation. Quelles en sont les conséquences pour l'environnement? Quels projets de renforcement ou quelles activités extrascolaires les élèves peuvent-ils entreprendre? 25. Parmi les douze principes de la philosophie indienne, lesquels ont une connotation écologique (consulter « l'Arbre sacré » ou voir le programme d'études de Sciences sociales 30)? 26. L'unité élaborée pour le programme d'études autochtones 20 comporte une partie sur l'environnement et des études de cas traitant de problèmes écologiques propres aux peuples indiens et métis. Utiliser ce document comme référence dans les enquêtes des élèves ou dans l'enseignement en équipes. 27. Les pesticides et les insecticides ont des effets sur la communauté. Demander aux élèves d'effectuer des entrevues avec des personnes susceptibles d'avoir des renseignements sur ce sujet. Grâce à ces entrevues approfondies, les élèves commenceront à acquérir des connaissances sur les effets possibles, positifs et négatifs, de ces produits chimiques. 28. Les élèves peuvent réaliser un sondage auprès de la communauté pour recueillir des renseignements sur les diverses possibilités d'utilisation des terrains libres de la communauté. 29. Le Saskatchewan Research Council de Saskatoon participe à un projet avec la Cigar Lake Uranium Mine. On étudie actuellement deux sortes de lichens (Cladina stellaris et C. mitis) dans le but de les utiliser comme indicateurs vivants des produits chimiques et des éléments radioactifs présents dans l'air. On étudie aussi la restauration de la végétation. Se renseigner! 30. Communiquer avec le Department of Plant Pathology (University of Wisconsin, 1630 Linden Drive, Madison, WI 53706) pour obtenir un exemplaire de Bottle Biology, projet pratique de biologie dans lequel on utilise des contenants de plastique pour étudier les interactions de l'écosystème, la dynamique des populations, la biodégradation et la conception expérimentale. 31. Communiquer avec le Department of Plant Pathology (University of Wisconsin, 1630 Linden Drive, Madison, WI 53706) pour obtenir des renseignements sur les plantes à croissance rapide afin de réaliser des projets sur le tropisme du canola (Brassica rapa), la germination des graines, le cycle biologique, la croissance et les études génétiques. 32. Communiquer avec le Devonian Botanic Garden de l'Université de l'Alberta (Edmonton, AB, T6G 2E1), pour obtenir des renseignements sur la participation éventuelle des élèves à une étude sur les fleurs sauvages. Quinze espèces de plantes sont étudiées dans leur habitat naturel. Les dates de floraison servent à la phénologie. Les données recueillies peuvent être utilisées pour des études climatiques, pour la foresterie, pour la télédétection par satellite et pour la santé humaine. Biologie 20 – Organisation de l’écologie – P. 115 Unité 3 — Diversité de la vie (25 heures) Vue d'ensemble de l'unité Au cours de cette unité, les élèves auront l'occasion d'observer une grande variété d'organismes, soit dans leur habitat naturel, soit en classe sous forme de spécimens préparés. L'unité est organisée de manière à mettre en évidence la diversité de la vie en Saskatchewan et les comparaisons qui peuvent être établies avec le reste du monde. Il conviendrait d'examiner en détail plusieurs exemples d'organismes de chacun des règnes. Il est déconseillé d'étudier la phylogénie de toutes les formes de vie, cela n'étant pas le but de l'unité. On se penche ici sur la science de la taxonomie. Il convient de souligner son importance dans l'identification des espèces et dans la communication de renseignements au sujet des organismes. 7e année • Caractéristiques des micro-organismes vivants et non vivants (facultatif) 9e année • Diversité des organismes vivants; systèmes de classification (facultatif) Voir la figure 8. N.B. Il est préférable de procéder à une évaluation préalable pour établir le niveau de connaissance initial des élèves. Concepts clés Système de classification, clé dichotomique, nomenclature binomiale, biotope d'un organisme unicellulaire, organisation des organismes eucaryote, vascularisation chez les plantes, comportement. Caractéristiques de la schématisation conceptuelle L'unité peut être intégrée à l'unité 2, « Organisation de l'écologie », qui traite de l'étude de l'écologie dans le contexte de la diversité de l'habitat et de la vie en Saskatchewan. L'unité offre l'occasion d'étudier l'organisme en particulier, mais également les liens entre les organismes et une structure écologique intégrée. Développement conceptuel Approche science-technologie-sociétéenvironnement 1re année • Caractéristiques des plantes et des animaux • Les animaux qui nous entourent et leurs besoins • Classification des objets 2e année • Adaptation des organismes à l'habitat • Dinosaures; vie océanique (facultatif) 3e année • Réseaux alimentaires 4e année • Fossiles • Caractéristiques et interrelations entre les vertébrés et les invertébrés : classification des animaux; diversité des plantes (facultatif) 6e année • Fonctionnement des écosystèmes P. 116 – Biologie 20 – Diversité de la vie • Introduction d'organismes étrangers pour lutter contre les insectes nuisibles. • Recherche et nouvelles variétés agricoles. • Changement dans l'habitat. • Évolution des pathogènes. Facteurs de l'alphabétisme scientifique A2 A7 A8 historique unique expérimentale B2 B4 B11 B13 B14 B16 B18 B26 l'interaction l'organisme la prévisibilité l'énergie et la matière le cycle le système la population l'évolution C1 C3 C9 C12 C15 C21 la classification l'observation et la description l'inférence l'interprétation des données l'analyse la synthèse D2 D7 le côté humain des scientifiques et des technologues la variété d'opinions E2 savoir utiliser les environnements naturels F3 F5 la recherche des données et de leur signification le respect de la logique G3 G5 G7 continuer d'étudier avoir un passe-temps scientifique envisager une carrière scientifique 1.4 2. Faire ressortir le rôle des monères, des protistes et des micromycètes (champignons et levures) dans l'écosystème 2.1 Décrire la structure et l'activité des virus 2.2 Inventorier certaines maladies virales endémiques chez les plantes, les animaux et les êtres humains en Saskatchewan 2.3 Discuter des diverses manières dont les bactéries sont classées 2.4 Décrire certaines maladies bactériennes dont sont atteints les organismes qui vivent en Saskatchewan 2.5 Décrire certains rôles utiles des bactéries dans l'écosystème 2.6 Distinguer les procaryotes des eucaryotes 2.7 Décrire comment le règne des protistes est classifié 2.8 Recueillir, cultiver et observer une variété de protistes 2.9 Décrire les caractéristiques générales des micromycètes (champignons et levures) 2.10 Recueillir et observer certains échantillons de micromycètes (champignons et levures) 2.11 Définir les caractéristiques structurelles fondamentales des bactéries 3. Décrire la diversité des plantes 3.1 Comparer les plantes vasculaires et les plantes non vasculaires 3.2 Repérer, décrire et recueillir certains spécimens de plantes vasculaires et de plantes non vasculaires 3.3 Discuter des façons dont les plantes vasculaires sont classées 3.4 Décrire les cultures céréalières et les cultures fourragères de la Saskatchewan (établir un lien avec l'unité 4 de Biologie 20) 3.5 Faire un tableau de la distribution naturelle des plantes représentatives de la Saskatchewan 4. Considérer la diversité des animaux 4.1 Décrire les caractéristiques des principaux embranchements animaux (on suggère à l'enseignant d'étudier un mollusque comme la palourde ou l'escargot, un annélide comme le ver de terre, un arthropode comme un insecte ou une araignée, et un ou plusieurs cordés, Objectifs des apprentissages essentiels communs L'élève sera capable de : CRC COM AUT VAL Comprendre comment les connaissances sont créées, évaluées et perfectionnées, puis modifiées, dans le contexte de la biologie Comprendre les principaux concepts de la biologie grâce à toute une gamme de stratégies Contribuer au développement d'une disposition propice à l'apprentissage continu Apprendre à se soucier d'autrui et à attacher de la valeur à la justice, pour faire des contributions positives à la société en tant qu'individu et membre du groupe Objectifs généraux et objectifs spécifiques de la biologie L'élève sera capable de : 1. Décrire les principes de la classification 1.1 Discuter d'exemples courants de classification (puis discuter de l'importance d'une classification biologique et de certains des problèmes qui peuvent se manifester) 1.2 Comparer plusieurs façons de regrouper les organismes en règnes (il serait bon de considérer l'évolution chronologique de la classification selon cinq règnes à partir de la classification selon deux règnes) 1.3 Expliquer le système de nomenclature binomiale. Discuter des sept unités principales de classification, qui comprennent P. 118 – Biologie 20 – Diversité de la vie le règne, l'embranchement, la famille, le genre et l'espèce, ainsi que leurs relations mutuelles Utiliser les clés dichotomiques pour identifier les organismes, par exemple démontrer qu'une clé permet vraiment de situer les organismes et que la nomenclature binomiale, qui indique le genre et l'espèce, permet de situer ces organismes 4.2 4.3 4.4 4.5 dont un mammifère, selon le temps disponible) Inventorier les membres indigènes de chaque embranchement ou phylum de Saskatchewan Décrire l'habitat et le biotope des animaux indigènes de la Saskatchewan Établir la comparaison entre les comportements innés et les comportements appris chez les animaux Décrire le comportement social des animaux Évaluation Comptes rendus; auto-évaluation; co-évaluation. Stratégies d'enseignement Vous êtes un journaliste venu d'une planète éloignée pour rédiger un article sur un règne animal qui vient d'être découvert. En groupes de trois personnes au maximum, rédiger une série de trois articles. Chacun de ces articles, qui paraît un jour différent dans le journal local, doit avoir un thème et inciter le lecteur à vouloir poursuivre sa lecture. Utiliser un titre approprié qui évoque la découverte du règne animal. Le contenu doit informer le lecteur sur le moment où les animaux se sont développés, sur la manière dont ils se sont développés, sur l'endroit où ils se sont développés, sur leurs caractéristiques propres et, finalement, sur les futures étapes possibles de leur développement. L'article publié chaque jour ne doit pas avoir plus d'une page. En résumé, l'histoire du développement du règne animal doit se présenter sous forme d'une série d'articles de trois pages progressant chronologiquement chaque jour. Instruments de mesure • Utiliser le manuel Évaluation de l'élève : manuel de l'enseignant. • Consulter les ressources clés. • Revoir les pages 15 à 18. Activités suggérées et idées pour des projets de recherche 1. Article de journal. L'élève aura l'occasion d'effectuer du travail en groupe, de mettre en pratique ses capacités de recherche et d'organisation, et d'obtenir des renseignements généraux à propos du règne animal. Cela peut être un exercice commun avec un cours de langue. Méthodes d'évaluation La note définitive de l'élève sera le résultat d'une combinaison d'éléments. • Information : 10 points par article, soit un total de 30 points. • Organisation (agencement méthodique de l'information dans chaque article) : 3 points par article, soit un total de 9 points. • Introduction et conclusion pertinentes pour chaque article : 5 points par article, soit un total de 15 points. • Total général : 54 points. Objectifs 2.3, 2.9, 2.11, 3.3, 4.1, COM, TEC, VAL Facteurs de l'alphabétisme scientifique A2, B4, B11, B18, C1, C3, C12, D7, F3 2. Classification Les élèves reverront le concept de classification et étudieront des exemples de l'emploi de la classification en biologie. Objectifs 1.1, 1.4, CRC, COM Biologie 20 – Diversité de la vie – P. 119 les 10 organismes. Toutes les élèves doivent répondre aux questions suivantes (voir ci-dessous), puis les retourner accompagnées de la clé dichotomique. Rappelons que, quand une élève essaie d'utiliser la clé d'une autre, elle doit inscrire ses réponses dans les espaces laissés en blanc à cet effet, puis les comparer à celles fournies par l'auteur. C'est à l'élève qui essaie la clé d'apporter les corrections appropriées à ses réponses. Facteurs de l'alphabétisme scientifique A8, B4, B11, C1, C3, C12, C15 Évaluation Comptes rendus de laboratoire; auto-évaluation; coévaluation. Stratégies d'enseignement a) b) Quels sont les éléments importants de tout système de classification? L'enseignant devrait traiter du concept de clé dichotomique. Trente organismes sont placés sur le comptoir. Les élèves en choisissent 10 et créent une clé dichotomique qui peut servir à les identifier. Il s'agira de reconnaître des caractéristiques comme : quatre pattes, plumes, feuilles, etc. • Élaborer sa clé sur une page sans donner de réponses. Laisser un blanc à l'emplacement de chacune des 10 réponses, de manière à ce que quelqu'un puisse les y inscrire. Mettre son nom en haut de la page. Cela constitue une clé dichotomique. Questions auxquelles il faut répondre quand la clé est terminée. • Quelles difficultés ai-je éprouvées avec la clé? • Quels sont les éléments positifs de cette activité? • Quelles améliorations peuvent être apportées (si je devais refaire la clé, je ferais ...)? • Lire ce que la ressource clé indique à propos de la classification et noter l'information pertinente en style télégraphique. Ne pas oublier que par information pertinente on entend toute information qui contribue à la connaissance fondamentale de la façon dont un système de classification fonctionne et est amélioré sur de longues périodes. 3. Demander aux élèves d'apporter chacune un soulier. Elles les entassent. Les avertir que si elles oublient d'apporter un soulier, elles devront retirer un de ceux qu'elles portent. Élaborer une clé dichotomique en triant les souliers d'après leurs caractéristiques physiques établies par consensus. L'identification de chaque caractéristique aura pour effet de diviser la pile de souliers en deux. Inscrire les caractéristiques dans une clé dichotomique. Continuer à déterminer les caractéristiques jusqu'à ce que chaque soulier se trouve soit seul, soit avec des souliers identiques. Puis, ajouter des souliers empruntés à la maison ou au service des objets trouvés de l'école, et déterminer comment ils se classent dans la clé établie. Modifier la clé, si nécessaire, et établir un lien entre cet exercice et la classification des organismes. Exemples de questions à poser : Qu'arrive-t-il si quelqu'un découvre un nouvel organisme? Qu'arrivera-t-il au système si nous choisissons des caractéristiques différentes pour séparer les piles? 4. Établir une liste de racines, de préfixes et de suffixes latins ou grecs. Définir chacun d'entre eux et donner aux élèves une liste de noms d'animaux fictifs à « traduire ». Par exemple, « dactylo » et « phyte » donnent « dactylophyte » ou « plantedoigt », ou « mégalo » et « céphalus » donnent « mégalocéphalus » ou « grosse tête ». 5. Cueillir une variété de champignons indigènes. Les décrire par écrit et recueillir leurs spores sur du TOUS LES ORGANISMES PATTES ABSENCE DE PATTES Organisme « A »? • Préparer une feuille de réponses pour la clé dichotomique. N.B. Tous les organismes ont des caractéristiques visibles. Séparer les organismes d'après ces caractéristiques et continuer jusqu'à ce qu'il n'y ait plus qu'un organisme dans chaque catégorie. Cela signifie que si on commence avec 10 organismes dans un groupe, on aboutira à 10 organismes dans 10 catégories différentes. S'assurer d'identifier les caractéristiques précises qui servent à distinguer les organismes. Méthodes d'évaluation Les élèves doivent remettre leurs clés dichotomiques terminées avec leur feuille de réponses comportant les noms des organismes. Les clés dichotomiques leur seront ensuite remises à d'autres élèves pour voir si elles peuvent identifier P. 120 – Biologie 20 – Diversité de la vie papier. Utiliser la clé d'un manuel sur les champignons pour identifier les échantillons. 6. Cultiver de la moisissure de pain (Rhizopus) et l'examiner au moyen d'une loupe ou d'un microscope à dissection. 7. Recueillir certains échantillons de lichens et les observer au moyen d'une loupe ou d'un microscope à dissection. 8. Recueillir et décrire certains spécimens de plantes vasculaires et de plantes non vasculaires. Utiliser des clés pour les identifier. 9. Demander aux élèves d'établir des schémas conceptuels pour mettre à l'épreuve leur compréhension des règnes vivants. Les pages T8992 du manuel de l'enseignant de Biological Science : An Ecological Approach (Seventh Edition) contiennent une description de l'utilisation des schémas conceptuels dans les classes de biologie. 10. Rassembler de la documentation et encourager les élèves à faire des recherches sur les programmes mis en palace pour préserver le patrimoine génétique général des espèces de plantes. 11. Effectuer des entrevues avec des agricultrices ou des vétérinaires de la région pour découvrir les sortes de maladies animales endémiques, la façon dont elles sont transmises, leur coût et ce qui peut être fait pour les enrayer. 12. Effectuer une entrevue avec un agronome vulgarisateur local pour découvrir les nouvelles espèces qui ont été introduites dans la région et celles qui pourraient l'être dans un avenir proche. Discuter avec lui de la façon dont les nouvelles espèces ont pu être développées. Demander aux élèves de rassembler des articles récents sur la diversité des organismes vivants, par exemple sur l'extinction des organismes ou sur les espèces exotiques, dans les journaux, les revues, etc., pendant la durée d'enseignement de l'unité. Ces articles devraient être placés dans un journal ou dossier de l'élève et comporter des renvois (source, date et page). Si les articles en question doivent être résumés parce qu'ils ne peuvent pas être extraits de leur source, faire en sorte que le résumé soit en style télégraphique. Voir à l'activité 11, page 110, l'exemple de suivi à faire. 13. 14. 15. D'autres civilisations ou des sociétés de différentes cultures ont-elles utilisé ou utilisent-elles des systèmes de classification de la diversité? Pourquoi ces systèmes ont-ils été adoptés (ou ne l'ont-ils pas été) par le milieu scientifique? 16. Au lieu de recueillir des spécimens de plantes, utiliser des photographies (ou des vidéocassettes) et rassembler des données sur les espèces de plantes. Voir American Biology Teacher, février 1990. 17. Faire les enquêtes proposées dans « Medicinal and Poisonous Plants of the Holiday Season ». Voir American Biology Teacher de novembre-décembre 1987. 18. Étudier les répercussions de l'existence de nouvelles sortes d'organismes. Étudier sa propre région et essayer de déterminer quels organismes peuvent y être apparus au cours des 50 dernières années et quels organismes ne s'y trouvent plus. On pourrait aussi communiquer avec le Service canadien de la faune pour savoir quels organismes ont disparu de la région et quels autres figurent sur la liste des espèces menacées de disparition. Comment la culture des êtres humains a-t-elle eu un effet sur les changements survenus dans les genres d'organismes de la région et de la province en général? Cultiver et étudier divers micro-organismes, par exemple les Micrococcus luteus, Penicillium, Aspergillus, Neurospora ou des moisissures de pain cultivées sur de la gélose dextrosée à la pomme de terre. Biologie 20 – Diversité de la vie – P. 121 Unité 4 — Botanique agricole de la Saskatchewan 5e année • Fonctions des tissus et organes végétaux spécialisés • Place de l'agriculture en Saskatchewan (15 heures) 7e année • Effets des glaciers et du climat sur le relief • Effets de l'agriculture sur l'environnement • Caractéristiques du sol • Adaptation des plantes à l'environnement de la Saskatchewan Vue d'ensemble de l'unité Cette unité traite de trois grands aspects de la phytobiologie : la reproduction, le transport et le contrôle de la croissance, cela dans le contexte de la botanique agricole de la Saskatchewan. On étudie également les interrelations entre l'agriculture et l'environnement de la Saskatchewan (le terme agriculture y désigne de façon générale la production de cultures et la production animale, l'horticulture, la foresterie, l'aquaculture et leurs industries connexes). L'agriculture est une des principales activités humaines qui perturbent l'environnement de la Saskatchewan et, en même temps, un secteur important de l'économie de la province. La production alimentaire étant nécessaire à notre survie, il est absolument indispensable de connaître les processus associés à l'agriculture. On pourra fixer l'orientation de l'unité en procédant à une étude approfondie de la biogéographie locale. Il est possible d'obtenir de la documentation et des ressources humaines à cette fin auprès de Saskatchewan Agriculture and Food, de Saskatchewan Soil Conservation Association, d'Agriculture Canada, du Collège d'agriculture de l'Université de la Saskatchewan, de Saskatchewan Environment, de Canards Illimités Canada, etc. Développement conceptuel 1re année • Caractéristiques (structures) et besoins fondamentaux des plantes 2e année • Conditions importantes pour une croissance et une reproduction optimales des plantes • Rôle de l'agriculture 3e année • Facultés d'adaptation des structures végétales (facultatif) 4e année • Diversité des espèces de plantes (facultatif) 8e année • Potasse et hydrocarbures • Facteurs influant sur la croissance des plantes; effets de l'agriculture (facultatif) 9e année • Activités humaines influant sur la nature 10e année • Qualité de l'eau (suggestion) • Additifs alimentaires et nutrition humaine (facultatif) Voir la figure 9. N.B. Il est préférable de procéder à une évaluation préalable pour établir le niveau de connaissance initial des élèves. Concepts clés Reproduction des plantes, transport des solutions, tissu végétal, contrôle hormonal de la croissance, interrelations entre l'agriculture et l'environnement, biogéographie. Caractéristiques de la schématisation conceptuelle Établir un lien entre l'agriculture et les cycles écologiques (Biologie 20 — Unité 2). Réaliser une étude des impacts de l'agriculture sur l'environnement et les microorganismes du sol (Biologie 20 — Unité 2). Revoir la partie sur les bactéries et les virus (Biologie 20 — Unité 3) et établir un lien avec l'agriculture. Approche science-technologie-sociétéenvironnement • Contrôle biologique des insectes nuisibles. • Politique d'utilisation des terres. P. 122 – Biologie 20 – Botanique agricole de la Saskatchewan Facteurs de l'alphabétisme scientifique A2 historique B1 B4 B12 B18 B20 le changement l'organisme la conservation la population la théorie C6 C8 C12 C14 C15 C20 la mise en question la formulation d'hypothèses l'interprétation des données la résolution de problèmes l'analyse la définition opérationnelle D5 D7 le manque de compréhension du public la variété d'opinions E2 E4 E7 savoir utiliser les environnements naturels savoir utiliser le matériel audiovisuel savoir manipuler les instruments F4 F6 F7 le respect des environnements naturels la prise en considération des conséquences le besoin de vérifier G7 G8 envisager une carrière scientifique préférer les explications scientifiques Objectifs généraux et objectifs spécifiques de la biologie L'élève sera capable de : 1. N.B. L'objectif 1.8 doit être considéré comme un thème d'organisation générale et non comme une incitation à étudier rigoureusement, en détail, les tissus végétaux. Objectifs des apprentissages essentiels communs 1.8 L'élève sera capable de : CRC COM AUT VAL Favoriser la pensée intuitive et imaginative, ainsi que la capacité d'évaluer des idées, des démarches, des expériences et des objets, dans le contexte de l'étude des écosystèmes Comprendre les principaux concepts de la biologie grâce à toute une gamme de stratégies Répondre à ses propres besoins d'apprentissage Comprendre les aspects personnels, moraux, sociaux et culturels de l'étude de la vie 2. P. 124 – Biologie 20 – Botanique agricole de la Saskatchewan Inventorier les divers processus biologiques associés aux systèmes végétaux 1.1 Comparer la reproduction sexuée et la reproduction asexuée des angiospermes 1.2 Décrire les processus de production du pollen, ainsi que de fertilisation et de formation des graines chez les plantes 1.3 Décrire de quelle façon les solutions sont transportées dans les plantes 1.4 Étudier les influences environnementales et biologiques sur la croissance 1.5 Décrire les principaux systèmes végétaux de céréales, d'oléagineux, de légumineuses, de plantes fourragères ou de cultures indigènes variées 1.6 Déterminer les effets du climat et des parasites sur les différents stades de développement des cultures 1.7 Revoir les trois organes principaux d'une plante, soit la racine, la tige et les feuilles, ainsi que leurs emplacements et fonctions Distinguer quatre grandes catégories de tissus présents dans les plantes, soit les tissus mérismatiques, les tissus protecteurs, les tissus vasculaires et les tissus fondamentaux • tissus mérismatiques : fréquentes divisions mitotiques à des fins de croissance; comprennent le cambium • tissus protecteurs : épiderme et cuticule • tissus vasculaires : conduisent l'eau et les minéraux (xylème et phloème) • tissus fondamentaux : ont trois fonctions, soit stockage de nourriture, production de nourriture et soutien (exemples : sclérenchyme, collenchyme et parenchyme; aider les élèves à établir un lien avec les origines grecques ou latines de ces termes) Comprendre la relation entre les régions biogéographiques et l'activité agricole de la Saskatchewan 2.1 Déterminer les caractéristiques de toutes les régions géographiques de la Saskatchewan 2.2 Comparer diverses cultures céréalières et fourragères 2.3 2.4 2.5 3. 4. Discuter des raisons et des problèmes associés à diverses utilisations des terres et à la diversité des cultures Inventorier diverses espèces d'arbres, d'arbustes, de plantes et d'herbes de la Saskatchewan Comparer certaines caractéristiques des plantes comme la reproduction et la croissance, dans le contexte de l'environnement de la Saskatchewan Décrire les influences internes et externes sur la croissance des plantes 3.1 Décrire les fonctions et effets des cytokinines, des auxines et des gibbérellines 3.2 Opposer les tropismes aux réactions causées par des changements dans la pression hydrostatique intracellulaire 3.3 Examiner comment les plantes réagissent à des produits chimiques comme les engrais et les herbicides. 3.4 Examiner les effets de l'application d'engrais et de biofertilisants sur les sols 3.5 Établir l'impact de la dégradation des sols et en donner des exemples Établir l'interrelation entre l'agriculture et l'environnement 4.1 Décrire l'impact de l'agriculture sur l'environnement local 4.2 Inventorier les problèmes locaux et généraux associés à l'agriculture 4.3 Saisir la complexité de problèmes comme la dégradation des sols, la faim dans le monde et les préoccupations environnementales Instruments de mesure • Consulter Évaluation de l'élève : manuel de l'enseignant. • Consulter les ressources clés. • Revoir les pages 15 à 19. Activités suggérées et idées pour des projets de recherche 1. Gestion des grands pâturages. Il s'agira ici de laisser les élèves étudier certains concepts écologiques, reconnaître diverses plantes de la Saskatchewan, pratiquer les techniques d'entrevue et analyser des données qu'ils auront recueillies sur le terrain. N.B. Cette activité repose sur un document intitulé Managing Saskatchewan Rangelands que l'on peut se procurer au ministère de l'Agriculture de la province (se renseigner auprès du « Rural Service Centre » local). Objectifs 1.4, 1.5, 1.6, 2.1, 2.4, 2.5, 3.5, 4.1, CRC, COM, AUT, VAL Facteurs de l'alphabétisme scientifique B1, B12, B18, C6, C8, C12, C14, C15, C20, D7, E2, F4, F6, F7. Évaluation Grand projet; comptes rendus. Stratégies d'enseignement L'ensemble de l'activité nécessitera de la planification et de l'organisation dans trois domaines. Les élèves doivent effectuer une étude fondamentale de plusieurs sujets (la tradition pastorale, des termes écologiques, la zone de végétation naturelle où ils habitent, un rapide survol des plantes de pâturage et des principes de pâturage, et un examen de certaines techniques d'échantillonnage et du genre de données à recueillir). Les renseignements associés aux parties a à c (voir ci-dessous) peuvent être donnés par l'enseignante, ou bien il est possible de demander aux élèves de préparer des documents didactiques à partager avec leurs camarades. a) La tradition pastorale permet aux élèves de placer la mise en valeur des herbages dans un contexte historique. b) Les termes écologiques servent à illustrer le type de relations que les élèves devraient essayer de comprendre. c) Établir la zone de végétation naturelle de la région considérée. Biologie 20 – Botanique agricole de la Saskatchewan – P. 125 d) e) f) Dresser un inventaire des plantes de pâturage à l'aide d'illustrations en couleurs et de clés dichotomiques selon l'exemple donné précédemment. Cela permettra aux élèves de distinguer les types de plantes sur le terrain. Renseigner les élèves sur les principes et les concepts associés aux pâturages. Il existe de nombreuses techniques d'échantillonnage et il convient d'en discuter. À cette fin, les élèves peuvent être divisés en plusieurs groupes, selon les tâches à accomplir. Il faut faire en sorte que les élèves recueillent divers types d'information et fassent des présentations en classe pour bien cerner la question. C'est de cette façon que travaillent la plupart des scientifiques. De petits groupes peuvent exécuter les activités suivantes : • Un groupe peut effectuer une entrevue avec un ou plusieurs agriculteurs qui utilisent un pâturage communal, et recueillir des renseignements généraux sur le nombre et le genre d'animaux qui y paissent, sur la durée du broutage, sur ce que cela coûte à l'agriculteur, etc. • Un ou plusieurs groupes peuvent inventorier les différentes sortes de plantes de pâturage, ainsi que l'abondance relative de chacune d'elles. • Certains élèves peuvent être chargés de prélever des échantillons de sol en divers endroits et d'ajouter des renseignements connexes en ce qui concerne les sortes et le nombre de plantes présentes. • Une autre activité consiste à recueillir des renseignements sur le genre et le nombre d'organismes vivants qui se trouvent dans ces différents sols. • Dresser un schéma des caractéristiques topographiques du pâturage et élaborer une légende pour identifier toutes les caractéristiques naturelles et artificielles. Énumérer toutes les améliorations apportées à la propriété. Concevoir une stratégie d'utilisation des terres locales. Inventorier les problèmes de dégradation des sols, les impacts socio-économiques, l'habitat faunique et l'utilisation des ressources en eau. Ce serait là une excellente occasion de renforcer les liens avec les relations sciences-technologiesociété-environnement. Discuter des sciences et de la technologie associées aux méthodes agricoles. Faire un remue-méninges pour établir les effets sociaux, économiques, culturels et environnementaux. Méthodes d'évaluation P. 126 – Biologie 20 – Botanique agricole de la Saskatchewan Demander à tous les élèves de remettre une rédaction qui résume ce qu'ils ont appris de tous les groupes formés par leurs camarades à propos de l'aménagement des grands pâturages libres. L'enseignante pourra attribuer la note qu'elle désire. Voir le formulaire d'évaluation de groupe à la page 129. 1. Comparer des échantillons de grains produits en Saskatchewan. On les classe généralement en céréales, oléagineux, légumineuses et plantes fourragères. • Céréales : orge, avoine, seigle, blé, riz sauvage. • Oléagineux : canola, lin, moutarde, navette, tournesol. • Légumineuses : pois des champs, haricots secs, lentilles. • Plantes fourragères : herbes (pâturin, brome de Pumpnell, graine de canaris, fétuques des monts Altaï, ray-grass, phléole des prés, agropyre) et légumineuses fourragères (luzerne, trèfle, sainfoin commun, trifoliées). Faire tremper des graines et les disséquer pour observer l'embryon et les cotylédons. Faire germer des spécimens de graines pour comparer la durée et le rythme de la germination ainsi que le rythme de développement de la racine primaire et de la tige. Observer certaines graines germées jusqu'à ce qu'elles atteignent leur maturité (de 80 à 130 jours). Un projet peut consister à cultiver des graines jusqu'à ce qu'elles atteignent leur maturité, ou à recueillir dans la nature des plantes qui pourront être séchées et montées, et présentées avec un échantillon de la graine. 2. Répéter l'expérience de Von Helmont à l'aide de radis, de haricots ou d'autres espèces qui croissent rapidement. À partir de l'énoncé du problème — déterminer quelle partie de la masse d'une plante provient du sol dans lequel elle croît — le groupe peut avoir pour tâche d'élaborer un cheminement aboutissant à une réponse. Avec chaque groupe, l'enseignante, ou toute la classe, peut discuter des cheminements proposés et les perfectionner. 3. Inviter un agronome ou un pédobiologiste de la région pour discuter de l'adaptation des céréales et des plantes fourragères au sol de la Saskatchewan en général et aux sols locaux en particulier. 4. Dans des plateaux de culture, faire pousser du blé jusqu'à la phase d'épiage. Placer un plateau au congélateur pendant plusieurs heures. Comparer l'effet immédiat et les effets à long terme par rapport à un plateau témoin. Simuler d'autres conditions météorologiques comme la sécheresse, la chaleur excessive, la grêle (p. ex. chute de billes sur les plantes). 5. 6. 7. 8. 9. Distinguer les divers arbres, arbustes et plantes qui se trouvent dans l'entourage de l'école. Rechercher les effets des changements environnementaux, par exemple perte d'habitat de terres humides, augmentation ou diminution de certaines populations de plantes. Étudier les programmes d'organismes comme l'Administration du rétablissement agricole des Prairies ou Canards Illimités Canada. De nombreux organismes de la province peuvent être visités par la classe. Demander aux élèves de préparer une exposition en utilisant les moyens appropriés. Suggestion de sujets : • Profil des sols • Comment le sol est-il formé? • Comment le sol est-il détruit? • Observation d'échantillons de sol au microscope Demander aux élèves de rassembler des articles récents de journaux, revues, etc., sur l'agriculture pendant la durée de l'unité. Ces articles devraient être placés dans un journal ou dans le dossier de l'élève et comporter des renvois (source, date et page). Si les articles en question doivent être résumés parce qu'ils ne peuvent être extraits de leur source, faire en sorte que le résumé soit en style télégraphique. Voir dans l'activité 11, page 114 l'exemple de suivi à faire. 10. Se procurer des échantillons de plantes et de fleurs chez des fleuristes ou en cueillir dans des jardins. Demander aux élèves d'en disséquer, d'en dessiner et d'en exposer divers types. 11. Faire une recherche sur l'industrie du riz sauvage ou des baies d'amélanchier (baies de Saskatoon) en Saskatchewan. 12. Faire rédiger par les élèves des comptes rendus sur les usages, médicinaux ou autres, de certaines des plantes indigènes de la Saskatchewan, puis partager ces comptes rendus. 13. Comparer l'agriculture biologique à d'autres techniques agricoles. 14. Qu'est-ce que l'ethnobotanique? Ce terme s'applique-t-il à l'agriculture? 15. Étudier la lutte antiparasitaire à partir des insecticides et des herbicides. Communiquer avec une personne-ressource en matière de lutte biologique. 16. Quelles sont les politiques d'utilisation des terres qui s'appliquent à la région? 17. Le Conseil des Sciences du Canada a étudié les meilleurs moyens de gérer la science et la technologie pour aboutir à un système d'agriculture viable pour l'économie et l'environnement. Étudier It's Everybody's Business et Sustainable Farming : Possibilities 1990-2020. Un bon nombre d'aliments utilisés dans le monde entier viennent de plantes cultivées par les peuples autochtones d'Amérique. Examiner la sélection et le développement de certaines variétés : maïs, pommes de terre, haricots, tomates, poivrons, courges, tapioca, riz sauvage, baies, etc. (voir Indian Givers de Jack Weatherford). Biologie 20 – Botanique agricole de la Saskatchewan – P. 127 FORMULAIRE D'ÉVALUATION DE GROUPE Barème : 1 représente la note la plus basse et 5, la plus élevée. Entourer la note qui correspond le mieux à votre estimation. Questions 1) Tous les membres de la classe ont participé à l'activité. 1 2) ____ 2 3 4 5 ____ 2 3 4 5 ____ 2 3 4 5 ____ L'information a été clairement présentée et on pouvait comprendre ce qui était dit. 1 6) 5 On pouvait entendre clairement la présentation. 1 5) 4 Dans l'ensemble, les élèves semblaient comprendre la matière qu'ils ou elles présentaient. 1 4) 3 Tous les aspects de la tâche ont été traités. 1 3) 2 2 3 4 5 ____ Des accessoires et des aides ont été utilisés conjointement avec les explications. 1 2 3 4 5 ____ Total = Faire le total et diviser par 3 pour établir la note éventuelle. Total = /3 = _____ P. 128 – Biologie 20 – Botanique agricole de la Saskatchewan ____ Unités facultatives Unités facultatives de Biologie 20 (Selon le temps disponible). • Développer une ou deux des unités obligatoires. • Reprendre les idées de défi-sciences (voir la partie « Les sciences de la vie » du programme de sciences de 10e année). • Confier aux élèves des projets d'étude indépendante. • Créer une unité en se servant du « Guide pour la planification d'une unité ». Biologie 20 – Unités facultatives – P. 129 Biologie 30 Unité 1 — Fondement chimique de la vie (10 heures) Vue d'ensemble de l'unité 9e année • Matières nutritives et aliments 10e année • Changements et réactions chimiques; chimie élémentaire (suggestion) • Énergie alimentaire (facultatif) Voir la figure 10. Cette unité met en évidence la chimie fondamentale que l'élève a besoin de connaître pour comprendre les processus biochimiques complexes qui se produisent dans les cellules et dans les organes des organismes. On y décrit les principaux processus biochimiques, comme la polymérisation, la catalyse et l'inhibition enzymatique, la réplication de l'ADN et la transcription de l'ARN. Il appartient à l'enseignant de vérifier au préalable le niveau des élèves pour déterminer dans quelle mesure il faut discuter de la chimie fondamentale des liaisons et de l'énergie des liaisons. Les activités 2, 3 et 4, ou des activités comparables, doivent être exécutées. Elles expliquent la chimie et l'énergie des liaisons. Développement conceptuel 1re année • L'air et l'eau sont essentiels à la vie 3e année • États de la matière 4e année • Énergie d'origine alimentaire • Sources alimentaires (facultatif) 5e année • Propriétés physiques et chimiques de la matière • Théorie des particules de matière • Ressources (air, eau, sol) 6e année • Éléments et utilisation des symboles • Réactions chimiques • Acides et bases N.B. Il est préférable de procéder à une évaluation préalable pour établir le niveau de connaissance initial des élèves. Concepts clés Énergie de liaison, catalyse, inhibition, structure moléculaire. Caractéristiques de la schématisation conceptuelle • Établir un lien entre les produits chimiques présents dans le corps humain et tous les organismes vivants (Biologie 20 — Unité 3). • Voir également la production de substances chimiques alimentaires par l'industrie agricole (Biologie 20 — Unité 4). • Faire une expérience sur les transformations chimiques et la relier à la méthode scientifique (Biologie 20 — Unité 1 et sciences de 10e année). Approche science-technologieenvironnement-société • Recherches sur le cancer. • Aliments synthétiques. • Chimie des enzymes. Sécurité 7e année • Énergie de la biomasse (facultatif) Suivre les méthodes normales de sécurité au laboratoire. Revoir la partie sécurité du document et du document intitulé Sciences : Programme cadre dans l'optique du tronc commun. Rappeler aux élèves qu'elles ne doivent jamais goûter aux produits utilisés au laboratoire. 8e année • Facteurs abiotiques influant sur la vie • Solutions Si, dans le cadre d'une activité, il est nécessaire de goûter, il faut établir des lignes directrices claires sur la façon dont cela doit se faire et sous quelles conditions. P. 132 – Biologie 30 – Fondement chimique de la vie 1.3 Facteurs de l'alphabétisme scientifique A1 A7 A8 publique/privée unique expérimentale B7 B11 B13 B15 B22 B33 la force la prévisibilité l'énergie et la matière le modèle les entités fondamentales l'entropie C13 C15 la création de modèles l'analyse D1 D3 la science et la technologie les effets de la science et de la technologie E7 savoir manipuler les instruments. F2 F5 F8 la mise en question le respect de la logique la prise en considération des prémisses G6 G8 préférer les réponses scientifiques préférer les explications scientifiques 1.4 1.5 1.6 1.7 2. Étudier les propriétés des hydrates de carbone, des lipides et des protéines 2.1 Expliquer comment les molécules à base de carbone interagissent les unes avec les autres grâce aux liaisons hydrogène 2.2 Comparer les mono, les di et les polysaccharides et fournir un exemple de leur utilité pour un organisme vivant 2.3 Indiquer les composantes d'une molécule de graisse 2.4 Décrire les relations entre les acides gras et les graisses au moyen d'exemples illustrant leur utilité pour un organisme vivant 2.5 Décrire la relation entre les acides aminés et les protéines en ce qui a trait à la liaison peptidique 2.6 Discuter des enzymes en utilisant une série de mots clés qui peuvent être intégrés à un schéma conceptuel sous le thème des protéines, ces mots étant : substrat, complexe enzyme-substrat, clé et serrure, catalyseur, facteur influant sur l'activité enzymatique (température; concentration relative du substrat), enzyme et co-enzyme 2.7 Comprendre la valeur des protéines en utilisant des exemples concernant le corps humain 3. Décrire la structure des acides nucléiques 3.1 Décrire les similitudes et les différences dans la structure de l'ADN et dans celle de l'ARN 3.2 Décrire les processus de réplication et de transcription Objectifs des apprentissages essentiels communs L'élève sera capable de : CRC COM AUT Comprendre comment les connaissances sont créées, évaluées et perfectionnées, puis modifiées, dans le contexte de la biologie Comprendre et employer le vocabulaire, les structures et les expressions qui caractérisent l'étude de la biologie Acquérir les capacités nécessaires pour repérer l'information Objectifs généraux et objectifs spécifiques de la biologie L'élève sera capable de : 1. Saisir les principes fondamentaux de la chimie qui font partie des processus vitaux 1.1 Comprendre que les organismes sont constitués d'atomes 1.2 Prendre conscience du rapport entre la structure des électrons dans les atomes et le type de liaisons qui se forment entre les atomes P. 134 – Biologie 30 – Fondement chimique de la vie Comprendre le rapport entre les liaisons chimiques et l'énergie emmagasinée Comprendre l'importance et le caractère continuel de diverses réactions chimiques dans le corps humain Discuter d'une réaction chimique — réactifs, produits et énergie — nécessaire ou produite Illustrer au moyen d'exemples les similitudes et les différences entre les réactions de synthèse et de décomposition Décrire les relations existant entre les réactions de synthèse et de décomposition en ce qui a trait au fonctionnement du corps humain, par exemple l'équilibre dynamique (homéostasie) Instruments de mesure • Consulter Évaluation de l'élève : manuel de l'enseignant. • Consulter les ressources clés. • Revoir les pages 15 à 18. Activités suggérées et idées pour des projets de recherche 1. Composés fondamentaux du corps. Cette activité permet aux élèves d'employer certaines techniques de laboratoire et d'acquérir des concepts sur l'identification de trois catégories de matières fondamentales nécessaires au corps. Objectifs 2.0, COM Facteurs de l'alphabétisme scientifique B11, C15, E7 Évaluation Test; examen à réponses courtes; comptes rendus de laboratoire. Stratégies d'enseignement a) b) c) d) Utiliser le tableau ci-dessous comme guide. Regrouper les élèves par groupe de deux et leur confier des rôles, p. ex. responsable du matériel et rédacteur de compte rendu. Rappeler aux élèves les méthodes générales de sécurité pour la manipulation des produits chimiques dans un laboratoire. Exécuter les expériences décrites ci-dessous. Discuter des résultats. • Recherche d'amidon ° Faire bouillir, dans un tube à essai, un mélange composé d'une petite quantité d'amidon et d'eau jusqu'à ce que le mélange devienne clair. Une fois la solution refroidie, ajouter e) quelques gouttes d'iode. Une couleur bleu foncé indique la présence d'amidon. • Recherche du glucose ° Placer un tube à essai contenant une petite quantité de solution de Benedict et de glucose dans un bain-marie. On constate la présence de glucose lorsqu'après une série de changements de couleur, on obtient un précipité rouge d'oxyde de cuivre. • Recherche de protéines ° La réaction du biuret révèle la présence de deux liaisons peptidiques ou plus avec l'apparition d'une couleur finale violette. Dans un mélange inconnu de protéines diluées (albumine d'œuf), ajouter 5 ml d'hydroxyde de sodium dilué (prévenir les élèves qu'il s'agit d'un produit caustique), puis ajouter 5 ml de sulfate de cuivre dilué. • Recherche de graisses ° Dissoudre deux gouttes d'huile de cuisson dans 10 ml d'alcool éthylique. Verser l'huile et l'alcool dans 5 ml d'eau. On doit obtenir une émulsion trouble indiquant la présence de graisse. Déceler dans divers aliments la présence d'amidon, de protéines, de graisses et de sucres simples. Penser à comparer les nourritures traditionnelles des Autochtones à un régime alimentaire moderne. Méthodes d'évaluation Les élèves doivent remettre leur feuille de laboratoire et répondre à un court questionnaire sur la façon de déceler divers composés. Biologie 30 – Fondement chimique de la vie – P. 135 Sortes de composés Résultats Hydrates de carbone – Recherche du glucose Recherche d'amidon Recherche de protéines Recherche de graisses 2. 3. 4. Demander aux groupes d'élèves de réaliser au laboratoire des modèles de produits chimiques organiques spécifiques, à l'aide de trousses de modèles moléculaires. Si chaque groupe réalise un modèle pour une ou plusieurs molécules différentes, on obtiendra rapidement un ensemble de modèles représentatifs. On pourra demander à chaque groupe de rédiger une description du produit chimique et de sa fonction, afin de faire une présentation à la classe. Exemples de molécules à modéliser : glucose, fructose, sucrose, lactose, alanine, phénylalanine, acide butyrique, triglycérides quelconques, dipeptides quelconques, etc. On peut également avoir recours aux affiches, à l'animation, aux jeux de rôle, aux vidéocassettes, etc. Pour chaque groupe de laboratoire, préparer quatre plaques de gélatine, en versant de la gélatine chaude dans quatre boîte de Pétri et en les laissant refroidir. Dans une boîte, placer un cube d'ananas fraîchement coupé et dans une autre, un cube de pomme fraîchement coupé. Les troisième et quatrième boîtes recevront respectivement un cube d'ananas en conserve et une pincée d'attendrisseur à viande contenant de la papaïne. On notera les effets de chaque produit sur la gélatine pendant dix à quinze minutes, puis également lors du cours suivant. Pourquoi la papaïne est-elle utilisée dans certains produits de beauté? Demander à chaque groupe d'ajouter un petit cube de navet fraîchement coupé à 3 ml d'eau oxygénée à 3 % contenue dans un tube à essai de 13 x 100 mm. Dans un autre tube à essai, ajouter un cube de pomme de terre fraîchement coupé, de la même grosseur. Comparer les réactions. Observer la température. Quels autres aliments peuvent agir comme le navet? Comme la pomme de terre? 5. Demander aux élèves de dresser une liste des aliments qu'elles consomment en une semaine dans les catégories hydrates de carbone, graisses et protéines. Leur demander d'essayer de déterminer quels aliments ont été transformés et de quelle manière ils l'ont été. Enfin, leur demander si ces aliments pourraient subir une transformation moins importante ou pourraient s'en passer totalement. 6. Inviter un conférencier ou une conférencière à discuter du rôle nutritif de certains de nos aliments préférés. 7. Dans le cadre d'un remue-méninges, établir la liste des aliments que consomment les élèves. Leur demander d'étudier deux aliments : • Quels en sont les ingrédients? • Classer ces ingrédients. S'agit-il d'agents de conservation, de colorants ou d'agents utilisés pour relever le goût? • Quels aliments de remplacement sont plus sains? 8. Essayer l'activité 11, page 114. 9. Le « Sujet C-2 Additifs alimentaires et nutrition humaine » a-t-il été traité dans le cours de sciences de 10e année? Utiliser certains de ses objectifs ou revoir ce qui a été traité. 10. Comparer les régimes alimentaires actuels à ceux de l'ancien temps en ce qui a trait à la teneur en graisses et en cholestérol. 11. Simuler la réplication et la transcription (objectif 3.2) ou utiliser une autre forme de simulation. Voir l'activité 11 (Biologie 30 — Unité 3). 12. Réaliser une étude sur les maladies cardiaques et établir des liens avec les acides gras nuisibles. 13. P. 136 – Biologie 30 – Fondement chimique de la vie Quel genre de recherche fait-on sur les acides nucléiques? Quelles sont les répercussions de cette recherche sur la société? Unité 2 — Structure et fonction des cellules (10 heures) Vue d'ensemble de l'unité Cette unité traite à la fois des caractéristiques et du fonctionnement des cellules animales et végétales; elle traite aussi de l'évolution de notre connaissance actuelle de ces entités fondamentales. L'information sur le métabolisme du glucose et sur les étapes du cycle de Calvin dans la photosynthèse devrait être abordée sous l'angle des principes généraux des réactions et non comme une série d'équations de réactions chimiques à mémoriser. S'assurer que les termes « réaction claires » et « réactions obscures » ne sont pas associés au jour et à la nuit. On pourra utiliser comme synonymes « cycle d'énergisation » et « cycle de Calvin ». Concepts clés Structure de la cellule eucaryote, respiration de la cellule, fonction des organelles, diffusion, transport actif, photosynthèse. Caractéristiques de la schématisation conceptuelle • Effectuer des expériences sur les cellules au moyen du processus expérimental (Biologie 20 — Unité 1). • Établir un lien entre la photosynthèse et les cycles de l'unité 2 de Biologie 20 ainsi qu'entre les concepts d'interrelations dans les écosystèmes (Biologie 20 — Unité 2). • Étudier la structure chimique de la cellule (Biologie 30 — Unité 1). Approche science-technologie-sociétéenvironnement Sécurité Insister sur l'utilisation constante de bonnes méthodes de manipulation des cellules ou des tissus humains. Développement conceptuel 2e année • Nourriture 4e année • Types de cellules; organisation en organismes multicellulaires 7e année • Micro-organismes (facultatif) 9e année • Importance de l'air (facultatif) 10e année • Structure des cellules; systèmes du corps; maladies (facultatif) Voir la figure 11. N.B. Il est préférable de procéder à une évaluation préalable pour établir le niveau de connaissance initial des élèves. • Technologies pour l'étude de la cellule. • Découvertes en médecine et en agriculture. Facteurs de l'alphabétisme scientifique A2 A3 A4 A8 historique holistique reproductible expérimentale B1 B6 B10 B12 B13 B14 B20 B22 B26 B31 B32 le changement la symétrie la cause et l'effet la conservation l'énergie et la matière le cycle la théorie les entités fondamentales l'évolution la signifiance la validation C8 C9 C10 C11 C12 C15 C16 C19 C20 la formulation d'hypothèses l'inférence la prédiction le contrôle des variables l'interprétation des données l'analyse l'expérimentation l'obtention d'un consensus la définition opérationnelle Biologie 30 – Structure et fonction des cellules – P. 137 D5 le manque de compréhension du public 2.3 E3 E7 savoir utiliser le matériel prudemment savoir manipuler les instruments 2.4 F5 F7 le respect de la logique le besoin de vérifier G8 G9 préférer les explications scientifiques apprécier les contributions scientifiques Objectifs spécifiques des apprentissages essentiels communs L'élève sera capable de : CRC COM AUT AUT TEC Favoriser la pensée intuitive et imaginative, ainsi que la capacité d'évaluer des idées, des démarches, des expériences et des objets, dans le contexte de l'étude des écosystèmes Comprendre les principaux concepts de biologie grâce à toute une gamme de stratégies Répondre à ses propres besoins d'apprentissage Contribuer au développement d'une disposition propice à l'apprentissage continu Comprendre que la technologie façonne la société, comme elle est façonnée par elle Objectifs généraux et objectifs spécifiques de la biologie L'élève sera capable de : 1. Décrire les structures et les fonctions des composantes de la cellule 1.1 Réexaminer les preuves de l'existence des cellules 1.2 Observer, dessiner et décrire un échantillon représentatif de cellules animales et végétales 1.3 Décrire la structure d'une membrane cellulaire 1.4 Décrire les fonctions des organelles présentes dans les cellules eucaryotes 1.5 Faire des comparaisons entre la structure des cellules procaryotes et des cellules eucaryotes 2. Expliquer comment s'accomplissent les processus de diffusion, d'osmose et de transport actif dans une cellule 2.1 Inventorier les facteurs qui influent sur la vitesse et la direction de la diffusion 2.2 Établir les similitudes et les différences entre le transport actif et le transport passif 3. Déterminer comment l'osmose est reliée à la diffusion et établir la valeur de l'osmose pour les organismes vivants Examiner les mécanismes du transport actif en distinguant et en expliquant la pinocytose et l'exocytose (le premier fait appel à la consommation d'énergie puisqu'une molécule porteuse emmène une substance d'un côté à l'autre d'une membrane; le second fait appel à la capture puis au rejet de matières par une membrane) Décrire les processus de respiration, fermentation, ainsi que celui de photosynthèse 3.1 Décrire le processus de respiration cellulaire, dans sa phase cytoplasmique (glycolyse) et mitochondriale (cycle de Krebs ou de l'acide citrique) 3.2 Déterminer comment le système ATP-ADP et le système NAD-NADH transfèrent de l'énergie au sein d'une cellule (chaîne de transport des électrons) 3.3 Comparer les métabolismes aérobie et anaérobie (respiration et fermentation respectivement) 3.4 Décrire les processus qui entrent en jeu dans la photosynthèse et comparer la photosynthèse à la respiration 3.5 Examiner comment la structure de la feuille est adaptée à la photosynthèse 3.6 Souligner l'importance des réactions à la lumière et à l'obscurité dans la photosynthèse Instruments de mesure • Consulter Évaluation de l'élève : manuel de l'enseignant. • Consulter les ressources clés. • Revoir les pages 15 à 18. Biologie 30 – Structure et fonction des cellules – P. 139 Il faudrait aussi discuter des éléments qui composent l'ATP et de la façon dont il se forme dans les cellules du corps. Il serait bon d'essayer de démontrer comment la respiration et la photosynthèse sont liées. Activités suggérées et idées pour des projets de recherche 1. Voyage au cœur d'une cellule vivante Présenter cette activité aux élèves avant le début de l'unité, de manière à ce qu'ils comprennent que l'exercice final en classe consiste à faire une présentation visant à regrouper toutes les idées dans une perspective globale. Enfin, l'aspect le plus important de tout l'exercice consiste à faire en sorte que la présentation ne soit pas une simple lecture de définitions, mais plutôt un récit dont les faits sont corrects et qui est suffisamment prenant pour que les élèves puissent apprendre quelque chose sur la cellule dynamique, tout en se divertissant. On pourrait essayer de produire une vidéocassette. Objectifs 1.2, 1.4, 2.1, 2.2, 2.4, 2.7, 2.8, COM, TEC A3, B1, B12, B13, B14, C9, C10, C12, C15, C19, F5, G8 Il faudra sans doute faire appel à un coordonnateur ou à une coordonnatrice et à des responsables des divers aspects du contenu. Certaines personnes pourront se charger des aides, etc., mais la priorité consiste à organiser le travail et à s'y atteler. Évaluation Méthodes d'évaluation Échelle d'appréciation; auto-évaluation; coévaluation; rédaction. Utiliser les mêmes stratégies que dans l'activité 1 de l'unité 4 de Biologie 20. Facteurs de l'alphabétisme scientifique Stratégies d'enseignement 2. En groupes d'environ cinq à sept élèves, rédiger une présentation destinée au reste de la classe. Cette présentation, ayant pour titre « Un voyage au cœur d'une cellule vivante » ne peut durer plus de 20 minutes et doit faire appel à tous les membres du groupe. Dans la présentation, les élèves devront tenter de distinguer clairement les parties de la cellule et d'en établir les caractéristiques. Il conviendrait de traiter de diverses sortes de cellules et de différentes tailles. Un certain nombre de processus dynamiques sont utiles dans le transport de matières au sein des cellules. Les élèves devront essayer d'illustrer les divers mécanismes en utilisant des aides ou des descriptions très simples faisant appel à tous les membres du groupe. On traitera ensuite de la question complexe de la production et de l'utilisation d'énergie. Il est essentiel que les élèves s'efforcent d'indiquer clairement les sources possibles d'énergie comme les hydrates de carbone, les graisses et les protéines. Dans la partie sur l'énergie, il revient à l'enseignante de déterminer dans quelle mesure l'élève doit dépasser les concepts fondamentaux d'énergie. Il faudra être prêt à définir l'anabolisme et le catabolisme, la vitesse de métabolisme, la respiration, l'homéostasie, la glycolyse, le cycle de Krebs, le transfert d'électrons, et la relation entre les respirations aérobie et anaérobie dans le corps. P. 140 – Biologie 30 – Structure et fonction des cellules Revoir les travaux d'observation au microscope réalisés en Biologie 20. Demander aux élèves d'observer et de dessiner ce qu'ils observent sur une variété de lames, les unes préparées par eux, les autres commerciales. Par exemple, il est facile de préparer des lames d'épiderme secondaire de feuilles de géranium qui possède de larges cellules de garde faciles à distinguer. Demander aux élèves d'utiliser les techniques de coloration. 3. Donner à chaque groupe de laboratoire 30 cm de tube pour dialyse. On peut illustrer la diffusion à travers une membrane semi-perméable en plaçant un tube rempli d'une solution d'eau et d'amidon dans un bécher d'eau distillée. Au bout de trois minutes, puis à nouveau après 45 minutes, chaque groupe devra analyser l'eau distillée pour détecter la présence de sucre et d'amidon. Le matériel peut être laissé tel quel pour que l'eau puisse à nouveau être analysée au début du cours suivant. 4. On peut aussi illustrer l'effet de l'osmose en plaçant des tranches de pomme de terre d'une épaisseur de 5 mm, fraîchement coupées, dans des béchers contenant l'un de l'eau distillée, l'autre une solution isotonique (1,5 % de sel) et le troisième une solution saline saturée. Au bout d'un intervalle de 15 à 30 minutes, les tranches contenues dans chaque bécher pourront être comparées les unes aux autres ainsi qu'avec d'autres tranches qui auront été • Demander aux élèves d'essayer de déterminer si les cellules pourraient ou non changer dans l'avenir. Dans l'affirmative, leur demander d'indiquer certaines possibilités de transformation. entreposées pendant la même période dans des sacs en plastique. Il est possible d'utiliser des tranches de carotte au lieu de celles de pomme de terre. Encourager les élèves à réaliser l'expérience avec d'autres aliments frais et pendant des laps de temps différents. 5. Pour illustrer la production et le stockage d'amidon par les feuilles, donner un géranium à chaque groupe de laboratoire. En classe, ou au laboratoire, demander aux élèves d'inventorier les facteurs qui peuvent influencer l'importance de la production d'amidon. Leur demander aussi de concevoir des moyens d'établir si ces facteurs sont déterminants. Certains exercices ne demanderont qu'une seule plante, d'autres pourront nécessiter la collaboration de plusieurs groupes afin d'avoir suffisamment de plantes pour mener l'exercice à bien. Chaque groupe devra résumer les hypothèses, les modalités et l'analyse des résultats de leur expérience, et présenter le tout aux membres des autres groupes. 6. Demander aux élèves de rédiger un compte rendu sur les domaines professionnels qui ont trait à l'étude des cellules comme la cytologie, l'histologie, la biochimie et la physiologie cellulaire. Les encourager à trouver des représentants de chaque profession et à effectuer des entrevues avec eux. 7. Établir une liste des diverses sortes de cellules et s'efforcer d'illustrer, si possible, les concepts suivants : • Quelle est la niche écologique ou le biotope de chaque cellule? • Si certaines cellules fonctionnent ensemble d'une certaine façon, comment se soutiennent-elles mutuellement? 8. On peut introduire de nouvelles organelles et du matériel génétique dans les cellules. Étudier les types d'interventions humaines possibles à cet égard. Cela devrait-il se faire? En petits groupes, discuter des conséquences sur le plan de la morale et de l'éthique. 9. Essayer l'activité 11, page 114. 10. Demander aux élèves de rédiger et d'échanger des comptes rendus sur les causes et les traitements des diverses formes de cancer. 11. Recourir à des jeux de rôle ou simuler diverses fonctions cellulaires, par exemple la diffusion, l'osmose, la photosynthèse, etc. Biologie 30 – Structure et fonction des cellules – P. 141 Unité 3 — Génétique Approche science-technologie-sociétéenvironnement (20 heures) • « Création » de nouvelles espèces. • Technologie liée aux maladies héréditaires. • Projet sur le génome humain. Vue d'ensemble de l'unité Cette unité aborde l'application de la théorie de la probabilité à la génétique mendélienne. On y traite des lois de Mendel sur l'hérédité et du concept de gène comme transporteur discret de l'information héréditaire, ceci aboutissant à une discussion sur les chromosomes, les gènes et l'ADN. On y discute également des aspects techniques et éthiques du génie génétique et de la biotechnologie, ainsi que de l'étude de la génétique des populations. Facteurs de l'alphabétisme scientifique A1 A2 A6 A8 A9 publique/privée historique probabiliste expérimentale reliée à l'être humain/à la culture B16 B18 B19 B20 B26 B32 le système la population la probabilité la théorie l'évolution la validation C8 C9 C10 C12 C14 C17 C18 la formulation d'hypothèses l'inférence la prédiction l'interprétation des données la résolution de problèmes l'utilisation des mathématiques l'utilisation de la relation espace-temps D2 D10 D11 le côté humain des scientifiques et des technologues les effets de la science et de la technologie les ressources pour la science et la technologie l'influence de la société sur la science et la technologie le contrôle de la technologie par la société la science, la technologie et les autres domaines Chromosomes, éthique et moralité, patrimoine (ou fonds) génétique, hérédité, probabilité, ADN, carte chromosomique. E13 savoir utiliser des relations quantitatives Caractéristiques de la schématisation conceptuelle F2 F5 F6 F7 la mise en question le respect de la logique la prise en considération des conséquences le besoin de vérifier G3 G7 G9 continuer d'étudier envisager une carrière scientifique apprécier les contributions scientifiques Développement conceptuel 6e année • Principes fondamentaux de l'hérédité (facultatif) 7e année • Caractères; caractéristiques de la vie 9e année • Probabilité et risque • Diversité (facultatif) 11e année • Diversité de la vie Voir la figure 12. N.B. Il est préférable de procéder à une évaluation préalable pour établir le niveau de connaissance initial des élèves. • Établir un lien entre, d'une part l'ADN et les gènes et d'autre part, les structures chimiques (Biologie 30 — Unité 1) et leur emplacement dans les cellules (Biologie 30 — 2). • Établir un lien entre l'information génétique et la diversité des formes de vie (Biologie 20 — Unité 3). P. 142 – Biologie 30 – Génétique D3 D6 D9 2.6 Examiner la dominance incomplète, les allèles, la détermination du sexe et les caractères liés au chromosome sexuel dans la génétique humaine 2.7 Discuter des similitudes et des différences entre les chromosomes sexuels et les chromosomes somatiques 2.8 Décrire les causes et les effets des mutations chromosomiques et génétiques 2.9 Discuter de plusieurs maladies héréditaires chez l'homme, comme l'hémophilie, la drépanocytose, la trisomie 21 et la maladie de Tay-Sach 2.10 Traiter des buts et des techniques dans l'établissement des cartes génétiques 2.11 En prenant des exemples parmi les organismes vivants, discuter de l'importance de la reproduction sexuée et asexuée pour leur croissance et leur survie Objectifs des apprentissages essentiels communs L'élève sera capable de : COM TEC TEC AUT CRC VAL Comprendre et employer le vocabulaire, les structures et les expressions qui caractérisent l'étude de la biologie Acquérir une vision contemporaine de la technologie Comprendre que la technologie façonne la société, comme elle est façonnée par elle. Contribuer au développement d'une disposition propice à l'apprentissage continu Développer au maximum la créativité et le raisonnement critique Apprendre à se soucier d'autrui et à attacher de la valeur à la justice, pour faire des contributions positives à la société en tant qu'individu et membre du groupe 3. Définir les répercussions de la biotechnologie sur notre société 3.1 Décrire les processus fondamentaux qui entrent en jeu dans la production d'ADN recombinant 3.2 Au moyen d'exemples, discuter des utilisations courantes de la technologie d'ADN recombinant dans les industries agricole et pharmaceutique 3.3 Discuter des techniques de tri génétique 3.4 Étudier les répercussions du tri génétique chez les adultes, les enfants et les fœtus 4. Discuter de l'application de la génétique des populations à l'étude de l'évolution 4.1 Décrire les concepts de dème et de patrimoine (ou fonds) génétique 4.2 Étudier le principe de Hardy-Weinberg 4.3 Décrire les facteurs qui influent sur la dérive génétique 4.4 Étudier la pertinence des concepts de patrimoine génétique et de mutation dans le concept de l'évolution; ces concepts seront étudiés dans l'unité 5 Objectifs généraux et objectifs spécifiques de la biologie L'élève sera capable de : 1. 2. Expliquer l'importance des expériences et des observations de Mendel, et les lois qui en découlent 1.1 Expliquer le concept d'événement indépendant 1.2 Comprendre que la probabilité d'un événement indépendant n'est pas modifiée par les résultats d'événements antérieurs 1.3 Décrire les expériences et les observations de Mendel 1.4 Décrire le rapport entre le génotype et le phénotype 1.5 Utiliser le concept du gène pour expliquer les lois de Mendel 1.6 Décrire les concepts de caractères dominants et récessifs au moyen d'exemples 1.7 Examiner la valeur de l'échiquier de Punnett en créant des exemples de croisements monohybrides et dihybrides 1.8 Expliquer la loi de la ségrégation Discuter des liens entre l'ADN, les gènes et les chromosomes 2.1 Décrire comment le code génétique est transmis dans la molécule d'ADN 2.2 Décrire le processus de réplication 2.3 Décrire le processus de transcription 2.4 Décrire les fonctions de l'ARN messager, de l'ARN de transfert, des acides aminés et des ribosomes dans la synthèse des protéines 2.5 Comparer la mitose et la méiose P. 144 – Biologie 30 – Génétique Instruments de mesure • Consulter Évaluation de l'élève : manuel de l'enseignant. • Consulter les ressources clés. • Revoir les pages 15 à 18. Activités suggérées et idées pour des projets de recherche 1. Caractères vérifiés par les élèves Cette activité peut servir à présenter les idées exprimées dans les objectifs 1.1, 1.2, 1.4, 1.5 et 1.6. Elle donne aussi aux élèves l'occasion de pratiquer les techniques d'observation et de consignation de données dans le cadre d'un travail en petits groupes. On peut étudier des caractères supplémentaires. Objectifs 1.1, 1.4, 1.6, 1.7, CRC, COM, VAL Facteurs de l'alphabétisme scientifique C9, C10, C12, C17, E13, F6, F7 Évaluation Travaux écrits, compte rendu de laboratoire, test et examen à réponses courtes. Tableau de l'enseignant ou de l'enseignante Caractères Facteurs dominants Facteurs récessifs Identification langue incurvée (génotype) (Rr ou RR) rr La langue peut se creuser en U Attachement du lobe de l'oreille lobe attaché (FF ou Ff) ff La partie libre du lobe de l'oreille descend sous la partie qui est attachée Creux dans les joues DD ou Dd dd Fossettes ou dépressions dans les joues SS ou Ss ss Deuxième orteil plus long Incurvation de la langue Longueur du deuxième orteil Stratégies d'enseignement Marche à suivre pour les élèves a) Indiquer aux élèves comment reconnaître les caractères, mais ne pas leur dire s'ils sont dominants ou récessifs. b) Dresser avec les élèves un tableau pour consigner l'information. c) Demander aux élèves de travailler par deux, l'un étant chargé de consigner les données tandis que l'autre procède à l'observation. • Faire porter l'observation sur au moins la moitié de la classe. • Les équipes devraient ajouter au groupe qui sera observé au moins 10 autres personnes de l'école. • Finalement, demander aux élèves de chaque groupe d'observer les membres de leur famille et d'ajouter leurs observations au total. d) Lors du cours suivant, discuter des caractères dominants et récessifs, puis demander à chaque groupe de préparer un tableau (caractères dominants et récessifs) et d'établir quels caractères sont dominants et quels caractères sont récessifs. Ne pas évaluer encore l'information. e) Aborder les concepts de génotype et de phénotype. Demander aux équipes de f) g) préparer un tableau et d'y inscrire les génotypes et les phénotypes de chacun des caractères. Discuter de l'échiquier de Punnett et demander aux élèves d'en établir un pour au moins deux des caractères. Si possible, discuter de l'échantillonnage de population, du genre de renseignements que la classe a obtenu, et de la façon dont cela se rapporte aux pourcentages d'un échiquier de Punnett pour chacun des caractères. Méthodes d'évaluation Demander aux élèves de remettre les tableaux et l'échiquier qu'ils ont faits (points d, e, f) et attribuer huit points à chaque activité. 2. On peut inviter un éleveur ou demander aux élèves de recueillir des données sur les pedigrees auprès d'éleveurs de bovins, de chevaux, de moutons ou de chiens. Comment le travail des éleveurs a-t-il influé sur l'équilibre des caractères présents dans les animaux? 3. Dessiner un arbre généalogique pour un certain nombre de caractères (être conscient des considérations culturelles ou ethniques concernant Biologie 30 – Génétique – P. 145 les maladies ou les adoptions par des familles élargies, etc.). 4. 5. Communiquer avec des pharmaciens, des agronomes vulgarisateurs, etc., pour s'informer d'éventuels progrès, par exemple en matière de cultures génétiquement modifiées ou de médicaments mis au point par génie génétique. Demander aux élèves d'effectuer des enquêtes classiques sur les sujets suivants : • probabilité • mitose et méiose • aspects de l'ADN • généalogie humaine 6. Comment la génétique peut-elle être utilisée pour améliorer l'économie locale et celle de la Saskatchewan? Il est important de discuter de l'aspect spécifique de la génétique que l'on appliquerait et du genre d'emploi que cela créerait. 7. Quand des extinctions à grande échelle se produisent sur la terre, par exemple comme dans le cas de la disparition des dinosaures, quelles sont les répercussions génétiques? 8. Essayer l'activité 11, page 114. 9. Étudier la généalogie du blé tendre (ou d'autres cultures) développé dans les Prairies. Vérifier l'information auprès du ministère provincial ou fédéral responsable de l'agriculture. 10. Utiliser la simulation d'étude sur l'ADN parue dans le numéro de décembre 1991 de Science Teacher. 11. Croiser des drosophiles femelles à yeux rouges avec des drosophiles mâles à yeux blancs. Croiser F1 x F1. Analyser les résultats (établir un lien entre les apprentissages essentiels communs et les aspects de l'alphabétisme scientifique). 12. Une bonne partie de l'unité peut être traitée en utilisant Mapping Our Genes : The Human Genome Project. Utiliser des méthodes d'apprentissage coopératif pour analyser 10 études de cas de troubles héréditaires chez l'homme. De nombreux concepts et principes de génétique seront ainsi traités. Inviter 13. La culture traditionnelle haïda comptait deux grands groupes de familles (phratries) appelées les Corbeaux et les Aigles. Il était interdit aux membres d'une même phratrie de se marier entre eux. À votre avis, pourquoi cette pratique a-t-elle été adoptée? Comment? Quels avantages et quels inconvénients génétiques cela présente-t-il? P. 146 – Biologie 30 – Génétique 14. Comment l'introduction de microbes pathogènes parmi les peuples autochtones du Nouveau Monde a-t-elle modifié la composition génétique des populations? 15. Demander aux élèves de faire des recherches sur les nouvelles espèces d'organismes créées en laboratoire et utilisées soit en médecine soit en agriculture. 16. La génétique a-t-elle modifié nos écosystèmes actuels? Comment ces derniers changeront-ils dans l'avenir? Unité 4 — Systèmes animaux Concepts clés (20 heures) Transport actif, appareil circulatoire, système immunitaire, système nerveux, rétroaction biologique. Vue d'ensemble de l'unité Essentiellement, cette unité permet de jeter un regard comparatif sur les systèmes de transport, de régulation et de reproduction du règne animal, l'accent étant placé sur le corps humain. Le rôle de l'appareil circulatoire est l'élément le plus important parmi les systèmes de transport traités. La régulation des actions et des fonctions des organismes exercée par le système nerveux et le système endocrinien est un des aspects importants de la partie sur les systèmes de régulation. Finalement, une comparaison entre la reproduction asexuée et la reproduction sexuée est établie, et on procède à un examen détaillé de la reproduction humaine et des technologies ayant trait à la reproduction. Il est conseillé aux enseignantes de consulter leurs collègues qui enseignent l'économie domestique et la santé pour déterminer ce qui a déjà été vu à l'intermédiaire et au secondaire. Développement conceptuel Caractéristiques de la schématisation conceptuelle • Recourir à des concepts d'écologie (Biologie 20 — Unité 2) pour illustrer les activités coordonnées du corps humain. • Établir un lien entre le développement des organismes et la diversité de la vie (Biologie 20 — Unité 3). • Établir un lien entre la structure et la fonction cellulaires, comme dans le cas des neurones et des cellules endocriniennes (Biologie 30 — Unité 2). • Revoir les processus cellulaires dans le fonctionnement du corps humain. Approche science-technologie-sociétéenvironnement • • • • • 1re année • Caractéristiques du corps; mouvements des animaux; sens 4e année • La peau en tant qu'organe • Nutrition et digestion, sens, cerveau (facultatif) 5e année • La respiration et la circulation chez les êtres humains (facultatif) 6e année • Le cycle de vie chez l'homme, les systèmes de régulation du corps humain (nerveux et endocrinien) (facultatif) • Les adaptations animales (facultatif) Nouvelles technologies reliées à la reproduction. Moyens artificiels pour entretenir la vie. Régimes alimentaires et style de vie sain et actif. Méthodes pour donner des soins médicaux. Établir un lien entre les sujets énumérés ci-dessus et d'autres domaines d'étude, par exemple la santé, les sciences humaines, l'économie domestique. Facteurs de l'alphabétisme scientifique A3 A4 A5 A9 holistique reproductible empirique reliée à l'être humain/à la culture B10 B14 B15 B16 B26 B28 B29 B33 la cause et l'effet le cycle le modèle le système l'évolution l'équilibre le gradient l'entropie 7e année • Structure animale et morphologie 10e année • Nutrition humaine, additifs alimentaires (facultatif) Voir la figure 13. N.B. Il est préférable de procéder à une évaluation préalable pour établir le niveau de connaissance initial des élèves. Biologie 30 – Systèmes animaux – P. 147 C6 C9 C12 C13 C21 la mise en question l'inférence l'interprétation des données la création de modèles la synthèse Objectifs généraux et objectifs spécifiques de la biologie D7 D8 D11 la variété d'opinions les limites de la science et de la technologie la science, la technologie et les autres domaines 1. E4 E7 savoir utiliser le matériel audiovisuel savoir manipuler les instruments F1 F6 F8 le besoin de savoir et de comprendre la prise en considération des conséquences la prise en considération des prémisses G3 G5 G6 G7 G8 G9 continuer d'étudier avoir un passe-temps scientifique préférer les réponses scientifiques envisager une carrière scientifique préférer les explications scientifiques apprécier les contributions scientifiques Décrire comment les matières nutritives et l'oxygène sont transportés aux cellules du corps 1.1 Revoir les principes de la diffusion et du transport actif 1.2 Comparer les systèmes de transport passif, comme ceux des cnidaires, aux systèmes de transport actif, comme l'appareil circulatoire de l'homme 1.3 Comparer les appareils circulatoires ouverts, comme celui de la sauterelle, aux appareils fermés des vertébrés 1.4 Comparer l'efficacité des cœurs ayant respectivement une, deux, trois et quatre cavités 1.5 Décrire la circulation du sang et les vaisseaux sanguins chez les mammifères 2. Expliquer le fonctionnement de l'appareil circulatoire humain 2.1 Décrire les fonctions du cœur, des poumons, des reins et du foie dans l'appareil circulatoire 2.2 Décrire le typage sanguin des groupes ABO et du facteur Rh du sang humain 2.3 Examiner le rôle du sang dans le système immunitaire et les effets du virus de l'immunodéficience humaine (VIH) sur les cellules T4 du sang 2.4 Faire une recherche sur l'utilisation de cœurs artificiels, sur les transplantations cardiaques, et sur les pompes à sang utilisées durant les opérations à cœur ouvert 2.5 Discuter de la respiration en faisant le rapport entre l'activité de structures physiques comme les poumons et le sang, d'une part, et les cellules alimentées par le sang, d'autre part 3. Décrire les fonctions et le fonctionnement du système nerveux 3.1 Décrire la structure d'un neurone 3.2 Expliquer comment les neurones transmettent des impulsions en leur sein propre et se transmettent des impulsions les uns aux autres 3.3 Comparer la complexité des systèmes nerveux des planaires, des vers de terre et de l'homme 3.4 Établir un contraste entre les fonctions du système nerveux central et celles du système nerveux périphérique chez l'homme 3.5 Comparer la structure du cerveau des reptiles et celle du cerveau des êtres humains L'élève sera capable de : Objectifs des apprentissages essentiels communs L'élève sera capable de : CRC COM AUT VAL TEC TEC Favoriser la pensée intuitive et imaginative, ainsi que la capacité d'évaluer des idées, des démarches, des expériences et des objets, dans le contexte de l'étude des systèmes biologiques Comprendre et employer le vocabulaire, les structures et les expressions qui caractérisent l'étude de la biologie Répondre à ses propres besoins d'apprentissage Comprendre les aspects personnels, moraux, sociaux et culturels de l'étude de la vie Comprendre la valeur et les limites de la technologie dans la société Participer activement à la prise de décision dans le domaine des progrès technologiques Biologie 30 – Systèmes animaux – P. 149 4. Expliquer comment le système endocrinien de l'homme influe sur le développement du corps et subvient à ses besoins 4.1 Décrire les caractéristiques générales des hormones 4.2 Décrire l'influence de l'hypophyse sur les processus corporels et sur d'autres glandes 4.3 Discuter de la relation entre l'insuline et la régulation du niveau de sucre sanguin par le corps dans les deux formes de diabète 4.4 Décrire dans leurs grandes lignes les fonctions des hormones produites par plusieurs autres glandes Activités suggérées et idées pour des projets de recherche 1. Jeux de rôle Amener les élèves à connaître au moins quatre systèmes du corps et leurs fonctions, à établir les interrelations entre les systèmes et à travailler sur les techniques d'apprentissage coopératif. Objectifs 1.5, 2.1, 3.4, 4.1, COM, AUT 5. Comparer les stratégies de reproduction de divers embranchements animaux 5.1 Établir les avantages et les inconvénients respectifs de la reproduction asexuée et de la reproduction sexuée 5.2 Comparer la fertilisation externe à la fertilisation interne 5.3 Décrire la fertilisation du ver de terre 5.4 Comparer l'œuf amniotique des reptiles et celui des oiseaux avec les structures qui se forment dans l'utérus d'une femelle mammifère enceinte 5.5 Décrire la production de sperme chez l'être humain 5.6 Décrire le cycle de reproduction de la femme, de l'ovulation à la menstruation ou à l'implantation 5.7 Tracer les principaux stades du développement depuis l'implantation d'un œuf fertilisé jusqu'à la naissance d'un enfant 5.8 Énumérer les mécanismes de rétroaction biologique importants pour la régulation du cycle reproducteur de la femme 5.9 Décrire comment l'utilisation des hormones présentes dans les pilules anticonceptionnelles modifie le cycle de reproduction 5.10 Discuter des liens entre le régime alimentaire et la santé de la mère, d'une part, et le développement du fœtus, d'autre part 5.11 Étudier certaines techniques liées à la reproduction, comme la fertilisation in vitro, l'emploi d'inducteurs de l'ovulation, la régulation des naissances, l'amniocentèse, le tri génétique des parents éventuels, les banques de sperme, etc. Facteurs de l'alphabétisme scientifique B16, B28, C9, C12, F6, G6 Évaluation Projet à long terme et compte rendu; test, examen à réponses courtes. Stratégies d'enseignement a) N.B. Le plan général devrait consister à faire travailler les élèves en petits groupes pour recueillir l'information à l'étape b puis à les réunir pour passer à l'étape c sous l'encadrement de l'enseignante. b) Petits groupes de travail • Établir une liste des principales fonctions du système que l'on doit traiter. Se souvenir que les mots clés sont très utiles à la compréhension. • Essayer de déterminer dans quelles parties du corps se trouve le système et quels sont les éléments qui leur sont étroitement associés durant les activités quotidiennes. • Énumérer certaines caractéristiques structurelles uniques du système et si possible, illustrer leurs dimensions avec des exemples. c) Travail en grand groupe • Les élèves devront désigner un membre de chacun de leur petit groupe comme porte-parole pour qu'il intervienne au besoin. Exemple de marche à suivre : ° L'enseignante pose une question, par exemple : « Quel est le rôle des Instruments de mesure • Consulter Évaluation de l'élève : manuel de l'enseignant. • Consulter les ressources clés. • Revoir les pages 15 à 18. P. 150 – Biologie 30 – Systèmes animaux L'enseignante chargera les élèves d'étudier le nombre de systèmes du corps qu'elle juge utile, par exemple l'appareil circulatoire, les systèmes nerveux et endocrinien. ° systèmes étudiés dans un geste comme celui qui consiste à lever le bras jusqu'à un point situé au-dessus de la tête? » Les petits groupes formuleront chacun leur réponse, puis ils la transmettront à leur porte-parole qui, à son tour, se réunira avec les porte-parole des autres groupes. Tous ensemble, ils formuleront une réponse qui sera communiquée à l'enseignante. 8. Demander aux élèves de concevoir des maquettes des diverses structures du corps puis, à l'aide de ces maquettes, de décrire comment fonctionne la structure, ce à quoi elle ressemble, quels sont les systèmes chimiques qui sont présents à l'intérieur de cette structure et comment celle-ci peut interagir avec les structures adjacentes. 9. Réaliser des maquettes d'au moins quatre sortes de structures corporelles qui se sont modifiées avec le temps, illustrer ces modifications et discuter des avantages ou des inconvénients qui en découlent. Choisir, par exemple, le cœur. 10. Faire l'activité 11, page 114. 11. Débattre de la question des droits des animaux. 12. Si cela est admis, utiliser des carcasses et des organes d'animaux piégés pour étudier l'anatomie. 13. À titre de projet de classe, prendre des lapins au collet. Les disséquer. Faire des recherches sur le tannage ou sur l'emploi de toutes les parties de l'animal. Si possible, faire appel à un Ancien. 14. Approfondir la signification de ce dicton cheyenne : « Il faut plus que le sperme de la conception pour élever un enfant. » (Extrait de American Indian Ecology). Quels sont les rôles respectifs des hommes et des femmes dans la conception et l'éducation d'un enfant? 15. Comparer les méthodes de régulation des naissances traditionnelles aux méthodes modernes. Quelles sont les futures méthodes envisagées? Méthodes d'évaluation • Donner cinq points pour chaque partie de l'étape b, soit un maximum de 15 points. • Les exercices qui suivent devront être faits une fois que les élèves se seront exercés à répondre à plusieurs questions. Comme exercice de mémoire, demander aux élèves d'essayer d'expliquer les rôles de divers systèmes et, si possible, d'indiquer un élément unique de la structure de chacun des systèmes. • Attribuer cinq points pour le rôle de chaque système et deux points pour la mention d'au moins deux caractéristiques structurelles uniques. 2. Disséquer et étudier un vertébré, de préférence un fœtus de porc. N.B. Si les dissections sont controversées d'un point de vue moral ou philosophique, changer d'exercice et recourir, par exemple, à une dissection simulée à l'ordinateur ou sur vidéocassette et à un compte rendu. 3. Étudier les différentes transformations qui se produisent dans le corps humain avec l'âge. 4. Quelles nouvelles technologies ont trait à la reproduction? Deuxième volet possible : Devraientelles être couvertes par les régimes d'assurance médicale? 5. Étudier une technologie médicale moderne comme un cœur ou un rein artificiel. Décrire comment elle fonctionne. Autre possibilité : réaliser une maquette. 6. Essayer de décrire comment un chien ou un chat pourrait se conduire s'il disposait des mêmes capacités que le cerveau humain. 7. Réaliser une série de pochettes de disque, de dessins à décalquer pour des T-shirts, etc., qui illustrent clairement les appareils circulatoires ouverts et fermés ou l'évolution du cerveau. Biologie 30 – Systèmes animaux – P. 151 Unité 5 — Évolution (15 heures) Vue d'ensemble de l'unité Cette unité est un examen des preuves de l'évolution, de l'élaboration de la théorie de l'évolution et des mécanismes qui interviennent dans cette dernière. Elle est l'aboutissement du cours de Biologie 20 et permet d'établir de nombreux liens dans l'apprentissage. Développement conceptuel 4e année • Certains aspects de l'histoire de la Terre • Fossiles 6e année • Adaptation des animaux à la survie (facultatif) 7e année • Adaptation des organismes aux transformations terrestres 8e année • Histoire géologique de la Saskatchewan; effets sur la vie • Fossiles • Rythme des changements environnementaux Voir la figure 14. N.B. Il est préférable de procéder à une évaluation préalable pour établir le niveau de connaissance initial des élèves. Concepts clés Variation génétique, principe de Hardy-Weinberg, sélection naturelle, développement phytogénétique, équilibre intermittent, spéciation en situation isolée, uniformitarisme. Caractéristiques de la schématisation conceptuelle • La génétique et les phénomènes de la science et du changement (Biologie 20 — Unité 1). • Organisation et changements de l'écologie (Biologie 20 — Unité 2). • Diversité de la vie et évolution (Biologie 20 — Unité 3). • Agriculture en perpétuel changement et changements dans les sortes d'organismes (Biologie 20 — Unité 4). P. 152 – Biologie 30 – Évolution • • • • • Mutations (Biologie 30 — Unité 3). Cartographie génétique (Biologie 30 — Unité 3). Répercussions biotechnologiques. Génétique des populations (Biologie 30 — Unité 3). Systèmes animaux en perpétuel changement et évolution (Biologie 30 — Unité 4). Approche science-technologie-sociétéenvironnement • Effets des changements climatiques — réchauffement de la planète. • Effets à long terme des manipulations des organismes. • Développement de nouvelles espèces. • Liens entre les organismes — filiation chimique. • Transferts de gènes. • Protection des découvertes anthropologiques et archéologiques; évocation du présent et du passé grâce à celles-ci. • Effets des problèmes environnementaux actuels sur la biologie humaine. Facteurs de l'alphabétisme scientifique A2 A3 A7 A8 A9 historique holistique unique expérimentale reliée à l'être humain/à la culture B1 B2 B10 B18 B20 B26 B29 le changement l'interaction la cause et l'effet la population la théorie l'évolution le gradient C1 C6 C8 la classification la mise en question la formulation d'hypothèses C9 C13 C18 C21 l'inférence la création de modèles l'utilisation de la relation espace-temps la synthèse D7 D11 la variété d'opinions la science, la technologie et les autres domaines E2 E4 savoir utiliser les environnements naturels savoir utiliser le matériel audiovisuel F3 F5 F8 la recherche des données et de leur signification le respect de la logique la prise en considération des prémisses G5 G6 avoir un passe-temps scientifique préférer les réponses scientifiques 2.6 3. Objectifs des apprentissages essentiels communs L'élève sera capable de : CRC COM AUT VAL Comprendre comment les connaissances sont créées, évaluées et perfectionnées, puis modifiées, dans le contexte de la biologie Comprendre et employer le vocabulaire, les structures et les expressions qui caractérisent l'étude de la biologie Contribuer au développement d'une disposition propice à l'apprentissage continu Apprendre à traiter les autres et à se traiter soi-même avec respect Objectifs généraux et objectifs spécifiques de la biologie l'histoire de la Terre (époques glaciaires, fonte des calottes glaciaires) et examiner comment ces changements peuvent avoir contribué à l'évolution des organismes Examiner les effets des migrations et des mutations sur les changements évolutifs Discuter du mécanisme de l'évolution 3.1 Comparer le gradualisme et l'équilibre intermittent 3.2 Discuter des conséquences du principe de Hardy-Weinberg 3.3 Décrire le rôle de la situation isolée dans la spéciation 3.4 Identifier les barrières qui s'opposent à la recombinaison génétique et à la reproduction, avant et après l'accouplement 3.5 Étudier la spéciation et le développement des êtres humains Instruments de mesure • Consulter Évaluation de l'élève : manuel de l'enseignant. • Consulter les ressources clés. • Revoir les pages 15 à 18. Activités suggérées et idées pour des projets de recherche L'élève sera capable de : 1. 1. 2. Expliquer comment la théorie de l'évolution unifie la biologie 1.1 Décrire comment les variations individuelles se produisent 1.2 Discuter de la sélection naturelle chez les individus, les populations et les espèces 1.3 Expliquer comment Darwin, à partir de ses observations, a fait des inférences 1.4 Comparer l'élaboration de théories sur les changements évolutifs (par exemple, Lamarck, De Vries, Weisman) Mettre en évidence les preuves de l'évolution 2.1 Discuter de l'utilisation des fossiles dans la création des lignées par la phylogénèse 2.2 Examiner des données d'anatomie comparative et d'embryologie comparative 2.3 Décrire des cas documentés d'évolution de l'histoire terrestre 2.4 Discuter de la théorie de la dérive des continents et de sa contribution possible aux changements des variétés d'organismes qui existent actuellement et si possible, illustrer par des exemples 2.5 Examiner les grands changements climatiques qui se sont produits au cours de P. 154 – Biologie 30 – Évolution Changements temporels Il importe que les élèves comprennent que le processus de changement dans les organismes se produit non seulement à long terme, ce qui est difficile à saisir, mais également à court terme. Objectifs A1.1, A1.2, A1.3, CRC, COM Facteurs de l'alphabétisme scientifique B1, C6, C9, C18, F3 Évaluation Comptes rendus. Stratégies d'enseignement b) a) Discuter des deux concepts suivants avec les élèves réparties en petits groupes (de deux à quatre) : • le changement dû à une manipulation (en s'inspirant de l'unité sur la génétique, examiner comment les organismes changent à la suite de manipulations génétiques ou chromosomiques). • le changement naturel (changement se produisant dans une population, par exemple accroissement de la taille et du poids de l'homme et de la femme en Amérique du Nord au cours des cinquante dernières années). Méthodes d'évaluation Utiliser l'information recueillie aux étapes précédentes pour faire une affiche (sur une feuille de 8,5 x 11), une pochette, un dessin à décalquer sur un T-shirt, etc., qui reflétera la compréhension du sujet par les élèves. Le produit fini devra comprendre les éléments suivants : • Une illustration claire du thème du changement. • Une bonne utilisation de l'espace et de la perception. • Un équilibre esthétique reflétant la pensée créative. Il serait bon que les élèves élisent une secrétaire qui remplirait une fiche pour chaque exemple. Organisme changement caractéristique degré de changement les élèves ne traitent que l'information qu'elles sont capables de recueillir en classe ou il préférera leur laisser un ou plusieurs cours pour qu'elles réunissent des données avant de présenter le tout à leurs camarades. Les élèves peuvent illustrer les renseignements recueillis sous forme d'affiches, ou simplement fournir des exemples quand c'est à leur groupe d'intervenir. Évaluation (cinq points pour chaque élément): • impact : idée dominante présentée; • organisation : clarté et contenu; • créativité : différentes méthodes artistiques employées; les élèves évalueront deux autres affiches d'après les trois critères ci-dessus. Ces deux affiches leur seront désignées par l'enseignant prédiction du futur changement dû à une manipulation changement naturel Compte tenu des contraintes de temps, l'enseignant souhaitera peut-être que Utiliser le tableau suivant pour l'évaluation Nom de l'élève Catégories Impact Organisation Créativité Total 1. 2. 2. Demander à une personne qui élève des animaux de venir à l'école pour exposer son programme de sélection en fonction des changements désirés. 3. Demander aux élèves de choisir des organismes qui ont des structures homologues, de dessiner ces structures et de discuter des similitudes et des différences qu'elles peuvent observer. 4. Élaborer un tableau sur les yeux des animaux, des mammifères, des insectes et des poulpes. Y intégrer les adaptations et les inconvénients les plus marquants. 2. 6. Si on trouvait un organisme fossile, que pourrait-on apprendre du passé de ce fossile? Faire état de la taille, du genre de vie, de l'intelligence, des conditions climatiques, etc. Quel genre d'information n'est pas révélé par les fossiles? Faire une étude sur les premiers organismes humanoïdes et préparer une série d'affiches Biologie 30 – Évolution – P. 155 décrivant leurs caractéristiques physiques, leur habitat et leur biotope. 7. Reconstituer un campement humain semblable à ceux qu'habitaient les premiers êtres humains, campement qui illustre leurs activités de chasse, de cueillette et leurs activités sociales. 8. Expliquer comment on a pu trouver un plésiosaure au centre de la Saskatchewan. S'agissait-il d'un dinosaure ou d'un crocodile? 9. Faire l'activité 11, page 114. 10. Étudier l'histoire du beefalo. 11. Consulter American Indian Ecology pour développer le concept d'extinction. 12. Le ministère de l'Éducation de la Saskatchewan estime que la « création spéciale » est un concept religieux, par rapport à l'évolution qui est un concept scientifique. Toute composition écrite sur ce sujet devrait mettre en opposition ces deux perceptions. 13. Demander aux élèves de rédiger un court rapport sur un animal qui a subi une régression, comme le bison (voir The First Albertans). P. 156 – Biologie 30 – Évolution Unités facultatives Unité facultative de Biologie 30 (Selon le temps disponible) • Développer une ou deux des unités obligatoires. • Reprendre les idées de défi-sciences (voir la partie « Les sciences de la vie » du programme de sciences de 10e année). • Confier aux élèves des projets d'étude indépendante. • Créer une unité en se servant du « Guide pour la planification d'une unité ». • Reprendre les concepts d'écologie : répercussions du genre humain sur l'environnement; explorer le concept de développement durable (l'unité d'économie de Native Studies 30 contient une partie sur des études de cas et sur l'environnement traitant des problèmes d'écologie et d'économie des peuples autochtones et métis; utiliser l'approche de référence, d'enquête par les élèves ou d'apprentissage en équipes). Biologie 30 – Unités facultatives – P. 157 Annexes Annexe A — « Deux formes du savoir » Les gens de cultures différentes tendent à acquérir la connaissance du monde dans lequel ils vivent de façons différentes : les buts respectifs qu'ils visent dans l'acquisition de cette connaissance sont très dissemblables. Ce fait, qui peut paraître évident, permet d'expliquer pourquoi deux personnes — un chasseur inuit né et élevé à Eskimo Point et un biologiste né et élevé à Toronto, par exemple — peuvent regarder la même chose et ne pas la voir du tout de la même façon. Ainsi, ce chasseur et ce biologiste savent beaucoup de choses sur le caribou. Mais leurs connaissances peuvent sembler contradictoires (et le sont parfois) parce que ce que le chasseur et le scientifique désirent apprendre ou ont besoin d'apprendre au sujet du caribou diffère. Aussi, dans de nombreux cas, une sorte de connaissance n'est ni meilleure, ni pire qu'une autre, elle est tout simplement différente. Plus encore, le scientifique et le chasseur n'« apprennent » pas de la même manière. Quelques explications nous aideront à comprendre ce phénomène. Pendant des générations, ce que des gens comme les Inuits, les Chippewyans, les Cris ou les Européens (qui ont été les premiers peuples non autochtones d'Amérique du Nord) ont appris au sujet de leur région du monde leur a permis de survivre. C'est ainsi que de nombreux peuples différents ont été amenés à connaître intimement leur région. Cette connaissance collective, tirée de leurs propres expériences vécues, a influencé la façon dont ils percevaient et interprétaient leur environnement. Les scientifiques, qui expliquent ainsi les différences « culturelles », perçoivent et interprètent leur milieu selon des traditions d'apprentissage issues des Européens. Leur « forme de savoir » est fondée sur la science. Cette approche scientifique est si étrangère aux attitudes traditionnelles des Inuits et des Autochtones qu'il n'est pas étonnant que les biologistes et les Autochtones éprouvent souvent des difficultés à se comprendre les uns les autres lorsqu'ils parlent du caribou. Pour un chasseur autochtone, qui doit apprendre à connaître le caribou pour le chasser, les méthodes du biologiste semblent souvent inefficaces ou orientées sur l'acquisition d'informations inutiles. Le chasseur a besoin de savoir comment chasser le caribou à différentes saisons, comment la chasse par une journée froide et claire diffère de la chasse un jour où une légère tempête étouffe le son des pas ou l'odeur du chasseur, comment déterminer le sexe et l'état de santé des animaux de loin. Il doit être capable de prévoir où le caribou risque de se trouver des jours à l'avance, et de déterminer s'il migre ou non. Le chasseur n'a pas suivi de cours dans une université pour apprendre ces choses. Et, s'il est vrai qu'il Biologie 20, 30 – Annexes – P. 160 apprend par la pratique, il n'apprend pas par l'expérimentation scientifique. Le chasseur autochtone, qui a appris toutes ces choses de ses aînés depuis son enfance, les accepte comme des faits. Il ne remet pas en question cette connaissance fondamentale. Dans le passé, sa survie et celle de sa famille dépendaient de sa capacité à bien apprendre à exécuter ses tâches. Il a grandi en apprenant à connaître le caribou et en participant à l'utilisation de cette connaissance, et on s'attend à ce qu'il la transmette à ses enfants. Le biologiste, en revanche, a été élevé dans une culture où on apprend à remettre en question les connaissances. Dans cette culture, on enseigne des principes ou règles de base sur les relations des choses et on s'attend à ce qu'il s'en serve pour apprendre davantage. Cependant, même ces principes fondamentaux ne sont pas complètement exempts de toute remise en cause. Dans un tel système, il est normal de poser une question et de proposer des façons d'y répondre, ne serait-ce que pour voir où l'exercice conduit. Il s'agit là d'une sorte d'exploration mentale. Et ce qui est en jeu, c'est la réputation du biologiste, voire son emploi, mais pas sa vie. Il est facile de voir comment différentes approches de la connaissance sont sources d'incompréhension. Chaque personne, apprend des « faits » sur le caribou, mais chacune d'elle ne retient que ce qui est important pour son propre mode de vie. Dans un certain sens, on peut dire que le chasseur apprend de l'intérieur et que le biologiste apprend de l'extérieur. Un chasseur inuit apprend à connaître le caribou par l'expérience, en faisant ce que son père lui a appris, tandis qu'un biologiste applique au caribou le même système fondamental d'apprentissage qu'il appliquerait à n'importe quoi d'autre. Il y a cependant des similitudes. Ces deux « formes de savoir » se forgent par accumulation et se développent avec le temps; et toutes deux conviennent à leur propre contexte culturel. En outre, tandis que l'explication scientifique du biologiste peut paraître étrangère à un chasseur inuit, ce ne sera pas le cas des concepts d'organisation de la connaissance. Par exemple, les Inuits ont leur propre façon de classer par catégories les animaux et les relations qui les unissent. L'exemple suivant montre que si l'approche du biologiste produit des résultats, elle ne constitue pas le seul moyen utile d'apprendre à connaître le caribou. Dans les années 1960 et 1970, une inquiétude croissante s'était emparée des biologistes parce que le troupeau de Kaminuriak semblait être en régression. De nombreux chasseurs autochtones indiquèrent alors qu'il n'y avait pas de problème et que les caribous reviendraient, car ils étaient tout simplement ailleurs. À la fin de 1981, les Inuits de Repulse Bay firent savoir que des caribous de Kaminuriak apparaissaient aux alentours de la baie Wager. Parce qu'ils n'avaient pas véritablement vu les caribous de Kaminuriak se déplacer du nord à l'est et qu'ils n'avaient pas observé de signes d'une telle migration, les biologistes doutaient que cela puisse être le cas. Mais les gens de Repulse Bay n'en démordirent pas, arguant que de nombreux caribous observés dans leur région différaient des animaux auxquels ils étaient habitués, de par leur apparence et de par le goût de la viande. Cette information n'ayant pas de caractère scientifique, les biologistes eurent tendance à la rejeter. Mais comme les études réalisées sur les terres de mise bas, ces dernières années, ont révélé la présence d'un bien plus grand nombre de caribous de Kaminuriak, les biologistes ont dû reconsidérer les déclarations des Inuits. Et certains sont peut-être prêts à admettre que, dans une certaine mesure au moins, les gens de Repulse Bay avaient raison. Roy Vontobel. — Caribou News. — Vol. 9, no 2 (août 1989). — Traduction Les enseignants et les enseignantes peuvent reproduire ce texte pour leurs élèves. Biologie 20, 30 – Annexes – P. 161 Annexe B — Lignes directrices de l'Association nationale des enseignants et enseignantes de biologie pour l'utilisation d'animaux vivants* La biologie étudie les organismes vivants. Les manuels à eux seuls ne peuvent fournir aux élèves une connaissance fondamentale de la vie et des processus vitaux. La National Association of Biology Teachers (NABT) reconnaît l'importance de la recherche pour comprendre les processus vitaux et acquérir des renseignements sur la santé, les maladies, les soins médicaux et l'agriculture. L'utilisation abusive de tout organisme vivant pour l'expérimentation ou dans d'autres buts est intolérable par la société. Étant donné que la biologie traite précisément des organismes vivants, les professionnels de la biologie doivent être particulièrement conscients de la responsabilité qui leur incombe de dénoncer le traitement inhumain que subissent des organismes vivants au nom de la science et de la recherche. Cette responsabilité doit s'étendre au-delà des limites de la classe, au reste de l'école et à l'ensemble de la communauté. La NABT estime que les élèves apprennent à connaître la valeur des organismes vivants et la valeur de la science par ce qui ce fait en classe. Lorsque des animaux vivants sont utilisés en classe, l'attention et les soins à leur prodiguer doivent être des considérations de première importance. Les activités d'enseignement doivent faire naître chez les élèves et les enseignants et enseignantes le respect et le plaisir que représente l'étude des merveilles de la vie. La NABT s'est attribué le mandat de donner une éducation en biologie et de promouvoir des attitudes humanitaires envers les animaux. Il conviendra de se conformer aux lignes directrices suivantes lorsqu'on utilise des animaux vivants en classe. A. L'expérimentation biologique doit s'inscrire dans le respect de la vie et de tous les organismes vivants. Traiter et soigner dignement les animaux doivent faire partie intégrante de toute leçon qui fait appel à des animaux vivants. B. Les exercices et expériences faisant appel à des organismes vivants doivent s'inscrire dans les limites des capacités des élèves. L'enseignant ou l'enseignante de biologie doit être guidé par les principes suivants. 1. Les travaux en laboratoire ne doivent pas engendrer la perte inutile de la vie d'un vertébré. Utiliser plutôt des bactéries, des micromycètes (champignons et levures), des protozoaires et des Biologie 20, 30 – Annexes – P. 162 2. invertébrés lorsque les activités font appel à l'emploi de substances dangereuses ou entraînent la mort d'un organisme. Ces activités doivent être nettement appuyées par une justification éducative et ne doivent être exécutées qu'en l'absence d'autres solutions. Accepter le refus d'un élève de participer à une activité (par exemple, dissection ou expérience faisant appel à des animaux vivants, particulièrement à des vertébrés) et lui proposer d'autres méthodes d'apprentissage. L'enseignant ou l'enseignante devra, de concert avec l'élève, élaborer un autre moyen d'acquérir la connaissance ou l'expérience requise. Cet autre moyen devra exiger de l'élève qu'il investisse une quantité d'efforts et de temps comparable à celle consacrée par ses camarades. C. Les vertébrés peuvent être utilisés comme organismes expérimentaux dans les cas suivants : 1. Observations des habitudes normales de vie des animaux vivants dans leur habitat naturel, dans des parcs, des jardins zoologiques ou des aquariums. 2. Observations des fonctions vitales normales comme l'alimentation, la croissance, la reproduction, les cycles d'activité. 3. Observations de phénomènes biologiques au sein des espèces et entre espèces, comme la communication, les stratégies de reproduction les comportements, les interrelations des organismes. D. Si des vertébrés vivants doivent être gardés en classe, l'enseignant ou l'enseignante devra être au fait des responsabilités suivantes : 1. L'école, à l'instigation de l'enseignant ou de l'enseignante en biologie, élaborera un plan pour acquérir les animaux et s'en défaire ultérieurement. Les animaux ne devront pas être capturés dans la nature ni être remis en liberté sans l'approbation à la fois d'un expert responsable de la faune et d'un agent de la santé publique. Les animaux domestiques et « animaux de compagnie » doivent être achetés chez des fournisseurs agréés. Ces animaux doivent être en bonne santé et ne pas avoir de maladies transmissibles aux êtres humains ou à d'autres animaux. 2. Les animaux devront disposer d'un espace suffisant, convenant à leur posture et à leur comportement naturel. Ils seront placés dans un milieu exempt de stress indu comme le bruit, le surpeuplement et le dérangement causé par les élèves. 3. Des soins adéquats, (y compris une alimentation nutritive, de l'eau fraîche, un biotope propre, un éclairage et une température adaptés à l'espèce), seront fournis quotidiennement, y compris durant 4. 5. 6. les fins de semaines, les congés et les longues vacances scolaires. Auparavant, l'enseignant ou l'enseignante devra s'être informé des allergies aux animaux dont souffrent les élèves. Les élèves et l'enseignant ou l'enseignante devront immédiatement signaler à l'infirmier ou à l'infirmière de l'école toute griffure, morsure ou autre blessure, ainsi que les allergies ou les maladies. Les animaux devront en permanence être surveillés par un enseignant ou une enseignante apte à s'acquitter de cette fonction. E. L'étude des animaux devra toujours s'effectuer sous la supervision directe d'un enseignant ou d'une enseignante en biologie connaissant les soins à prodiguer à ces animaux. C'est à celui-ci qu'il incombe de veiller à ce que les élèves possèdent la compréhension nécessaire pour procéder à l'étude. Les élèves, les enseignants et les enseignantes devront se conformer aux conditions suivantes : 1. On ne doit pas permettre que les élèves effectuent des opérations de nature chirurgicale sur des animaux vertébrés vivants. Par conséquent, toute activité exigeant une anesthésie ou une euthanasie ne peut pas être effectuée en classe. 2. Les expériences sur les vertébrés ne doivent pas faire appel à l'utilisation de micro-organismes pathogènes, de rayonnements ionisants, de cancérogènes, de drogues ou de produits chimiques toxiques, de drogues aux effets nocifs ou tératogènes, de drogues occasionnant de la douleur, d'alcool sous quelque forme que ce soit, d'électrochocs, d'exercices jusqu'à épuisement ou d'autres stimuli pénibles. Aucune expérience ne doit être entreprise qui assujettirait des animaux vertébrés à la douleur ou à un inconfort patent, ou qui nuirait de façon quelconque à leur santé. 3. Les études de comportement devront faire appel uniquement aux techniques de renforcement positif. 4. Les embryons d'œufs assujettis à des manipulations expérimentales devront être détruits dans les 72 heures qui précèdent la période normale d'éclosion. 5. Les recherches originales exceptionnelles en science biologique ou médicale faisant appel à des animaux vertébrés vivants devront être effectuées sous la supervision directe d'un scientifique spécialisé dans les animaux, par exemple un spécialiste en physiologie animale, un vétérinaire ou un chercheur médical, dans un établissement de recherche approprié. Le plan de recherche devra être élaboré en collaboration avec le spécialiste et approuvé par ce dernier, puis être approuvé par le personnel professionnel d'une société de protection des animaux avant le début 6. de la recherche. Toutes les normes professionnelles de conduite ainsi que les exigences relatives aux soins humanitaires et au souci pour la sécurité des animaux utilisés dans la recherche doivent être respectées. On ne doit pas permettre aux élèves d'emporter des animaux à la maison pour procéder à des études expérimentales. F. Les expositions et projets organisés dans le cadre d'expo-sciences doivent être conformes aux conditions suivantes : 1. L'utilisation d'animaux vivants dans des projets présentés dans le cadre d'une expo-sciences doit se faire conformément aux lignes directrices cidessus. Par ailleurs, aucun animal vertébré vivant ne devra être utilisé dans des expositions destinées à des expo-sciences. 2. Aucun animal ou produit animal provenant d'une espèce notoirement menacée ne devra être gardé et exposé. * © 1991, National Association of Biology Teachers (NABT), Reston, Virginia. Traduction. Reproduit avec autorisation. Biologie 20, 30 – Annexes – P. 163 Annexe C — Lignes directrices pour l'utilisation responsable des animaux en classe * Les présentes lignes directrices s'adressent aux enseignants, enseignantes et élèves en sciences et proviennent de la National Science Teachers Association (NSTA). Elles s'appliquent, en particulier, à l'utilisation d'animaux dans des activités éducatives planifiées ou supervisées par des enseignants et enseignantes en sciences au niveau préuniversitaire. L'observation et l'expérimentation au moyen d'organismes vivants donnent aux élèves des perspectives sur les processus vitaux qui sont uniques et que ne peuvent fournir d'autres modes d'enseignement. L'étude des animaux en classe permet aux élèves de développer leurs capacités d'observation et de comparaison, d'acquérir un sens des responsabilités de protection et d'apprécier l'unité, les interrelations et la complexité de la vie. On s'attend à ce que les enseignants et les enseignantes connaissent les soins à donner aux organismes à l'étude, ainsi que les exigences concernant la sécurité de leurs élèves. On trouvera ci-dessous les lignes directrices préconisées par la NSTA quant à l'emploi responsable des animaux dans un laboratoire à l'école : • L'acquisition et le soin des animaux doivent être adaptés à l'espèce. • Les travaux en classe et les projets de sciences faisant appel à des animaux doivent être exécutés sous la supervision d'un enseignant ou d'une enseignante en sciences ou d'un autre professionnel compétent. • Les enseignants et les enseignantes qui organisent ou supervisent l'utilisation d'animaux dans des activités éducatives — y compris les modalités nécessaires pour acquérir, soigner et se défaire de ces animaux — doivent se conformer aux lois, politiques, et règlements locaux, provinciaux et nationaux concernant ces animaux. • Les enseignants et enseignantes doivent initier les élèves aux précautions de sécurité à prendre pour manipuler des animaux vivants. • Il convient d'élaborer et de mettre en œuvre des plans pour soigner ultérieurement les animaux ou s'en défaire à la fin de l'étude. • Les travaux de laboratoire et activités de dissection doivent s'inscrire dans une perspective de considération et d'appréciation pour les organismes visés. • Les travaux de laboratoire et les activités de dissection doivent s'effectuer avec soin, dans un milieu de travail Biologie 20, 30 – Annexes – P. 164 propre et organisé, et avec la précision propre à un laboratoire. • Les travaux en laboratoire et les activités de dissection doivent être axés sur des objectifs soigneusement planifiés. • Les objectifs des travaux de laboratoire et des activités de dissection doivent être adaptés au degré de maturité des élèves. • Il convient de tenir compte des opinions ou des croyances des élèves en ce qui concerne la dissection; il appartiendra à l'enseignant ou à l'enseignante de réagir de façon appropriée. Adopté par le Conseil d'Administration de la NSTA en juillet 1991. Traduction. Reproduit avec la permission de NSTA Reports, December-January 1992. ©National Science Teachers Association, 3140 North Washington Blvd., Arlington, VA. 22201. Annexe D — Excursion dans une prairie-parc Chaque groupe de quatre élèves devrait avoir les fournitures suivantes : • quatre morceaux de ficelle de 1 m de long portant des marques tous les 10 cm; • cinq bâtonnets de sucettes glacées ou des abaisselangue; • quatre loupes simples; • un boîtier grossissant en plastique; • un sac en plastique. Les membres des groupes devront également avoir un carnet de notes, dans lequel ils inscriront toutes les observations faites soit individuellement, soit collectivement. d'arbres tombées. Soulever ou faire rouler doucement la roche ou la branche, puis la replacer une fois les observations consignées. Tout insecte capturé dans le boîtier grossissant doit être remis en liberté une fois l'observation terminée. On pourra dessiner les nids d'oiseaux et les empreintes d'animaux pour les identifier ultérieurement. 6. Repérer le bourgeon terminal d'une branche, à l'extrémité de cette dernière. Comparer sa grosseur, sa forme et son revêtement à ceux qui caractérisent un bourgeon latéral axillaire, le long de la branche. Essayer de déterminer où se trouvait le bourgeon terminal de l'année précédente (rechercher les trois rides sur la branche). De combien la branche a-t-elle poussé en un an? 1. Choisir un endroit au bord de la prairie-parc de manière à ce que les groupes disposent chacun d'un espace de travail de trois à quatre mètres. Déterminer où se trouve la limite de la prairie-parc et la marquer avec un des bâtonnets. En se déplaçant en ligne droite vers le milieu de la prairie-parc placer une marque environ tous les trois mètres, jusqu'au centre du parc ou jusqu'à épuisement des bâtonnets. Décrire la façon dont la végétation varie à chaque marque. Combien d'espèces de plantes peut-on distinguer? Quelle est l'épaisseur du sol? Quelle est la composition du sol? Décrire comment les arbres varient à proximité de chaque marque. Quelle hauteur ont-ils? Quelles autres caractéristiques peut-on observer? Utiliser les ficelles étalonnées pour prendre des mesures. 2. Indiquer le plus gros tronc qui se trouve dans un rayon d'un mètre de la ligne de marques du groupe. Comparer l'écorce de cet arbre avec celle d'un jeune arbre qui a moins de trois mètres de hauteur. Si l'arbre est garni de feuilles, essayer de déterminer s'il existe une relation entre la grandeur de l'arbre et la taille de ses feuilles. 3. Ramasser tout déchet — bouteilles, boîtes, plastique, papiers, bâtonnets de sucettes glacées ou abaisselangue — qui révèlent une présence humaine dans la région. Utiliser les sacs en plastique pour rapporter ces déchets en classe où ils pourront être classés. 4. Chercher de la mousse, sans toutefois la prélever. En décrire la structure. En sentir la texture. Décrire le milieu environnant. 5. Chercher des traces de vie animale. L'écorce des arbres est un bon endroit où trouver des insectes, comme le sont également les rochers ou les branches Biologie 20, 30 – Annexes – P. 165
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