print 7 terre espace - portal.sd71.bc.ca · Se poser des questions aide à transformer...

La terre et l'espace7e annéea t

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7e année

La terreet l'espace

Science – l’espace et la Terre

7e année Grande Idée : La Terre et son climat changent sur une période de temps géologique.

(Cheryl Adebar, Thea Black, Noah Burdett, Debra Lovett, Kim Marks et Joan Pearce SD71)

Cette trousse est basée sur le fait que la Terre et son climat changent sur une période de temps géologique, et suggère des idées et méthodes pour inclure:

Aboriginal Principles of Learning / Aboriginal Word ViewsAssessment for learning frameworkDes ressources pour développer les connaissances antérieuresDes guides d’apprentissageDes expériences et activités avec les matériaux nécessairesDes enquêtesDes leçons et des fiches reproductiblesDes listes des autres ressources disponibles

Assessment for Learning

Des suggestions pour inclure des stratégies d’évaluation formative: Quand on pose beaucoup de questions, nos élèves deviennent curieux et ce sont eux qui font le travail. Ils s’impliquent plus. Se poser des questions aide à transformer l’engagement d’apprentissage passif à un engagement actif. On suggère de poser beaucoup de questions à propos du contenu. Les profs peuvent se servir des guides d’apprentissage pour cibler les objectifs d’apprentissage avec les énoncés, « Je peux », en demandant aux élèves de s’évaluer et de montrer leurs évidences de l’apprentissage aux autres. La co-construction des connaissances est un processus continu et diffus d’apprentissage qui s’exerce à l’école comme à l’extérieur de l’école. Ce n’est pas une activité reléguée pour des occasions ou des matières précises. L’enseignant pousse les élèves à s’engager dans cette démarche en leur proposant des questions ouvertes, par exemple « Qu’avez-vous remarqué/lu/observé qui pourrait nous aider à comprendre notre question? » Les élèves tentent d’ajuster leurs hypothèses et leurs idées en fonction de nouvelles sources d’information. Les enseignants les encouragent en leur soumettant des questions comme « De quelle façon ces renseignements appuient-ils votre hypothèse? Avez-vous modifié ou complété votre hypothèse? »

Des suggestions pour engager et motiver nos étudiants dans une enquête scientifique: Comment le climat est-il influencé? Comment l'évolution de la vie est-elle liée à l'histoire de la Terre ? Quelles observations pourrions-nous utiliser pour surveiller les changements du climat? Comment mettre en évidence les variations des conditions planétaires au cours des temps géologiques ? Qu’est-ce que c’est l’influence des événements géologiques sur le climat? Pourquoi notre climat se dérègle-t-il ? Qu’est-ce qui cause ces changements? Qu’est-ce que c’est les conséquences de ces changements? Le niveau de la mer monte. Comment est-ce que cette montée est un problème? Est-ce que la fonte des calottes polaires, des glaciers de montagnes et des icebergs participent également à l’augmentation du niveau de la mer ?

Le contenue essential, un déclencheur, une question de découverte, la situation authentique, la voix et le choix, la révision et la réflexion, une enquête, les compétences essentielles

Des suggestions pour inclure les principes d’apprentissage des peuples autochtones: L’apprentissage des peuples autochtones est holistique, réflexif, réfléchi, expérientiel et relationnel (il vise un sens de connexion, des relations réciproques et un sentiment d’appartenance.) Une visite au musée de Courtenay peut créer un sens de connexion et d’appartenance aux besoins essentiels à la survie et les intéractions entre les organismes et l’environnement local. L’apprentissage des peuples autochtones implique une prise de conscience des conséquences de ses actions. Avec les espèces qui sont en train de disparaitre, il faut réfléchir et être conscient de nos actions et de leurs conséquences pour plusieurs espèces menacées.

La théorie de l’évolution par la sélection naturelle explique la

diversité et la survie des êtres vivants.

Les éléments sont constitués d’un seul type d’atomes, tandis que les composés

sont constitués d’atomes d’éléments différents combinés par des liens chimiques.

La force électromagnétique produit l’électricité

et le magnétisme. La Terre et son climat changent sur une période

de temps géologique. Normes d’apprentissage

Compétences disciplinaires Contenu

On s’attend à ce que les élèves puissent :

Poser des questions et faire des prédictions Faire preuve d’une curiosité intellectuelle soutenue sur un sujet scientifique ou unproblème

qui revêt un intérêt personnel

Faire des observations dans le but de formuler ses propres questions sur la natureRelever une question à poser ou un problème à résoudre par la recherche scientifiqueFormuler une hypothèse de type « Si… alors… » fondée sur ses propres questions

Faire des prédictions sur les résultats de sa recherche

Planifier et exécuter

Planifier en collaboration une variété de types de recherches, y compris des travaux sur leterrain et des expériences, pour répondre à ses propres questions ou résoudre un problèmeDans une expérience objective, mesurer et contrôler des variables

Observer, mesurer et consigner des données (qualitatives et quantitatives) au moyen

d’appareils, y compris des technologies numériques, avec une précision suffisanteVeiller à suivre les directives de sécurité et d’éthique dans ses recherches

Traiter et analyser des données et de l’information

Prendre contact avec son environnement immédiat et l’interpréterÉlaborer et appliquer une variété de méthodes pour représenter des régularités ou desrelations dans les données, notamment des tableaux, des graphiques, une clé, un modèle àl’échelle et des technologies numériques, selon les besoins

On s’attend à ce que les élèves connaissent :

La sélection naturelle par la radiation évolutive – unmécanisme proposé pour expliquer la théorie del’évolution

Les besoins essentiels à la survie et les interactionsentre les organismes et l’environnementLes éléments et les composés sont des substances

Les changements chimiques

La structure cristalline des solides

L’électricité – les différentes manières de laproduire

et leurs différents impacts environnementauxL’utilisation de l’électricité pour produire lemagnétisme

Les registres fossiles et la datation géologiqueLes preuves des changements climatiques surdes temps géologiques et les récents impacts

des activités humaines

Normes d’apprentissage (suite de la page précédente)

Compétences disciplinaires Contenu

Relever les régularités et les relations dans les résultats de ses propres recherches et dansdes sources secondairesAppliquer ses connaissances scientifiques pour relever des relations et tirer des conclusions

Évaluer

Réfléchir sur ses méthodes de recherche, y compris la justesse des contrôles des variablesetla qualité des données obtenuesRelever les possibles sources d’erreur et proposer des améliorations à ses méthodes derechercheDémontrer une connaissance des hypothèses et relever les prémisses et les biais dans sonpropre travail et dans les sources secondairesDémontrer une compréhension et une appréciation des éléments de preuve (qualitatifset quantitatifs)Faire preuve d’un scepticisme réfléchi et de bonne foi, et mettre à profit ses connaissancesetles données scientifiques pour faire ses propres recherches dans le but d’évaluer lesconclusions de sources secondairesRéfléchir aux conséquences sociales, éthiques et environnementales des résultats de sespropres recherches et des recherches des autres

Appliquer et innover

Contribuer au bien-être de soi, des autres, de sa communauté et du monde par desapproches personnelles ou collaborativesConcevoir des projets en collaborationTransférer et appliquer l’apprentissage à de nouvelles situationsGénérer et présenter des idées nouvelles ou développées dans le cadre d’une résolutionde problème

Communiquer

Communiquer des idées, des résultats et des solutions à des problèmes dans un langagescientifique et à l’aide de représentations ou de technologies numériques, selon les besoinsExprimer et approfondir une variété d’expériences et de perspectives sur le lieu

Student Name ____________________________ Learning Map- Grade Science Big Idea : ________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ (Understand) Criteria for Successful Learner Traits/ Core Competencies

Students Reflections:

I can

I can

Criteria for Curricular Competency (Do) DS GS I Evidence: Teacher (initials)

I can

I can

I can

I can

Criteria: Science Content (Know) DS GS I Evidence: Teacher (initials)

I can

I can

I can

Student Voice: The Successful Learner Trait that I used the most was _________________________________ when I_______________________________________________________________________________________________.

To improve an inquiry project next time, I will __________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________.

Teacher Feedback :

DS GS I Teacher With Direct

Support With

Guided Support

Independently Teacher initials for

verification

Write the date accomplished:

Criteria- Teacher and student assessment Legend

* Student assessment

√ Teacher assessment

Nom de l’étudiant(e):________________________________ Guide d’apprentissage 7e –Science

Grande Idée:___________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________(Comprendre)

Les énoncés : Compétences disciplinaires (Faire)

SC PA A Évidence: PROF (initiales)

Je peux

Je peux

Je peux

Je peux

La voix de l’étudiant :

Commentaire du professeur :

SC PA A PROF: Soutien constant

Un peu d’aide

Autonome Initiales pour la

verification

Les énoncés : Contenu (Savoir) SC PA A Évidence: PROF (initiales)

Je peux

Je peux

Je peux

Indicateurs- évaluation du professeur et de l’étudiant

Compétences essentielles (collaboration, communication créative, pensée critique, résolution de problèmes, responsabilité) Je peux

Légende: * de l’étudiant

√ du professeur

SC PA A

Les vidéos :

Dans une mer apparemment paisible, un ver priapulien Ottoia se nourrit des coquillages...

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/imgArt/films/dioramas/camb.html

Comme dans un ballet de Tchaïkovski, un mâle Falcatus...

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/imgArt/films/dioramas/carbo.html

Jurassique : Ces images de rêves vous donnent envie de plonger dans les mers du Jurassique ?...

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/imgArt/films/dioramas/cretaJuras.html

Un petit requin s'approche d'un groupe de nautiles...

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/imgArt/films/dioramas/devon.html

Alors que des Mandaloceras, mollusques céphalopodes apparentés aux nautiles, calmars et autres poulpes...

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/imgArt/films/dioramas/ordov.html

Un céphalaspide (vertébré sans mâchoires) se ballade entre les algues...

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/imgArt/films/dioramas/silur.html

Suggested Web Pages:

(Please check out Learn 71 for active links.)

"Un paléodrame"

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/imgArt/films/decouv/taquet.html

"Les coulisses du laboratoire de paléontologie du Muséum national d'histoire naturelle"

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/imgArt/films/decouv/technic.html

L'horloge géologique

http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=geo-0015-3

Un site qui vous permis de laisser les élevé explorer a l’ordinateur : http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosevol/accueil.html Un site qui explique les liens entre l’évolution et les changements climatiques. http://jeanvilarsciences.free.fr/?page_id=669 http://www.clubdesargonautes.org/faq/climat1.php Simulation que l’élève control: Paysages et Climats http://www.fondationlamap.org/sites/default/files/upload/media/minisites/projet_climat/animations/PaysagesEtClimats.swf La Montée des eaux http://www.fondationlamap.org/sites/default/files/upload/media/minisites/projet_climat/animations/monteeDesEaux.swf Températures http://www.fondationlamap.org/sites/default/files/upload/media/minisites/projet_climat/animations/couleurs_temperatures.swf L’effet de serre http://www.fondationlamap.org/sites/default/files/upload/media/minisites/projet_climat/animations/effetDeSerre.swf Cycle Carbone http://www.fondationlamap.org/sites/default/files/upload/media/minisites/projet_climat/animations/cycleCarbone.swf Calcul d’émissions http://www.fondationlamap.org/sites/default/files/upload/media/minisites/projet_climat/animations/calculEmissions.swf

Hands-On Activity or Experiment Suggestions: From http://www8.umoncton.ca/littoral-vie/climatosage/6serre.PDF

L’effet de serre dans une bouteille !

Objectif :

• Comprendre le lien entre le changement climatique et l’effet de serre.

Démarche favorisée : démarche socioconstructiviste

Durée : une heure et demie

Matériel requis : 1 bouteille en verre avec couvercle (bouteille carrée de préférence), 2 petits thermomètres, 1 bout de ficelle (pour faire pendre le thermomètre), une lampe de table à haute intensité ou une fenêtre ensoleillée, eau, papier noir (optionnel).

Procédure :

• À l’aide de la pâte à modeler, attacher 1 thermomètre à l’intérieur du couvercle de la bouteille (ou installer le thermomètre à l’intérieur de la bouteille de façon à ce qu’on le voit de l’extérieur. Il peut toucher le fond de la bouteille.).

• Ajouter quelques gouttes d’eau à l’intérieur de la bouteille et refermer le couvercle. • Mettre la bouteille contenant le thermomètre et l’autre thermomètre l’un à côté de l’autre sur le rebord d’une

fenêtre ensoleillée ou sous une lampe de table. • Demander aux élèves de dire ce qui va se produire pour la température sur chaque thermomètre et pourquoi. • Enregistrer les températures des 2 thermomètres à toutes les 10 minutes pendant une heure. • Discuter des données avec les élèves et leur demander d’effectuer une conclusion par rapport à l’effet de serre. • Expliquer que la bouteille se comporte comme l’atmosphère de la Terre et préciser qu’elle est toutefois

différente. (Tout comme les gaz à effet de serre, la bouteille retient de la chaleur. Cependant, contrairement à la bouteille, l’atmosphère n’est pas une barrière solide qui empêche l’air chaud de s’échapper.)

Enrichissement : Demander aux élèves de faire une recherche sur l’effet de serre. • Est-ce que cela a toujours existé? • Quelle serait la température de la planète sans gaz à effet de serre? • Qu’est-ce qui fait augmenter la concentration de gaz à effet de serre dans l’atmosphère? • Quels sont les problèmes causés par l’effet de serre amplifié?

Réchauffement Climatique :

Partout on entend parler du réchauffement climatique, de la hausse du niveau de la mer, de la fonte des glaces, etc.. Ces mots sont omniprésents dans les journaux, à la télévision et donc dans nos esprits. Pourtant, le réchauffement climatique reste flou auprès des enfants et du grand public. Les enfants se posent des questions : pourquoi notre climat se dérègle-t-il ? Quelles en sont les causes, les conséquences ?

Les scientifiques ont montré que la température moyenne de la planète pourrait augmenter de +2°C d’ici 2050 et que ceci causerait une remontée du niveau des eaux de +80 cm d’ici 2100 ( Hervé Le Treut et Jean Marc Jancovici – 2001 – L’effet de serre, Allons-nous changer le climat).

Mais comment une augmentation des températures à l’échelle du globe peut-elle causer une remontée du niveau de la mer ?

Les conséquences du réchauffement planétaire sur les neiges et les océans

Deux processus principaux sont responsables de la montée du niveau de la mer : la dilatation de l’eau et la fonte des glaciers terrestres. En résumé, l’augmentation du niveau de la mer causée par le changement climatique est due à la dilatation thermique de l’océan au fur et à mesure qu’il se réchauffe, ainsi qu’ à la fonte des calottes de glace polaire et des glaciers de montagnes. Quand la température dépasse 0°C, la glace solide se transforme en eau liquide. En regardant un glaçon fondre au soleil, il est facile d’observer ce phénomène. À l’échelle planétaire, les calottes polaires, les glaciers des montagnes ainsi que les icebergs des zones polaires subissent le même sort lorsque les températures augmentent sous l’effet du changement climatique : ils fondent ! Nous comprenons donc mieux les causes de la remontée du niveau de la mer sous l’action du changement climatique. Mais au fait : « En quoi est-ce un problème que le niveau de la mer monte ? »

Expérience:

Éclairer un carton blanc et un carton noir de même surface avec la même lampe: le carton noir est très vite plus chaud que le carton blanc.

Expérience:

La dilatation thermique: On prend un récipient bouché par un bouchon percé, dans lequel on place une pipette graduée. Le tout est rempli d'eau froide colorée en bleu. On repère le niveau de l'eau dans la pipette au début de l'expérience. Puis on place le récipient dans de l'eau chaude et on regarde l'évolution du niveau d'eau dans la pipette. On observe une augmentation du niveau de l'eau dans la pipette.

Expérience:

On prend deux bouteilles en plastique reliées par deux pailles à des hauteurs différentes. Une bouteille est remplie avec de l'eau chaude colorée en rouge et l'autre avec de l'eau froide colorée en bleue. Au moment du remplissage les pailles sont bloquées par des pinces à linge. Une fois les bouteilles remplies, les épingles sont sorties et on observe les flux d'eau. L'eau chaude circule dans la paille du haut et se déverse en haut de la bouteille remplie d'eau froide, tandis que l'eau froide circule dans la paille du bas (3) et se déverse en bas de la bouteille remplie d'eau chaude

Merci : http://gama.nicolas.free.fr/parismontagne/physique.php

Les conséquences du réchauffement planétaire sur les neiges et les océans

Deux processus principaux sont responsables de la montée du niveau de la mer : la dilatation de l’eau et la fonte des glaciers terrestres.

La montée des océans

Pour illustrer ce phénomène, nous avons besoin d’une bouilloire, d’une bouteille en plastique et un bocal.

Remplissez d’eau froide la bouteille en plastique. Percez un trou au niveau du bouchon de la bouteille, et placez-y une paille qui vous servira de tube. Ensuite, versez de l’eau bouillante dans le bocal et plongez la bouteille d’eau froide.

Observez le niveau d’eau dans la paille. Que remarquez-vous ?

Au bout de quelques secondes, nous constatons que le niveau de l’eau dans la paille augmente : l’eau arrive à ras bord et déborde. En mettant de l’eau très chaude dans le bocal, on a réchauffé l’eau contenue dans la bouteille. Si le niveau d’eau dans la paille s’élève, et alors même que l’on n’a pas ajouté d’eau dans la bouteille, c’est donc que l’eau chauffée a pris plus de place. On dit que l’eau s’est dilatée, qu’elle a augmenté de volume avec la température.

La fonte des neiges et des glaciers de montagne

Question aux enfants : est-ce que la fonte des calottes polaires, des glaciers de montagnes et des icebergs participent également à l’augmentation du niveau de la mer ? Pour comprendre la réponse à cette question, avec les enfants nous avons mené une expérience toute simple en utilisant deux verres d’eau et quatres glaçons.

Pour cela, nous avons rempli deux verres d’eau et tracé un trait à la hauteur du niveau de l’eau. Ensuite, nous avons plaçé deux glaçons dans le premier verre tandis que dans le deuxième verre, nous avons mis une règle au dessus du verre sur laquelle nous avons déposé deux glaçons. Ceux-ci ne sont alors pas immergés dans l’eau. Le dispositif dans le premier verre mime un iceberg flottant dans l’océan alors que le montage dans le deuxième verre représente un glacier en montagne (ou une calotte polaire) et un océan en contre-bas.

Nous avons placé les deux verres au soleil, patienté quelques minutes puis demandé aux enfants de décrire ce qu’ils observent. Dans le premier verre, le niveau de l’eau ne bouge pas alors que dans le deuxième verre, le niveau de l’eau monte et le verre déborde ! Transposons les résultats de cette petite expérience à l’échelle planétaire : que nous apprend-elle ?

Merci :

http://www.placetob.org/fr/2016/01/14/le-rechauffement-climatique-planetaire-explique-aux-enfants/

Désolé c’est en anglais :

Experimental Procedure

Head down to a local beach to try and predict how local shells will react with increased Ocean acidification. Have students bring in a variety of shells that they collect as a homework project. Students should also collect approximately 2L of ocean water making sure to note where they retrieved their samples.

Preparing the Seawater

1. To start this project, you should open the pH meter, and following the enclosed instructions, calibrate it with the calibration liquids.

2. Prepare the shells. Remove and discard any flesh. Wash the shells in tap water and dry them thoroughly. Set them aside.

3. Fill the six jars up to the rim, but do not fill the jars just yet. Measure the pH of the seawater with the pH meter. The pH of the solution should be about 8.1, as this is the current pH of the oceans. If your reading is not 8.1, adjust the solution with more filtered tap water or more Instant Ocean salt. Set the solution aside.

Making the Control Seawater Jars

1. Place a paper towel on the digital scale. Measure 50g of shells on the scale. Place the shells into a sealable baggie and put on your safety goggles. Using the hammer, lightly crush the shells. The lightly crushed shells should be about the size of a loonie. Empty the shell fragments back onto the scale and reweigh. Record this reading in your lab notebook. Take a digital photograph of the shell fragments to record the appearance. Mount the photograph in your lab notebook or keep them for your display board.

2. Place the shell fragments into one of the clean glass jars. Cover the shells with seawater. Fill the jar until it is completely full to the rim. Close the jar with the lid. Label the jar with the date, the pH of the solution, and the weight of the shell fragments. This jar is a control sample. Important Note: Make sure that the jar is completely full and that there is no space between the solution level and the lid. If there is space, then CO2 could escape out of the solution and the experiment will be inconclusive.

3. Repeat steps 1–2 of this section two additional times with a new sealable baggie and jar for each set of shells.

Making the Acidified Seawater Jars

1. Place a paper towel on the digital scale. Measure 50g of shells on the scale. Place the shells into a baggie and put on your safety goggles. Using the hammer, lightly crush the shells. The lightly crushed shells should be about the size of a loonie. Empty the shell fragments back onto the scale and reweigh. Record this reading in your lab notebook. Take a digital photograph of the shells fragments to record the appearance. Mount the photograph in your lab notebook or keep it for your display board.

2. Place the shell fragments into one of the clean glass jars. Cover the shells with seawater, as in the previous section, but only fill the jar until it is almostfull. Using the eyedropper, put in three drops of vinegar into the jar and mix. Wait for a few minutes and then measure the pH of the solution with the pH meter.

a. The pH of the solution should be about 7.5. This is the projected pH of the oceans in the year 2100 if the levels of anthropogenic CO2 continue as they are now (The Ocean Acidification Network).

b. If the pH is not 7.5, add more vinegar (if the solution is not acidic enough) or more seawater (if the solution is too acidic).

c. Make sure that the jar is completely full and that there is no space between the solution level and the lid. If there is space, then CO2 could escape out of the solution and the experiment will be inconclusive.

d. Place the lid on the jar and label the jar with the date, the pH of the solution, and the weight of the shell fragments.

3. Repeat steps 1–2, of this section, two additional times. You should now have three control jars and three acidified seawater jars, all with shell fragments in them.

4. Place the six jars in a spot where they will not be disturbed. Leave them in this location for 1 month. Do not open the jars during the month or the pH of the solutions will change.

Evaluating Your Results

1. Open the jars at the end of one month. Open and drain the jars, one at a time, by carefully emptying them through a sieve over a sink. Make sure not to lose any of the shell fragments. Rinse the shell fragments from each jar in filtered tap water and dry them thoroughly with paper towels.

2. Place a paper towel on the scale and turn it on. Weigh the shell fragments from each jar. Be sure to keep track of which jar the shell fragments came from in your lab notebook. Record the data in your lab notebook.

3. Compare the present appearance of the shell fragments to the photograph of the shell fragments prior to the experiment. Is there a difference? Record this information in your lab notebook. Take new pictures for your lab notebook or display board.

4. Repeat steps 1–3, of this section, for all of the jars. Record all of the data in your lab notebook. 5. Plot the data on a scatter plot. Is there a difference in the weight of the shell fragments that spent a

month in the acidified seawater and the shells that were in plain seawater? What is the percentage change in weight?

For full detail see :

http://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project_ideas/OceanSci_p013.shtml#summary

Sommaire du document : Ce document se trouve a

http://www.fondation-lamap.org/fr/page/14371/s-quence-1-pourquoi-dit-on-que-les-climats-changent

Creative Commons copyright

Séquence 1 : Pourquoi dit-on que les climats changent ?

Séquence 2 : Quelles sont les conséquences du changement climatique ?

Séquence 3 : Quelles sont les origines du changement climatique ?

Séquence 4 : Et moi, que puis-je faire ?

Séquence 5 : Comment économiser l’énergie chez soi ?

Le climat, ma planète... et moi !

Séquence 1 : Pourquoi dit-on que les climats changent ?

Auteurs : David Wilgenbus(plus d'infos) Nathalie Bois-Masson(plus d'infos) Alain Chomat(plus d'infos)

Résumé : - Repérer la grande variété de climats sur la Terre - Distinguer climat et météo - Prendre conscience que le changement climatique est un fait avéré et qu’il se traduit de différentes manières (augmentation des températures, fonte des glaces, augmentation des événements climatiques extrêmes).

Publication : 15 Avril 2008

Introduction sur les climats Durée 1 heure

Matériel

• pour la classe - un grand planisphère - deux planches de photos (fiches n°1 et 2) à photocopier en A3 - un atlas • pour chaque groupe d’élèves - les mêmes planches de photos (fiches n°1 et 2), à photocopier en A4 - un planisphère à photocopier (fiche n°3) - des documents apportés par les élèves (photos, cartes postales, articles de magazines) de régions ou pays qu’ils connaissent

Objectifs Faire exprimer aux élèves leurs idées sur les climats. Repérer la grande variété de climats sur la Terre.

Compétences Être capable de décrire et de différencier quelques types de paysages Se repérer sur un planisphère.

Lexique Climat, précipitations, température, altitude, latitude

La question initiale

L’enseignant fait exprimer les idées des élèves sur les climats. Qu’est-ce que le mot « climat » évoque pour vous ? Qu’est-ce qu’on appelle le climat ? Les élèves écrivent quelques phrases sur leur cahier d’expériences puis mettent en commun oralement leurs propositions.

Distribution des documents

Après avoir distribué à chaque groupe d’élèves un planisphère (fiche n°3) et des photos (fiches 1 et 2) imprimées en couleur, l’enseignant donne la consigne suivante : Sur le planisphère, il y a des numéros qui indiquent l’emplacement des photos. Observez attentivement les photos puis placez-les sur le planisphère, sur le bon numéro. Notez sur votre cahier d’expériences quels sont les indices qui vous ont guidés. Pour s’assurer que chacun a bien compris la tâche à effectuer, on peut faire ce travail avec la classe entière pour une des photos, en prenant bien soin de préciser, ou de faire préciser, quels sont les indices qui permettent de déduire la région du globe à laquelle appartient le paysage concerné.

Notes pédagogiques

On peut très bien ne pas utiliser toutes les photos des fiches 1 et 2 (ou les remplacer par des documents apportés par les élèves). Attention tout de même à conserver assez de variété climatique (et géographique) : milieux tempérés (océanique et semi-continental : forêt de feuillus, bocage ; continental : grandes plaines), steppes et déserts, milieu méditerranéen (maquis, garrigue), milieux intertropicaux (forêt tropicale, savane), milieux polaires (banquise, continent gelé).

La photocopie en noir et blanc donne de mauvais résultats dans cette activité. Pour une impression de bonne qualité en couleurs, l’enseignant peut télécharger les fiches sur le site Internet du projet. Il peut aussi projeter les images en couleur à l’aide d’un vidéoprojecteur. ~ Il est préférable que chaque groupe ne compte pas trop d’élèves (3-4 maximum) : voir l’arrièreplan pédagogique pour une aide au travail en groupe

Aperçu des documents distribués

Planisphère (fiche n°3)

Les élèves doivent trouver à quel numéro sur la carte correspond quel paysage (la solution est donnée ci-contre)

Paysages (fiche n°1)

De gauche à droite, et de haut en bas :

Antarctique (n°13) Banquise arctique (n°11) Bocage, Pays basque (n°9) Désert, Australie (n°12) Désert, Egypte (n°10) Forêt amazonienne, Brésil

(n°8) Grandes plaines Grands

lacs d’Amérique du Nord (n°6)

Paysages (fiche n°2)

De gauche à droite, et de haut en bas :

Garrigue, Corse (n°5) Montagne Himalaya,

Népal (n°4) Savane, Kenya(n°2) Montagne Colorado,

États- Unis (n°3) Steppe aride, Sénégal

(n°1) Forêt de feuillus,

Belgique (n°7)

Recherche (étude documentaire)

L’activité nécessite que les élèves décrivent les photos, en donnent les caractéristiques et les fassent correspondre à des grandes zones climatiques. Exemple, pour une photo de désert : le paysage sec, aride, l’absence de végétation ou la présence d’une végétation spécifique… conduisent à penser à un climat désertique. L’objectif est d’identifier les facteurs déterminants de chaque climat (températures, précipitations, altitude, latitude, présence de la mer, etc.) et de comprendre comment ces facteurs façonnent les paysages.

Mise en commun

Au bout de quinze minutes, ou plus en fonction du niveau de la classe, un représentant de chaque groupe vient au tableau placer deux photos en grand format sur le planisphère de la classe, en expliquant son choix, et notamment les indices qui les ont aidés dans cette tâche. L’enseignant prend note des indices déterminants au tableau. Chaque choix fait ainsi l’objet d’une discussion collective. En cas de désaccord, ou pour validation, on peut avoir recours à des documents additionnels (par exemple, un livre de géographie) présents dans la classe. L’accent est mis sur l’importance de certains facteurs clés, comme la température, la pluviométrie, la proximité de la mer, le vent, la

latitude, l’altitude… pour déterminer les climats, ainsi que sur l’importance des climats dans le façonnage des paysages.

Conclusion collective, trace écrite

Les élèves construisent collectivement un résumé de la séance qui relie les grandes caractéristiques observées (ce qui revient à nommer les images, comme dans les légendes ci-dessus) aux différents climats et à leur répartition géographique. La trace écrite insiste sur la diversité des climats sur la Terre. Pour le réaliser, ils peuvent consulter d’autres documents, comme un Atlas par exemple. Exemple de conclusion : Il y a de nombreux climats différents sur la Terre, qui dépendent de la température, des précipitations, de la présence de la mer, de l’altitude ou de la latitude… Les climats façonnent les paysages, et notamment la végétation.

Prolongement multimédia

L’animation interactive « Paysages et climats » permet de simuler l’évolution d’un paysage type au fil des saisons pour différents climats, en jouant sur les températures et les précipitations.

Séance 1 : La Terre se réchauffe ! Durée 1heure 30

Matériel Pour chaque groupe d’élèves : - une série de documents (fiches 4 à 8) à photocopier en A4 ; - éventuellement, le planisphère utilisé lors de la séance 1.

Objectifs

- Prendre conscience que le changement climatique est un fait avéré et qu’il se traduit de différentes manières (augmentation des températures, fonte des glaciers, diminution de la banquise, augmentation des événements climatiques extrêmes). - Distinguer climat et météo.

Compétences

- Traiter une information complexe comprenant du texte, des images, des schémas, des tableaux… - Lire, interpréter et construire quelques représentations : diagrammes, graphiques.

Lexique Météo, moyenne, graphique, courbe, canicule, glacier, banquise


L’enseignant introduit le projet proprement dit en questionnant la classe entière : On entend souvent parler, ces temps-ci, de changement climatique. Qu’en savons-nous ? Pourquoi dit-on que ça change ? Qu’est-ce qui change ? Chaque élève note ses réponses sur son cahier d’expériences. Au bout de 10 minutes, chacun lit ses idées, qui

sont notées au tableau ou sur une affiche. L’enseignant demande à la classe comment on peut vérifier ces affirmations : une étude documentaire s’impose.

Note pédagogique : Avant de proposer aux élèves ces documents, il importe ici de prendre le temps de réfléchir aux informations que l’on va rechercher et à la façon dont on va en rendre compte, en particulier pour des élèves qui n’auraient pas l’habitude de ce type de travail. Le temps passé ici sera largement rentabilisé par la suite. L’enseignant peut par exemple poser des questions comme : Quelles informations sont importantes ? Faut-il noter l’auteur ? la date ? Etc. La classe met au point un compte-rendu type qui peut contenir ces différents points, par exemple :

Ce que l’on cherche ; Le document que l’on a étudié (quand a-t-il été produit ? par qui ? où a-t-il été diffusé ? pour quel public ? de

quel type de document s’agit-il ?...) ; Ce qu’on a observé ou relevé ; Nos conclusions.


Les élèves sont répartis en groupes, chaque groupe devant étudier une série de documents (textes, affiches…) sur un thème particulier lié aux changements climatiques. L’idéal est que chaque thème soit traité par deux groupes d’élèves pour permettre des confrontations lors de la mise en commun. Les thèmes sont l’augmentation des températures (groupes 1 et 2), l’augmentation des événements extrêmes (groupe 3), la fonte des différents types de glaces (groupes 4 et 5). Chaque groupe rédige collectivement une fiche de présentation de son thème, que chaque élève du groupe note ensuite sur son cahier d’expériences.

Groupe Documents distribués Objectifs

1

Fiche 4

À partir du tableau des températures annuelles moyennes en France, les élèves doivent identifier quelles ont été les années les plus chaudes depuis un siècle et remarquer que ces dix années les plus chaudes sont toutes situées dans les vingt dernières années : le climat se réchauffe. Un second document apporte un témoignage supplémentaire, sur un passé récent.

Note pédagogique Il faudra s’assurer que la notion de moyenne est bien comprise des élèves et donner des exemples au besoin.

2

À partir des températures moyennées sur des périodes de dix ans (en France depuis un siècle), les élèves doivent construire une courbe qui leur permet de vérifier la tendance au réchauffement observée.

Notes pédagogiques - Selon l’expérience acquise par les élèves, on pourra leur faire construire le graphique entièrement (choix des axes, des échelles, du quadrillage…) ou, au contraire, leur donner un graphique déjà construit et leur demander simplement d’y placer les points et de tracer la courbe.

Fiche 5 - Dans tous les cas, l’utilisation d’un graphique nécessite un travail de préparation avec toute la classe. Que représentent les axes, comment sont-ils gradués, quelles informations va-ton mettre sur le graphique, où trouver ces informations, etc., sont des questions qui aideront les élèves à se familiariser avec cet outil. - Pour ce groupe également, la notion de moyenne devra au besoin être explicitée à l’aide d’exemples. - Il peut être intéressant de plastifier les graphiques vierges afin d’en faciliter l’utilisation par les élèves (ils écrivent alors au marqueur Velléda® et peuvent se corriger sans salir le graphique).

3

Fiche 6

Les élèves étudient des documents montrant des événements climatiques extrêmes survenus ces dernières années et imputables au changement climatique (sécheresses, inondations…). Ils doivent mettre en évidence le caractère inhabituel de ces événements et leur lien avec le changement climatique.

4

Fiche 7

Les élèves étudient les quatre documents montrant le retrait de différents glaciers dans le monde et doivent situer ces glaciers sur un planisphère (le même que celui utilisé en séance introductive, par exemple). Ils doivent s’interroger sur le caractère local ou global de ces événements. Les différents exemples permettent de généraliser le constat observé : partout dans le monde, les glaciers sont en régression. Le réchauffement est donc un phénomène global.

Note pédagogique Il peut être intéressant de plastifier ces photos afin d’en faciliter l’utilisation par les élèves (ils écrivent alors au marqueur Velléda® et peuvent se corriger sans salir la photo).

5

Fiche 8

À l’aide de deux documents, les élèves constatent que la banquise est en régression rapide depuis trente ans. Deux aspects sont à prendre en compte : la surface de la banquise, et son épaisseur.

Mise en commun

Chaque groupe désigne un rapporteur qui présente à toute la classe le document étudié, en ne se contentant pas de lire un texte mais en commentant librement les activités de son groupe. Les affiches rédigées par le groupe sont exposées au tableau et servent de support à l’oral. Quand deux groupes ont fait la même étude documentaire, il est possible qu’un groupe apporte un complément ou la contradiction à la présentation de l’autre groupe. C’est aussi un moment où les autres élèves, et le maître, peuvent poser des questions aux rapporteurs.

Note pédagogique Cette phase de mise en commun peut aussi être l’occasion de réfléchir aux différences entre les documents étudiés, notamment quant au type de données recueillies et à leur représentation. Par exemple, on pourra constater qu’il est beaucoup plus facile de remarquer l’augmentation de la température à partir d’une courbe qu’à partir d’un tableau.

Au cours de ces présentations, la multiplicité des phénomènes étudiés à l’échelle locale (fonte des glaciers, températures en hausse…) conduit au constat que le changement climatique, qui se manifeste de différentes façons en différents endroits de la Terre, est un phénomène global.

Définition collective du mot « climat »

Le maître peut tirer avantage du recueil des représentations de la séance introductive pour guider les élèves vers la rédaction commune d’une définition du mot « climat », en étant attentif à ne pas confondre climat et météo. À ce propos, le fait que les documents étudiés soient datés en années (et pas en jour/mois/années) est en soi révélateur : ce qui compte, pour le climat, c’est une moyenne sur une longue période. Une définition possible du mot « climat » est, par exemple : Le climat est caractérisé par la moyenne saisonnière des températures, des précipitations, de l’ensoleillement, de la vitesse du vent, sur une longue période (plusieurs dizaines d’années). En cas de besoin, on pourra également établir une définition de la météo, comme par exemple : La météo est la prévision du temps qu’il fera dans quelques jours. On insistera aussi sur le fait que la météo possède un caractère local, contrairement au climat qui est étudié sur des échelles spatiales plus grandes.

Conclusion

La classe élabore une conclusion collective, l’enseignant notant au tableau les propositions des enfants. Exemple de conclusion : Les climats changent depuis un siècle : il fait plus chaud, les glaciers et la banquise fondent, il y a de plus en plus d’événements climatiques extrêmes. C’est ce qu’on appelle le « changement climatique ». Chaque élève recopie sur son cahier d’expériences la conclusion de la classe et la définition du « climat ».

Prolongement À l’issue de cette séance, la classe peut mettre en place un nouveau « rituel » tout au long du projet. On relèvera

les événements de l’actualité (coupures de presse, photos…) en rapport avec le changement climatique et on essaiera de les localiser sur le planisphère.


Séquence 2 : Quelles sont les conséquences du changement climatique ?


Résumé :

- Découvrir que la fonte des glaces continentales entraîne une élévation du niveau des mers et prendre conscience des conséquences sanitaires et sociales de cette élévation. - Comprendre comment la fonte de la banquise participe au réchauffement des océans et comment ce réchauffement participe à l’élévation du niveau des mers. - Prendre conscience des conséquences directes du changement climatique, d’un point de vue sanitaire, social et écologique.

Publication : 18 Septembre 2012

Séance 2 : Quelles sont les conséquences de la fonte des glaces? Durée 1heure 30

Matériel

Pour chaque groupe : - de l’eau ; - un récipient transparent (grand saladier, aquarium…) ; - des cailloux ; - des figurines ; - des glaçons ; - de la Patafix® ; - une série de trois documents (fiche 9) sur les conséquences de la montée du niveau des mers.

Objectifs

- Découvrir que la fonte des glaces continentales entraîne une élévation du niveau des mers. - Prendre conscience des conséquences sanitaires et sociales de l’élévation du niveau des mers.

Compétences

- Pratiquer une démarche d’investigation : savoir observer, formuler une explication possible. - Prendre des notes lors de l’observation d’une expérience. - Connaître les trois états physiques de l’eau et les températures des changements d’état.

Lexique Population, terre immergée, terre émergée, glacier, banquise, calotte

glaciaire.

Conseil préalable

Il est préférable de réaliser l’expérience en début de journée, car la fonte de la glace prend du temps (au moins deux heures).


L’enseignant propose aux élèves de faire le bilan des séances précédentes. Il pose la question suivante : Quelles seront les conséquences de ce réchauffement dans quelques années ? et note sur une affiche les réponses des élèves. En général, les élèves pensent spontanément à la montée des eaux, à la disparition d’espèces vivantes et à la modification de nos modes de vie. Ces différents thèmes seront abordés par la suite, la présente séance étant consacrée à la question de la fonte des glaces.

Note pédagogique Il existe un autre phénomène, plus important que la fonte des glaces, qui explique la montée du niveau des mers : c’est la dilatation de l’eau (elle-même due au réchauffement). Nous commençons cependant par étudier la fonte des glaces car elle vient naturellement à l’esprit des enfants. La dilatation des mers, moins évidente pour eux, est traitée en séance 3a.

L’enseignant revient en particulier sur la fonte des glaces, constatée en séance 1. Où y a-t-il des glaces qui fondent ? Les élèves énumèrent et notent dans leurs cahiers d’expériences ces types de glaces : glaciers en montagne, calottes glaciaires (Groenland ou Antarctique), banquises (pôles : glace dans l’eau).

Note scientifique Il est important de distinguer deux types de glaces : celles qui sont sur la terre ferme (glaciers, Groenland, Antarctique) et celles qui sont « dans la mer » (banquise).

L’enseignant questionne les élèves À votre avis, où va cette eau ? Quelle est la conséquence de cette fonte ? Il note leurs réponses sur une affiche. Les élèves vont alors imaginer des expériences pour vérifier ce qui va se passer si les glaces fondent. Chaque groupe va étudier l’un ou l’autre cas, mais pas les deux, après que le maître leur aura présenté rapidement le matériel qu’il met à leur disposition.

Recherche (expérimentation)

Les élèves doivent imaginer un dispositif expérimental (deux groupes pour la fonte des glaces continentales, deux groupes pour la fonte de la banquise par exemple), la consigne étant :

Imaginez un dispositif d’expérience qui permette d’observer soit les effets de la fonte des glaces continentales, soit les effets de la fonte de la banquise. Ecrivez le matériel dont vous avez besoin, la prévision que vous faites, votre protocole expérimental, et dessinez le schéma de votre dispositif.

Les élèves se mettent au travail par groupe et décrivent leur protocole sur une grande feuille qui servira de support lors de la mise en commun. Au bout de dix à quinze minutes, un représentant de chaque groupe vient présenter son protocole. Si cela n’a pas été évoqué lors de la présentation du premier groupe, l’enseignant attire l’attention des élèves sur le résultat hypothétique de leur expérience : Comment saurez-vous que le niveau de l’eau a monté ou n’a pas monté ? Les groupes reprennent leur réflexion pour proposer une solution : tracer un trait avec un feutre indélébile, scotcher un papier, scotcher une règle... Une fois les dispositifs validés par la classe, chaque groupe prend le matériel et réalise son expérience.

Note pédagogique (exemple de dispositif expérimental) • Prendre deux récipients transparents et identiques et les remplir partiellement avec de l’eau. Faire des petits tas de cailloux pour représenter les terres sur lesquelles on pose des figurines (fixées avec de la Patafix®). Ces terres

doivent rester émergées au début de l’expérience, mais pas trop pour pouvoir être partiellement ou totalement immergées après la fonte des glaces.

Dans une bassine, plusieurs glaçons seront posés directement dans l’eau : c’est la banquise (mettre assez d’eau pour que les glaçons flottent et ne soient pas posés sur le fond !). Dans l’autre bassine, les glaçons seront posés sur un gros tas de cailloux qui représente, par exemple, le Groenland.

Observer ce qui se passe toutes les demi-heures, selon la température de la classe. Faire un constat quand les glaçons ont fondu. Pour que cette expérience donne de bons résultats, il faut mettre beaucoup de glace !

La glace de la « banquise » a fondu, le niveau de l’eau n’a pas augmenté. La glace du « Groenland » a fondu et a coulé dans la bassine ; elle a fait monter le niveau de l’eau. Certaines îles sont maintenant immergées.

Mise en commun

Les élèves notent précisément ce qu’ils ont observé et dessinent leur dispositif. C’est l’occasion de travailler sur le dessin d’expérience : titre, date, légende, utilisation du crayon à papier, de la règle... Ils écrivent le résultat de l’expérience et leur conclusion, qui est une interprétation de ce résultat, replacé dans le contexte de l’expérience : Que voulait-on savoir ? Notre dispositif permet-il de répondre à la question ? etc. Chaque groupe désigne un représentant chargé d’exposer son travail à la classe. Les affiches sont présentées au tableau, les résultats sont discutés collectivement et donnent lieu à la formulation d’une conclusion commune, qui pourra être notée dans le cahier d’expériences. Par exemple : Le changement climatique entraîne une fonte des glaces. La fonte des glaces continentales fait monter le niveau des mers, tandis que la fonte de la banquise n’a pas d’effet sur le niveau des mers.

Note pédagogique L’activité ci-dessus est une modélisation… qui prend du sens pour les élèves dès lors qu’ils comprennent bien en quoi le modèle représente la réalité. Il est donc nécessaire de s’assurer que chacun sache ce qui est représenté (les cailloux représentent les continents ou les îles, l’eau représente la mer, les glaçons représentent les calottes glaciaires, qu’il s’agisse de glace continentale ou de banquise).

Note scientifique Au cours de cette séance, les élèves constatent que la fonte de la banquise ne participe pas à la montée du niveau des mers. Cependant, ce résultat n’est vrai qu’en première approximation. Les deux séances suivantes (3 et 3a) permettent d’approfondir cette question et de mieux comprendre le rôle de la banquise : - La banquise est une grande surface blanche, qui agit comme un miroir en renvoyant vers l’espace l’essentiel de l’énergie lumineuse qu’elle reçoit. Par sa présence, elle limite donc la quantité d’énergie que l’océan Arctique peut absorber ; - si la banquise régresse en partie ou en totalité, l’océan, beaucoup plus sombre, absorbera davantage d’énergie …

et se réchauffera en conséquence ; - l’eau des océans, chauffée, se dilate… et le niveau des mers monte. Ainsi, la fonte de la banquise participe indirectement à l’élévation du niveau des mers.


La fiche n°9 propose deux documents et un petit exercice de calcul destiné à évaluer l’ampleur de la montée des eaux et ses conséquences sur les populations. D’autres conséquences de la fonte des glaces peuvent être discutées, comme par exemple le fait que 40% de la population mondiale dépend des glaciers pour son approvisionnement en eau douce. La disparition des glaciers menace directement ces populations. Prolongement multimédia

L’animation interactive « La montée des eaux » permet de simuler la montée du niveau des mers en fonction de l’augmentation de la température moyenne sur Terre, ainsi que de visualiser les conséquences « humaines » grâce à quelques exemples concrets.

Prolongement On peut réaliser une maquette très simple montrant que les régions côtières « en pente douce » seront plus exposées aux inondations pour une même montée des eaux. C’est le cas des grands deltas par exemple.

Séance 3 : Couleur et température : l’importance de la banquise Durée 1 heure

Matériel

Pour chaque groupe - deux thermomètres identiques et précis - un T-shirt noir et un T-shirt blanc (même textile, même épaisseur) - deux boîtes de type « pot à yaourt » - un isolant thermique (laine, polystyrène…) Pour la classe : - deux dessins (fiche 10) - une lampe à incandescence (environ 100 W) s’il n’y a pas de soleil

Objectifs Comprendre comment la fonte de la banquise participe au réchauffement des océans.

Compétences Pratiquer une démarche d’investigation : questionner, savoir observer, formuler une explication possible.

Lexique Rayon lumineux, thermomètre.


L’enseignant présente aux élèves un premier dessin (haut de la fiche 10) qui montre des briques que l’on pose sur la neige. Une des briques est foncée (ou peinte en noir), l’autre claire (ou peinte en blanc). Ces briques sont laissées au soleil. Il interroge les élèves : Qui peut décrire ce qui est présenté ? Que va-t-il se passer si on attend quelques heures ? Le maître montre alors un second dessin (bas de la fiche 10) et leur pose les questions : Qu’est-ce qu’on remarque ? Pourquoi la brique noire est-elle plus enfoncée dans la neige que la brique blanche ? L‘explication attendue est : la brique noire se réchauffe davantage que la blanche sous l’action de la lumière du Soleil, ce qui fait fondre la neige.

fiche 10


Quand les élèves ont exprimé leurs hypothèses, le maître leur demande comment les vérifier en les encourageant à réaliser une expérience. Par exemple, on peut mettre deux T-shirts par terre (un blanc, un noir), en plein soleil par une chaude journée (ou sous une lampe à incandescence) et mesurer la température sous chaque T-shirt. Le thermomètre placé sous le T-shirt blanc affiche une température plus basse que celui placé sous le T-shirt noir.

Hypothèse d’un élève de CM2 (classe de Virginie Ligère, Antony).

Notes scientifiques - Pour cette expérience, il est préférable de poser les objets dont on mesure la température sur un isolant thermique (pull en laine, plaque de polystyrène…) plutôt que directement sur le sol. On place alors le thermomètre entre l’objet

et l’isolant. - Le T-shirt doit être aussi fin que possible, afin de ne pas isoler le thermomètre ! - Il est évidemment préférable d’utiliser des thermomètres identiques (qui affichent la même température au début de l’expérience). Si ce n’est pas le cas, ce n’est pas grave cependant : ce qui compte, c’est l’écart de température entre le début et la fin de l’expérience. Cet écart doit être plus important sous le T-shirt noir que sous le T-shirt blanc.

Mise en commun

Les représentants de chaque groupe exposent leurs résultats. Ce constat se confirme dans la vie de tous les jours : En laissant une voiture en plein soleil en été, que se passe-t-il ? Est-ce que la couleur de la voiture ou des sièges a une importance ? Le maître revient sur les résultats de la séance précédente. Nous avons vu que les grandes étendues de glace (banquises, glaciers) avaient diminué et que cela risquait de continuer. Etant donné ce que nous venons de voir, quelles conséquences cela pourrait-il avoir ? Quelles sont les particularités de la glace ?

L’objectif de la discussion est de parler de la couleur de la glace : elle est blanche, donc elle réfléchit l’essentiel des rayons lumineux et limite ainsi l’énergie reçue par l’océan ou le sol au- dessous d’elle. Quelle est la couleur de l’océan qui est sous la banquise ? Est-il plus clair ou plus foncé que la glace ? Si la banquise disparaît (ou diminue), que va-t-il se passer pour la température de l’océan ?

À ce stade, les élèves comprennent alors que la disparition totale ou partielle de la banquise entraînera une augmentation de la température des océans. Si cela est nécessaire, une autre expérience peut être menée : prendre deux récipients identiques, l’un étant recouvert de papier blanc et l’autre de papier noir. On remplit ces récipients d’une même quantité d’eau, on note la température et on les place dehors, au soleil. Après quelques minutes, on mesure à nouveau la température : l’eau dans le récipient recouvert de papier blanc est moins chaude.

Conclusion collective

La banquise est une grande surface blanche, elle réfléchit les rayons lumineux. Si elle disparaît, l’océan en dessous, qui est une surface sombre, sera directement exposé au soleil et se réchauffera encore plus. La diminution des glaciers et des calottes glaciaires a les mêmes conséquences : en « assombrissant » la planète, elle contribue à la réchauffer.

Notes scientifiques - L’important, ici, est que la banquise soit blanche et agisse comme un miroir : elle renvoie l’essentiel de la lumière qu’elle reçoit. Ce « pouvoir réfléchissant » s’appelle l’« albédo ». La mer, qui a un albédo d’environ 10%, est en effet beaucoup plus sombre (et absorbe donc beaucoup plus d’énergie lumineuse) que la neige fraîche, dont l’albédo vaut plus de 80%. - Le changement climatique, en faisant fondre les banquises, les calottes polaires et les glaciers, diminue l’albédo de la planète. Celle-ci se réchauffe alors de plus en plus, ce qui ne fait qu’accélérer la régression des banquises, calottes polaires et glaciers : c’est un cercle vicieux.

Prolongement multimédia L’animation interactive « Couleurs et température » permet de comprendre l’importance des glaces continentales et des banquises pour la planète en raison de leur faculté à réfléchir les rayons du Soleil.

Séance 3a : Dilatation des océans et niveau des mers Durée 45 minutes

Matériel

Pour la classe - un petit flacon en verre muni d’un bouchon en plastique, facile à percer (à défaut on peut utiliser une petite bouteille en plastique). - une paille transparente et fine - de l’eau froide colorée (avec du sirop par exemple) - un isolant thermique (laine, polystyrène…) - de l’eau chaude

Objectifs Comprendre que le réchauffement des océans est aussi responsable de l’élévation du niveau des eaux.

Compétences Pratiquer une démarche d’investigation : questionner, savoir observer, formuler une explication possible.

Lexique Pratiquer une démarche d’investigation : savoir observer, formuler une explication possible. Prendre des notes lors de l’observation d’une expérience.


Après avoir rappelé les conclusions de la séance 2 (la fonte des glaces continentales entraîne une élévation du niveau des mers), le maître demande aux élèves s’ils pensent qu’il puisse y avoir une autre raison pour que le niveau des mers monte.


Pour les guider, il leur propose le défi suivant : il met de l’eau colorée dans un petit flacon fermé et muni d’une paille. Les élèves doivent trouver un moyen de faire monter l’eau dans la paille.

Après une période de tâtonnements, et si aucun élève n’a eu l’idée de chauffer le flacon, l’enseignant peut les guider en resituant le problème dans son contexte : De quoi parle-t-on depuis plusieurs semaines en classe ? Quel est le problème que nous étudions ? etc., de façon à les faire parler du réchauffement … et à évoquer le rôle de la

température de l’eau. Il peut également évoquer avec les élèves le fonctionnement du thermomètre si celui-ci a été étudié : Que se passe-t-il dans un thermomètre : quand le niveau du liquide monte dans le tube ?

Notes pédagogiques - Bien entendu, si le flacon est en plastique, en pressant dessus, l’eau va également monter dans la paille, mais cela n’aura rien à voir avec le problème étudié. Il est donc préférable d’utiliser un flacon en verre (de plus, le verre conduit davantage la chaleur que le plastique, ce qui est très utile ici). - Le flacon doit être rempli à ras bord (quand on introduit la paille, un peu d’eau colorée doit y monter) et la jonction paille - bouchon doit être étanche. - Pour réchauffer l’eau contenue dans le flacon, plusieurs moyens sont possibles (prendre le flacon dans ses mains, le poser sur le radiateur…), le plus efficace consistant à le plonger dans un récipient contenant de l’eau chaude (attention à ne pas se brûler !). - Plus l’eau contenue dans le flacon est froide au début de l’expérience… et plus cette expérience est probante. Il est donc conseillé de remplir les flacons avec de l’eau mise au préalable au réfrigérateur. - Ce dispositif sert à amplifier la variation de volume qui, en soi, est très faible. Rapportée aux océans, l’élévation prévue au cours du siècle prochain est de l’ordre d’un mètre.

Plusieurs élèves tentent de réchauffer l’eau dans leur main (classe de CM1 de Myriam Bouridah, Meaux).

Mise en commun et conclusion

Au cours de la mise en commun, on constate que l’eau prend plus de place quand sa température augmente. Il est alors nécessaire de replacer la situation dans son contexte, en s’assurant que tous les élèves ont compris que le niveau de l’eau dans la paille représente le niveau des océans. La classe en conclut, par exemple : Le changement climatique va faire « gonfler » les océans, ce qui se traduira par une augmentation du niveau des eaux. En conséquence, certaines régions du globe seront inondées.

Note scientifique Ce phénomène de dilatation thermique des océans est en réalité la cause principale de l’élévation du niveau des mers, tant que l’on raisonne à court terme sur une augmentation de température « modérée » (3-6 degrés, comme cela est prévu pour le siècle prochain). Sur le long terme (après plusieurs siècles), la fonte des glaces prendra le dessus !

Séance 4 : Conséquences du changement climatique sur la santé et la biodiversité Durée 1 heure 30

Matériel

Pour chaque groupe -Documents (fiches 11, 12, 13, 14), à photocopier au format A4 Pour la classe : - une feuille (format affiche).

Objectifs Prendre conscience des conséquences directes du changement climatique, d’un point de vue sanitaire, social, et écologique.

Compétences

-Traiter une information complexe comprenant du texte, des images, des schémas, des tableaux… -Lire, interpréter et construire quelques représentations : diagrammes, graphiques. -Savoir qu’il existe différents milieux caractérisés par les conditions de vie qui y règnent et par les êtres vivants qui y habitent. -Rédiger un texte pour communiquer des connaissances.

Lexique Sanitaire, biodiversité, espèce vivante, milieu de vie, canicule, inondation.


L’enseignant introduit la séance en revenant sur les constatations faites dans la première séquence : il y a plusieurs indices qui nous permettent d’affirmer que le changement climatique est une réalité (fonte des glaces, augmentation des températures…). Certaines conséquences ont été étudiées préalablement (la montée du niveau des mers et ses conséquences humaines). A votre avis, quelles seront les autres conséquences de ce changement climatique ? Les réponses des enfants sont notées au tableau (il va faire de plus en plus chaud, certains animaux vont disparaître, etc.). Celles qui ne seront pas traitées dans cette séance peuvent faire l’objet d’une recherche documentaire additionnelle.


L’enseignant répartit alors les élèves en groupes et leur distribue une série de documents assortis d’une consigne (fiches 11, 12, 13, 14). Un premier groupe travaille sur l’augmentation des températures (en France) et ses conséquences sanitaires tandis qu’un deuxième étudie la multiplication des événements extrêmes dans le monde. Enfin, un troisième groupe travaille sur la biodiversité.

Note pédagogique Cette séance fonctionne selon le même schéma que la séance 1, et les thèmes étudiés sont sensiblement les mêmes, la différence étant qu’ici, ce sont les évolutions futures qui sont évoquées, et non les évolutions passées.

Thèmes Documents distribués Objectifs

1

fiche 11

Constater que la canicule de 2003 pourrait représenter un été « normal » en 2070, avec tous les risques que cela implique pour la santé.

2

fiches 12 et 13

Prendre conscience de l’ampleur du changement climatique annoncé et de ses conséquences possibles sur la multiplication des événements extrêmes : sécheresses, inondations, grandes chaleurs…

3

fiche 14

Comprendre que le changement climatique met en danger de nombreuses espèces vivantes : diminution du territoire de chasse (exemple de l’ours polaire), perturbation des cycles de reproduction (exemple de la mésange bleue)... D’autres effets sur les espèces vivantes sont proposés en prolongement.

Chaque groupe rédige collectivement un compte-rendu que chaque élève du groupe recopie sur son cahier d’expériences.

Mise en commun

Les différents groupes présentent leur travail à la classe, l’enseignant veillant à ce que les rapporteurs ne se contentent pas de lire un texte. Au cours de ces présentations, la multiplicité des phénomènes étudiés à l’échelle locale (hausse des températures en France, menaces sur l’ours polaire…) conduit, comme à la séance 1, au constat que le changement climatique est un phénomène global et que tout le monde est concerné.

Notes scientifiques - Le changement climatique aura d’autres effets négatifs sur la santé que ceux mentionnés ici, car il favorisera notamment certaines maladies à vecteur (par exemple, le paludisme, transmis par les moustiques). Ces effets « indirects » sont cependant moins importants, en Europe, que l’effet « direct » de stress thermique sur la santé (canicule…). - Le changement climatique n’aura pas que des effets négatifs. En particulier, certains secteurs de l’agriculture pourraient tirer profit d’une augmentation des températures (notamment dans les pays froids !) ou de l’augmentation du taux de CO2 dans l’atmosphère (qui pourrait favoriser la photosynthèse). Dans d’autres régions, en revanche, la perturbation du cycle de l’eau créera un stress hydrique important qui sera néfaste à la croissance des plantes. Concernant l’agriculture, il n’y a donc pas de réponse univoque à la question : « Le changement climatique est-il néfaste ? » Ce constat peut être évoqué avec les élèves afin de relativiser les risques et d’éviter un sentiment de panique teinté de fatalisme. C’est, en partie, l’objectif de l’étude documentaire de la fiche 13.


La classe élabore une conclusion collective, l’enseignant notant au tableau les propositions des enfants. La conclusion comportera plusieurs éléments, comme par exemple : Au cours du siècle prochain, le changement climatique : - augmentera la température moyenne sur la Terre d’environ 3 degrés, rendant ainsi plus fréquents les événements climatiques extrêmes comme les canicules, les inondations, les sécheresses… et posant de nombreux problèmes de santé ; - fera disparaître des milliers d’espèces vivantes un peu partout sur la planète ; - fera monter le niveau des mers et des océans d’environ un mètre, obligeant des millions de personnes à se déplacer (rappel des séances précédentes). Chaque élève recopie sur son cahier d’expériences la conclusion de la classe, tandis que l’enseignant met en ordre tous les éléments notés au tableau ainsi que la conclusion de la classe sur une affiche qui restera au mur pendant les séances suivantes.

Prolongements - Cette séance peut être avantageusement adaptée au contexte local. Par exemple, on pourra discuter de l’impact du réchauffement sur la modification des dates de vendanges si l’on est dans une région viticole… Divers documents « locaux » sont proposés sur le site Internet du projet.

- L’impact du changement climatique sur la biodiversité peut également être étudié à l’aide de documents vidéo. Une sélection de films ou d’animations est disponible sur le site Internet du projet


Séquence 3 : Quelles sont les origines du changement climatique ?


Résumé :

Identifier l’effet de serre comme origine du changement climatique - Distinguer effet de serre naturel et effet de serre d’origine humaine - Comprendre le fonctionnement d’une serre - Construire une serre et en tester les performances - Comprendre l’analogie serre / effet de serre atmosphérique, et ses limites - Montrer que le gaz carbonique est un gaz à effet de serre - Constater la corrélation entre les émissions de gaz à effet de serre et l’augmentation de la température - Comprendre que les activités humaines sont responsables de l’augmentation de l’effet deserre et donc du changement climatique - Calculer son propre « bilan carbone »


Sommaire du document

Séquence 1 : Pourquoi dit-on que les climats changent ? Séquence 2 : Quelles sont les conséquences du changement climatique ? Séquence 3 : Quelles sont les origines du changement climatique ? Séquence 4 : Et moi, que puis-je faire ? Séquence 5 : Comment économiser l’énergie chez soi ?

Séance 5 : Qu’est-ce que l’effet de serre? Durée 1 heure

Matériel Pour chaque élève : - deux textes (fiche 15) à photocopier

Objectifs - Identifier l’augmentation de l’effet de serre comme origine du changement clima tique ; - Distinguer effet de serre naturel et effet de serre d’origine humaine.

Compétences Savoir que l’activité humaine peut avoir des conséquences sur les milieux.

Lexique Effet de serre, gaz carbonique, gaz à effet de serre, atmosphère.


L’enseignant replace l’activité dans le contexte de ces dernières semaines : Actuellement, la Terre se réchauffe et nous avons vu que cela avait beaucoup de conséquences sur la nature et sur l’Homme. Nous allons essayer d’expliquer ce phénomène. D’après vous, pourquoi la Terre se réchauffe-t-elle ? Il note sur une affiche les propositions des élèves, et relance la classe en devenant plus précis : Lorsque je vous dis « effet de serre », à quoi pensez-vous ?

Des enfants ont certainement entendu parler de « l’effet de serre » mais leurs explications sont confuses. Sur leur cahier d’expériences, les élèves écrivent les mots, les idées, les notions qui leur viennent à l’esprit. Puis l’enseignant interroge les élèves et, à nouveau, note les mots sur une affiche. Les mots attendus sont, par exemple : « serre comme dans les jardins », « serre pour les fleurs », « faire pousser », « protéger », « à l’abri », « chaleur », « humidité », « danger », « pollution », « gaz », « couche d’ozone », etc.

Trace écrite collective (classe de CM1 de Christelle Colombi, Meaux).

Un élève vient classer tous ces mots selon qu’ils lui évoquent quelque chose de plutôt positif ou de plutôt négatif pour la nature et/ou pour l’Homme. L’enseignant questionne alors les élèves sur ce qui se passerait sur la Terre s’il n’y avait pas « l’effet de serre ». Il peut reprendre l’exemple des fleurs que l’horticulteur met dans une serre pour qu’elles poussent alors que la température extérieure est inférieure à 5°C. Grâce à la serre, les fleurs poussent. L’effet de serre permet à l’atmosphère de maintenir une température moyenne de +15°C : sans lui, la température moyenne à la surface de la Terre serait de -18°C (voir étude documentaire ci-dessous).


Le premier texte de la fiche 15 est distribué aux élèves pour une lecture individuelle. La consigne est : « Schématisez ce que vous avez compris », l’objectif étant d’arriver à une représentation simplifiée du mécanisme de l’effet de serre.

Fiche 15

Mise en commun – Conclusion collective

Après une quinzaine de minutes, quelques élèves viennent présenter leurs schémas au tableau. Chaque schéma est discuté : Qu’est-ce que tu as voulu représenter ? Où est la Terre ? Où est l’atmosphère ? Petit à petit, un schéma type se construit, par exemple sous cette forme :

Notes scientifiques • Les angles des différentes flèches, sur ce schéma, n’ont aucune signification scientifique : leur rôle est uniquement de faciliter la lecture du schéma. • Ce schéma est bien sûr très simplifié afin de se focaliser sur l’essentiel pour des élèves de l’école primaire : l’atmosphère (grâce aux gaz à effet de serre) « renvoie » vers le sol une partie de la chaleur émise par la Terre, ce qui la réchauffe. Une description plus « fine » de ce phénomène ainsi qu’un schéma plus complet sont proposés dans l’arrière-plan scientifique.

Note pédagogique Il se peut que certains élèves confondent l’effet de serre et le problème de la couche d’ozone. Explorer la différence entre les deux phénomènes, dans une démarche d’investigation, prend beaucoup de temps. Il est préférable, ici, que le maître explique lui-même cette différence (voir l’arrière-plan scientifique) ou oriente les élèves vers une recherche documentaire. S’il souhaite passer davantage de temps sur cet aspect, il peut s’inspirer du projet « Vivre avec le Soleil » (en ligne sur le site Internet de La main à la pâte), qui permet de traiter du rôle de la couche d’ozone de façon expérimentale.


Les élèves étudient alors le second document de la fiche 15 et listent sur leur cahier d’expériences les aspects positifs et négatifs de l’effet de serre.

Mise en commun

La classe met en commun les différentes propositions d’effets positifs/négatifs de l’effet de serre, en revenant sur la classification effectuée en début de séance.

Conclusion et trace écrite

Une conclusion collective prend alors forme. Par exemple : L’effet de serre est un phénomène naturel, qui permet à la Terre de garder une température moyenne clémente (15 degrés). Les activités humaines, en rejetant des gaz à effet de serre dans l’atmosphère, augmentent l’effet de serre, ce qui est à l’origine du changement climatique que l’on observe aujourd’hui.

Notes scientifiques • Il y a de nombreux gaz à effet de serre : le gaz carbonique (CO2) est le principal puisqu’il est responsable de 53 % de l’effet de serre dû à l’homme. Viennent ensuite le méthane (17 %), puis le protoxyde d’azote, les halocarbures, etc. Le gaz carbonique n’est pas le plus puissant des gaz à effet de serre, mais il est, et de loin, celui dont la concentration dans l’atmosphère est la plus élevée.

• Par souci de simplicité, dans cette séance et dans toute la suite du module pédagogique, nous ne parlons que de « gaz à effet de serre » ou de « gaz carbonique », comme si ce gaz était le seul responsable de l’effet de serre (on parle alors en « équivalent carbone »).

Prolongement multimédia

L’animation interactive « L’effet de serre » explique le mécanisme de l’effet de serre sur la Terre de façon très visuelle, et permet de simuler l’augmentation de la température en fonction de la quantité.

Séance 5a : Comment fonctionne une serre ? Durée 1 heure

Matériel Pour la classe : - une mini-serre, réalisée par l’enseignant ou achetée dans une jardinerie (10 € environ)

Objectifs Comprendre le fonctionnement d’une serre.

Compétences - Pratiquer une démarche d’investigation : questionner, savoir observer, formuler une explication possible. - Participer à la conception d’un protocole expérimental.

Lexique Serre horticole.

Note pédagogique préalable

Pourquoi étudier une serre ? Dans les séances précédentes et suivantes, il est question d’« effet de serre » ou de « gaz à effet de serre », et ces dénominations sont issues d’une analogie entre la serre (horticole) et l’atmosphère. Si l’étude de la serre horticole n’est pas indispensable à la compréhension de l’effet de serre (à ce titre, la séance 6 est probablement mieux adaptée), elle permet de mieux comprendre cette terminologie et cette analogie, et elle offre un support concret aux séances, plus abstraites qui suivront. Les séances 5a, 5b, et 5c sont toutes trois optionnelles et consacrées à l’étude et à la réalisation d’une serre.

Construire directement une serre ou étudier d’abord une serre existante ? Deux options sont possibles dans la classe, et toutes les deux sont aussi fécondes du point de vue de la démarche d’investigation de la part des élèves :

o étudier une serre existante et utiliser ces observations pour en construire une autre o construire une serre à partir des seules informations recueillies dans les séquences précédentes.

Dans ce module, nous décrivons la première option (étudier une serre existante) car elle nous paraît à la fois plus facile et plus rapide. La seconde option est parfaitement possible, mais le maître doit s’attendre à devoir y consacrer davantage de temps (5-6 séances), à moins d’avoir affaire à des élèves déjà familiers des serres horticoles, comme cela peut être le cas en milieu rural. Dans le cas contraire, construire une serre sans en avoir jamais vu prend davantage de temps car il faut procéder par essai - erreur. Cette seconde option est décrite brièvement en fin de séance, comme « variante ».

Préparation de la séance

Le maître fabrique préalablement une mini-serre (ou en achète une dans le commerce, pour environ 10 _ dans une jardinerie). Il existe de nombreuses possibilités pour fabriquer une miniserre, à partir d’un gros pot en verre (pot de

mayonnaise par exemple), d’un aquarium, d’un saladier en verre, etc. On peut utiliser du plexiglas. L’humidité et l’aération sont des éléments à prendre en compte si on passe à des essais de culture, mais qui peuvent être ignorés dans le cas contraire.

Exemple de serre à fabriquer :

Note pédagogique : Plutôt que de fabriquer une serre « de démonstration », le maître peut organiser la visite d’une vraie serre avec sa classe, ou tout simplement montrer des photos de serres horticoles.

Notes scientifiques

Il est malheureusement facile de fabriquer une serre sans « effet de serre » ! En effet, dans une « vraie » serre, deux mécanismes sont responsables de la hausse de température :

o le premier, qui n’a rien à voir avec l’effet de serre, est tout simplement le confinement de l’air. Le seul fait que l’enceinte soit fermée empêche l’air chauffé par le Soleil de sortir et d’être remplacé par de l’air froid, ce qui augmente la température dans la serre ;

o le second, qui est l’effet de serre proprement dit, est dû au fait que la paroi exposée au soleil laisse passer la lumière visible mais pas les infrarouges. Ainsi, la lumière visible pénètre dans la serre et réchauffe les parois intérieures et le sol (surtout s’ils sont sombres) qui, une fois chauffés, émettent des infrarouges. Ces infrarouges ne peuvent pas quitter la serre car le verre les absorbe : la serre « piège » cette énergie, ce qui augmente la température.

On voit (trop) souvent des « serres » qui, à la place du verre, utilisent un film de cellophane. Le film de cellophane étant transparent dans le visible et dans l’infrarouge, il ne provoque pas d’effet de serre. Ces « serres » chauffent malgré tout (cf. premier mécanisme, ci-dessus), mais ne peuvent en aucun cas prétendre illustrer l’effet de serre !

Les matériaux adéquats, transparents dans le visible et (totalement ou partiellement) opaques dans l’infrarouge sont : le verre, le plexiglas et, en général, les autres plastiques rigides « transparents » que l’on trouve autour de nous. Ce sont ceux-là qu’il est préférable d’utiliser ici.

Il existe des matériaux qui sont, eux, opaques dans la lumière visible et transparents dans l’infrarouge : ce sont des matériaux « anti-effet de serre » (par exemple les sacs-poubelles noirs).

Découverte de la serre

L’enseignant montre la serre qu’il a préparée, ou achetée, aux élèves et les questionne sur ce dispositif. Qu’est-ce que c’est ? À quoi ça sert ? Fait-il plus chaud à l’intérieur ou à l’extérieur ? Comment ça marche ?

Identification des différents éléments

Les élèves, répartis en petits groupes, dessinent la serre puis en identifient les différentes parties, et à quoi elles servent. Dans une serre, il y a en général :

- une paroi « transparente » (voir plus haut), dont le rôle est de laisser passer la lumière du Soleil. Son opacité aux infrarouges n’a pas besoin d’être évoquée avec les élèves ; - des parois rigides, qui servent à emprisonner l’air de la serre, et qui doivent être suffisamment solides pour résister au vent et pour qu’on puisse manipuler la serre ; - un fond sur lequel on va poser soit un appareil de mesure (thermomètre), soit des plantes à faire pousser. Ce fond a tout intérêt à être le plus sombre possible pour absorber au maximum l’énergie solaire.

Mise en commun

La mise en commun se fait au tableau, chaque groupe désignant un rapporteur pour exposer ses idées. L’enseignant veille à ce que chaque désaccord soit débattu avec toute la classe afin de lever les ambiguïtés. Il leur annonce alors qu’ils vont pouvoir, eux aussi, fabriquer une serre à leur façon, c’est-à-dire que leur serre ne sera pas forcément identique à celle qui leur a été présentée. Chaque groupe pourra en réaliser une. La première question qui se pose est : De quels matériaux aurez-vous besoin ? Si certains matériaux ne sont pas disponibles, par quels matériaux équivalents pouvez-vous les remplacer ?

Conception d’une serre

Les élèves, répartis en groupes, doivent donc spécifier les matériaux qu’ils vont utiliser pour remplir toutes les fonctions d’une serre. L’enseignant peut les encourager à utiliser des matériaux non présents dans la classe s’ils peuvent les apporter de chez eux et s’ils ne sont pas dangereux. Les problèmes liés à la mise en œuvre de matériaux peu habituels dans la classe sont à discuter en classe entière. Ils réalisent également un schéma de leur future serre. Si les élèves n’en ont pas tenu compte, le maître attire leur attention sur les dimensions de leur serre (par exemple, elle doit être suffisamment grande pour y placer un thermomètre !).

Classe de CM1 de Christelle Colombi, Meaux.

Notes pédagogiques :

Certains enfants voudront peut-être utiliser du film cellophane pour réaliser leur serre. Faut-il les en empêcher, sachant que cette serre ne fonctionnera pas grâce à l’effet de serre (voir la note scientifique en début de séance) ? Non, car la distinction entre les deux types de serre n’est pas à leur portée. De plus, leur « serre » fonctionnera quand même (il y fera plus chaud qu’à l’extérieur), mais simplement moins bien qu’une serre en verre ou en plexiglas.

Certains élèves peuvent avoir l’idée de réaliser une serre extrêmement simple, mais pourtant très efficace : un saladier en verre retourné et placé sur un fond sombre, ou même un grand pot vide (type pot de mayonnaise)… Dans ce cas, la dimension technologique de l’activité est très réduite, libre au maître alors de refuser ou d’accepter ce type de réalisation.

Variante

Comme indiqué en début de séance, une autre démarche est possible pour l’étude de la serre : construire une serre avec ses élèves sans modèle. Voici quelques pistes (en remplacement de cette séance et des deux qui suivent) :

Étape 1 Les élèves recensent tout ce qu’ils savent déjà concernant les climats (ils peuvent mentionner la chaleur, l’humidité, l’ensoleillement, l’influence de ces facteurs sur les paysages…), le changement climatique et l’effet de serre (l’existence et le rôle de l’atmosphère, la différence entre l’effet de serre naturel et celui d’origine humaine, les conséquences du changement climatique…).

Étape 2 De la même manière, ils recensent ce qu’ils savent à propos des serres (ça permet de faire pousser des fruits et légumes en hiver, c’est un endroit fermé, il y a beaucoup de vitres…). Ils dessinent une serre telle qu’ils l’imaginent (c’est une ébauche plus qu’un dessin mais cela doit permettre, ensuite, de discuter des correspondances possibles entre la Terre et son modèle la serre).

Étape 3 Après avoir évoqué l’origine de l’expression « effet de serre », la classe tente de comprendre comment une serre horticole peut représenter la Terre et son atmosphère. La surface terrestre est représentée par le sol de la serre, la pluie par l’arrosage, etc. Se pose alors le problème de l’atmosphère : qu’est-ce qui, dans la serre, représente l’atmosphère ? Si les élèves ont déjà vu une serre, ils proposeront une vitre. Sinon, le maître peut les guider en leur demandant : Quelle matière laisse passer la lumière du Soleil en enfermant un espace au-dessus du sol ?

Étape 4 Construction d’une serre, en se posant les questions suivantes : - la vitre : quel matériau (verre, plastique…) ? - le sol : quel nature ? quelle couleur ? - le « contenant » : que mettre à l’intérieur de la serre ?

Étape 5 Réalisation des différents composants (par groupes).

Étape 6 Présentation des réalisations et comparaison des performances des différentes serres.

Séance 5b : Fabrication d’une serre Durée 1 heure

Matériel

Pour chaque groupe : - le matériel identifié lors de la séance précédente (par exemple, du carton, des élastiques, une plaque de plexiglas, etc.). Pour la classe : - un thermomètre additionnel servant de témoin ; - petit outillage simple : ciseaux, pinces, ruban adhésif, colle…

Objectifs Construire une serre.

Compétences Développer des habiletés manuelles et techniques.

Construction de la serre

Les élèves, répartis en groupes, vérifient qu’ils ont bien tout le matériel nécessaire et construisent leur serre. L’enseignant les guide dans la résolution de certaines difficultés techniques qui pourraient apparaître (comment faire tenir le couvercle, etc.). Il veille également à ce que les dimensions de chaque serre permettent d’y loger un thermomètre de façon à ce qu’on puisse le lire sans le retirer de la serre.

Note pédagogique Il peut être utile de constituer une réserve de matériaux pour éviter qu’en cas d’oubli des groupes soient bloqués dans la réalisation de leur serre.

Mise en commun

Les serres terminées sont posées les unes à côté des autres, dans la classe, et chaque groupe désigne un rapporteur qui vient présenter sa réalisation. Le rapporteur explicite les choix faits, qu’il s’agisse des matériaux ou du schéma de la serre. L’enseignant leur demande : Comment être certain que toutes ces serres fonctionnent bien ? Y en a-t-il, d’après-vous, qui fonctionnent mieux que d’autres ? La classe met alors au point un protocole de test des différentes serres. Il convient d’être attentif à ce que ces tests soient le plus rigoureux possible : - toutes doivent être testées en même temps et exposées au soleil de la même façon afin que chacune reçoive autant de lumière que les autres ; - il est nécessaire de mesurer la température régulièrement, par exemple toutes les dix minutes pendant une heure ; - la mesure de la température doit pouvoir se faire sans avoir à ouvrir ou à déplacer la serre ; - idéalement, il faut aménager une zone d’ombre dans la serre pour y placer le thermomètre ; - il faut penser à utiliser un thermomètre témoin (placé à l’ombre) afin de vérifier qu’il fait effectivement plus chaud dans les différentes serres qu’à l’extérieur.

Traces écrites

Les élèves notent ce protocole de test sur une affiche et dans leur cahier d’expériences, en ajoutant un tableau qui permettra de relever les températures.

Test des différentes serres réalisées (classe de CE2 d’Emmanuel Weiss, Chatenay Malabry).

Séance 5c : Utilisation de la serre Durée 1 heure

Matériel Pour chaque groupe :

- les serres construites précédemment ; - un thermomètre. Pour la classe : - un thermomètre témoin.

Objectifs - Comparer les performances des différentes serres. - Comprendre l’analogie serre / effet de serre atmosphérique et ses limites.

Compétences Pratiquer une démarche d’investigation : questionner, savoir observer, formuler une explication possible et chercher à la valider.

Test des serres (expérimentation)

Chaque groupe sort sa serre dans la cour et l’expose comme il a été convenu de le faire lors de la séance précédente. L’exposition prenant du temps (une heure par exemple), les élèves retournent en classe et discutent de l’expérience en cours. Régulièrement (toutes les dix minutes par exemple), un membre de chaque groupe sort mesurer la température de sa serre, qu’il note sur son cahier d’expériences.

Note scientifique Vérifier que les thermomètres soient de bonne qualité et bien calibrés, c’est-à-dire qu’ils affichent la même température avant l’expérience !

L’enseignant questionne les élèves sur l’expérience qu’ils sont en train de réaliser : D’après vous, que va-t-il se passer ? Pourquoi cela se passe-t-il ainsi ? Quel rôle joue la paroi en verre (ou en plastique…) ? Quel rapport y a-t-il entre nos serres et l’effet de serre dont on parle à cause du réchauffement climatique ? Dans l’atmosphère, qu’est-ce qui joue le même rôle que la paroi en verre de notre serre ? L’objectif est de comprendre progressivement en quoi la serre est un modèle de ce qui se passe dans l’atmosphère : les gaz à effet de serre jouent le même rôle que la paroi en verre (ils laissent passer la lumière visible, qui chauffe le sol, mais empêchent une partie du rayonnement infrarouge émis par le sol de s’échapper dans l’espace).

Note scientifique Il y a une différence importante entre la serre et l’atmosphère : la serre est un milieu clos entouré de parois. Dans l’atmosphère, il n’y a pas de boîte pour retenir les gaz, y compris les gaz à effet de serre : c’est la gravité qui s’en charge. La serre est donc un modèle imparfait de l’effet de serre ; l’analogie a ses limites.

Mise en commun

On compare les résultats obtenus pour les différentes serres et on discute des raisons qui font que certaines serres sont plus efficaces que d’autres. Afin de vérifier la validité de l’analogie entre la serre et l’atmosphère, l’enseignant peut demander aux élèves : Que se passe-t-il si, dans l’atmosphère, on rajoute des gaz à effet de serre ? (La température augmente.) À quoi cela correspond-il dans nos serres ? (Augmenter la quantité de gaz à effet de serre correspond, dans notre analogie avec la serre, à rajouter plusieurs parois en verre.) Dans ce cas, que devrait-il se passer si l’on empilait plusieurs vitres ? (La température dans la serre doit augmenter.) La classe peut alors vérifier cette hypothèse et empiler plusieurs parois au-dessus d’une serre : à chaque fois que l’on ajoute une vitre, on augmente la température dans la serre « centrale ». Voici un exemple avec une paroi rajoutée au-dessus d’une serre :

Note scientifique Cette expérience n’est valable qu’avec de « vraies » serres (avec des matériaux qui sont transparents dans le visible et opaques dans l’infrarouge).

Conclusion

La classe élabore alors collectivement une conclusion de ce type : Dans une serre, il y a une vitre qui sert à laisser passer la lumière du soleil et à piéger la chaleur. Dans l’atmosphère, le gaz carbonique fait exactement la même chose, c’est pourquoi on l’appelle « gaz à effet de serre ». Si l’on ajoute des vitres dans la serre, ou si l’on ajoute des gaz à effet de serre dans l’atmosphère, la température augmente.

Séance 6 (optionnelle) : Comment montrer que le CO2 est un gaz à effetde serre ? Avant propos : Nous déconseillons cette séance, dans la mesure où l'expérience proposée est diffificile à mettre en oeuvre. L'effet mesuré est très fin et il est fréquent que de subtiles erreurs de manipulations (inévitables à l'école primaire !) empêchent de le mesurer. La variente 1 est publiée dans l'ouvrage d'origine (Le climat, ma planète... et moi !, Le Pommier, 2008), tandis que la variente 2 est une proposition de Jean-Christophe Hortolan (CDDP Charente) & Blaise Viairon (IA Charente). Cette variente 2 est plus facile à mettre en place, mais ne donne pas pour autant de résultats plus marqués.

A moins de disposer d'une source de CO2 plus importante (type "capsule de CO2 comprimé"), la séance suivante, basée sur une étude documentaire, est préférable.

Durée 1 heure + 5 minutes de préparation la veille

Matériel

Variante 1 o Pour la classe

deux bouteilles de 50cl de cola (ou autre boisson gazeuse de couleur foncée) pleines au départ

deux bouteilles de deux litres en plastique transparent, vides

deux thermomètres identiques et précis, et qui affichent la même température au départ !

une lampe de bureau (équipée d’une ampoule assez puissante : 100 ou 150 W)

Variante 2 o Pour la classe

deux bouteilles de cola de 50cl, pleines au départ deux bouteilles vides de 75 cl en verre blanc, avec un

bouchon de type « Cognac » ou « pineau »

deux thermomètres identiques et précis (type « vin » ou « viande », et qui affichent la même température au départ !

une lampe de bureau (équipée d’une ampoule assez puissante : 100 ou 150 W minimum, éviter les ampoules fluo-compactes)

Objectifs Montrer que le gaz carbonique est un gaz à effet de serre.

Compétences

- Pratiquer une démarche d’investigation : questionner, savoir observer, formuler une explication possible et chercher à la valider. - Organiser et représenter des données numériques. - Lire, interpréter et construire quelques représentations : diagrammes, graphiques.

La veille : préparation de l’expérience

(Cette expérience est inspirée d’une activité décrite dans l’ouvrage Global Warming : Understanding the Forecast, Teachers Resource Manual, de Carl M. Raab et Jane E. S. Sokolow, New York, American Museum of Natural History, Education Department, 1992.)

Variante 1

L’enseignant a préparé le montage expérimental suivant : - couper le haut des deux bouteilles de 2 l vides de façon à obtenir deux récipients identiques de 20 cm de hauteur ; - tracer un trait à 8 cm du fond sur chacune de ces deux bouteilles vides ; - percer un petit trou à 5 cm au-dessus de chaque trait, le trou devant être du même diamètre que le thermomètre ; - placer les deux récipients sous la lampe de bureau (éteinte pour l’instant) à égale distance (20 cm environ) de la lampe ; - placer les deux bouteilles de soda pleines, non ouvertes, à côté du dispositif. L’enseignant et la classe reviennent ensemble sur les conclusions des séances précédentes. Ce rappel sera bien entendu légèrement différent selon que les séances optionnelles (étude et réalisation d’une serre) auront été menées ou non.

Dans l’atmosphère, il y a un gaz qui agit comme la vitre de notre serre. Ce gaz s’appelle le « gaz carbonique ». Demain, nous essaierons de le comprendre à l’aide une expérience. Pour cela, j’ai apporté ces bouteilles. De quoi s’agit-il ? Les enfants reconnaissent évidemment le soda en question et l’enseignant les questionne : Qu’estce que cette boisson a de particulier ? La discussion s’oriente sur le fait qu’il s’agit d’une boisson gazeuse, qu’il y a des bulles de gaz qui s’échappent du liquide et que ce gaz, justement, c’est du gaz carbonique (affirmation du maître). Demain, pour l’expérience, j’aimerais avoir deux bouteilles de la même boisson, l’une avec du gaz, l’autre sans. Comment faire ? Si cela ne suffit pas pour que les élèves trouvent la réponse, on peut les guider de cette façon : Qu’entendez-vous quand vous ouvrez une bouteille de cola ? Que remarquez-vous ? Que se passe-t-il si on laisse la bouteille ouverte toute la nuit ou si on l’évente ?Réponse : Il n’y aura plus de bulles (donc, plus de gaz). Cela étant dit, l’enseignant ouvre une des deux bouteilles de cola et en verse le contenu dans une des deux bouteilles vides (uniquement jusqu’au trait), de façon à éventer le cola qu’elle contient pendant la nuit. Pour plus d’efficacité, il peut éventer manuellement le cola en le remuant à l’aide d’une cuillère par exemple. L’autre bouteille de soda reste fermée. Toutes les bouteilles doivent rester à la température de la pièce.

Variante 2

L’enseignant a préparé le montage expérimental suivant : - placer les deux bouteilles en verre sous la lampe de bureau (éteinte pour l’instant) à égale distance (20 cm environ) de la lampe ; - placer les deux bouteilles de soda pleines, non ouvertes, à côté du dispositif. L’enseignant et la classe reviennent

ensemble sur les conclusions des séances précédentes. Ce rappel sera bien entendu légèrement différent selon que les séances optionnelles (étude et réalisation d’une serre) auront été menées ou non.

Dans l’atmosphère, il y a un gaz qui agit comme la vitre de notre serre. Ce gaz s’appelle le « gaz carbonique ». Demain, nous essaierons de le comprendre à l’aide une expérience. Pour cela, j’ai apporté ces bouteilles. De quoi s’agit-il ? Les enfants reconnaissent évidemment le soda en question et l’enseignant les questionne : Qu’estce que cette boisson a de particulier ? La discussion s’oriente sur le fait qu’il s’agit d’une boisson gazeuse, qu’il y a des bulles de gaz qui s’échappent du liquide et que ce gaz, justement, c’est du gaz carbonique (affirmation du maître). Demain, pour l’expérience, j’aimerais avoir deux bouteilles de la même boisson, l’une avec du gaz, l’autre sans. Comment faire ? Si cela ne suffit pas pour que les élèves trouvent la réponse, on peut les guider de cette façon : Qu’entendez-vous quand vous ouvrez une bouteille de cola ? Que remarquez-vous ? Que se passe-t-il si on laisse la bouteille ouverte toute la nuit ou si on l’évente ? Réponse : Il n’y aura plus de bulles(donc, plus de gaz). Cela étant dit, l’enseignant ouvre une des deux bouteilles de cola et en verse le contenu dans une des deux bouteilles en verre, de façon à éventer le cola qu’elle contient pendant la nuit. Cette bouteille doit donc rester ouverte. Pour plus d’efficacité, il peut éventer manuellement le cola en le remuant à l’aide d’une cuillère par exemple. L’autre bouteille de soda reste fermée. Toutes les bouteilles doivent rester à la température de la pièce.

Le jour J : expérimentation

Variante 1

L’enseignant réalise le montage expérimental en versant du cola non éventé dans l’autre bouteille de 2 litres jusqu’au trait. Précaution : incliner le récipient et laisser couler le liquide le long de la paroi pour éviter un début rapide de dégazage. Les deux récipients de 2 litres, l’un contenant du cola éventé, l’autre du cola non éventé, sont placés sous la lampe (éteinte pour le moment), avec deux thermomètres posés sur la table. Tout au long de la séance, les élèves auront à noter ce qu’ils observent dans leur cahier d’expériences. Le maître demande alors aux élèves d’expliquer le principe de l’expérience présentée. Il s’agit de noter l’évolution de la température dans chaque récipient et de voir si le gaz échappé du cola a une influence ou pas sur la température. Il suffit d’attendre trente minutes pour que le gaz carbonique quitte le cola non éventé et remplisse le récipient.

Note scientifique Le gaz carbonique étant plus dense que l’air, il va rester un moment dans le récipient. Si l’on attend trop longtemps cependant, il va diffuser dans toute la pièce.

Pendant les trente minutes d’attente, les élèves préparent le compte-rendu de l’expérience dans leur cahier, en faisant un premier schéma :

Le maître veille à ce que chacun comprenne l’intérêt du dispositif, qui réside dans l’analogie que l’on fait avec l’atmosphère. Ici, l’atmosphère riche en gaz à effet de serre est représentée par l’air enrichi par le contenu des bulles du soda (ce contenu est du CO2). Le soda lui-même représente la Terre ou les océans, et la lampe représente le Soleil. Au bout de 30 minutes, l’air contenu dans un des récipients est enrichi en gaz carbonique, et l’autre non. On introduit les deux thermomètres dans les trous prévus pour cela, et on allume la lampe.

On relève la température dans les deux récipients toutes les minutes pendant dix minutes et on la reporte dans un tableau, puis sous forme de graphique. On constate que la température est plus élevée dans le récipient dont l’ « atmosphère » est enrichie en gaz carbonique (écart attendu : environ 1°C).

Notes scientifiques

La lecture de la température doit être faite « bien en face » du thermomètre pour éviter au maximum les erreurs de parallaxe. Les thermomètres doivent être précis car l’écart de température à mesurer est faible.

Il est important d’attendre trente minutes que le cola ait dégazé avant d’introduire le thermomètre, sans quoi celui-ci risquerait d’être éclaboussé (à cause des bulles qui éclatent) et cela fausserait la mesure de température. Pendant la phase de dégazage, on peut recouvrir la bouteille d’un papier cellophane (cela évitera que le gaz carbonique ne diffuse dans la pièce). Bien sûr, il faut retirer le papier cellophane avant d’allumer la lampe !

Pourquoi arrêter la mesure de la température au bout de dix minutes ? Tout simplement car le CO2 se réchauffe sous l’action de la lampe et que, devenu plus chaud, il va s’élever et quitter le récipient.

Pour cette même raison, il ne faut pas toucher à la bouteille en train de dégazer (des secousses pourraient créer de la turbulence et accélérer la dispersion du CO2 hors du récipient).

Quand les thermomètres affichent une différence de 1,5°C (au bout de onze minutes), il est temps d’arrêter les relevés de température. Si l’on continue, l’écart de température va diminuer progressivement car le gaz carbonique s’échappe de la bouteille.

Variante 2

La variante 2 se déroule de la même manière, sauf qu'on commence par introduire un thermomètre au travers de chacun des bouchons des bouteilles en verre (les percer au préalable) de façon à obtenir une fermeture hermétique.

On remplit alors la deuxième bouteille en verre avec le contenu de la nouvelle bouteille de 50cl de cola (celle qui était restée fermée). On bouche les deux bouteilles en verre et on les place sous une forte lampe : selon la puissance de celle-ci, la différence de température apparaît au bout de 10 à 20 minutes (2 à 3°C d’écart).

Si le montage est bien hermétique, le CO2 reste dans la bouteille et on peut prolonger l'expérience pendant plusieurs heures : l'écart de température est alors plus marqué. Cette expérience est plus facile à réaliser que dans la variante 1, dans la mesure où le CO2 ne quitte pas la bouteille : la concentration étant plus élevée, l'effet de serre est plus marqué. De plus, on n'a plus besoin de prendre des précautions particulières (ne pas toucher la table pour éviter de faire des turbulences et ainsi perdre le CO2).


Après la lecture des relevés de température, la classe constate que l’air enrichi en CO2 s’est davantage réchauffé que l’air « pauvre » en CO2. L’analogie avec l’atmosphère peut alors être faite : Plus l’atmosphère contient de gaz carbonique, plus elle se réchauffe. Le gaz carbonique est bien un gaz à effet de serre.

Cette conclusion est notée sur le cahier d’expériences, accompagnée d’un schéma. Ce constat sera à nouveau confirmé, et complété, lors de la séance suivante, au cours de laquelle les élèves constateront les corrélations entre la concentration de gaz carbonique dans l’atmosphère et la température moyenne sur la Terre depuis mille ans.

Variante 3

Cette séance peut être menée « dans l’autre sens » : plutôt que de demander aux élèves en quoi consiste l’expérience, le maître peut la réaliser sans rien expliquer, constater la différence de température avec les enfants… et leur demander d’interpréter ce résultat : Quelle est la différence entre les deux récipients ? Qu’est-ce que ça change d’avoir du cola éventé ? L’objectif est d’arriver à la conclusion : plus il y a de CO2, plus la température augmente.

Séance 7 : En quoi l’homme est-il responsable du réchauffement ? Durée 1 heure

Matériel Pour chaque élève : - un document composé de deux tableaux et deux graphiques (fiche 16) à photocopier

Objectifs

- Constater la corrélation entre les émissions de gaz à effet de serre et l’augmentation de la température ; - Comprendre que les activités humaines sont responsables de l’augmentation de l’effet de serre et donc du changement climatique.

Compétences

- Traiter une information complexe comprenant du texte, des images, des schémas, des tableaux… - Lire, interpréter et construire quelques représentations : diagrammes, graphiques - Prendre en considération les progrès techniques, les transformations économiques et sociales ; - Savoir que l’activité humaine peut avoir des conséquences sur les milieux.

Lexique Révolution industrielle.


L’enseignant et les élèves reviennent sur les conclusions des séances précédentes : l’effet de serre est responsable du changement climatique et le gaz carbonique est un gaz à effet de serre. Il y a un effet de serre naturel, auquel nous ne pouvons rien, et un effet de serre artificiel, dû aux activités humaines. Le maître pose alors la question : Comment se fait-il que les activités humaines soient responsables de cet effet de serre ? de façon à orienter la discussion vers les émissions de gaz à effet de serre (et en particulier de gaz carbonique). Comment se fait-il que nous émettions des gaz à effet de serre ? D’où cela vient-il ? Et depuis quand ?


Fiche 16

L’enseignant distribue à chaque élève une photocopie de la fiche 16, qui comporte deux tableaux et deux graphiques vierges. La moitié des élèves travaille sur l’évolution de la température moyenne depuis mille ans (haut de la fiche), tandis que l’autre moitié travaille sur l’évolution de la concentration en CO2 de l’atmosphère depuis mille ans (bas de la fiche). Ils doivent chacun construire la courbe qui montre l’évolution de la température ou du CO2 depuis l’an 1000 jusqu’à aujourd’hui (données mesurées) et même jusqu’à 2100 (données simulées). L’enseignant peut faire remarquer aux élèves que les données présentées dans ces tableaux n’ont pas toutes le même statut : certaines sont des mesures directes, d’autres ont été déduites d’analyses a posteriori, et d’autres encore sont des prévisions basées sur des modèles climatiques.

Note pédagogique Suivant l’expérience acquise par les élèves, on pourra leur faire construire le graphique entièrement (que mettre sur les axes ? quelles échelles choisir ?…) ou, au contraire, leur donner un graphique déjà construit (mais sans la courbe !) et leur demander simplement d’y placer les points et de tracer la courbe.

Mise en commun

Plusieurs élèves viennent afficher leur courbe de température ou de CO2 au tableau et la discussion s’engage sur la forme de ces deux courbes. Très facilement, les élèves constatent que les deux courbes sont semblables (elles « s’emboîtent ») : une augmentation du taux de gaz carbonique dans l’atmosphère s’accompagne d’une augmentation de la température moyenne sur la Terre.

En soi, le fait que les deux valeurs (température et concentration en gaz à effet de serre) soient corrélées ne prouve pas que l’une soit la cause de l’autre. À l’école primaire, nous nous contenterons cependant de cette observation, car les mécanismes physiques et les modèles sont hors de portée des élèves. Cette observation apparaît ici comme une confirmation de ce qui a été vu à la séance précédente : le CO2 est bien un gaz à effet de serre : plus il y en a dans l’atmosphère, plus celle-ci se réchauffe.

Le maître questionne alors les élèves collectivement : Depuis quand l’augmentation de la température (ou des gaz à effet de serre, ce qui revient au même) se manifeste-t-elle ? Qu’il s’agisse de l’une ou de l’autre courbe, c’est depuis environ un siècle que cela « décolle ». Pourquoi à cette période ? Que s’est-il passé entre 1800 et 1900 ? L’objectif est de lancer une discussion collective sur les changements liés à la révolution industrielle : apparition des machines à vapeur (qui brûlent du charbon et émettent du gaz carbonique), puis du moteur à explosion et de toute l’industrie basée sur le pétrole (usines, voitures, chauffage, centrales électriques…).

Trace écrite d’un élève de CM2 (classe de Muriel Levresse, Strasbourg).

Note scientifique : Les activités humaines émettent de plus en plus de gaz à effet de serre, et ce pour deux raisons : d’une part parce que nos modes de vie changent (nous utilisons de plus en plus de pétrole, de charbon… et donc nous émettons, par habitant, de plus en plus de gaz à effet de serre) et d’autre part parce que nous sommes de plus en plus nombreux (la population a très fortement augmenté au cours du XXe siècle). L’arrière-plan scientifique revient en détail sur ces deux aspects.

Prolongement Faire un parallèle, sur la même période de temps, entre l’histoire « humaine » (population mondiale, grands événements, révolution industrielle…) et l’histoire du climat (quantité de gaz carbonique, température moyenne sur la Terre, petit âge glaciaire entre le XVIe et le XIXe siècle et, évidemment, le réchauffement récent).

Prolongement multimédia L’animation interactive « Le cycle du carbone » montre les différents mécanismes, naturels ou artificiels, qui émettent du carbone ou l’absorbent. Cette animation peut être utilisée pour montrer que la quantité de gaz carbonique dans l’atmosphère est le fruit d’un équilibre. Si l’homme perturbe cet équilibre (en produisant plus qu’il n’élimine de gaz carbonique), il augmente la quantité de gaz carbonique dans l’atmosphère… et cause ainsi un effet de serre artificiel responsable du changement climatique.

Séance 8 : Bilan carbone : consommons-nous trop d’énergie ? Durée 1 heure

Matériel

Pour chaque groupe : - un ordinateur connecté à Internet (si cela n’est pas possible, distribuer à chaque élève une photocopie du quiz de la fiche 17) ; - une affiche (format A3).

Objectifs - Prendre conscience de l’impact de notre comportement et de notre niveau de vie sur le changement climatique. - Estimer son propre « bilan carbone ».

Compétences - Savoir que l’activité humaine peut avoir des conséquences sur les milieux. - Connaître les différentes formes d’énergie utilisables et leur nécessité pour le chauffage, l’éclairage, et la mise en mouvement.

Lexique Énergie, bilan carbone.

Avertissement

Cette séance consiste à calculer son « bilan carbone », c’est-à-dire la quantité de gaz à effet de serre (en équivalent carbone) que chacun d’entre nous émet en raison de son mode de vie. Trois approches sont possibles : - interroger les enfants (ou les familles) sur leur mode de vie (quels appareils électroménagers ils utilisent, quels modes de transport, et avec quelle fréquence, etc.) et, à partir de leurs réponses, calculer la quantité de gaz à effet de serre correspondante. Ces calculs, faits « à la main » dans la classe, peuvent être fastidieux ; - utiliser un logiciel sur Internet (formulaire interactif) qui permet aux élèves de répondre aux mêmes questions et qui calcule directement, et automatiquement, l’impact écologique correspondant ; - utiliser un quiz, dont les questions sont similaires, mais qui ne donne pas de résultat quantitatif (le résultat est un nombre de points). L’approche retenue pour cette séance est la seconde, c’est pourquoi il est nécessaire d’avoir un ordinateur (ou, idéalement, plusieurs) connecté à Internet dans la classe. L’animation interactive utilisée permet de faire le lien entre les modes de vie au quotidien et les émissions de gaz à effet de serre correspondantes. Plus

qu’une animation, c’est un véritable outil de simulation, puisque l’enfant peut « expérimenter », revenir en arrière, changer certaines de ses réponses et visualiser directement les conséquences sur l’environnement. S’il n’est pas possible d’utiliser cette animation (pas d’ordinateur ou de connexion Internet), nous proposons un quiz qui peut être utilisé en classe.

Note pédagogique Le maître peut calculer son propre « bilan carbone » avant la séance, ce qui lui permet de prendre connaissance des questions qui seront posées aux élèves, d’en juger la pertinence, et de leur donner ces questions à l’avance si elles nécessitent un temps de préparation ou une réponse des familles.

Recherche (calcul de son « bilan carbone »)

Après une éventuelle préparation en famille, les élèves sont répartis en petits groupes et disposent (pour chaque groupe) d’un ordinateur connecté à Internet. Ils vont sur le site Internet du projet et choisissent l’animation interactive « Bilan carbone - Teste tes habitudes » (dans l’espace élève).

Capture d’écran du questionnaire interactif. Le questionnaire est divisé en plusieurs pages, chacune traitant d’un

thème particulier (sur cet exemple, les transports quotidiens de l’enfant pour aller à l’école).

Chacun à leur tour, ils remplissent le formulaire et notent leur « bilan carbone », qui s’exprime en « tonne équivalent carbone ». Ils peuvent également comparer leur propre « bilan carbone » avec ceux des habitants de différents pays. Lorsque chaque élève a calculé son « bilan carbone », le maître peut proposer, sous forme de défi, de revenir sur ce questionnaire et de répondre de façon à avoir le « bilan carbone » le plus faible possible.

Mise en commun

Le « bilan carbone » des élèves est discuté collectivement, la discussion portant sur le fait que certaines activités ont pour conséquence une consommation supplémentaire d’énergie. Celui qui a réalisé le meilleur « bilan carbone » explique ses réponses aux autres. Le maître compare alors le bilan carbone « moyen » des élèves de la classe, avec le bilan carbone moyen d’un Européen, d’un Nord-Américain, d’un Africain ou d’un Chinois (ci-dessous). Il interpelle ses élèves : D’après vous, pourquoi y a-t-il une si grande différence d’un pays à l’autre ? et lance ainsi une discussion collective portant sur les niveaux de vie dans les différentes régions du monde et sur l’importance de l’énergie dans notre vie quotidienne. A-t-on vraiment besoin de dépenser autant d’énergie ? Peut-on vivre confortablement tout en limitant notre bilan carbone ? À votre avis, que devrions-nous changer dans notre mode de vie pour limiter le changement climatique ? Il peut alors ouvrir le débat afin d’évoquer le rôle de l’industrie, de l’agriculture, et, d’une façon plus générale, de la collectivité : Sommes-nous les seuls responsables ? Qui d’autre, dans nos sociétés, consomme beaucoup d’énergie ?

À la fin du questionnaire, un écran permet de comparer son bilan carbone avec ceux d’autres pays.


Le maître note les réponses des enfants sur une affiche, qui servira lors des séances suivantes. La classe rédige alors une conclusion qui peut être du type : Notre comportement est en partie responsable du changement climatique. Pour lutter contre l’effet de serre, il faut économiser l’énergie. Par exemple, en faisant : … [liste des pistes évoquées par les élèves]. Les élèves notent cette conclusion sur leur cahier d’expériences.

Variante : quiz à faire en classe

Une autre façon de mener cette séance est de proposer un quiz à chaque élève (fiche 17, à photocopier). Ce quiz ne requiert pas d’ordinateur, mais, revers de la médaille, ne donne pas de résultat quantitatif et ne permet pas de faire des simulations. C’est une solution « de secours ».

Prolongements Afin de rendre plus concrète la notion de consommation d’énergie, la classe peut se livrer à un petit exercice très parlant : il s’agit pour les enfants de relever chaque jour, pendant une semaine, la consommation d’énergie chez eux, en relevant les compteurs d’électricité et/ou de gaz s’ils sont facilement accessibles ; et de faire la même chose dans l’école. Au bout d’une semaine, toutes ces données sont comparées, en prenant bien soin de diviser à chaque fois la consommation d’un foyer ou de l’école par le nombre de personnes qui y vivent / travaillent. On peut également étudier les relevés de consommation de gaz et d’électricité des factures EDF/GDF.


Séquence 4 : Et moi, que puis-je faire ?


Résumé :

- Approcher la notion de développement durable - Comprendre l’intérêt de consommer des produits locaux et de saison - Élaborer des stratégies pour limiter la production de gaz à effet de serre chez soi, dans les transports et en faisant les courses - Responsabiliser enfants et familles (devenir un consommateur citoyen) - Rédiger une charte de l’éco-citoyen, la faire connaître et la mettre en application.


Séance 9 : Itinéraire d’une grappe de raisin Durée 1 heure

Matériel

Pour la classe : - une affiche (feuille A3). Pour chaque élève : - une photocopie d’un document présentant l’étal d’un marché (fiche 18). Pour chaque groupe d’élèves : - une affiche (feuille A3) ; - un planisphère.

Objectifs - Approcher la notion de développement durable ; - Comprendre l’intérêt de consommer des produits locaux et de saison.

Compétences - Connaître les différentes formes d’énergie utilisables et leur nécessité pour le chauf fage, l’éclairage, et la mise en mouvement. - Se repérer sur un planisphère.

Lexique Fruits et légumes de saison, hors saison, exotiques.


L’enseignant interroge les élèves sur leurs habitudes alimentaires, en terme de consommation de produits de saison : Quels fruits mangez-vous en hiver ? Et en été ? Les réponses sont discutées collectivement et notées sur une affiche.


L’enseignant distribue à chaque élève une photocopie de la fiche 18, montrant l’étal d’un marchand de fruits et légumes. Collectivement, les élèves doivent deviner la saison en ne regardant que les fruits : c’est impossible. Ils sont ensuite invités à prendre en compte d’autres éléments du dessin : certains indices montrent que la scène se déroule en hiver (écharpe, bonnet, gants…)

Fiche 18

Par groupes, les élèves doivent écrire, sur leur cahier d’expériences, le nom des fruits qu’ils reconnaissent, noter et/ou chercher leur origine géographique (pays, continent, hémisphère) et les placer sur un planisphère.

Mise en commun intermédiaire

Les résultats des différents groupes sont présentés au tableau et comparés. Des élèves viennent souligner de couleurs différentes les trois catégories de produits : saison, hors saison et exotiques. Ils remarquent alors que de nombreux fruits hors saison proviennent de l’hémisphère Sud. Comment expliquer cela ? Le décalage des saisons entre les deux hémisphères de la planète permet de fournir à la clientèle des pays du Nord des fruits d’été en plein hiver. L’enseignant attire l’attention des élèves sur les prix affichés, l’éloignement et le trajet parcouru jusqu’en France. Il pose alors le problème suivant : D’après-vous, faire venir des fruits d’aussi loin, est-ce que cela a un impact sur l’effet de serre ? Le but de la discussion est de mettre en avant la longueur du transport, l’énergie utilisée et les émissions de gaz à effet de serre qui s’ensuivent.

Recherche

Le maître propose alors aux élèves d’étudier le parcours de deux grappes de raisin, la moitié de la classe pour une grappe venant de France (dans le Bordelais, par exemple), l’autre pour une grappe venant du Chili. En France, à quel moment de l’année ramasse-t-on le raisin ? A-t-on besoin de manger du raisin toute l’année ? Comment la grappe de raisin est-elle arrivée jusqu’à votre assiette (voiture, camion, train, bateau, avion) ? Sur une affiche, écrivez le chemin parcouru par cette grappe de raisin. L’enseignant veille à ce que les élèves distinguent toutes les étapes du voyage de la grappe de raisin. Répartis en petits groupes, les élèves écrivent le cheminement de chaque grappe de raisin dans le sens chronologique inverse : de l’assiette à la vigne (les différentes étapes sont détaillées ci-dessous), en s’aidant au besoin du planisphère ou du livre de géographie.

Mise en commun et débat

Les affiches de chaque groupe sont présentées au tableau. Sur le planisphère de la classe, un élève montre les différentes étapes, depuis l’assiette du consommateur jusqu’à la culture chez le producteur.

Les deux parcours types sont comparés et discutés en termes de coût énergétique et d’émissions de gaz à effet de serre.

Notes scientifiques - Le transport des produits alimentaires sur des milliers de kilomètres pour les faire parvenir aux consommateurs

contribue fortement aux émissions de gaz à effet de serre : le transport par avion est environ quarante fois plus émetteur que le transport par bateau ! Le transport routier est quatre fois plus émetteur que le transport ferroviaire et six fois plus que le transport fluvial. - À titre d’exemple, 1 kg de fraises cultivées en Amérique du Sud et vendues à Paris produit, en tenant compte du transport par avion, 3 kg de gaz carbonique. - Un pot de yaourt à la fraise peut parcourir plus de 9000 km si on prend en compte le trajet parcouru par chacune des matières premières (fraises, lait, levures, sucre, pot, couvercle, étiquette...).

Conclusion

Petit à petit, la conclusion prend forme : Consommer des produits locaux et de saison permet d’économiser beaucoup d’énergie et de limiter les émissions de gaz carbonique : c’est une attitude que tout le monde peut adopter. C’est un premier pas dans la lutte contre le changement climatique. En plus du problème de l’économie d’énergie, cette séance permet d’étendre la discussion à la question du coût : Pourquoi, malgré la distance et l’énergie dépensée, ce raisin qui vient du Chili est vendu moins cher que celui produit en France ? On parle alors du problème des inégalités, du salaire des paysans chiliens … ce qui constitue une première approche du développement durable.

Prolongement La visite d’un marché local, quand elle est possible, est une excellente occasion d’ouvrir la classe sur la vie de tous les jours, et finalement de sensibiliser les élèves à leur environnement. Ils peuvent y mener une enquête en prenant des photos, en interrogeant les commerçants sur l’origine de leurs produits et en observant les préférences des consommateurs, qu’ils peuvent aussi sensibiliser aux conséquences de leurs choix alimentaires sur le réchauffement climatique (voir, pour cela, la séance suivante).

Cette séance est une occasion privilégiée d’impliquer les familles. Elle a pour but de rendre les élèves acteurs de la lutte contre le changement climatique.

Séance 10 : Et moi, que puis-je faire ? Durée 1 heure 30

Matériel

Pour la classe : - une affiche (format A3). Pour chaque groupe : - une affiche (format A3). Pour chaque élève : - un document (« La chasse aux mauvais gestes ») (fiche 19) à photocopier.

Objectifs

Élaborer des stratégies pour limiter la production de gaz à effet de serre chez soi, dans les transports et en faisant les courses. - Rédiger une charte de l’éco-citoyen, la faire connaître et la mettre en application. - Responsabiliser enfants et familles (devenir un consommateur citoyen).

Compétences - Envisager les conséquences de ses actes mettant en jeu la vie collective. - Développer la responsabilité face à l’environnement. - Participer à l’élaboration collective d’un projet.

Lexique Charte, habitat.

Quelques jours avant

Quelques jours avant cette séance, l’enseignant distribue un document (fiche 19) à chaque élève. Ce document illustre un ensemble de situations de la vie quotidienne avec des acteurs plus ou moins soucieux de l’environnement (une pièce vide avec toutes les lumières et le téléviseur allumés, un automobiliste qui roule à vive allure en ville, un appartement trop chauffé, des robinets qui coulent inutilement…). Les enfants doivent, chez eux, « partir à la chasse aux mauvais gestes ». Le maître peut encourager les élèves à réaliser ce travail avec leurs parents, de façon à impliquer les familles.

Fiche 19

Le jour J : recherche (étude documentaire)Les élèves ont réfléchi chez eux aux gestes qui, dans leur quotidien, ont un impact négatif sur l’effet de serre. L’enseignant leur demande alors de se répartir en six groupes, qui doivent réfléchir aux gestes concrets qu’ils pourraient faire, avec leur famille, pour limiter la production de gaz à effet de serre. La réflexion peut s’organiser autour de trois axes :- l’habitat ;- les transports ;- les courses (les achats).Deux groupes travaillent alors sur l’habitat, deux groupes sur les transports, deux groupes sur les achats. L’affiche réalisée en fin de séance 8, qui était une première approche du problème, peut être réutilisée ici.

Note scientifiqueLes enfants ne font pas toujours le rapprochement entre consommation d’électricité et production de gaz à effet de serre. La France est en effet un pays particulier puisque sa production d’énergie dépend pour l’essentiel de technologies qui ne produisent pas de gaz à effet de serre (nucléaire et, dans une moindre mesure, hydraulique). Il ne nous paraît pas souhaitable, à l’école primaire, de distinguer l’électricité produite en France de celle des autres pays. Mieux vaut se concentrer sur un message clair, valable partout (car le nucléaire pose aussi des problèmes, notamment dans la gestion des déchets radioactifs) : « économisons l’énergie ».

Mise en communChaque groupe écrit ses propositions sur une affiche, qui est présentée ensuite au tableau, thème par thème (lesgroupes ayant travaillé sur le même thème viennent ensemble au tableau et présentent leur travail en alternance). La classe fait le bilan des pistes d’action possibles. Elles sont très variées et toutes utiles (pas seulement pour lutter contre le changement climatique !) : Voici quelques exemples (non exhaustifs) de propositions qui peuvent être faites par les élèves :

Chez soi- Consommer moins d’énergie pour chauffer les habitations (19°C, c’est largement suffisant).- En hiver, mettre un pull même dans la maison : pas besoin d’être en T–shirt !- En hiver, fermer les volets et tirer les rideaux le soir, pour conserver la chaleur des chambres durant lanuit.- Éteindre les appareils lorsqu’on ne s’en sert pas (lumière, ordinateur, imprimante, poste de radio ou chaînehi-fi...).- Limiter le temps passé devant les écrans (télévision, console, ordinateur).- Prendre des douches plutôt que des bains.

Dans les transports- Éviter la voiture pour les petits trajets (aller à l’école à pied, en vélo). – Utiliser les transports en commun. –Pour les longs trajets, préférer le train à l’avion.

En faisant les courses- Acheter de préférence des fruits et légumes de saison.- Préférer les produits locaux.- Éviter les produits surgelés et les plats tout préparés.

Chaque élève écrit sur une feuille trois actions quotidiennes (ou plus), parmi celles présentées au tableau, qu’il s’engage à mener chaque jour afin de réduire la production de gaz à effet de serre. Certaines actions sont plutôt le fait des adultes, mais l’enfant peut s’engager à expliquer à ses parents pourquoi ceux-ci doivent les mettre en œuvre.

Élaboration d’une charte

L’engagement personnel de chacun est certes important mais il sera bien plus efficace s’il est communiqué, expliqué et partagé. L’enseignant questionne les enfants : Comment faire pour que le travail réalisé en classe serve aux autres classes par exemple ? Si l’idée d’une charte n’est pas exprimée, l’enseignant la suggère. Dans un premier temps, l’enseignant et les élèves réfléchissent à une présentation possible. À qui est destinée cette charte ?Quels sont ses objectifs ? Comment sera-t-elle communiquée aux autres classes, aux parents... ? Comment présenter ce document ? Comment rédiger les différents articles ?La charte est rédigée collectivement, soit sur une affiche, soit sur un ordinateur. Elle est ensuite illustrée etreproduite de façon à être distribuée à chaque élève de la classe, qui la signe afin de marquer son engagement, après avoir choisi trois points qu’il mettra en œuvre. La classe élabore ensuite un « plan de communication », les enfants ayant pour mission de faire connaître cette charte au plus grand nombre. Pour cela, ils pourront mobiliser différents acteurs : parents, autres enseignants et élèves de l’école, élus locaux, responsables de centres de loisirs, presse locale, associations…

Charte de l’éco-citoyen de l’école Compayré 2 à Meaux.

Prolongements Cette charte peut être le premier pas d’une large campagne de communication qui pourrait inclure, par exemple, la mise en place d’une exposition dans l’école ou des actions de sensibilisation sur le terrain : au marché ou au supermarché (voir à ce propos le prolongement de la séance 9), dans des résidences autour de l’école, à la mairie, etc. Les élèves peuvent effectuer une recherche documentaire sur les accords internationaux, déjà ratifiés ou à venir, relatifs au changement climatique.

Nom:____________________________

Mes pensées scientifiques sur: _____________________ Utilise les mots ou les dessins pour expliquer tes pensées.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Les rectangles de recherche Par: ________________ Date: _______________

Je crois que je sais que…. Images

Les mots à propros de ce sujet Faits

MA TOILE D’IDÉES

Par: __________________________

Mon Sujet_________________

JJE SAIS Je sais ___ à propos

de___...

JJE ME DEMANDE Je me demande si ___?

JJ’APPRENDS Je veux apprendre….

Mon Nom___________________________

Turn It Into a Question

Beginning with a question gives students a purpose for reading. Have students work with a partner or in a small group. Ask them to look at the picture on a page

and talk about the questions they have based on the pictures. Next, have students read the subtitle for the page and turn it into a question and record on

the following BLM. For pages in which the subtitle is already in the form of a question, have students think of additional questions.

Students then read to find answers.

Young children often find one or two facts they find interesting and ignore the rest. While doing this strategy, students will have decided a purpose for reading and will be engaged in determining importance. Quite likely, they will still require assistance to dig deeper for information, but linking questioning with reading will provide a gentle nudge.

Poser des questions! Nom______________________ Le sujet de mes questions est:

______________________________________________

Change un sous-titre / une photo à une question. Écris ta /tes question(s) ci-dessous.

Maintenant, lis le texte pour découvrir tes réponses.

Mes découvertes:

Vocabulaire scientifique

Pendant ta lecture scientifique, écris un minimum de quatre mots scientifiques. Explique et dessine une représentation, ou une définition des mots.

Mot#1 Mot#2

Mot#3 Mot#4

Quel mot, parmi ceux que tu as choisi, t’a aidé à mieux comprendre? Comment et pourquoi ?

Explique ta réponse. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ABC Brainstorm from Making Words Their Own:

Building Foundations for Powerful Vocabularies

by Linda G. Allen & LeAnn Nickelsen

What do your students already know about canoes, Mounties, Loonies, an Olympic torch, the Bluenose, totem poles or igloos? Some may have a lot of background knowledge while others may know very little. But how do you know before handing a book to a student that they lack information or have lots of background knowledge and could be a mentor to others? ABC brainstorm is a great type of formative assessment to use at the beginning as a pre-assessment and can be repeated mid-cycle to see if content-specific vocabulary has increased.

ABC Brainstorm accomplishes two important goals. First, it gives students a global understanding of the types of words they associate with a topic. If they have wide background knowledge of the topic, you’ll see that they’ve listed a variety of words related to the content. Students with little prior knowledge will have fewer words recorded on the organizer, and these will be more general.

The second goal is that it activates prior knowledge. When students process what they think they know about a topic, share the information, and debrief with the class, they bring to the frontal lobes of the brains information that will be the pegs for new learning. Do this activity two weeks prior to the start of a new unit, and students will be subconsciously making connections before you even start to teach content! (Allen & Nickelsen p 12)

An example the beginning of an ABC Brainstorm can be found on the next page, followed by a blank student version.

UN REMUE-MÉNINGES ABC par:_____________Sujet:__________________________ Remplis autant de mots possibles qui sont associés avec ton sujet. Après, trouve des autres mots associés dans ton livre et ajoute-les à ta liste.

An electronic copy of this teacher guide can be found on Learn71 at

https://portal.sd71.bc.ca/group/wyhzgr4/Pages/default.aspx

Contributors: Cheryl Adebar, Thea Black, Noah Burdett, Doug David, Kara Dawson, Colleen Devlin, Allan Douglas, Gerald Fussell, Nora Harwijne, Sarah Heselgrave, Debra Lovett, Kim Marks, Gail Martingale, Dale Mellish, Heather Mercier, Jane Rondow, Teri Ingram, Debbie Nelson, Joan Pearce, Stewart Savard, Laura Street, Lynn Swift, Carol Walters.

School District No. 71 (Comox Valley) grants permission for teachers to use these resources for educational purposes.

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