Sur une planète près de chez vous · 2019. 3. 28. · Sur une planète près de chez vous ! ! Situation d'apprentissage et d'évaluation Présentée à Philippe Savard Dans le cadre

Sur une planète près de chez vous !

Situation d'apprentissage et d'évaluation Présentée à Philippe Savard

Dans le cadre du cours DDD8540: Didactique de l'enseignement intégré de la science et de la technologie au secondaire

Fanny Gagné Jeremie Lockwell Caroline Martin

Décembre 2015

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Remerciements

Nous voudrions remercier Bernice Chabot-Giguère sans qui ce travail n’aurait pas été possible.

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TABLE DES MATIÈRES

Table des matières ...................................................................................................................................................... ii Description sommaire de la situation d’apprentissage ............................................................................................... 2 Cahier des charges ...................................................................................................................................................... 3

Mandat détaillé ........................................................................................................................................................ 5 Calendrier des livrables ........................................................................................................................................... 7

Contexte pédagogique général de l’apprentissage ...................................................................................................... 9 Conceptions anticipÉes ............................................................................................................................................. 10

Conception anticipée - générale ........................................................................................................................... 10 Conceptions anticipées concernant la lithosphère ................................................................................................ 10 Conceptions anticipées concernant l’hydrosphère ................................................................................................ 12 Conceptions anticipées concernant l’atmosphère ................................................................................................. 12 Conceptions anticipées concernant l'agroalimentaire ........................................................................................... 13

Buts pÉdagogiques poursuivis par l’enseignant ....................................................................................................... 14 Domaines généraux de formation ............................................................................................................................. 14

Valorisation des règles de vie en société et des institutions démocratiques ......................................................... 15 Engagement, coopération et solidarité .................................................................................................................. 15

Compétences transversales ....................................................................................................................................... 15 Compétences disciplinaires ...................................................................................................................................... 16 Contenu de formation ............................................................................................................................................... 17

Noyau dur .............................................................................................................................................................. 17 Noyau mou ............................................................................................................................................................ 19

Matériel ..................................................................................................................................................................... 20 Déroulement général ................................................................................................................................................. 22 Déroulement détaillé ................................................................................................................................................. 24 Réinvestissement éventuel ........................................................................................................................................ 36 Évaluation prévue ..................................................................................................................................................... 36 références .................................................................................................................................................................. 39 Annexes ...................................................................................................................................................................... ii

Annexe 1 : Canevas TP1 – Bilan des résultats sur la partie expérimentations. ...................................................... ii Annexe 2 : Canevas TP2 – Bilan des résultats de l’analyse des bases de données. ............................................... v Annexe 3 : Canevas TP3 – rapport final .............................................................................................................. viii Annexe 4 : Grille d’évaluation de la SAÉ – Travail pratique 1 ............................................................................. ix Annexe 5 : Grille d’évaluation de la SAÉ – Travail pratique 2 ou 3 ..................................................................... xi

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Annexe 6 : Base de données de la lithosphère ..................................................................................................... xiii Annexe 7 : Base de données de l’hydrosphère ................................................................................................... xvii Annexe 8 : Base de données de l’atmosphère ....................................................................................................... xx Annexe 9 : Base de données de l’agroalimentaire .............................................................................................. xxii

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DESCRIPTION SOMMAIRE DE LA SITUATION D’APPRENTISSAGE

La situation d’apprentissage et d’évaluation ici présentée s’adresse à des élèves de quatrième

secondaire en sciences et technologies de l’environnement (STE). Ces derniers devront décider, en

équipe formée de différents experts, si de nouvelles planètes sont aptes à accueillir une population

d’homo sapiens. Pour y arriver, les élèves seront appelés à vérifier, grâce à des expériences en

laboratoire, si l’air, l’eau et le sol possèdent les propriétés caractéristiques permettant le maintien de

la vie sur chacune des planètes proposées. Par la suite, à l’aide de bases de données fournies, ils

devront aussi évaluer le potentiel énergétique des différentes planètes afin d’assurer l’établissement

et la survie d’une colonie humaine. Comme il nous est impossible de survivre sans nourriture, ils

devront également vérifier le potentiel agricole de chaque planète, et proposer un plan

agroalimentaire succinct qui tient compte de la dynamique des écosystèmes. Par le biais d’échange de

données, puis de discussions entre les différents experts au sein de l’équipe, ils devront décider quelle

planète est la plus propice à l’établissement d’une population humaine. Chacune des équipes sera

finalement invitée à débattre, de manière orale, sur leur décision finale. Cette SAÉ abordera donc des

thèmes variés qui s’inscrivent dans l’univers terre et espace de même dans l’univers du vivant.

Sur une planète près de chez vous, qui s’étend sur 12 périodes d’enseignement de 75 minutes,

vise à développer la compétence disciplinaire 1, soit la recherche de réponses et de solutions à des

problèmes d’ordre scientifique ou technologique (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.275). En effet, les étudiants

devront se poser des questions, explorer, observer et réaliser des expériences afin de trouver réponses

à une problématique en science. Bien que cette SAÉ permette également de développer la

compétence disciplinaire 2: Mettre à profit ses connaissances scientifiques et technologiques (PFÉQ,

chap.6-‐STE, p.279), de même que la compétence disciplinaire 3: Communiquer à l’aide des langages

utilisés en science et technologie (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.281), nous proposons ici de n’évaluer que la

première et ses composantes.

Finalement, en optant pour la méthode de travail des groupes d’experts, qui amène une

interdépendance entre chacun des membres d’une équipe, cette SAÉ mobilisera la compétence

transversale 8: coopérer (PFÉQ, chap.3, p.50). De par les discussions, les échanges d’idées et les débats

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entre les différents élèves, cette SAÉ permettra également de développer la compétence transversale

3: exercer son jugement critique (PFÉQ, chap.3, p.41).

CAHIER DES CHARGES

«Nous sommes en 2034. La situation sur la Terre est catastrophique. La couche d'ozone a été complètement détruite par les gaz carboniques des voitures, l'industrie chimique et le push-‐push en «cacane». Résultats, la Terre cuit sous les rayons du Soleil. Les récoltes sont complètement brûlées, il

n’y a presque plus d’eau potable et les compagnies de crème solaire s’enrichissent. La situation devient urgente! Il faut trouver une nouvelle planète où y déménager 9 milliards de tatas. La

Fédération Planétaire Internationale (FPI) se tourne alors vers la première puissance Mondiale, le Canada. C'est le savoir-‐faire canadien qui permet l'envoie, le 28 octobre 2034, du vaisseau spatial Romano Fafard qui quitte la Terre vers les confins de l'Univers. Là, où la main de l'Homme, n'as

jamais mis le pied... »

-‐ Dans une galaxie près de chez vous

La FPI a déjà envoyé quelques vaisseaux spatiaux dans les confins de l’univers afin de tenter de

trouver des planètes pouvant accueillir les survivants de la Terre. Au total, les astronautes ont sondés 3

planètes ayant, selon eux, un fort potentiel de colonisation. Ces planètes ont été identifiées comme

étant Alpha-‐01, Bêta-‐02 et Zêta-‐03. Ils y ont travaillé d’arrachepied afin de récolter le plus grand

nombre de prélèvements et d'échantillons possibles en plus de recueillir une panoplie de données sur

la composition et la dynamique du territoire. Les astronautes, épuisés par leur séjour en apesanteur,

ne peuvent analyser toutes ces données sans votre aide.

Votre mandat général sera donc d’effectuer une série d’analyses et de recherches sur les

échantillons récoltés par les astronautes ainsi qu’à partir des bases de données qu’ils auront élaborées

dans le but d’évaluer la viabilité des planètes sondées. Y aurait-‐il une ou des planètes aptes à nous

recevoir? Si oui, laquelle offrira les meilleures chances de survie? Ce sera à vous de nous le dire!

Pour ce faire, vous aurez besoin de travailler en équipe ! Votre équipe de base, l’«équipe

multi», sera composée de quatre spécialistes œuvrant chacun dans des spécialités différentes (figure

1). C’est au sein de votre équipe multi que vous serez amené, notamment, à produire vos

recommandations finales sur l’établissement de futures colonies. Également, à diverses occasions lors

de vos recherches, chaque spécialiste de votre équipe multi sera amené à se joindre à ses pairs au sein

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d’équipes disciplinaires. Ces «équipes d’experts» regrouperont donc uniquement des spécialistes d’une

même discipline (figure 1) et ils seront d’une grande utilité lors des périodes de rencontre et d’échange

sur les expérimentations à réaliser par exemple.

Figure 1 : Organisation des «équipes multi» ainsi que des «équipes expert».

Vous trouverez maintenant dans les prochaines pages les mandats détaillés transmis par la FPI

pour chacune des équipes d’experts. Vous trouverez également joint à ce dossier un calendrier des

livrables exigés par la FPI (p.6) ainsi qu’une large annexe regroupant tous les outils et bases de données

que la FPI met à votre disposition. Que la mission commence !

La fédération planétaire internationale (FPI) -‐ 2015

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Mandat détaillé

Équipe 1 : Experts de la lithosphère

Votre groupe sera en charge d’effectuer, pour les trois planètes, les analyses relatives au sol.

Vous devrez donc déterminer, dans un premier temps, le profil du sol afin de vérifier s’il serait en

mesure de supporter les bases d’une agriculture diversifiée. Dans un second temps, vous devrez

analyser divers tableaux et graphiques reçus par la FPI (ANNEXE 6) afin d’évaluer le potentiel

énergétique du sol (sources d’énergie du sol) des planètes Alpha-‐01, Bêta-‐02 et Zêta-‐03. Vous devrez

une fois de plus nous faire connaître vos recommandations en termes d’exploitation de ces ressources

énergétiques.

La FPI attend votre rapport d’analyse et vos recommandations d’expert pour le cours 10. Vous

et votre équipe multi serez également invités au 11e et 12e cours devant la FPI et les autres équipes

afin de nous expliquer vos démarches, raisonnements et analyses justifiant le déploiement d’une

nouvelle colonie sur la planète retenue (calendrier p.7).

Équipe 2 : Experts de l’hydrosphère

Votre groupe sera en charge d’effectuer les analyses relatives à l’eau ainsi qu’à l’évaluation du

potentiel énergétique de cette ressource et ce, pour les trois planètes sondées. Vous devrez donc

réaliser, dans un premier temps, une analyse de la salinité de l’eau échantillonnée à différents endroits

sur ces planètes afin de caractériser ce nouveau milieu, mais surtout afin de déterminer s’il y a

présence d’eau potable sur les planète Alpha-‐01, Bêta-‐02 et Zêta-‐03. D’autre part, à partir des données

fournies pour ces trois planètes (profils longitudinaux de cours d'eau, marées)(ANNEXE 7), vous devrez

évaluer le potentiel énergétique d’un de ces plans d’eau (source énergétique de l’eau) et

recommander ou non son exploitation.



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Équipe 3 : Experts de l’atmosphère

Votre équipe sera en charge d’effectuer, pour les trois planètes, les analyses relatives à l’air

ainsi qu’à l’évaluation du potentiel énergétique de cette ressource. Vous devrez donc réaliser, dans un

premier temps, une analyse de la qualité de l’air afin de valider que l’air est bel et bien respirable et

non toxique sur les planètes Alpha-‐01, Bêta-‐02 et Zêta-‐03 afin d’y permettre le maintien de la vie. Dans

un second temps, en vous basant sur les données recueillies par le FPI (ANNEXE 8) sur les principaux

courants atmosphériques observés sur les planètes sondées, vous devrez évaluer le potentiel

énergétique provoqué par le déplacement des masses d’air (source énergétique de l’air) à la surface

de la planète et recommander ou non son exploitation.





Équipe 4 : Experts de l’agroalimentaire

Votre groupe sera en charge d’un des aspects les plus importants de la colonisation :

l’alimentation! Votre équipe sera chargée d’effectuer, pour les trois planètes, des analyses relatives au

sol agricole. Vous devrez vérifier si le sol possède une bonne capacité tampon, élément essentiel à la

fertilité d’un sol. La FPI vous propose également une liste de semences et d’animaux (ANNEXE 9) que

vous pourriez amener avec vous sur la nouvelle planète advenant une recommandation positive des

autres comités d’experts. Malheureusement, vous ne pouvez pas TOUT amener! Afin de ne pas recréer

les erreurs du passé, vous devrez déterminer quels groupes alimentaires permettraient une

alimentation adéquate, tout en laissant la plus faible empreinte écologique. Pour ce faire, vous devrez

tenir compte du flux de la matière dans un écosystème de même que des trois niveaux trophiques

potentiellement présents sur la planète choisie.

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Le FPI attend votre rapport d’expert et votre liste d’espèces végétales et/ou animales pour le

cours 10. Vous et votre équipe multi serez également invités au 11e et 12e cours devant la FPI et les

autres équipes afin de nous expliquer vos démarches, raisonnements et analyses justifiant le nouveau

plan alimentaire de la future colonie (calendrier p.7).

Calendrier des livrables

Cours Livrables Équipes Type d’évaluation

4 TP1 : Rapport d’expérimentation Équipe expert Sommatif (30%)

8 TP2 : Base de données Équipe expert Formatif

10 Rapport final Équipe multi Sommatif (70%) 11 et 12 Oral et débat* Équipe multi Non évalué

*Tel qu’il sera expliqué ultérieurement, la présente SAÉ ne développera pas de stratégie d’évaluation au regard du développement de la compétence disciplinaire 3, communiquer à l’aide des langages utilisés en science et technologie, mise en œuvre par la tenue des oraux et de la période de débat. Nous prenons tout de même le soin de l’indiquer ici afin d’illustrer toute la séquence d’évaluation et de démontrer le plein potentiel de cette SAÉ.

Journal de bord

Cahier dans lequel vous devrez noter vos réflexions et vos buts. Il devra être clair et facile à lire

(noter les dates et donner des titres aux différentes sections), car il sera utilisé pour l'évaluation de

votre travail d'équipe. Ainsi, chaque élève possède son journal de bord, mais ce qui y est inscrit doit

être représentatif des discussions et des solutions aux problèmes rencontrés par l'équipe. Lors des

remises des rapports (TP1, TP2 et Rapport final), la FPI choisira le journal de bord d'un des membres de

l'équipe, au hasard, afin d'évaluer le processus de réflexion de l'ensemble des coéquipiers. Pour

connaitre les informations pertinentes à noter et les liens importants à créer à travers votre démarche,

consultez les grilles d'évaluation des annexes 4 et 5. Vous pouvez noter dans votre journal une liste des

éléments importants à y inclure.

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TP1: Rapport d’expérimentation (30%)

Travail d’équipe expert dans lequel vous devrez présenter à la FPI les résultats, analyses et

conclusions préliminaires à la suite des tests que vous aurez effectué en laboratoire sur vos divers

échantillons. Étant toujours dans l’optique d’une possible colonisation, vos conclusions préliminaires

devront aller en ce sens et donc, aboutir à une recommandation préliminaire sur la base des données

que vous aurez pu tester à ce point ci de vos démarches. Un canevas de travail vous est suggéré pour

vous épauler dans votre tâche (ANNEXE 1). Vous êtes libre de l’utiliser ou de bâtir votre propre outil de

rapport, cependant assurez-‐vous de couvrir les points prévus dans le canevas proposé. Ce premier

rapport sera évalué grâce à la grille présentée en ANNEXE 4.

TP2 : Rapport sur les bases de données (Formatif)

Travail d’équipe expert dans lequel vous devrez présenter à la FPI le fruit de l’analyse des bases

de données qui vous auront été soumises. Vous devrez présenter votre conclusion au regard de la

colonisation d’une des trois planètes en vous appuyant des données recueillies et analysées dans les

bases de données. Un canevas de travail vous est suggéré pour vous épauler dans votre tâche (ANNEXE

2). Vous êtes libre de l’utiliser ou de bâtir votre propre outil de rapport, cependant assurez-‐vous de

couvrir les points prévus dans le canevas proposé. Vous recevrez, suite à la remise de ce rapport, une

rétroaction formative (produite à l'aide de la grille d'évaluation de l'ANNEXE 5) de la part de la FPI afin

de vous diriger vers la réalisation de votre rapport final.

TP3: Rapport final (70%)

Travail d’équipe multi dans lequel vous devrez présenter à la FPI le consensus émanant de votre

équipe quant au choix de la bonne planète à coloniser. Vous devrez présenter votre position dans un

rapport long (maximum 10 pages) dans lequel seront repris les éléments des précédents travaux (TP1

et TP2) ainsi que votre analyse globale de la situation. Une fois de plus, un canevas de travail vous est

suggéré (ANNEXE 3) pour vous épauler dans votre tâche. Vous êtes libre de l’utiliser ou de bâtir votre

propre outil de rapport, cependant assurez-‐vous de couvrir les points prévus dans le canevas proposé.

Ce rapport sera évalué à l'aide de la grille d'évaluation présentée en ANNEXE 5. Notez que vous aurez à

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présenter vos conclusions et débattre de votre position lors de la rencontre au sommet prévu entre

toutes les équipes multi et la FPI (Cours 11 et 12).

Présentation orale et débat (Non évalué)

Travail d’équipe multi se déroulant aux cours 11 et 12 dans lequel vous devrez présenter à la

FPI ainsi qu’aux autres équipes de la mission vos conclusions et recommandations quant à votre choix

de planète. Dans une allocution de 5 minutes, chaque membre de votre équipe devra faire mention

des différents points et avantages qui auront conduit à votre décision. Tout support visuel sera la

bienvenue et souhaitable. Une fois toute les allocutions terminées, vous serez invité à participer à un

débat où toutes les équipes devront en arriver à un consensus final : quelle sera la planète que nous

coloniseront ?

CONTEXTE PÉDAGOGIQUE GÉNÉRAL DE L’APPRENTISSAGE

Ce projet se situe dans le cadre du cours de science et technologie de l’environnement (STE),

en quatrième secondaire. Les concepts qui sont prescrits dans cette 2e année du 2e cycle sont abordés,

selon différentes orientations, à l’intérieur des quatre univers suivant: : Terre et espace, Univers vivant,

Univers matériel et Univers technologique. Cette SAÉ vise à mettre en relation des concepts provenant

de l’univers terre et espace, de même que l’univers du vivant. Sur une planète près de chez vous, de par

sa structure, amènera l’élève à acquérir des connaissances et à développer diverses compétences de

manière autonome. De ce fait, elle offre une grande latitude à l’enseignement qui pourra choisir le

meilleur moment pour la mettre en oeuvre.

Toutefois, nous suggérons qu’au moment de la présentation, les élèves aient déjà abordé les

concepts de biodiversité et de perturbations en écologie. Il nous apparaît intéressant de présenter

cette situation d’apprentissage tout de suite après avoir vu ces concepts puisqu’ils permettront de bien

contextualiser la problématique présentée. Cette SAÉ amènera inévitablement l’élève à porter un

regard critique sur l’utilisation des ressources et des diverses formes d’énergie dans un contexte de

développement viable et durable. Les apprenants pourront ainsi réinvestir les notions vues

préalablement en écologie.

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CONCEPTIONS ANTICIPÉES

Conception anticipée - générale

Conceptions anticipées concernant la lithosphère

Conception anticipée

Explication de la conception anticipée

Explication scientifique qui remplace avantageusement la conception anticipée

Élément permettant d'abolir la fausse conception

Toute planète est habitable

Dans la plupart des œuvres de science-‐fiction, on ne présente que des planètes habitables. L'élève pourrait donc croire que toutes les planètes ont le potentiel d'abriter la vie.

Il faut que plusieurs critères soient réunis pour qu'une planète puisse être favorable au maintien de la vie: une distance idéale par rapport à son étoile, la présence d'une atmosphère, la présence d'une lithosphère...

Expérimentations et recherches pour vérifier si les planètes permettent le maintien de la vie.





Le sol est synonyme de terre.

Le sol est un substrat uniforme. Si l’on creuse, on retrouve toujours le même substrat.

Le sol est constitué de plusieurs horizons distincts caractérisés par leur contenu en matière organique et en matière minérale. Le sol peut contenir un nombre variable d’horizons dépendamment des événements naturels qui l’ont façonné (érosion, climat, glaciations, etc.)

Analyse du profil d'un sol par l'équipe Lithosphère (cours 3) et explications données à l'équipe multi.

La lithosphère est immuable.

La lithosphère d’une planète n’a jamais subi de changement.

Le relief est sans cesse modifié par de nombreux phénomènes (mouvement des plaques tectoniques, érosion, etc.).

Analyse des bases de données. Les planètes présentant le plus d’activité tectonique ont également un relief plus accidenté

La croûte terrestre et la lithosphère sont des synonymes.

La lithosphère ne se limiterait qu’à la première couche externe de la structure de la Terre.

La lithosphère inclut la croûte terrestre, mais aussi la partie supérieure du manteau.

Analyse des bases de données. L’équipe de la lithosphère retrouvera dans celles-‐ci des éléments qui ont rapport à divers éléments incluant la croûte terrestre.

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Toutes les planètes ont une lithosphère semblable à celle de la Terre.

Toutes les planètes ont essentiellement une structure similaire.

Plusieurs planètes n’ont pas de lithosphère. La présence d’une lithosphère est nécessaire à la vie. Quand elle est présente, elle peut être très différente de celle sur Terre.

Présentation de planètes avec des reliefs différents, une épaisseur de la croûte planétaire différente, etc.

Les éléments radioactifs sont construits par l’homme.

Les éléments radioactifs, comme l’uranium, seraient fabriqués artificiellement.

La radioactivité est un phénomène naturel. Les éléments radioactifs qu’on retrouve dans le sol émettent déjà des rayons radioactifs avant même d’être extraits.

Analyse , dans les bases de données, de figures présentant les éléments trouvés dans des échantillons de sol.

La géothermie et l’activité de la lithosphère ne sont pas reliées.

La croûte terrestre aurait un potentiel géothermique uniforme sur sa surface.

Près des limites des plaques tectoniques, le potentiel d’énergie thermique est plus grand. Ceci est dû à l’importance plus grande des fissures qui laisse passer le magma.

Analyse, dans les bases de données, de figures ayant rapport au degré d’activité des plaques tectoniques des planètes et leur potentiel géothermique.

Les carburants fossiles sont une source d’énergie renouvelable.

Les carburants fossiles sont renouvelables puisqu’ils sont issus de la biomasse.

Les carburants fossiles sont issus de la biomasse, qui est renouvelable. Cependant, la formation des carburants fossiles est extrêmement lente (de l’ordre de quelques centaines de milliers d’années). Ils sont donc considérés comme non renouvelables.

Recherche des élèves et discussions en classe.

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Conceptions anticipées concernant l’hydrosphère





L’eau salée a les mêmes propriétés caractéristiques que l’eau douce.

Les propriétés caractéristiques ne peuvent pas être utilisées pour identifier l’eau douce et l’eau salée, car c’est la même substance de base.

L’ajout de sel change les propriétés caractéristiques de l’eau: sa température de fusion, sa température d’ébullition, sa capacité thermique, sa masse volumique, etc. On peut donc les utilisés pour identifier le type d’eau et, même, calculer la salinité.

Élaboration de démarches, lors du travail pratique 1, qui nécessitent l’utilisation des propriétés caractéristiques.

La lune n’a pas d’effet sur l’hydrosphère

Seuls des éléments de la lithosphère et de l’atmosphère influencent l’hydrosphère.

En réalité, l’effet gravitationnel de la Lune s’unit à l’effet de la force centrifuge de la Terre pour créer les marées.

Analyse des bases de données. Certaines planètes ont des lunes, d’autres n'en ont pas.

L’énergie hydraulique est la seule énergie que l’humain peut tirer de l’hydrosphère.

Dans l’hydrosphère, on peut seulement exploiter de l’énergie en présence d’une dénivellation du relief.

L’énergie marée-‐motrice est utilisée à plusieurs endroits dans le monde, par exemple, à la baie de Fundy. L’énergie des courants est aussi exploitable. Il existe plusieurs autres énergies exploitables dans l’hydrosphère.

Analyse des bases de données. Les planètes diffèrent quant à leurs bassins versants majeurs, leurs courants océaniques et la présence, ou non, de marées.

Conceptions anticipées concernant l’atmosphère

Conception anticipée Explication de la conception anticipée



Tant qu’il y a de l’oxygène sur une planète, les humains peuvent y vivre.

La proportion d’oxygène qui se trouve dans l’atmosphère n’a aucune incidence sur le corps humain.

Le corps humain fonctionne de façon optimale quand la proportion d’oxygène dans l’air est entre 19,5% et 23,5%. En dessous ou au-‐dessus de ces proportions, le fonctionnement du corps humain est sévèrement atteint.

Lors du travail pratique 1, les équipes détermineront le pourcentage d’oxygène dans les atmosphères. Ils se questionneront ensuite si des humains peuvent vivre dans de telles conditions

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Conceptions anticipées concernant l'agroalimentaire





Tout sol est comparable au niveau de la fertilité.

On peut faire pousser n’importe quel aliment dans n’importe quel sol

Il y a de nombreux critères qui déterminent la fertilité d’un sol. La capacité tampon en est un.

Le travail pratique 1 donnera l’occasion aux équipes de se questionner sur la pertinence de la capacité tampon pour la fertilité d’un sol.

Toutes les productions d’aliment ont le même impact environnemental.

Toutes les cultures demandent la même quantité d’eau, d’engrais, de pesticides, d’herbicides, etc..

Par rapport à l’environnement, certaines cultures sont beaucoup plus dommageables que d’autres. La production de porcs, par exemple, demande de très grandes quantités d’eau et cause des problématiques liées à la gestion des déjections

Recherche des élèves lors du choix des plantes et des animaux à apporter sur la nouvelle planète.

atmosphériques. L’atmosphère est formée d’une substance pure.

On ne retrouve qu’un seul gaz dans l’atmosphère.

En fait, l’atmosphère est formée d’un mélange de divers gaz.

Lors du travail 1, les équipes identifieront au moins trois gaz (oxygène, hydrogène, gaz carbonique).

Les activités humaines ne changent pas la composition de l’atmosphère.

L’atmosphère est immuable et déconnectée des autres systèmes sur Terre.

Les activités humaines des dernières centaines d’années ont causé une augmentation considérable de la proportion de gaz carbonique dans l’atmosphère.

Recherche des élèves lors du choix d’exploitations d’énergie par rapport à leur empreinte écologique.

L’énergie éolienne est la seule manifestation de l’énergie atmosphérique qui peut être utilisée par l’humain.

Seules les éoliennes sont capables de transformer le vent en énergie utile.

L’énergie thermique peut aussi être exploitée. C’est le cas dans les thermopompes. Il existe plusieurs autres énergies exploitables dans l’atmosphère. Les éoliennes sans pales, par exemple, exploitent l’énergie des tourbillons de vent.

Analyse des bases de données. Les planètes diffèrent quant à leurs types de vents (présence plus ou moins marquée de vents dominants, de vents locaux, de vents de montagne, etc.)

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animales.

Les aliments ingérés apportent toute la même quantité d’énergie.

Tous les produits d’agriculture ou d’élevage sont comparables au point de vue de leur apport nutritif.

Certains aliments sont plus nutritifs que d’autres dans un même groupe alimentaire.

Présentation de ressources diverses présentant la valeur nutritive des aliments (guide alimentaire, ressources gouvernementales, etc.)

BUTS PÉDAGOGIQUES POURSUIVIS PAR L’ENSEIGNANT

Le but principal à travers cette SAÉ est de développer l’esprit critique de l’élève face au monde

qui l’entoure. Plus spécifiquement, quel est l’impact de l’homme sur son milieu ? Comment le milieu

influence-‐t-‐il nos conditions de vie ? Nous sommes à une époque où l’influence de l’homme sur

l’environnement et le réchauffement climatique est un des sujets les plus importants, et aussi un des

plus controversés. Les opinions diffèrent, et chacun se base sur des arguments différents. L’élève sera

donc ici amené à discriminer l’information pertinente de l’information superflue, et ainsi forger sa

propre opinion sur le sujet. Lors du débat, il sera alors en mesure de défendre ses points/opinions à

partir de données scientifiques qu’il aura lui-‐même recueillies et analysées.

Nous espérons donc que les élèves, à la fin de cette situation d’apprentissage, sauront poser un

regard plus critique sur leurs choix de vie, sur leur consommation, et sur les méthodes qu’ils peuvent

utiliser pour réduire leur consommation d’énergie et leur empreinte écologique.

DOMAINES GÉNÉRAUX DE FORMATION

De par la méthode d’apprentissage utilisée dans cette situation d’apprentissage et d’évaluation,

soit le travail par groupe d’experts, Sur une planète près de chez vous! s’inscrit parfaitement dans le

domaine général de formation vivre-‐ensemble et citoyenneté (PFÉQ, chap.2, p.28-‐29). Durant cette

SAÉ, l’élève sera amené à «participer à la vie démocratique de la classe et à développer une attitude

d’ouverture sur le monde» (PFÉQ, chap.2, p.28).

Plus spécifiquement, cette SAÉ traitera surtout des deux axes de développement suivants prescrit par

ce domaine général de formation (PFÉQ, chap.2, p.29).

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Valorisation des règles de vie en société et des institutions démocratiques

Durant cette situation d’apprentissage, les élèves seront tout d'abord amenés à travailler en

groupe d’experts pour résoudre une problématique. Ils devront ensuite, démocratiquement, décider

quelle planète serait la plus propice à accueillir une population, en fonction de leur champs d’expertise.

Pour l’ensemble du travail, chacun devra travailler en collaboration en respectant l’opinion et les idées

des autres, pour finalement en arriver à un choix démocratique. De plus, lors du retour des experts

dans les équipes de travail, ils devront apprendre à respecter et à valoriser le rôle et les opinions (PFÉQ,

chap.2, p.29) de chacun.

Engagement, coopération et solidarité

Cet axe de développement sera sans aucun doute le plus développé dans cette SAÉ. En effet,

les élèves seront appelés, tout au long de cette SAÉ, à établir des règles et des stratégies pour bien

réaliser les travaux d’équipe. Ils devront participer au processus de prise de décision (PFÉQ, chap.2,

p.29) en faisant des compromis. Ils devront, pour y arriver, établir des rapports égalitaires (PFÉQ,

chap.2, p.29) entre les membres des groupes d’experts et les membres des équipes multi. De plus, lors

de la dernière séance, chaque équipe devra présenter la conclusion de ses recherches à la classe. Et

grâce à l’argumentation et au débat (PFÉQ, chap.2, p.29) entre les différentes équipes, un consensus

sera fait, démocratiquement et ce, pour l’ensemble de la classe.

COMPÉTENCES TRANSVERSALES

Grâce à Sur une planète près de chez vous, les étudiants pourront développer, tout au long de la

situation d’apprentissage, plusieurs compétences transversales. Les compétences suivantes sont celles

qui, selon nous, seront le plus développées par les élèves au courant de cette SAÉ:

Compétence transversale 1: Exploiter l’information (PFÉQ, chap.3, p.36)

Dès la présentation de la SAÉ, les élèves recevront une trousse de départ, contenant des

échantillons, mais également plusieurs bases de données d’informations brutes pouvant les aider et les

guider dans leur prise de décision. Toutefois, à travers la grande quantité d’informations qui leur sera

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fournie, ils devront être capables de discerner l’essentiel de l’accessoire, ils devront valider

l’information que nous leur aurons fournie en recoupant avec des éléments provenant de d’autres

sources. Finalement, si nécessaire, ils devront aller rechercher des informations complémentaires à

celles préalablement fournies. Ils devront ainsi, s’approprier l’information (PFÉQ, chap.3, p.37). Grâce

aux résultats obtenus, et à l’information diverse recueillie, les élèves pourront répondre à leurs

questions et ainsi, tirer profit de cette information (PFÉQ, chap.3, p.37). Par ailleurs, la structure de

travail coopératif renforce nécessairement cette compétence. En effet, l’élève devra avoir bien intégré

l’ensemble des informations pour être en mesure d’expliquer de manière claire ses découvertes et les

concepts théoriques à ses collègues. Cette compétence sera principalement développée durant les

périodes 5 à 9.

Compétence transversale 8: Coopérer (PFÉQ, chap.3, p.50)

Cette compétence transversale sera développée tout au long de cette SAÉ, de la première à la

dernière période. Cette compétence s’exerce particulièrement bien dans un contexte de travail

d’équipe où il y a une réelle interdépendance entre l’ensemble des individus. De par la distribution des

tâches (équipes experts), et par la mise en commun des connaissances par la suite (équipes multi), les

étudiants seront appelés à partager les responsabilités, à reconnaître les expertises complémentaires, à

répartir les ressources, à gérer les conflits, à s’engager pour l’atteinte d’un objectif commun, etc. (PFÉQ,

chap.3, p.50). Tout ceci permettra de créer une réelle situation de coopération entre les individus.

COMPÉTENCES DISCIPLINAIRES La compétence disciplinaire retenue pour cette SAÉ est la première, soit chercher des solutions

à des problèmes d’ordre scientifique (PFEQ, Ch.6, p.275). Ces quatre composantes de cette

compétence seront développés, et ce, à divers moment de la SAÉ (PFÉQ, chap.6, p.277):

-‐ Composante 1 : Cerner le problème

-‐ Composante 2 : Choisir un scénario d’investigation

-‐ Composante 3 : Concrétiser sa démarche

-‐ Composante 4 : Analyser ses résultats ou sa solution

17

Au tout début, ils devront cerner le problème en s’appropriant la SAÉ, en dégageant les

données pertinentes en en trouvant les relations existantes entre les différentes données. Cette

composante sera développée principalement durant les deux premières périodes, de même que

durant les périodes 5, 6 et 7 (voir déroulement général p.20).

La deuxième composante, c’est-‐à-‐dire choisir un scénario d’investigation, sera développée au

cours 2, lorsque les élèves devront proposer un protocole de recherche pour tester les

composantes/propriétés des échantillons ramenés par les astronautes. Ils la développeront également

dans les cours 5, 6 et 7. Ils devront, durant ces cours, décider de la méthode d’analyse des différentes

bases de données.

Durant le cours 3, les élèves réaliseront leur expérience en laboratoire, développant ainsi la

composante 3, concrétiser sa démarche. Encore une fois, durant les cours 5, 6 et 7, les élèves vont

également développer cette composante en analysant les résultats, en notant l’ensemble des

éléments/informations retenus, et en ajustant leur méthodes en fonctions des résultats obtenus.

Finalement, la composante 4, soit analyser les résultats, sera développée en grande partie au

cours 4, lors de la rédaction du premier rapport, de même qu’au cours 8 à 12. Durant ces derniers

cours, ils devront, à partir des résultats obtenus aux cours 5 à 7, tirer des conclusions et prendre des

décisions pour bien conseiller la FPI. Les échanges et les débats entre les équipes expert et les équipes

multi les aideront à formuler de nouveaux problèmes, à proposer des améliorations et à finalement,

tirer des conclusions afin d’émettre une décision finale.

CONTENU DE FORMATION Différents contenus du programme de formation, provenant des Univers terre et espace, vivant

et matériel seront vus tout au long de cette SAÉ. Celle-‐ci est riche en concepts, mais le travail

coopératif permettra d’en faciliter les apprentissages. Certains concepts seront au centre de la SAÉ et

formeront le noyau dur de cette situation d’apprentissage tandis que d’autres seront plutôt secondaire

(noyau mou) et dépendront de l’angle scientifique que donneront les élèves à leur problématique.

Noyau dur

Pour l’ensemble des groupes d’experts, à l’exception du groupe agro-‐alimentaire, le potentiel

énergétique des ressources sera au cœur de leur investigation. Du cours 5 au cours 10, ils seront

18

appelés à déterminer ce qu’offre chaque planète comme potentiel énergétique pour ensuite faire des

recommandations éclairées quant à l’établissement d’une colonie.

ü Ressources énergétiques associées à la lithosphère (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.32) o Énergie fossile o Énergie géothermique o Énergie nucléaire

ü Ressources énergétiques de l’hydrosphère (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.33)

o Énergie hydraulique o Énergie marée-‐motrice o Énergie des vagues et des courants

ü Ressources énergétiques de l’atmosphère (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.34)

o Énergie éolienne o Énergie thermique o Énergie solaire

Durant ce temps, l’équipe agroalimentaire devra déterminer quelles ressources alimentaires il

serait souhaitable d’amener sur la nouvelle planète. Ce faisant, ils devront aborder les concepts

suivants:

ü Dynamique des écosystèmes (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.24) o Relations trophiques (producteur primaire, consommateur) o Flux de matière et d’énergie

ü Empreinte écologique (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.24)

De plus, pour tous les groupes d’experts, ils devront, durant les périodes 2 à 5, déterminer

expérimentalement si les planètes proposées sont aptes à soutenir la vie. Les concepts suivant feront

ainsi également partie du noyau dur de cette SAÉ:

ü Conditions favorables au maintien de la vie (concept de secondaire 3; PFÉQ, chap.6-‐STE, p.41) ü Salinité (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.33) ü Composition de l’air (concept de secondaire 2; PFÉQ, chap.6, p.287) ü Horizons du sol (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.32)

o horizons humifères o horizons minéraux

ü Capacité tampon du sol (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.32) o Fertilité des sols

19

Noyau mou

Plusieurs autres concepts pourront être abordés durant cette SAÉ. Les élèves recevront en effet

une trousse de départ contenant plusieurs bases de données qui abordent justement différents

concepts. Dépendamment de leurs intérêts, de leurs hypothèses et de leur plan expérimental, ils

pourront aborder les concepts suivants:

ü Valeur énergétique des aliments (concept de secondaire 3; PFÉQ, chap.6-‐STE, p.32)

ü Concentration (ppm, mole/L) (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.27)

ü Échelle pH (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.27)

ü Bassin versant (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.33)

ü Circulation océanique (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.33)

ü Circulation atmosphérique (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.34)

ü Système Terre-‐Lune (ou planète-‐lune) et les marées (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.34)

ü Flux d’énergie émis par le soleil (PFÉQ, chap.6-‐STE, p.34)

20

MATÉRIEL

Équipe

expe

rt Assemblages

d'échantillons Échantillons pour un groupe (8 élèves par spécialisation, 4 par

équipe expert)

Matériel susceptible d'être demandé, donc a préparer au cas

où

Lithosph

ère

1 carotte de sol par planète (donc trois carottes), représentative de la zone ayant un potentiel agricole. Selon la planète, les différents horizons du sol (O, A, B, C) ont une épaisseur variable (horizons fertiles plus épais sur une planète par rapport à une autre)

2 carottes par planète (réplicats)

X 3 planètes

X 2 équipes expert

= 12 carottes de sol par groupe (Il s'agit d'une récolte effectuée en

avance par l'enseignant, ou d'un assemblage créé superficiellement avec du sable, de la terre noire, du compost...)

Les élèves pourraient vouloir tamiser le sol, on peut mettre des tamis de différentes tailles à sa disposition. Ils pourraient vouloir mesurer la hauteur de chaque horizon pour établie le profil, donc plusieurs règles de 30cm pourraient être nécessaires. Ils pourraient désirer mélanger le sol avec l'eau et observer l'épaisseur des dépôts. De l'eau et de gros cylindres gradués pourraient être utiles.

Hydrosph

ère

6 éprouvettes contenant des échantillons d'eau des trois planètes (P1, P2 et P3). Une éprouvette d'eau douce (A) et une d'eau salée (B) pour chaque planète. Le pourcentage de la présence de chaque échantillon sur chaque planète est donné à l'élève.

6 éprouvettes (3 eau salées, 3 eau douce)

X 2 réplicats

X 2 équipes experts

= 12 éprouvettes d'eau

salée +

12 éprouvettes d'eau douce

On suppose que l'élève choisira de faire la masse volumique. Donc le matériel nécessaire serait : 8 balances 8 cylindres gradués de 10 mL Il pourrait aussi demander un densimètre, il serait utile d'en avoir quelques-‐uns si possible. Ils pourraient également vouloir faire évaporer l’eau pour en extraire le sel. Les plaques chauffantes et des béchers de 100 ml seraient nécessaires.

P1

A

95%

P1

B

5%

P2

A

20%

P2

B

80%

P3A

50%

P3B

50%

21

Équipe

expe

rt Assemblages

d'échantillons Échantillons pour un groupe (8 élèves par

spécialisation, 4 par équipe expert)

Matériel susceptible d'être demandé, donc a préparer au cas

où

Atmosph

ère

9 éprouvettes contenant des gaz présents dans l'atmosphère des trois planètes (P1, P2 et P3). Une éprouvette de diazote (A), une d'oxygène (B) et une de dioxyde de carbone (C) pour chaque planète. Le pourcentage de la présence de chaque échantillon sur chaque planète est donné à l'élève.

4 assemblages (12 éprouvettes de

chaque gaz) x

2 équipes expert =

24 éprouvettes de diazote (en fait, elles contiendraient de l'air composé à 78% de N2)

+ 24 éprouvettes d'oxygène

+ 24 éprouvettes de dioxyde de carbone

On suppose que les élèves feront les tests qu'ils ont appris dans les années antérieurs. Comme il y a trois gaz à tester, nous devons donner au moins trois assemblages d'éprouvettes, et nous en avons ajouté un en cas d'erreurs de la part des élèves. Ils pourraient nécessiter des allumettes et des éclisses de bois en quantité abondante pour effectuer leurs tests, en plus de l'eau de chaux en petites bouteilles compte-‐gouttes (4).

Agroalim

entaire

3 échantillons de 100 g de sol (un pour chaque planète) représentatifs de la zone ayant un potentiel agricole.

3 échantillons de sol (1 par planète)

X 2 réplicats

X 2 équipes expert

= 4 béchers contenant 100g de sol de la

planète 1 +

4 béchers contenant 100g de sol de la

planète 2 +

4 béchers contenant 100g de sol de la

planète 3

On suppose que les élèves trouverons ce vidéo sur YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=wDHew

uQUgOE, et qu'ils suivront ce protocole. On préparerait donc le matériel suivant :

• Eau distillée • 12 entonnoirs • 12 papiers-‐filtre • 6 supports universels • 12 pinces universelles • 12 erlenmeyer de 125 mL • 8 x 20 mL HCl 0,25 mol/L • 32 béchers de 100mL (ou 150mL) • 16 cylindres gradués (8 de 50 mL et 8

de 10 mL) • 8 bouteilles d'indicateur universel • 8 rouleaux de papier pH 1-‐14 et leur

échelle • 8 balances • 24 nacelles • 8 spatules

P1 P2 P3

P2C

0,05%

P1A

80%

P1B

19%

P1C

0.01%

P2A

75,5%

P2B

23,5%

P3A

78%

P3B

21%

P3C

0,03%

22

DÉROULEMENT GÉNÉRAL La présente section permet de saisir en un coup d’œil rapide les diverses étapes de réalisation de cette SAÉ. Elle permet de comprendre le sens et l’esprit global de cette situation d’apprentissage sans s’alourdir des détails d’application. À cet effet, un déroulement plus détaillé suit immédiatement cette section et présente pas à pas et dans chacune des sections ce qui est attendu des élèves comme de l’enseignant.

CONTEXTUALISATION COURS 1 : Présentation de la SAÉ «Sur une planète près de chez vous»

§ Présentation du générique d’ouverture de la série Dans une galaxie près de chez vous. § Explication de la mission et prise en main du cahier des charges par les élèves. § Formation des équipes «experts» et «multi» + temps libre en équipe pour consulter toutes les

annexes.

RÉALISATION COURS 2 : Élaboration d’un protocole d’expérimentation (équipe expert)

§ Période consacrée à bâtir un protocole expérimental qui servira à tester les échantillons reçus des différentes planètes.

§ Tous les protocoles sont ensuite soumis à l’enseignant pour approbation.

COURS 3 : Réalisation du protocole expérimental en laboratoire (équipe expert)

§ Mise en œuvre du plan expérimental bâti par les différentes équipes. § Prise des résultats et analyse préliminaire.

COURS 4 : Production du TP1 sur les expérimentations (équipe expert)

§ Fin de l’analyse des résultats. § Consignation des données, des analyses et de leur conclusion préliminaire dans le canevas

TP1 : Rapport d’expérimentation (ANNEXE 1) § Remise du rapport à l’enseignant (évaluation sommative)

COURS 5 : Partage des apprentissages (équipe multi) + première analyse des bases de données (équipe expert)

§ En équipe multi, les différents spécialistes partagent à tour de rôle le fruit de leur expérimentation sur les divers échantillons ainsi que leur conclusion préliminaire au regard de leur mandat respectif.

§ Une fois terminée, les équipes experts se reforment et entament l’analyse des multiples bases de données qui accompagne leur cahier des charges.

COURS 6 : Recherche et analyse des bases de données (équipe expert)

§ Temps accordé à l’analyse et l’interprétation des différentes bases de données. § Période axée sur le repérage des données utiles à sa discipline + décortiquer l’information et

23

trier les informations pertinentes.

COURS 7 : Recherche et analyse des bases de données (équipe expert)

§ Temps accordé à l’analyse et l’interprétation des différentes bases de données. § Période axée sur l’interprétation des données sélectionnées et sur la production d’une

conclusion au regard de leur mandat respectif.

COURS 8 : Production du TP2 sur l’analyse des bases de données (équipe expert)

§ Consignation des données, des analyses et de leur conclusion préliminaire dans le canevas TP2 : Base de données (ANNEXE 2).

§ Remise du rapport à l’enseignant (évaluation formative).

COURS 9 : Partage des apprentissages et choix final de planète à déterminer (équipe multi)

§ En équipe multi, les différents spécialistes partagent à tour de rôle le fruit de leur analyse sur les bases de données ainsi que leur conclusion préliminaire au regard de leur mandat respectif.

§ Une fois tous les spécialistes ayant pris la parole, l’équipe multi doit parvenir, au terme de cette séance, à recommander une planète de choix pour la colonisation à venir.

COURS 10 : Production du rapport final (équipe multi)

§ Temps consacré à la réalisation du rapport final (Canevas en ANNEXE 3) dans lequel se trouvera la recommandation finale de l’équipe multi en fonction du mandat de la mission.

§ Remise du rapport à l’enseignant (évaluation sommative)

INTÉGRATION COURS 11 : Oraux (équipe multi)

§ Chaque équipe multi est invitée à expliquer sa démarche ainsi que sa décision finale en un cours exposé d’environ 5 minutes.

COURS 12 : Fin des oraux (équipe multi) et session de débat (classe)

§ Fin des exposés oraux pour les équipes multi restantes. § Session de débat dont le but est de parvenir à un consensus au sein de la classe sur quelle sera,

au final, la planète que nous retiendrons comme candidate à recevoir les humains.

24

DÉROULEMENT DÉTAILLÉ

INFORMATIONS GÉNÉRALES Cours # 1 Titre : MISE EN SITUATION Date : Groupe : Secondaire 4, Science et technologie de l'environnement Matériel : Cahier des charges + chaque élève a amené un journal de bord (JdB, par exemple un cahier Canada) Types d'activités : Présentation

DÉROULEMENT DU COURS

Étap

e Description de l'activité Rôle de l'enseignant Rôle de l'élève Temps

Contextualisation Vidéo de l'émission

«Dans une galaxie près de chez vous».

Écoute la vidéo et observe sa classe. Écoute et note les

éléments qu'il considère important.

2 min

Activation des connaissances antérieures

Pose des questions aux élèves sur la vidéo. Leur demande ce qu'ils savent de l'état actuel

de la Terre (exploitation des ressources, pollution, effet de serre, changements

climatiques, etc.).

Participe à la discussion en grand groupe.

12 min

Réalisation

Lecture du cahier des charges

Remet le cahier des charges et souligne qu’ils seront questionnés sur son contenu après la

lecture de la SAÉ.

Lit le cahier des charges en silence et surligne et

annote celui-‐ci.

12 min

Comprendre la mission

Questionne des élèves sur les éléments mentionnés ci-‐haut. Fais répéter les réponses

par d'autres élèves pour s'assurer que l'ensemble du groupe comprend.

Reste attentif et répond aux questions, selon le

cas.

12 min

Expliquer les deux types d'équipes

Explique la mission de l'équipe multi et celle de l’équipe expert à l'aide du schéma.

Demande aux élèves de réfléchir sur leur propre intérêt envers une des quatre sphères

de travail.

Réfléchi à la sphère d'expertise qui l'intéresse

le plus.

10 min

Formation des équipes

Forme les équipes en s'assurant que les élèves ont bien compris qu'ils ont un double choix à faire (équipe multi + équipe expert).

Choisi sa sphère d'expertise et se place en

équipe multi.

12 min

Intégration Journal de bord

Demande aux élèves de se placer en équipe-‐multi et de noter le but général de la SAÉ et leur sphère d'expertise. Avertir les élèves que lors des évaluations, un seul journal par équipe

expert (choisi au hasard) sera évalué, par conséquent, ils doivent s'entraider pour noter les

buts et réflexions.

Note le but général de la SAÉ et sa sphère

d'expertise dans le JdB. 7 min

Au prochain cours Annonce que le prochain cours sera consacré à l'élaboration d'un protocole expérimental

pour chaque équipe-‐expert.

Surligne la mission dans le cahier des charges et la reformule sous forme de but personnel dans le JdB.

8 min

ANALYSE RÉFLEXIVE SUITE AU COURS

25

INFORMATIONS GÉNÉRALES Cours # 2 Titre : PROPOSITION D'UN PROTOCOLE (ÉQ-‐expert) Date : Groupe : Secondaire 4, Science et technologie de l'environnement Matériel : Laboratoire informatique, manuel scolaire, ANNEXES 1 et 4 pour chaque équipe expert, échantillons à analyser (éprouvettes d'eau, carottes de terre, sac de terre, éprouvettes de gaz)

Types d'activités : Recherche et travail coopératif


Étap


Contextualisation

Rappel du dernier cours et but du jour

Choisi des élèves au hasard et demande : le but général de la SAÉ, les quatre sphères de

recherche, le but de la journée. Souligne aux élèves que tous les documents qui leur sont remis en version papier seront également déposés sur le portail (version

électronique).

Écoute, répond aux questions, reformule les réponses si l'enseignant le

demande.

8 min

Mandat du jour et journal de

bord

Informe les élèves que la période sera consacré à de la recherche (manuels et internet) et qu'à la fin du cours, chaque

équipe-‐expert devra lui remettre un protocole et une liste de matériel (ANNEXE 1) nécessaire à l'analyse de leurs échantillons. Donner aux élèves la grille d'évaluation (ANNEXE 4) qui

indique à quel endroit noter les infos.

Note le but du jour et la date dans son JdB. Relis son but personnel du jour

pour s'assurer de comprendre la tâche à

effectuer. Consulte la grille d'évaluation.

8 min

Réalisation

Rassemblement en équipe expert et observation des échantillons

Passe dans les équipes expert pour montrer les échantillons à analyser et s'assure que les

équipes comprennent bien leur tâche.

Observe les échantillons et débute sa réflexion sur la façon de les analyser.

12 min

Recherche d'un protocole

Circule dans les équipes, répond aux questions, s'assure qu'ils progressent.

Effectue des recherches à l’aide de divers médiums (web, youtube, manuels).

25-‐30 min

Rédaction du protocole (Dans le canevas du TP1, Annexe 1)

Effectue des rappels sur l'importance de la précision de leur protocole et de la quantité

de matériel demandé.

Détermine, en équipe, le protocole à faire. Chaque élève le réécrit ensuite

dans son JdB.

10-‐15 min

Intégration Remise du

protocole

Ramasse un protocole par équipe expert (les lit et les annote, prépare le matériel demandé

avant le cours suivant). Remet le protocole 2 min

Au prochain cours

Annonce que le but du prochain cours sera de réaliser leurs expérimentations et d'avoir, à la fin, un tableau de données brutes rempli.

Écrire le but du prochain cours dans le JdB. 5 min


26

INFORMATIONS GÉNÉRALES Cours # 3 Titre : EXPÉRIMENTATION (ÉQ-‐expert) Date : Groupe : Secondaire 4, Science et technologie de l'environnement Matériel : Tout le matériel préalablement convenu avec les équipes Types d'activités : Laboratoire


Étap


Contextualisation

Rappel du dernier cours et but du

jour

Questionne les élèves : Qu'a-‐t-‐on fait au dernier cours? Quel est le but du cours d'aujourd'hui ? Qu’obtiendrez-‐vous à la fin du cours aujourd’hui ? (tableau avec

données brutes)

Écoute, répond aux questions, reformule les réponses si l'enseignant le demande.

8 min

Remettre les protocoles

Donne des commentaires généraux sur les protocoles et certaines mises en

gardes pour le bon fonctionnement du cours. Si certains protocoles ont trop de lacunes, avertir les équipes qu’ils doivent

le rencontrer avant de débuter.

Prend connaissance des commentaires ajoutés à son

protocole et note les ajustements potentiels.

10 min

Réalisation

Tableau de données brutes

Insiste sur l'importance de bien consigner les résultats dans un tableau clair lors des

expériences (ne pas mélanger les résultats des 3 planètes!).

Trace un tableau de données brutes dans son JdB et compare

et vérifie avec les autres membres de l'équipe expert.

6 min

Début des expérimentations

Désigne l'espace de travail des équipes expert. Rencontre les équipes dont les

protocoles ne permettront pas, tels qu'ils sont, d'atteindre le but fixé. Guide les équipes dans l’amélioration de ces

protocoles.

Rencontre en équipe-‐expert pour apporter des

modifications au protocole, si nécessaire, puis débute les

expérimentations.

10 min

Réaliser et terminer les

expérimentations


Poursuit les expérimentations et consigne ses résultats. 20 min

Nettoyer et ranger le matériel

Circule pour s'assurer que le travail est bien fait. Nettoie et range le matériel. 8 min

Analyse préliminaire des

résultats

Demande aux élèves de tenter de dégager certaines tendances de leurs résultats, à vu d'œil, en équipe expert.

Ébauche une première analyse des résultats obtenus. 8 min

Intégration

Au prochain cours

Annonce qu’au prochain cours, les résultats seront analysées en profondeur

et que les équipes experts devront conclure sur la qualité de la variable

étudiée (Canevas ANNEXE 1).

Écrire le but du prochain cours dans le journal de bord. 5 min


27

INFORMATIONS GÉNÉRALES Cours # 4 Titre : PRODUCTION DU RAPPORT 1 (ÉQ-‐expert) Date : Groupe : Secondaire 4, Science et technologie de l'environnement Matériel : Laboratoire informatique, canevas TP1 Types d'activités : Analyse et rédaction


Étap


Contextualisation

Rappel du dernier cours et but du

jour

Questionne les élèves : qu'a-‐t-‐on fait au dernier cours (expérimentation)? Quel est le but du cours d'aujourd'hui (analyses + rapport 1 en équipes-‐

expert)?

Écoute, répond aux questions, reformule les réponses si l'enseignant le demande.

8 min

Réalisation

Discussions en équipe-‐expert

Circule dans les équipes, répond aux questions, s'assurer qu'ils progressent.

Propose des analyses des données consignées dans son JdB. Commente les analyses énoncées par ses coéquipiers.

16 min

Consignes pour la rédaction du TP1 (1 par équipe)

Annonce qu'il est temps de rédiger le rapport. Précise ce qu'on attend des élèves dans chaque section (voir

cahier des charges).

Prend connaissance des différentes sections à remplir

du rapport. 6 min

Rédaction du TP1 Circule dans les équipes, répond aux questions, s'assurer qu'ils sont sur la

bonne voie.

Rédige un rapport en équipe. S’assure également de noter les informations, résultats et conclusions dans son JdB.

35 min

Intégration

Remise du TP1 Récupérer les rapports des équipes expert. Remet son rapport. 5 min

Au prochain cours

Annonce qu’au prochain cour, une première rencontre en équipe multi se

tiendra pour partager les connaissances et conclusions obtenues lors des cours 2, 3 et 4. Également, que ce sera le moment de débuter la deuxième partie de la mission (base de données). Une rétroaction sur le TP1 sera également donnée au prochain

cours.

Écrire le but du prochain cours dans le journal de bord. 5 min


28

INFORMATIONS GÉNÉRALES

Cours # 5 Titre : PARTAGE des savoirs (ÉQ-‐multi) + RECHERCHE base de données (ÉQ-‐expert) Date :

Groupe : Secondaire 4, Science et technologie de l'environnement Matériel : Bases de données des quatre sphères de recherche

Types d'activités : Enseignement par les pairs et recherche


Étap


Contextualisation

Rappel du dernier

cours et but du jour

Questionne les élèves : qu'a-‐t-‐on fait au dernier cours (analyses et TP1)? Quel est le but du cours d'aujourd'hui (partager info éq-‐multi + débuter

les recherches sur les bases de données)?

Écoute, répond aux questions, reformule les réponses si l'enseignant le demande. Vérifie que son

JdB est à jour.

5 min

Réalisation

Remise du TP1

corrigé

Remet les TP1 et demande aux équipes expert de se rassembler pour prendre connaissance des commentaires et en discuter. Passe dans les équipes qui ont un besoin important d'être

mieux orientés.

Prend connaissance des commentaires dans le TP1 et en discute avec son équipe.

Pose des questions au besoin.

10 min

Réunion en équipes multi

Demande aux équipes multi de se former et de débuter le partage de leurs expériences et

découvertes (protocole, réalisation, difficultés, résultats et analyses).

Prend quelques minutes pour parler de sa sphère d'expertise et de ses

résultats préliminaires.

30 min

Retour en équipe expert

Invite les élèves à se replacer avec les membres de son équipe-‐expert afin de débuter la

deuxième partie de la mission. Demande aux élèves de prendre les annexes jointes au cahier

des charges.

S’exécute et prend possession de ses annexes. 5 min

Début des recherches

Explique le mandat et les tâches de la deuxième partie de la mission. Invite les équipes à débuter la lecture des différentes bases de données afin d’y repérer les annexes qui leur seront utiles.

Prend connaissance des diverses bases de données et

commence à trier l’information pertinente

pour sa spécialité.

20 min

Intégration

Au prochain cours

Annonce que les deux prochains cours seront consacrés à l’analyse et le traitement des bases de données. Suggère également aux élèves de se doter d’une méthode de travail et de se diviser

la tâche.

Note ses tâches dans le JdB et y consigne ses premières réflexions à la lecture des

bases de données.

5 min


29

INFORMATIONS GÉNÉRALES Cours # 6 Titre : RECHERCHE (ÉQ-‐expert) Date : Groupe : Secondaire 4, Science et technologie de l'environnement Matériel : Bases de données et laboratoire informatique Types d'activités : Recherche et analyse


Étap

e

Description de l'activité Rôle de l'enseignant Rôle de l'élève Temps

Contextualisation

Présentation d’une vidéo portant sur les énergies

renouvelables : https://www.youtube.com/watch?v=PD

7YjOtyGtk

Demande aux élèves d'écouter attentivement la vidéo pour ensuite discuter des éléments

pertinents (Quelles énergies sont comparées, quels sont les

avantages et inconvénients de chacune, etc.).

Écoute la vidéo, note des informations et participe à la discussion de groupe.

10 min


Questionne les élèves sur les activités réalisées au dernier

cours. Demande à un élève le but du jour (faire de la recherche

pour comprendre et interpréter les bases de données et en tirer

des informations).

Écoute, répond aux questions, reformule les réponses si l'enseignant le demande. Vérifie que

son JdB est à jour.

4 min

Réalisation

Recherche pour interpréter les bases de données

Circule dans les équipes, répond aux questions, s'assurer qu'ils

progressent bien.

Note les informations pertinentes dans son

journal de bord. Note sa réflexion sur les données observées. Utilise Excel au besoin pour créer des graphiques qui intègrent les données analysées.

50 min

Intégration

Évaluer ce qu'il reste à faire

Demande aux équipes expert de s'expliquer entre eux ce qu'ils ont découvert d'intéressant jusqu’à présent leurs recherches et de noter dans leur JdB ce qu'il reste à faire au prochain cours. Rappel

que le prochain cours sera également dédié à l’analyse des

bases de données.

Partage ses découvertes et note son but du prochain cours.

11 min


30

INFORMATIONS GÉNÉRALES Cours # 7 Titre : RECHERCHE (ÉQ-‐expert) Date : Groupe : Secondaire 4, Science et technologie de l'environnement Matériel : Bases de données et laboratoire informatique Types d'activités : Recherche et analyse


Étap

e

Description de l'activité Rôle de l'enseignant Rôle de l'élève Temps

Contextualisation

Présentation d’une vidéo sur un «faux» bulletin météo :

http://ici.radio-‐canada.ca/nouvelles/science/2015/12/03/001-‐bulletin-‐meteo-‐2050-‐climat-‐

paris.shtml

Demande aux élèves d'écouter attentivement la vidéo pour ensuite discuter des éléments pertinents.

Écoute la vidéo et participe à la discussion de

groupe.

8 min


Questionne les élèves sur les activités réalisées au dernier cours. Demande à un élève le but du jour (Terminer la recherche pour comprendre et

interpréter les bases de données et en tirer des informations)

Écoute, répond aux questions,

reformule les réponses si

l'enseignant le demande. Vérifie que son JdB est à

jour.

3 min

Réalisation

Recherche pour interpréter les bases de données

Circule dans les équipes, répond aux questions, s'assure qu'ils progressent

bien.

Note les informations

pertinentes dans son journal de bord. Note sa réflexion sur les

données observées. Utilise Excel au besoin pour créer des graphiques qui intègrent les données.

55 min

Intégration

Au prochain cours

Annonce qu’au prochain cours, ils devront produire le deuxième rapport rendant compte de l’analyse des bases

de données et du constat sur les ressources à exploiter ou non.

Note son but du prochain cours 9 min


31

INFORMATIONS GÉNÉRALES Cours # 8 Titre : PRODUCTION DU TP2 (ÉQ-‐expert) Date : Groupe : Secondaire 4, Science et technologie de l'environnement Matériel : Laboratoire informatique, canevas TP2 Types d'activités : Analyse et rédaction


Étap


Contextualisation


Questionne les élèves : qu'a-‐t-‐on fait depuis les deux derniers cours ?

(recherches sur les bases de données) Quel est le but du cours d'aujourd'hui ?

(produire le TP2).



5 min

Retour sur les commentaires du premier rapport

Rappel les commentaires généraux donnés sur le TP1.

Écoute et prend des notes si applicable. 5 min

Réalisation

Consignes pour la rédaction du TP2 (1

par équipe)

Distribue le canevas à remplir (ANNEXE 2). Précise ce qu'on attend des élèves dans chaque section. Distribue la grille d'évaluation (ANNEXE 5) et demande

aux élèves de prendre connaissance des critères d'évaluation.

Prend connaissance des différentes sections à remplir du TP2 et de la grille d'évaluation.

5 min

Rédaction du TP2 Circule dans les équipes, répond aux questions, s'assurer qu'ils progressent.

Rédige un rapport en équipe. S’assure

également de noter les informations, résultats et conclusions dans son

JdB.

50 min

Intégration

Remise du TP2 Ramasse les rapports. Remet son rapport. 5 min

Au prochain cours

Annonce qu’au prochain cours, une seconde rencontre en équipe multi se tiendra pour partager les connaissances et conclusions obtenues lors des cours 6, 7 et 8. Également, que ce sera le

moment d’en arriver à une conclusion sur la planète à coloniser.

Écrit le but du prochain cours dans le journal de

bord. 5 min


32


Cours # 9 Titre : PARTAGE des connaissances et DÉBAT interne (ÉQ-‐multi) Date :

Groupe : Secondaire 4, Science et technologie de l'environnement Matériel : Chronomètres Types d'activités : Enseignement par les pairs, débat


Étap


Contextualisation


Questionne les élèves : qu'a-‐t-‐on fait au dernier cours ? (production du 2e rapport)

Quel est le but du cours d'aujourd'hui ? (chaque équipe multi doit choisir une planète en fonction

des données analysées depuis le début).



10 min

Chronomètre

Propose une méthode de travail aux élèves : se chronométrer lors des interventions du jour pour s'assurer que tout le monde ait le temps de parler de sa sphère d'expertise (exemple : 5 minutes par

élève pour la synthèse de ses résultats et 5 minutes par élève pour justifier son choix de

planète en fonction de l'ensemble des données disponibles.

Prend un chronomètre et nomme un gestionnaire du temps au sein de

l’équipe mutli.

3 min

Réalisation

Réunion en équipes multi (Partage des

connaissances)

Demande aux équipes multi de se former et d’entamer le partage des connaissances entre

spécialistes.

Prend quelques minutes pour parler de sa sphère d'expertise et de ses résultats jusqu’à maintenant.

28 min

Choix final de l'équipe

Prévient les élèves que le temps alloué au partage des connaissances est terminé et qu’il serait temps d’entamer la discussion sur le choix d’une planète. Souligne également que chaque élève doit donner

son opinion et la justifier.

Prend quelques minutes pour expliquer son

analyse personnelle et son choix de planète. Note le choix final de planète dans son JdB.

28 min

Intégration

Au prochain cours

Annonce qu’au prochain cours, ils devront produire le rapport final à l’aide des TP1 et TP2 et des discussions réalisées aujourd’hui. Rappel

également qu’ils devront préparer un court oral (5 min) pour le cours 11-‐12

Écrit le but du prochain cours dans le journal de

bord. 6 min


33

INFORMATIONS GÉNÉRALES Cours # 10 Titre : PRODUCTION DU RAPPORT FINAL (ÉQ-‐multi) Date : Groupe : Secondaire 4, Science et technologie de l'environnement Matériel : Laboratoire informatique et canevas TP3 Types d'activités : Analyse et rédaction


Étap


Contextualisation


Questionne les élèves : qu'a-‐t-‐on fait au dernier cours ? (débat interne)

Quel est le but du cours d'aujourd'hui ? (rédiger le rapport final et si possible,

préparer une courte présentation orale (max 5 min) présentant les décisions cruciales).

Écoute, répond aux questions, reformule

les réponses si l'enseignant le

demande. Vérifie que son journal de bord

est à jour.

10 min

Rappeler les commentaires du second rapport

Donne des recommandations sur la réalisation du rapport final en lien notamment avec les commentaires donnés sur les rapports #2.

Écoute et prend des notes. 5 min

Réalisation

Consignes pour la rédaction du rapport final (1 par équipe

multi) ainsi que pour la présentation orale

Distribue le canevas à remplir (ANNEXE 3). Précise ce qu'on attend des élèves dans

chaque section.

Suggère l'utilisation des logiciels Powerpoint ou Prezi pour la création d'un support visuel.

Prend connaissance des différentes

sections à remplir du rapport final. Se divise le travail au sein de l'équipe.

5 min

Rédaction du rapport et création du support visuel


Participe à la rédaction du rapport

final et à la construction de l’oral. Aide ses coéquipiers au

besoin.

50 min

Intégration

Au prochain cours

Annonce que l’ordre des oraux sera déterminé au hasard au début du prochain cours et que les équipes devront remettre leur rapport final à ce moment également (Au début du

cours).

Écrit le but du prochain cours dans le journal de bord et les tâches qu’ils

restent à accomplir, le cas échéant.

5 min


34

INFORMATIONS GÉNÉRALES Cours # 11 Titre : PRÉSENTATIONS ORALES (ÉQ-‐multi) Date : Groupe : Secondaire 4, Science et technologie de l'environnement Matériel : Projecteur et TBI Types d'activités : oraux et écoute active


Étap


Contextualisation

Compte-‐rendu de la SAÉ

Offre un compte-‐rendu général aux élèves de leur comportement et leur implication lors de cette SAÉ. Les questionne sur leurs

opinions de ce travail.

Donne son appréciation

générale de la SAÉ. 10 min

Écoute active des présentations

Prévient les élèves qu'ils doivent noter sur une feuille la décision de chacune des équipes ainsi que les principales raisons

motivant leur choix. Ces notes alimenteront le débat qui aura lieu au prochain cours. Procède à la pige pour déterminer l’ordre

des oraux.

Prépare un espace dans son JdB pour prendre des notes. Mémorise son tour

de parole.

5 min

Réalisation

Présentations orales des équipes

multi

Écoute les présentations et note les points importants. Questionne les équipes si

nécessaire entre les présentations, pendant que l'équipe suivante s'installe.

Écoute les présentations et note les points importants.

55 min

Intégration

Tendance générale jusqu'à maintenant

Demande aux élèves si une planète semble être en «avance» sur les autres. S’ils sont

surpris.

Répond aux questions. 2 min

Au prochain cours

Annonce qu’au prochain cours se tiendront les derniers oraux ainsi que la période de débat finale pour décider de la planète qui fera office de nouveau foyer à l'humanité.

Écrit le but du prochain cours dans le journal de bord.

3 min


35


Cours # 12 Titre : FIN DES PRÉSENTATIONS ORALES (ÉQ-‐multi) + DÉBAT dans le groupe-‐classe Date :

Groupe : Secondaire 4, Science et technologie de l'environnement Matériel : Projecteur et TBI Types d'activités : oraux et débat


Étap


Contextualisation

Rappel de l'écoute active

Rappel aux élèves que les oraux se poursuivent et de l’importance de noter les

points centraux des présentations de chaque équipe.

Reprend son JdB et se prépare à

poursuivre sa prise de note.

2 min

Réalisation

Fin des présentations

orales des équipes multi

Écoute les présentations et note les points importants. Questionne les équipes si

nécessaire entre les présentations, pendant que l'équipe suivante s'installe.

Écoute les présentations et note les points importants.

30 min

Débat externe

Demande aux élèves de se placer rapidement en cercle pour le débat.

Explique les règles du débat puis lance la période d’échange. Alimente le débat avec des questions générales sur les choix des

équipes, si nécessaire.

Place les bureaux, prend place.

Exprime son opinion sur la situation.

30 min

Intégration

Retour sur le contenu vu dans la

SAÉ

Rappel les critères nécessaire pour déterminer si une planète est propice à la vie selon la NASA. Parle des ressources

d'énergies renouvelables ou non renouvelables qui étaient au cœur du

second volet de la SAÉ. Fait un retour sur la situation actuelle sur Terre. Demande aux élèves comment ils peuvent faire leur part

pour la planète.

Écoute et prend part à la discussion . 13 min


36

RÉINVESTISSEMENT ÉVENTUEL

Cette SAÉ permet d’aborder différents concepts provenant des différents univers. Étant ouverte

et très intégrative, elle pourra être réinvesti de différentes manières. Nous suggérons de se servir de

cette SAÉ en introduction à de nouveaux concepts écologiques. À la fin de cette SAÉ, les étudiants

auront pris connaissance de l’impact qu’ils peuvent avoir sur leur environnement. Ils auront su

différencier les différentes formes d’énergie, leur fonctionnement, leurs avantages et leurs

inconvénients. Il serait ensuite intéressant d’amener les élèves à aller un peu plus loin. Et si les

humains sur la nouvelle planète faisaient les mêmes erreurs ? Et si la pollution menaçait à nouveau

l’intégrité des ressources naturelles de la nouvelle planète ? Cette SAÉ pourrait ainsi servir

d’introduction à un nouveau projet sur les différents types de contaminants et sur les méthodes de

décontamination (PFÉQ, chap.6, p.41).

De plus, les étudiants auront déterminé, à la fin de la SAÉ, l’énergie qu’ils souhaiteraient

exploiter sur la nouvelle planète. Il sera alors tout à fait pertinent de partir de leur décision pour leur

proposer un projet technologique de création de maquette (langage des lignes) et de prototype simple

de ces différentes formes d’exploitation énergétique (ingénierie mécanique et électrique) (PFÉQ,

chap.6, p. 41)

ÉVALUATION PRÉVUE Bien que les trois compétences visées par le PFEQ soient mises à profit dans cette SAÉ, la

stratégie d’évaluation ici détaillée s’attardera aux moyens employés par les élèves pour témoigner de

l’atteinte de la compétence 1 : Chercher des réponses ou des solutions à des problèmes d’ordre

scientifique ou technologique (PFÉQ, 2006). Plus précisément, de par la nature relativement complexe

de cette SAÉ, les étudiants seront amenés à s’interroger sur le problème qui leur est soumis, à

développer un démarche d’investigation, à la réaliser et, finalement, à émettre une recommandation

sur la base de l’analyse des données qu’ils auront recueillis (PFÉQ, 2006). Ainsi, ce sont donc les quatre

composantes de la compétence 1 qui seront évaluées lors de cette SAÉ.

37

Pour réaliser l’évaluation des différentes composantes de la compétence 1, cette SAÉ recourra

essentiellement à la réalisation de trois travaux écrits en équipe ainsi qu’à la tenue d’un journal de

bord individuel.

Le premier travail sera un rapport abrégé portant précisément sur la démarche d’investigation

expérimentale, sur les résultats obtenus suite à la réalisation de la démarche d’investigation ainsi que

sur l’émission de conclusions préliminaires (voire Canevas pour les évaluations, annexe 1). Ce premier

travail étant axé davantage sur la deuxième et troisième composante de la compétence 1 (choisir un

scénario d’investigation et concrétiser sa démarche), il deviendra alors un outil privilégié pour en

évaluer l’atteinte (Grille d'évaluation: ANNEXE 4). Les critères d’évaluation pris en compte seront alors

l’exploration de quelques-‐unes des explications ou des solutions provisoires, la sélection d’une

solution, la détermination des ressources nécessaires, la planification des étapes de sa mise en

œuvre ainsi que la mise en œuvre des étapes planifiées, la conduction d’essais, la cueillette de

données et la mise en œuvre adéquate de la démarche (PFÉQ, 2006).

Le deuxième et le troisième travail d’équipe prendront, quant à eux, la forme de rapports

d’analyse exhaustifs et porteront plus particulièrement sur la synthèse et l’analyse des données

recueillies ainsi que sur la formulation d’une recommandation au regard du problème initialement

posé (voire Canevas pour les évaluations, annexe 2 et 3). Étant donné que ces travaux mettent

davantage en relief leur habileté d’analyse et de résolution du problème posé, ces outils serviront

plutôt à l’évaluation de la composante 1 et 4 de la compétence 1 soit, cerner un problème et analyser

ses résultats ou sa solution (Grille d'évaluation: ANNEXE 5). Les critères d’évaluation retenus pour ces

travaux seront donc la représentation adéquate de la situation, l’identification des éléments

pertinents et les relations qui les unissent, la reformulation du problème en faisant appel à des

concepts scientifiques ainsi que l’établissement de liens entre les résultats et les concepts

scientifiques, l’élaboration de conclusions, d’explications ou de solutions pertinentes et la

proposition de pistes d’amélioration (PFÉQ, 2006).

Finalement, le journal de bord permettra à l’enseignant d’offrir de la rétroaction formative sur

le degré d’avancement des élèves vers l’atteinte de la compétence 1. Cet outil permet également de

38

conserver les traces de cette progression de la pensée et du raisonnement scientifique chez les élèves

et pourra servir d’outil supplémentaire à l’enseignant lors de l’évaluation de la compétence 1.

Notons que les deux premiers travaux d’équipes (expérimentation et base de données) seront

réalisés au sein des équipes experts alors que le dernier travail d’équipe, le rapport final, sera réalisé

au sein des équipes multi. De plus, précisons également que le premier rapport d’expérimentation

ainsi que le rapport final seront évalués de façon sommative. Le rapport portant sur l’analyse des

bases de données (deuxième rapport, TP2) sera évalué, quant à lui, de façon formative afin que la

rétroaction fournie à ce moment puisse bénéficier aux élèves lors de leur rédaction du rapport final.

Finalement, l’évaluation des élèves et l’attribution des notes se feront à l’aide de grilles

d'évaluation descriptives construite de façon à témoigner du degré de maîtrise de la compétence 1

(ANNEXES 4 et 5). Les élèves possèdent et connaissent à l’avance les multiples critères de ces grilles et

leur fonctionnement avant le début de chaque travail à remettre. En somme, tous les travaux réalisés

en équipe résulteront en une note commune pour tous les membres de l’équipe.

La grille d’évaluation dicte quels critères l’équipe doit développer dans son journal de bord et

quels critères elles doit développer dans les rapports de laboratoire.

La note finale sera sur 100 points. Chaque composante aura une pondération différente. Le TP1

vaudra 30% alors que le TP3 en vaudra 70%. Les grilles d’évaluation sont utilisées comme suit : une

équipe doit avoir maitrisé tous les critères d’un échelon avant de pouvoir passer à l’échelon supérieur.

La note d’une composante est obtenue en multipliant le chiffre qui se trouve entre parenthèses à côté

du titre de la composante par le chiffre de l’échelon atteint. Le seuil de passation se trouve entre le 2e

et le 3e échelon. Néanmoins, l’équipe est considérée comme ayant réussi si elle a une note de 60% ou

plus. L’échec d’une composante ne représente donc pas un échec du travail en entier.

Afin de compléter cette riche SAÉ, la prochaine section des annexes regroupe tous les outils

employés pour l’évaluation de cette SAÉ (grilles de correction et canevas des rapports) ainsi que les

bases de données qui serviront principalement à la réalisation du deuxième rapport.

39

RÉFÉRENCES

AFP: YouTube : Les énergies renouvelables. [en ligne]. https://www.youtube.com/watch?v=PD7YjOtyGtk (Page consultée le 13 décembre 2015) Duggie, Annie. YouTube : Intro saisons 1 et 2 -‐ Dans une galaxie près de chez vous. [en ligne]. https://www.youtube.com/watch?v=FX0qnwDFXU0 (Page consultée le 13 décembre 2015) Ministère de l'Éducation, du loisir et du sport. (2005). Programme de formation de l’école québécoise.

Sainte-‐Foy: Gouvernement du Québec. Roberge, Gilles. YouTube : Labo #51 La capacité tampon du sol. [en ligne]. https://www.youtube.com/watch?v=wDHewuQUgOE (Page consultée le 13 décembre 2015) Christian, Ève. Chaleur et ouragan : votre bulletin météo de décembre 2050. [en ligne]. http://ici.radio-‐

canada.ca/nouvelles/science/2015/12/03/001-‐bulletin-‐meteo-‐2050-‐climat-‐paris.shtml (Page consultée le 13 décembre 2015)

ii

ANNEXES

Annexe 1 : Canevas TP1 – Bilan des résultats sur la partie expérimentations.

RAPPORT #1 – PROJET EXPÉRIMENTAL

Noms des membres de l’équipe : NOTE : 1-‐ 2-‐ 3-‐ 4-‐

MATÉRIEL

Directives : Dresser ici la liste du matériel nécessaire à la réalisation de votre expérimentation. Liste à puces ou numérotée suggéré.

PROTOCOLE

Directives : Énumérer chacune des étapes permettant de réaliser votre expérimentation. Soyez précis.

RÉSULTATS

iii

Directives : Présenter vos résultats sous forme de tableaux ou de figures, selon le cas. Titre : Clair et précis.

ANALYSE

Directives : Souligner en quelques phrases ce qui ressort de vos résultats (tendances, faits inusités, faits intéressants, etc.)

CONCLUSIONS

iv

CONCEPTS THÉORIQUES UTILISÉS POUR JUSTIFIER VOTRE CONCLUSION

Directives : dresser la liste de tous les concepts vous ayant guidé dans l’élaboration de votre raisonnement. Indiquez comment.

v

Annexe 2 : Canevas TP2 – Bilan des résultats de l’analyse des bases de données.

RAPPORT #2 – BASES DE DONNÉES

Noms des membres de l’équipe : NOTE : Formatif 1-‐ 2-‐ 3-‐ 4-‐

MATÉRIEL

Directives : Dresser ici la liste des bases de données retenues pour votre analyse.

ANALYSE

Directives : Indiquer les raisons motivant votre choix de bases de données. Souligner quelles données de ces bases contribuent à forger votre réflexion au regard de la problématique soumise. Quelles sont les grandes tendances observées dans ces bases de données ?

vi

CONCLUSIONS Quelle planète possède le meilleur potentiel énergétique suite à l'analyse de vos bases de données,

selon vous ?

CONCEPTS THÉORIQUES UTILISÉS POUR JUSTIFIER VOTRE CONCLUSION

Directives : Dresser la liste de tous les concepts vous ayant guidé dans l’élaboration de votre raisonnement. Indiquez comment.

vii

viii

Annexe 3 : Canevas TP3 – rapport final

RAPPORT #3 – RAPPORT FINAL

Noms des membres de l’équipe : NOTE : 1-‐ 2-‐ 3-‐ 4-‐ Directives générales : Le rapport final a pour but de colliger toutes les informations recueillies lors des rapports #1 et #2 et ce, pour chacune des spécialités, afin de conclure sur le potentiel des diverses

planètes. Au regard de cette synthèse d’informations des différentes disciplines, vous devrez produire une recommandation finale sur quelle sera la meilleure planète à coloniser. La FPI attend votre

recommandation avec intérêt.

INTRODUCTION

Directives : Rappeler le but de votre mission et le contexte dans lequel elle s’inscrit. Quelles ont été vos démarches depuis le début de cette mission ?

RÉSULTATS

Directives : Dresser la liste des résultats (tableaux et figures) qui vous ont servis dans votre analyse et votre réflexion au regard des divers tests demandés et de l’analyse des ressources énergétiques des différentes planètes. Vous pouvez récupérer ce qui a déjà été produit dans vos travaux précédents.

ANALYSES

Directives : Indiquer en quoi ces résultats sont significatifs (que démontrent-‐ils ?) et permettent de soutenir votre argumentaire.

CONCLUSION

Directives : Énoncer clairement à quelle conclusion parvient votre équipe multi. C’est celle-‐ci que vous transmettrez à la FPI.

RAPPEL DES CONCEPTS THÉORIQUES MOBILISÉS POUR EN ARRIVER À VOTRE CONCLUSION Directives : Dresser la liste de tous les concepts vous ayant guidé dans l’élaboration de votre raisonnement. Indiquez comment.

ix

Annexe 4 : Grille d’évaluation de la SAÉ – Travail pratique 1

SAÉ : Sur une planète près de chez vous! Grille d'évaluation: Chercher des solutions à un problème d'ordre scientifique.

Travail pratique 1 et Journal de bord

Choisir un scénario d’investigation (x3)

5. M

arqu

ée

L’équipe prend le temps de trouver ou de réfléchir à diverses méthodes pour mesurer la variable demandée. Toutes les méthodes sont réalistes et permettent de mesurer la variable demandée. Ces diverses méthodes sont bien notées et l’équipe indique, au final, celle qu’elle veut entreprendre (journal de bord).

Elle dresse la liste du matériel nécessaire et le protocole de la méthode choisie. Le matériel et le protocole correspondent à la méthode. Il n’y a pas d’omission dans le matériel. Il ne manque aucune étape au protocole (Canevas TP1)

4. A

ssur

ée

L’équipe prend le temps de trouver ou de réfléchir à diverses méthodes pour mesurer la variable demandée. La plupart des méthodes permettent réalistement de mesurer la variable demandée. Ces diverses méthodes sont bien notées et l’équipe indique, au final, celle qu’elle veut entreprendre (journal de bord).

Elle dresse la liste du matériel nécessaire et le protocole de la méthode. Le matériel et le protocole correspondent à la méthode. (Canevas TP1)

Il y a certains oublis dans le matériel ou le protocole.

3. A

ccep

tabl

e L’équipe prend le temps de trouver une méthode pour mesurer la variable demandée. La méthode permet réalistement de mesurer la variable demandée (journal de bord).

Elle dresse la liste du matériel nécessaire et le protocole de la méthode. Le matériel et le protocole correspondent à la méthode (Canevas TP1)

2. P

eu

déve

lopp

ée L’équipe prend le temps de trouver une méthode pour mesurer la variable demandée (journal de bord).

La liste du matériel nécessaire est dressée. L’équipe rédige le protocole de la méthode qu’elle veut entreprendre. (Canevas TP1)

La liste de matériel ou le protocole ne correspond pas à la méthode choisie.

1.

Insu

ffisa

nte L’équipe prend le temps de trouver une méthode pour mesurer la variable demandée (journal de bord).

Elle ne fournit pas soit la liste du matériel, soit le protocole. (Canevas TP1)

Note : /15

x

SAÉ : Sur une planète près de chez vous! Grille d'évaluation: Chercher des solutions à un problème d'ordre scientifique.

Travail pratique 1 et Journal de bord (suite)

Concrétiser sa démarche (x3)

5. M

arqu

ée

L’équipe consigne ses résultats dans une figure (tableau, graphique, etc.) dont tous les composantes sont clairement identifiées (nom des variables, titre, etc.) (Canevas TP1).

L’équipe transcrit son protocole final (Canevas TP1).

L’équipe semble avoir effectué divers essais, modifié sa démarche par rapport à son plan initial ou confirmé que sa démarche initiale lui permet d’arriver à ses fins. Les traces laissées permettent de dire si la démarche a été changée ou non et à quel intervalle. Elles permettent toujours d’identifier le questionnement qui a servi à ces décisions. On peut retracer facilement l’évolution de sa démarche (journal de bord).

4. A

ssur

ée

L’équipe consigne ses résultats dans une figure (tableau, graphique, etc.) dont la plupart des composantes sont clairement identifiées ((nom des variables, titre, etc.) (Canevas TP1).


L’équipe semble avoir effectué divers essais, modifié sa démarche par rapport à son plan initial ou confirmé que sa démarche initiale lui permet d’arriver à ses fins. Les traces laissées dans permettent de dire si la démarche a été changée ou non et à quel intervalle. Elles permettent, la plupart du temps, d’identifier le questionnement qui a servi à ces décisions (journal de bord).

3. A

ccep

tabl

e

L’équipe consigne ses résultats dans une figure (tableau, graphique, etc.) (Canevas TP1).


Au fil du travail, l’équipe semble avoir modifié sa démarche par rapport à son plan initial ou confirmé que sa démarche initiale lui permet d’arriver à ses fins. Les traces laissées permettent de dire si la démarche a été changée et à quel intervalle. Néanmoins, elles ne permettent pas d’identifier le questionnement qui a servi à ces décisions. (journal de bord)

2. P

eu

déve

lopp

ée L’équipe consigne ses résultats, mais ces derniers ne sont pas réunis dans une figure (tableau, graphique, etc.)

(Canevas TP1).


Au fil du travail, l’équipe semble avoir remis en question sa démarche. Les traces laissées dans le cahier de bord ne permettent pas d’identifier le questionnement qui a servi à cette décision. (journal de bord)

1.

Insu

ffisa

nte

L’équipe ne consigne pas les résultats dans une figure (tableau, graphique, etc.) (Canevas TP1).


Au fil du travail, l’équipe ne semble pas avoir remis en question sa démarche. Ses décisions et ses questionnements par rapport à celle-ci ne sont pas notés (journal de bord).

Note : /15 Note TP1 : /30

xi

Annexe 5 : Grille d’évaluation de la SAÉ – Travail pratique 2 ou 3 SAÉ : Sur une planète près de chez vous!

Grille d'évaluation: Chercher des solutions à un problème d'ordre scientifique.

Travail pratique 2 (Formatif) et 3 (Sommatif)

Cerner un problème (x5)

5. M

arqu

ée

L’équipe reformule le problème, en faisant le lien entre les manifestations naturelles de l’énergie, leur transformation en énergie utile et les besoins énergétiques pour les activités humaines (journal de bord).

L’équipe note tous les éléments se trouvant dans les bases de données qui ont rapport avec le champ d’expertise qu’elle doit représenter (TP2) ou des éléments retenues de tous les champs d’expertise (TP3). Elle note leurs utilités potentielles dans la résolution du problème (journal de bord).

Elle note également des éléments qui ne sont pas directement liés aux divers champs d’expertise, mais qui sont tout de même pertinents à la résolution du problème (journal de bord).

4. A

ssur

ée

L’équipe reformule le problème en faisant le lien entre les manifestations naturelles de l’énergie, leur transformation en énergie utile, les besoins énergétiques pour les activités humaines (journal de bord).

L’équipe note tous les éléments se trouvant dans la base de données qui ont rapport avec le champ d’expertise qu’elle doit représenter (TP2) ou des éléments retenues de tous les champs d’expertises (TP3) Elle note, la plupart du temps, leurs utilités potentielles. (journal de bord).

Elle note également des éléments qui ne sont pas directement liés aux divers champs d’expertise, mais qui sont tout de même pertinents à la résolution du problème (journal de bord).

3. A

ccep

tabl

e

L’équipe reformule le problème en faisant le lien avec les manifestations naturelles de l’énergie et leur transformation en énergie utile (journal de bord).

L’équipe note quelques éléments qui ont rapport avec le champ d’expertise qu’elle doit représenter (TP2) ou des éléments retenues de la plupart des champs d’expertise (TP3). Elle note, la plupart du temps, leurs utilités potentielles. (journal de bord).

Elle note plusieurs éléments qui font partie du champ d’expertise des autres équipes et/ou oublie plusieurs éléments majeurs du sien (TP2) (journal de bord).

2. P

eu d

ével

oppé

e

L’équipe reformule le problème en faisant le lien avec les manifestations naturelles de l’énergie et leur transformation en énergie utile (journal de bord).

L’équipe note quelques éléments qui ont rapport avec le champ d’expertise qu’elle doit représenter (TP2) ou des éléments retenues de la plupart des champs d’expertise (TP3). L’utilité potentielle de ces éléments n’est la plupart du temps, pas notée. (journal de bord).

Elle note plusieurs éléments qui font partie du champ d’expertise des autres équipes et/ou oublie plusieurs éléments majeurs du sien (TP2) (journal de bord).

1.

Insu

ffisa

nte

L’équipe reformule le problème sans faire appel aux concepts de ressources énergétiques (journal de bord).

L’équipe note les éléments au hasard sans se soucier du champ d’expertise qu’il doit représenter (TP2).

L’équipe note des éléments au hasard sans justifier leur utilité potentielle (TP3).

Note : /25

xii

SAÉ : Sur une planète près de chez vous!

Grille d'évaluation: Chercher des solutions à un problème d'ordre scientifique.

Travail pratique 2 (Formatif) et 3 (Sommatif) (suite)

Analyser et proposer des solutions (x9)

5. M

arqu

ée

L’équipe note leur(s) choix: choix de planète et les choix d’énergies exploitées (TP2 et TP3).

Les arguments expliquant les choix tissent des liens pertinents entre les caractéristiques de la planète propices aux énergies choisies, l’empreinte écologique des exploitations choisies et les caractéristiques planétaires propices à la vie. Elle explique brièvement, à l’aide des liens similaires, les raisons pour lesquelles les autres planètes ont été rejetées (TP2 et TP3).

Elle propose une courte analyse réflexive sur le travail effectué par le groupe pour en arriver aux décisions et propose des pistes (journal de bord).

4. A

ssur

ée


Les arguments expliquant les choix tissent des liens pertinents entre les caractéristiques de la planète propices aux énergies choisies, l’empreinte écologique des exploitations choisies. Elle explique brièvement, à l’aide des liens similaires, les raisons pour lesquelles les autres planètes ont été rejetées (TP2 et TP3).

Elle propose une analyse réflexive sur le travail effectué par le groupe pour en arriver aux décisions (journal de bord).

3. A

ccep

tabl

e


Les arguments expliquant les choix tissent des liens pertinents entre les exploitations choisies et les caractéristiques de la planète OU entre les exploitations choisies et leur empreinte écologique. Elle explique brièvement, à l’aide des liens similaires, les raisons pour lesquelles les autres planètes ont été rejetées (TP2 et TP3).


2. P

eu d

ével

oppé

e


Les arguments expliquant les choix tissent des liens pertinents entre les exploitations choisies et les caractéristiques de la planète OU entre les exploitations choisies et leur empreinte écologique (TP2 et TP3).

Elle ne justifie pas pourquoi les autres planètes ont été rejetées (TP2 et TP3).


1.

Insu

ffisa

nte L’équipe note leur(s) choix: choix de planète et les choix d’énergies exploitées (rapport).

Elle ne justifie pas ses choix.

Elle ne propose pas une analyse réflexive sur le travail effectué par le groupe pour en arriver aux décisions (journal de bord).

Note : /45 Note TP2 ou TP3 : /70

xiii

Annexe 6 : Base de données de la lithosphère

xiv

xv

xvi

Caractéristiques Planète 1

Planète 2 Planète 3

Type Rocheuse (super-Terre) rocheuse rocheuse Relief Vallées et plaines peu

profondes (absence de Montagnes qui dénote une absence de plaques tectoniques).

Varié avec grandes chaines de montagne

Varié

Types de roches

Majoritairement sédimentaires et un peu de roches ignées intrusives

Majoritairement ignées et métamorphiques

Sédimentaire, métamorphiques et ignées en proportions équivalentes

Activité séismique Très faible Élevée nulle, évidence d’une activité ancienne

Épaisseur de la lithosphère

300 km 100 km Épaisseur maximale de 150 km

Structure interne de la planète

Croûte proportionnellement beaucoup plus épaisse que sur la Terre. Manteau et noyau proportionnellement moins important que sur Terre.

Croûte mince, manteau et noyau plus chauds que sur la Terre

Comme la Terre, sauf que le manteau et le noyau ont refroidis

Courants marins Présence de grandes gyres. Absence de boucle thermohaline. Quelques courants profonds très localisés.

Courants Comparable à ceux de la Terre

Très faibles. Courants exclusivement de surface.

xvii

Annexe 7 : Base de données de l’hydrosphère

xviii

xix

Caractéristiques Planète 1 Planète 2 Planète 3 Présence de lunes

Deux lunes en rotation synchrone avec la planète

Une lune Aucune lune

Hydrographie Pas de bassin versants majeurs

Beaucoup de bassins versants

Quelques grands bassins versant

xx

Annexe 8 : Base de données de l’atmosphère

Caractéristiques Planète 1 Planète 2

Planète 3

Pression atmosphérique

Plus forte que la Terre

Plus forte que la Terre

Plus basse que sur Terre

xxi

Les vents principaux

Planète 1 : Vents dominants :

- soufflant en moyenne à 50 km/heure - créés par de grandes cellules de Hadley

(représentées dans la figure ci-contre)

Vents locaux:

-‐ peu développés. Surtout des brises de mer et des brises de terre

Planète 2 : Vents dominants :

-‐ divers (vents d’ouest, vent d’est, alizés). -‐ vents moyens se situant entre 10 km/h et

15 km/h selon l’emplacement sur le globe. -‐ créés par cellules de Hadley, cellules

polaires et cellules de Ferrrel (représentées dans la figure ci-contre)

Vents locaux:

-‐ vents de montagne et de vallée omniprésents -‐ deux grands vents très localisés

s’apparentant au Chinook et au Sirocco sur Terre .

Planète 3: Vents dominants :

-‐ divers (vents d’ouest, vent d’est, alizés). -‐ vents moyens variant entre 10 km/h

et 40 km/h -‐ créés par cellules de Hadley, cellules

polaires etcellules de Ferrrel

Vents locaux :

-‐ diversifiés -‐ deux grands vents très localisés

s’apparentant au Mistral et à la Mousson sur Terre .

Légende : air chaud air froid

xxii

Annexe 9 : Base de données de l’agroalimentaire

Liste des animaux disponibles

Liste de semences/spores disponibles

ü Maringouin

ü Vers de terre

ü Ténébrions

ü Phasmes

ü Sauterelles

ü Cochon d’Inde

ü Chat

ü Chien

ü Cochon

ü Vache

ü Chèvre

ü Poule

ü Dinde

ü Mouton

ü Chevreuil

ü Lapin

ü Ours brun

ü Saumon

ü Truite

ü Moule

ü Crevette

ü Blé

ü Avoine

ü Maïs

ü Épeautre

ü Soya

ü Pommier

ü Fraisier

ü Framboisier

ü Lentilles

ü Pois chiches

ü Fèves rouges

ü Céleri

ü Patate

ü Carotte

ü Courges (citrouilles ou autres)

ü Noisetier

ü Laitue

ü Champignons portobello

ü Shiitakes

ü Champignons blanc

ü Vigne

ü Tomate

xxiii

Quelques ressources pour vous guider dans vos recherches….

http://www.fao.org/ag/fr/magazine/0612sp1.htm

http://www.developpement-durable.gouv.fr/L-agriculture-durable-des.html

http://www.slate.fr/story/19137/rechauffement-climatique-vegetariens-viande

http://www.dur-a-avaler.com/devenir-vegetarien-alimentations-environnement-gaspiller-nourriture-ecologie/

http://www.agence-nationale-recherche.fr/informations/actualites/detail/projet-desirable-les-insectes-ressources-alternatives-pour-lalimentation-animale/

http://www.alimentation-responsable.com/ecologie-de-la-nutrition

http://www.reporterre.net/Ca-y-est-J-ai-compris-ce-qu-est-la

http://www.equiterre.org/geste/flexitarisme-miam

http://www.viande.info/elevage-viande-ressources-eau-pollution

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Sur une planète près de chez vous · 2019. 3. 28. · Sur une planète près de chez vous ! ! Situation d'apprentissage et d'évaluation Présentée à Philippe Savard Dans le cadre