Situation d'apprentissage-évaluation


Matériel requis
Pour l'ensemble du groupe
  • 10 fleurs différentes
  • 2 plantes en pots (dont une pratiquement morte)
  • 2 gros sacs de terre
  • 1 arrosoir
  • 1 lampe
  • 1 sac de ouates
  • 1 boîte d'engrais naturel (facultatif)
  • 1 bulbe d'amaryllis (facultatif)
  • Quelques pépins ou noyaux de fruits (facultatif)
 

Pour chaque élève

  • 5 graines de sortes différentes
  • 3 petits objets différents (ex: grains de sable, œufs de poissons, etc.)
  • 2 pots à fleurs de grosseur moyenne
  • 1 assiette de carton
Notion traitée

Les parties de la plante à fleur


Les plantes à fleurs, que l'on nomme également angiospermes, ont comme organe reproducteur la fleur. Dans les fleurs, on retrouve habituellement le pistil (organe femelle) et les étamines (organe mâle). Ainsi, la majorité des plantes à fleurs possède les organes mâle et femelle. On nomme ces plantes hermaphrodites. Les autres ne possèdent que l'organe mâle ou l'organe femelle. Le fruit et la graine sont également des parties de la fleur qui entrent en jeu dans le processus de reproduction de celle-ci.


On retrouve également dans les plantes à fleurs les organes végétatifs. Ces organes végétatifs sont la tige, les feuilles et les racines. La tige et les feuilles sont généralement aériennes tandis que les racines sont souterraines. Les feuilles s'insèrent au niveau de la tige à l'aide de nœuds. On distingue plusieurs types de tiges et de feuilles selon les espèces.


Les besoins de la plante à fleurs

Pour se nourrir, une plante a besoin de lumière, d'eau, de sels minéraux et de gaz carbonique. La lumière, le gaz carbonique et l'eau servent principalement au bon fonctionnement du processus de photosynthèse. L'eau sert également à véhiculer les éléments nutritifs dans la plante puisqu'elle est le principal constituant de la sève. Du sodium, du potassium et du phosphore, qui sont présents dans le sol, servent à la synthèse des matières azotées. Les cellules des plantes ont donc besoin de ces sels minéraux et de quelques autres pour se nourrir (Didier, 2006).

Conceptions initiales

Conceptions fréquentes sur les graines 

Chaque élève a sa propre conception de ce qu’est une graine. Cependant, après avoir étudié plus de 200 dessins différents de l’intérieur d’une graine auprès d’un public âgé de 6 à 30 ans, Giordan (1999) a regroupé ces productions en 3 types de conceptions. Voici un tableau adapté de Giordan (1999, p. 163), représentant ces 3 types de conceptions.

Types de conceptions de la graineDéfinition
Type « spontanéiste » La graine n’est pas vraiment structurée. L'intérieur de la graine n'est qu'une matière sans structure particulière.
Type « initialiste » L’intérieur de la graine possède une structure organisée qui permet le développement des feuilles, de la tige et des racines.
Type « préformiste » Une plante entière existe déjà dans la graine. Elle n'est que plus petite.

  

Conceptions fréquentes sur les besoins des plantes 

Lors de la réalisation de cette situation d'apprentissage-évaluation en classe, les élèves ont été questionnés sur leurs conceptions initiales en lien avec les besoins des plantes. Voici donc les conceptions des élèves questionnés en lien avec les besoins des plantes en eau, en lumière, en sels minéraux et en gaz carbonique ainsi que les conceptions scientifiques auxquelles celles-ci pourraient être comparées.

BesoinsConceptions des élèvesConceptions scientifiques
Besoin en eau Plus on donne de l’eau à la plante, plus elle grandit.Un surplus d’eau peut avoir comme effet de tuer la plante.
Besoin en lumière Les enfants parlent de Soleil plutôt que de lumière. Le Soleil est vu comme un « jus » pour permettre à la plante de grandir. Les enfants pensent que la plante a besoin du Soleil pour sa chaleur et non pour sa lumière.La lumière est nécessaire à la photosynthèse.
Besoin en sels minéraux La terre est vue comme ayant un rôle de protection et non de nutrition. Certains élèves croient par contre que les plantes mangent la terre directement par les racines.Bien que la terre soit un moyen de protéger la graine des intempéries, il ne s'agit pas de sa principale fonction. La terre fournit les sels minéraux nécessaires à la plante.
Besoin en gaz carbonique Aucune mention par les élèves interrogésLe gaz carbonique est un élément essentiel au processus de photosynthèse.

Protocole d'entretien possible 

Avant de débuter une activité scientifique avec les élèves sur les plantes à fleurs, il peut être très profitable de les inviter à exprimer leurs conceptions initiales. Cela vous permet de mieux connaître les conceptions de vos élèves et de préparer votre activité en conséquence. Cela conduit également les élèves à verbaliser leur propre conception et, en écoutant celles des autres élèves, à s'apercevoir que plusieurs conceptions sont possibles. Voici donc quelques questions que vous pourriez poser afin de mieux connaître les conceptions de vos élèves.

  • Est-ce que tu as des plantes à la maison?
  • Si oui, peux-tu me les décrire? Quelles sont les différentes parties de ta plante? Peux-tu les dessiner?
  • D’après toi, est-ce que la plante que nous avons apportée a toujours ressemblé à cela (la plante est morte)? Qu'a-t-il bien pu lui arriver?
  • As-tu déjà vu un bébé plante? À quoi cela ressemblait-il?
  • D'où vient la plante?
  • D’après toi, de quoi une plante a-t-elle besoin pour vivre?
  • Pourquoi dis-tu qu'elle a besoin d'eau?
  • Pourquoi dis-tu qu'elle a besoin de terre?
  • Pourquoi dis-tu qu'elle a besoin de Soleil (ou de lumière ou de chaleur)?
Préparation des apprentissages

Activité de préparation : De la graine à la plante (activité adaptée de Collectif Lamap/INRP/La Classe, 2007)

 

Intention : Amener les enfants à verbaliser leurs conceptions initiales concernant les graines.

 

Durée : 2 périodes de 50 minutes

  

Remettez aux élèves une assiette qui contient plusieurs petits objets. Certains sont des graines et d'autres n'en sont pas (ex: œufs de poissons, petits cailloux etc.). Les enfants ont à observer ces petits objets et à mettre de l'ordre dans tout cela. Pour vérifier qu'ils ont bien identifié les graines, accompagnez-les dans l'élaboration d'un protocole de vérification. Selon ce que les enfants décident en groupe, les objets pourraient être identifiés, semés, observés à la loupe ou comparés à d'autres graines. Il peut par contre être intéressant que vous les invitiez à semer les graines dans un pot et à semer ce qu'ils croient ne pas en être dans un autre pot. Les élèves pourraient ainsi suivre l'évolution des plantes et réévaluer leurs hypothèses de départ à savoir si les petits objets étaient des graines ou non.

 

Afin d’aider les élèves à semer leurs graines, vous pouvez utiliser notre document illustrant les différentes étapes à suivre.


Par la suite, vous pouvez demander aux élèves de décrire ce qui se passe dans la graine pour que la plante pousse. Cette étape peut vous permettre d'en savoir plus sur les conceptions initiales des élèves. Les enfants peuvent donc être invités à dessiner une graine, son contenu et son évolution. Un retour en grand groupe afin de confronter les idées des élèves entre elles peut conclure l'activité.

Réalisation des apprentissages

Activité 1 : De la graine à la plante


Intention : Observer les différentes parties de la fleur.


Durée : 1 période de 50 minutes


Annoncez aux élèves qu'ils vont tenter de devenir de bons jardiniers en semant des graines et en faisant diverses expériences qui leur en apprendront davantage au sujet du développement des graines et des plantes. Annoncez qu'à la fin du projet, ils réaliseront leur premier jardin de classe. Invitez ensuite les élèves à observer les différentes fleurs apportées en classe. Lors d'une discussion de groupe, aidez-les à reconnaître sur ces fleurs différentes parties (pétales, tige, feuille, pistil et étamines). Chaque jour de la semaine, les élèves pourront observer de nouvelles fleurs et tenter d'y reconnaître de nouvelles parties.
 

Activité 2 : Si je donne beaucoup d’eau à une plante…


Intention : Préciser l'idée du besoin en eau de la plante.


Durée : 1 période de 50 minutes (ou moins)


 

En considérant que plusieurs enfants peuvent avoir comme conception que plus une plante reçoit d'eau, plus elle grandit, une expérimentation en lien avec les besoins en eau d'une plante peut les aider à complexifier cette conception.


Ainsi, vous pouvez débuter la deuxième activité en demandant : « De quoi une plante a-t-elle besoin pour vivre? » Si l'eau est énoncée, vous poursuivez en demandant : « Est-ce qu’elle a besoin d'eau tous les jours? Pourquoi dis-tu cela? » ou encore « Est-ce qu’on peut préciser la quantité d’eau dont elle a besoin? Est-ce qu’on peut la mesurer? Comment?»


Après avoir posé plusieurs questions, vous pouvez résumer les propos des enfants. Vous pouvez également les inviter à vérifier leurs hypothèses en arrosant différemment deux plantes de la classe (en variant la quantité d'eau ou la fréquence d'arrosage) et en observant les effets après plusieurs jours. On peut utiliser un tableau pour y consigner les noms des élèves au fur et à mesure que les arrosages sont faits.


Si l'eau ne semble toujours pas être un besoin de la plante pour quelques enfants, il suffit d'arrêter d'arroser un lot de plantes de la classe pendant quelques temps et d'en observer les effets sur celles-ci, en les comparant avec un lot de plantes qui a été arrosé de manière adéquate.
 

Activité 3 : Une plante dans le noir


Intention : Préciser l'idée du besoin en lumière de la plante.


Durée : 1 période de 50 minutes



Une des conceptions fréquentes des enfants est que les plantes ont besoin du Soleil non pour sa lumière, mais pour sa chaleur. Voici une activité qui pourrait les aider à surmonter cette difficulté.



Montrez aux élèves une fleur dont la tige est bien droite et demandez-leur de la  dessiner en insistant pour que le dessin soit assez précis. Ensuite, placez cette fleur près d’une fenêtre. Au bout de plusieurs heures, la fleur s'orientera vers la fenêtre. Les explications des enfants pourraient être les suivantes :
 

  • Elle était déjà de travers.
  • Elle se penche de ce côté par hasard.
  • Elle veut regarder par la fenêtre.
  • Elle cherche la chaleur du Soleil.
  • Elle cherche la lumière du Soleil.

Pour amener les élèves à réfléchir sur la première hypothèse, vous pouvez leur demander de comparer la fleur avec le dessin qu’ils en avaient fait. Ils se rappelleront alors que la fleur était droite.


Pour la deuxième, vous pouvez tourner le pot pour observer si la fleur va continuer de se pencher du même côté ou vérifier si elle va changer d’inclinaison pour s'orienter une nouvelle fois vers la fenêtre.



Pour la quatrième et la cinquième hypothèses, vous pouvez mettre la fleur entre un radiateur et une lampe afin d’observer si elle s'orientera vers la source de chaleur ou vers la source de lumière.



 Enfin pour la troisième explication (une fois que les élèves auront compris que la plante recherche la lumière), vous pouvez placer la fleur entre la fenêtre et une lampe très lumineuse afin d’observer vers où la fleur s'orientera.


D’autres mouvements pourront être observés : les mouvements diurnes et les mouvements selon l’ensoleillement. Pour les mouvements diurnes, laissez une fleur de tulipe dans une relative obscurité (éclairez, par exemple, la classe avec quelques bougies) afin que les enfants observent bien que la fleur est « fermée ». Puis, dites aux enfants de ne pas quitter la fleur des yeux et allumez les lumières de la classe. Les élèves pourront alors constater que la fleur « s’ouvre ». Vous pouvez utiliser des fleurs de pissenlit pour montrer l’ouverture relative des fleurs suivant l’ensoleillement (utilisez une lampe ayant plusieurs intensités lumineuses).


 
 Évaluation : Vous pouvez évaluer les élèves en fonction de la curiosité qu'ils manifestent à l'égard de cette expérimentation. Nous vous proposons à cet effet une grille d'évaluation.


Activité 4 : Les différents types de sol


Intention : Préciser l'idée de besoin en sels minéraux de la plante.


Durée: 1 période de 50 minutes



Une autre conception fréquente des élèves est que les plantes mangent de la terre par les racines. Deux stratégies peuvent être employées afin de les inviter à réfléchir à cette conception : mettre une plante dans la terre et vérifier si elle la « mange » ou ne pas donner de terre à une plante et vérifier si elle meurt. Pour la première stratégie, les enfants mesurent le niveau de la terre en fonction du temps (attention l’eau d’arrosage peut fausser les résultats, on peut s’appliquer à toujours mettre la même quantité minime d’eau). Comme le niveau de la terre ne varie pas, on peut en déduire que la plante n’a pas mangé la terre. Pour la deuxième stratégie, vous pouvez enrober les racines d’une plante de ouate mouillée. La plante poussera même si elle n’est pas entourée de terre.



Si les enfants demandent pourquoi les plantes poussent dans la terre si elles ne la mangent pas, vous pouvez écouter leurs hypothèses et ajouter que les plantes utilisent l’eau (et les sels minéraux) qu’il y a dans la terre. Vous pouvez également leur montrer des photographies de quelques végétaux qui ne poussent pas dans la terre (comme ceux qui poussent dans la mousse) ou leur présenter des illustrations de serres hydroponiques (où on fait pousser des plantes dans une eau qui contient tous les éléments nutritifs nécessaires).

Intégration et réinvestissement des apprentissages

Activité 5 : La vie des plantes

 

Intention : Réinvestir et consolider les apprentissages réalisés.

 

Durée : 2 périodes de 50 minutes


Maintenant que les enfants connaissent mieux les besoins des végétaux (eau, terre riche en sels minéraux et lumière), ils pourront faire pousser leurs propres plantes. Vous pouvez élaborer un coin de jardinage dans la classe ou dans la cour d’école. Il serait préférable que chaque enfant ait sa propre plante afin de le responsabiliser et de favoriser le développement d'une affection pour celle-ci. Prévoyez différents types de graines dont les élèves observeront la croissance. Il est à noter que les graines de cresson et de radis ont une croissance rapide, ce qui vous permettra d'en observer la croissance sur une plus courte période de temps. Vous pouvez prévoir quelques plantes de rechange. Les enfants devront en prendre soin en suivant un petit calendrier pour savoir quand arroser. Ils devront choisir un coin ensoleillé où placer la plante. Des engrais (non nocifs pour l’environnement) pourront aussi être ajoutés pour combler les besoins en sels minéraux. Les enfants devront également remplir un petit journal de bord pour noter l’observation de la croissance de leur plante ou de leur fleur. Vous pourrez revenir en grand groupe sur les apprentissages principaux des élèves en lien avec les graines, les parties de la fleur et les différents besoins de la plante au fur et à mesure que les plantes des élèves grandiront.


Évaluation : Les élèves peuvent ensuite être appelés à présenter certains de leurs apprentissages et leur petit jardin de classe à des élèves plus âgés. Chaque élève pourra alors expliquer les graines qu’il a plantées, comment il prend soin de sa plante, les différentes parties de celle-ci, etc. L'élève plus âgé peut alors agir en tant qu'évaluateur et poser des questions d'éclaircissement à l'élève plus jeune en se basant sur notre document.
Médiagraphie

Collectif Lamap/INRP/La Classe. 2007, 23 mai. « Séquence : semer des graines ». In La main à la pâte. En ligne. http://xen-lamap.inrp.fr/lamap/. Consulté le 15 octobre 2008.

Coquidé-Cantor, M. et Giordan, A. (2002). L’enseignement scientifique à l’École Maternelle. Nice : Z’éditions. 248 p.

Didier, P. (2006, 30 août). « Documentation scientifique. Biologie : Nutrition des plantes ». In La main à la pâte. En ligne. http://xen-lamap.inrp.fr/lamap/. Consulté le 15 octobre 2008.

Giordan, A. (1999). Une didactique pour les sciences expérimentales. Paris: Éditions Belin. 240 p.

Howe, Ann C. (2002). Engaging Children in Science. Upper Saddle River, NJ : Prentice Hall. 334 p.

Ministère de l'Éducation du Québec. (2002). Programme de formation de l’école québécoise : Enseignement préscolaire et primaire. Québec: Gouvernement du Québec. Ministère de l’éducation. 350 p.