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Pour toute la classe :
Pour chaque équipe de 4 élèves :
Pour chaque élève :
Le compostage Pour ceux qui font du jardinage, comme pour ceux qui ont à cœur certaines questions environnementales, le compostage s'avère être très utile. Premièrement, il fournit aux plantes une substance nutritive riche en minéraux et exempte de substances toxiques. Deuxièmement, il permet d'améliorer la rétention d'eau des sols sableux et de stabiliser le pH du sol (ne le rendant ni trop acide, ni trop basique) ce qui favorise le développement de la grande majorité des plantes. Il rend également le sol plus foncé et donc plus facilement réchauffé par le Soleil. Finalement, lorsqu'on le fait soi-même, le compost peut contribuer à diminuer notre quantité de déchets domestiques de 40 % (Michaud, 2004). Contrairement à ce que l'on pourrait penser, faire du compost est assez simple. Il s'agit d'abord de trouver un endroit mi-ombragé où placer notre composteur. Ce dernier peut être fabriqué à partir de bois recyclé (palettes de bois) ou être acheté en quincaillerie. Certains vont même produire leur compost par tas que l'on recouvre d'une toile. Une fois le site trouvé et le composteur installé, il suffit de lui fournir les ingrédients nécessaires, de le brasser et de l'arroser régulièrement. Il n'est pas nécessaire d'acheter des accélérateurs de compost ou quelques autres produits du genre (Duplessis, 2002). Les ingrédients du compost se divisent en deux catégories principales. La première de ces catégories, communément appelée « le vert », est constituée d'éléments riches en azote et la deuxième catégorie, communément appelée « le brun », est constitué d'éléments riches en carbone. Dans le vert, on retrouve principalement les déchets de cuisine. On parle ici de restes de fruits, de légumes, de coquilles d'œufs, de pâtes alimentaires, de pain, de sachets de thé ou de résidus de café. Il est important de ne pas considérer la viande, les produits laitiers et les gras (huile ou margarine) comme des éléments compostables. Pour ce qui est des éléments bruns, on retrouve principalement les feuilles, les brindilles, la paille, le papier journal ainsi que les vieux tissus de fibres naturelles (laine, coton, etc.). L'ajout de ces ingrédients dans le composteur peut se faire selon la méthode dite "du pâté chinois" (Michaud, 2004), c'est-à-dire en alternant matériaux verts, matériaux bruns et terre. Une autre méthode consiste à simplement ajouter les éléments lorsque ceux-ci sont disponibles. Il faut par contre s'assurer, lorsque l'on utilise cette dernière méthode, d'ajouter à peu près la même quantité d'éléments verts et d'éléments bruns afin d'éviter une trop grande proportion d'azote ou de carbone dans le compost. Décrivons maintenant comment se transforment progressivement les éléments qui composent notre compost. La décomposition C'est par la décomposition que les déchets de cuisine, les feuilles et tous les autres éléments ajoutés au composteur se transformeront en compost utilisable. Cette décomposition se produit en deux phases principales où agissent des microorganismes tels que des bactéries, des champignons et des invertébrés (comme les collemboles, les nématodes, les acariens, les mille-pattes, les cloportes, les larves de coléoptères et les vers de terre). La première phase, que l'on nomme dégradation, se produit à haute température (entre 50 et 700C). Cette chaleur est produite par la respiration des microorganismes qui mangent et digèrent les éléments du compost. Les microorganismes réduisent donc, par leur respiration, la quantité d'oxygène présente dans le compost. Il importe donc de brasser régulièrement le compost afin de s’assurer de la survie des microorganismes. La deuxième phase, que l'on nomme maturation, se déroule à une température moins élevée (35 à 450C). Cette dernière demande moins de travail aux microorganismes qui ne respirent donc plus d'une manière aussi prononcée (un peu comme nous lorsque nous courrons sur une surface plane: nous dégageons moins de chaleur et respirons moins rapidement que lorsque nous devons monter une pente). À la suite de ces deux phases, nous pouvons dire que notre compost est prêt à être utilisé. Il ne dégage plus de chaleur et sent la terre fraîche. On ne peut plus y reconnaître les éléments de départ (Tola et Infiesta (2003) et Pollock (2003)). Conceptions fréquentes sur le compostage et la décomposition Lors d'une première réalisation de cette situation d'apprentissage-évaluation en classe, deux élèves du troisième cycle ont été questionnés sur leurs conceptions initiales en lien avec le compostage et la décomposition du vivant. Voici donc les conceptions des deux élèves rencontrés concernant les éléments constitutifs du compost, la manière de faire du compost, l'utilité du compost, le processus de décomposition et le rôle de l'air, de l'humidité, des bactéries, des insectes et des vers de terre dans le compostage. Il est à noter que l'élève 1 pratique le compostage à la maison contrairement à l'élève 2.
L'élève 1 semble bien connaître les différents éléments constitutifs du compost, la manière de faire du compost ainsi que son utilité. Ces savoirs lui sont utiles au quotidien puisqu'il pratique le compostage à la maison. Cet élève perçoit également l'utilité de l'humidité, de l'air ainsi que des microorganismes dans le processus de décomposition. L'aspect qui reste à travailler avec cet élève est sa compréhension du processus de décomposition en tant que tel ainsi que la fonction exacte des différents éléments qu’il a nommés (air, humidité, bactéries, vers de terre, insectes). L'élève 2 ne mentionne que les feuilles comme élément constitutif du compost. Il lui faudrait donc travailler sur cet aspect afin d'être capable de nommer les autres éléments constitutifs du compost et par le fait même de mieux comprendre l'utilité écologique du compostage (réduction de la quantité de déchets domestiques et enrichissement du sol). L'élève confond également compostage et décomposition lorsqu'il mentionne que le compostage se fait tout seul, même dans la nature. Cette distinction pourrait donc faire partie des apprentissages à réaliser. Pour l'élève 2, il faudrait également travailler sur la compréhension du processus de décomposition en tant que tel. Pour cette SAÉ nous choisissons de travailler sur : 1. l'utilité du compost (substance nutritive pour enrichir le sol, réduction des déchets) 2. les ingrédients du compost (les déchets riches en carbone et riches en azote) 3. le rôle des microorganismes du compost dans la décomposition de la matière organique Nous désirons donc que les élèves comprennent, à la fin de cette SAÉ, que le compost est utile puisqu'il sert de substance nutritive au sol en étant exempt de produits toxiques et qu'il contribue à réduire la quantité de déchets domestiques. Nous désirons également que les élèves puissent nommer les différents ingrédients d'un bon compost et sachent que certains de ces ingrédients sont riches en azote et d'autres riches en carbone. La présence de ces deux types d'ingrédients en égale quantité permet à tous les types de microorganismes de se nourrir et donc de produire un compost de qualité. Finalement, nous désirons que les élèves comprennent que les microorganismes ont un rôle clé dans le processus de décomposition de la matière organique puisqu’ils mangent celle-ci et rejettent ce que l’on appelle le compost.
Protocole d'entretien possible Avant de débuter une activité scientifique avec les élèves sur le compostage et la décomposition, 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 plus d'une conception sont possibles. Voici donc quelques questions qu'il est possible de poser afin de mieux connaître les conceptions des élèves. Concernant le compostage : - As-tu déjà entendu parler de compost? - Qu'est-ce que c'est? - As-tu déjà vu quelqu'un faire du compost? En as-tu déjà fait? - D'après-toi, que se passe-t-il dans un bac à compost? - Comment imagines-tu ce qui se passe ? Peux-tu m'expliquer? - Qu’arrive-t-il aux fruits, aux légumes et aux feuilles que l'on dépose dans le bac à compost pour qu’ils deviennent comme de la terre (si cette idée est amenée préalablement par l'élève? Concernant la décomposition : - Que se passe-t-il avec une banane qu'on laisse très longtemps sur le comptoir de la cuisine? - À ton avis, pourquoi noircit-elle ou pourrit-elle? (selon la réponse de l'enfant) - Qu'est-ce qui fait pourrir la banane? - Comment expliquerais-tu cela ? As-tu des idées à ce sujet ? - As-tu déjà observé des feuilles qui sont tombées d'un arbre depuis longtemps? - Décris-moi ce que tu as vu. - Que leur arrive-t-il ensuite dans la nature? Que deviennent-elles ? - Peux-tu me décrire comment tu expliques cela ? - Selon toi, ces feuilles peuvent-elles servir au compostage? Comment? Préparation des apprentissages Activité de préparation : Présentation de la tâche à réaliser Intention : Faire observer aux enfants les différentes étapes de la décomposition d'un fruit ou d'un légume et leur demander de verbaliser leurs conceptions en lien avec le compostage et la décomposition Durée : Quelques minutes lors de chaque début de journée pendant environ 5 semaines et 1 période de 50 minutes Puisqu'un des buts de la SAÉ est de mieux comprendre le concept de décomposition de la matière organique, il peut être très utile de faire observer aux élèves les différentes étapes de la décomposition d'un fruit ou d'un légume. Pour ce faire, vous pouvez utiliser des pêches, des bananes, des tomates (ou autre) que vous coupez en gros morceaux, puis, vous les placez dans le fond des bocaux de verre. Puis vous ajoutez de la terre que vous avez recueillie dans votre jardin ou dans un boisé (cette terre contient des microorganismes) dans deux des bocaux. Les autres bocaux ne contiendront donc que les morceaux de fruits ou de légumes. Il faut donc prévoir débuter cette observation bien avant le déroulement de la SAÉ en question. Chaque matin, vous pourrez observer l'évolution de la décomposition des fruits ou des légumes et amener les enfants à tenter d'expliquer ce qui se passe. Après plusieurs jours, vous verrez les fruits ou les légumes noircir, vous les verrez se plisser et vous y verrez apparaître ce qui peut sembler être de la mousse. Les fruits ou légumes qui sont sous la terre se décomposeront beaucoup plus vite en raison de la présence des microorganismes dans la terre. Note : Veillez à bien fermer les bocaux afin d'éviter la prolifération de petits insectes dans la classe. Voici le genre de questions que vous pourriez poser aux élèves afin de les aider à verbaliser leurs conceptions de départ :
Vous pouvez à ce moment écrire au tableau les idées principales qui ressortent des conceptions des élèves afin de pouvoir les comparer avec les idées qui seront développées à la fin de la SAÉ. Par la suite, vous annoncerez aux élèves le projet à réaliser. Ce dernier consistera à analyser la possibilité de rendre obligatoire le compostage dans la ville. Pour ce faire, chaque équipe de deux élèves se verra assigner un rôle et une position qu'il devra défendre. Les élèves devront se renseigner sur le compostage, la décomposition et/ou la gestion des déchets afin de devenir experts en ce domaine et pouvoir défendre leur point de vue. Les élèves seront également appelés à réinvestir leurs apprentissages en réalisant des affiches informatives sur le compostage. Ces affiches pourront être placées dans l'école afin d'informer les élèves sur l'utilité du compost, la façon de le faire, les différents ingrédients du compost, les avantages et inconvénients du compostage selon les différents points de vue qui auront été documentés, etc.
Réalisation des apprentissages Activité 1 : Les éléments d'un compost Intention : Aider les enfants à complexifier leurs conceptions concernant les ingrédients du compost (les déchets riches en carbone et riches en azote) et le rôle des microorganismes du compost dans la décomposition de la matière organique Durée : 1 période de 50 minutes Avant de procéder à une recherche documentaire sur le compostage et la décomposition, il peut être utile pour vos élèves de complexifier leurs conceptions de départ. Ainsi, puisque plusieurs de vos élèves peuvent ne jamais avoir vu de compost, d'en apporter en classe serait intéressant. Vous pourriez même, si cela est possible pour vous, apporter du compost très jeune, du compost frais et du compost mûr. Dans le premier, on retrouverait les ingrédients d'un bon compost presque entiers. Ainsi, si vous n'en avez pas sous la main, vous pourriez tout simplement mélanger des déchets de cuisine compostables, des feuilles mortes et un peu de terre. Pour obtenir le second compost (le compost frais), il vous faudrait l'avoir fait vous même ou faire appel à un ou une collègue, connaissance ou même à un parent qui pratique le compostage à la maison. En fait, il s'agit d'un compost qui se décompose depuis 3 ou 4 mois et dans lequel on peut toujours distinguer quelques morceaux de déchets de cuisine. Ce dernier dégage habituellement beaucoup de chaleur et est rempli de microorganismes. Pour le dernier compost (le compost mûr), vous pourriez en utiliser un commercial (qui se vend en quincaillerie) ou en utiliser un domestique qui est rendu à maturité. Ce dernier compost ne dégage habituellement plus de chaleur et sent la terre fraîche. On ne peut plus y distinguer les éléments de départ. Pour réaliser l'activité autour de ces 3 composts, vous pouvez diviser votre classe en équipes de 4 élèves, disposer les trois composts dans de petits contenants et, si la saison le permet, sortir dans la cour d'école. Vous pourriez par la suite distribuer un contenant de chacune des sortes de compost à chacune des équipes de 4 élèves. Les élèves seraient invités à observer les trois composts et à les distinguer en inscrivant les principales caractéristiques de chacun dans un tableau qu'ils auront eux-mêmes construit. Les élèves seraient alors invités à porter des gants qu'ils pourraient par la suite conserver pour d'autres activités scientifiques. Si vous disposez d'un microscope, les élèves pourraient même avoir à l'utiliser afin de préciser leur description des 3 composts. Voici quelques suggestions de questions à poser aux enfants lors de leurs observations:
Vous pouvez également rappeler aux élèves les fruits ou les légumes qui se décomposaient et que vous avez observés pendant quelques semaines. À la fin de la première période, un retour en grand groupe peut permettre aux élèves de comparer leurs observations et d'avancer quelques hypothèses d'explications sur ce qui peut bien se passer dans le compost jeune pour qu'il devienne un compost mûr. Le but ici est d'arriver à faire le lien entre l'évolution du compost et la présence de microorganismes. Si cette hypothèse n'est pas soulevée par les élèves, vous pouvez à ce moment la proposer (vous pouvez alors parler de petits insectes, de vers de terre, de champignons et de bactéries). En discutant, vous pouvez demander aux élèves comment ils pensent que les microorganismes peuvent aider à transformer le compost jeune en compost mûr. Si les élèves ne soulèvent pas l'hypothèse que les microorganismes mangent les éléments du compost jeune, vous pouvez le faire ici. Vous pourriez également montrer des images de ces microorganismes. Par la suite, vous pouvez faire la liste des éléments qui ont été vus dans le compost jeune et les diviser en deux catégories au tableau: les éléments riches en carbone (le « brun ») et les éléments riches en azote (le « vert »). Vous pouvez également mentionner que pour obtenir un bon compost riche en éléments nutritifs pour les plantes ou les pour les microorganismes, ces deux catégories d'éléments doivent se retrouver en parts égales dans le composteur afin d'alimenter les divers microorganismes qui y vivent.
Activité 2 : Recherche d'informations sur le compostage, la décomposition et la gestion des déchets Intention : Que les élèves deviennent experts d'un thème particulier en lien avec le compostage ou la décomposition Durée : 3 périodes de 50 minutes Vous pouvez débuter la recherche d'informations en présentant aux élèves diverses sources à l'intérieur desquelles il est possible d'obtenir de l'information concernant le compostage et la décomposition. Une recherche préalable sur Internet, à la bibliothèque de l'école ainsi qu'à votre bibliothèque municipale vous permettra de trouver quelques documents ou sites Internet à proposer aux enfants. Il peut alors vous être utile d'apporter en classe les livres ou documents trouvés et d'inscrire au tableau les sites Internet intéressants (ListeSitesInternetCompostage.doc) à développer. En attribuant un rôle à chaque équipe de deux élèves (biologiste, citoyen ou conseiller municipal) et l'un des thèmes suivants, vous pourrez obtenir des informations plus diversifiées lors du débat :
Les élèves pourraient alors être invités à écrire les informations importantes trouvées sur une affiche dont ils pourront se servir lors du débat. Ils pourront également se préparer à incarner leur rôle. Pour ce faire, vous pourriez leur présenter brièvement ce qu'implique le travail d'un biologiste et d'un conseiller municipal et définir ce qu'on entend par citoyen.
Activité 3 : Controverses structurées Intention : Tracer un portrait d'ensemble de la question de l'obligation au compostage et établir une position-synthèse pour l'ensemble du groupe Durée : 1 période de 50 minutes Afin que chaque équipe de deux élèves puisse présenter ses idées ainsi que les informations recueillies lors de la recherche, les premières minutes de la discussion peuvent servir à réaliser un premier tour de parole pour chaque équipe. Ainsi, chacun aurait l'occasion de mentionner les éléments les plus pertinents de sa recherche documentaire. Les élèves doivent exercer une écoute empathique des différents points de vue et être disposés à enrichir le leur. Ensuite, vous pouvez inviter les élèves à discuter de manière ouverte sur la question. Les élèves devront alors être invités à poser des questions, à argumenter, à contre-argumenter et à clarifier leurs propos. À la moitié du temps accordé à l'activité, on demande aux élèves de changer de point de vue et de tenter d’exposer les principaux arguments qui correspondent à cette nouvelle prise de position. Les élèves ont à nouveau à poser des questions, à argumenter, à contre-argumenter et à clarifier leurs propos, mais cette fois-ci selon un point de vue différent. Le but est de remettre en question chacune des positions et ainsi de pouvoir voir le problème sous différents angles. Contrairement aux débats, cette façon de faire permet aux élèves de visiter différents points de vue et ainsi de développer une pensée plus empathique et plus d’ouverture d’esprit. À la fin de cette discussion on doit en arriver à établir une position-synthèse pour l'ensemble du groupe. Vous pourrez alors inviter les élèves à tenter de trouver un consensus (devrait-on obliger ou non les citoyens à composter?). Les arguments pour ou contre soulevés lors de la discussion pourraient alors être écrits au tableau avant d’en arriver à une position commune, si possible. Exemples d'arguments pouvant être soulevés par les élèves (si certains de ces arguments ne sont pas soulevés, vous pourriez le faire en prenant soin de bien expliquer les notions scientifiques qui s'y rattachent) :
Les aspects importants de la problématique qui aident à la compréhension du problème pourraient également être écrits au tableau. Si certains aspects de la question demeurent nébuleux, une recherche supplémentaire pourrait être faite par l'ensemble du groupe lors d'une autre période ou en dehors des heures de classe. On peut aussi choisir de noter les arguments en faveur de la proposition et ceux en défaveur au fur et à mesure du débat. Les élèves pourraient concevoir un questionnaire pour sonder l'avis de leurs parents sur cette question et recueillir les arguments pour ou contre. On pourrait ensuite passer au vote secret en classe pour prendre la décision de rendre ou non le compostage obligatoire. On peut aussi inviter un conseiller municipal en faveur de cette initiative et des citoyens qui s’y opposent. Et réfléchir à la possibilité déjà envisagée dans certaines municipalités canadiennes d’une collecte sélective des déchets compostables par la ville. Lors de cette activité, vous pouvez évaluer les élèves en fonction de la compétence Communiquer à l'aide des langages utilisés en science et technologie. Voici une grille (EvaluationCommuniquerCompostage.doc) pouvant vous aider à faire cette évaluation.
Intégration et réinvestissement des apprentissages Activité de réinvestissement : Affiches sur le compostage Intention : Réinvestir et consolider les apprentissages réalisés et informer les élèves de l'école sur le compostage Durée : 2 périodes de 50 minutes Avant de présenter aux élèves la dernière tâche à réaliser en lien avec cette SAÉ, il peut être intéressant de reposer les mêmes questions qu'au départ et de revoir les idées qui avaient été écrites au tableau. Voici ces questions :
Les nouvelles réponses des élèves vous permettront de voir la progression des conceptions des élèves concernant la décomposition. D'autres questions en lien avec le compostage pourraient également être posées. En voici quelques exemples :
À la suite de ce retour, vous pouvez demander aux élèves de réaliser, en équipe de deux, une affiche informative sur le compostage. Ils pourraient alors s'inspirer du thème pour lequel ils sont devenus experts (ex : l'utilité du compost, les façons de faire du compost, les ingrédients du compost, les microorganismes du compost, la décomposition ou la gestion des déchets). Des dessins ou images pourraient venir compléter le texte qui doit être pertinent, juste, cohérent et qui doit répondre aux contraintes de la langue.
Évaluation L'affiche réalisée par les enfants pourrait être évaluée en fonction de la compétence Écrire des textes variés du programme de français et de la compétence Communiquer à l'aide des langages utilisés en science et en technologie du programme de science et technologie. Un tableau comme celui-ci (EvaluationEcrireCompostage.doc) pourrait être employé afin d'évaluer les affiches. Barma, S., Guilbert, L. et Lavoie, 2005, « Outils didactique : Évaluation: Compétence disciplinaire 3 : communiquer à l'aide des langages utilisés en science et technologie ». Dans PISTES. En ligne <http://www.pistes.org/>. Consulté le 7 novembre 2008. Duplessis, J. (dir), 2006. Le compostage facilité, guide sur le compostage domestique. Québec : Nova Environcom. 112 p. Michaud, L., 2004. Le jardinage éconologique. Québec : Éditions Multimondes. 178 p. Pollock, S., 2003. L'écologie, une science pour l'environnement. Paris : Gallimard. 63 p. Tola, J. et Infiesta, E., 2003. Atlas d'écologie. Paris : Gamma Jeunesse. 96 p.
Vous pouvez télécharger, d’un seul clic, tous les fichiers accompagnant la SAÉ. Tous les fichiers en format ZIP (TousLesFichiersCompostage.zip) Tous les fichiers en format PDF (TousLesFichiersCompostage.pdf)
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