Les besoins des végétaux
Lopez Marie-Lise		Ecole Jean Jacques ROUSSEAU 93000 BOBIGNY		Juin 1999

Thème: Les besoins des végétaux

Point du programme: Le développement d’un être vivant : les végétaux

Cycle: 3

Le mot du maître

PLAN DE TRAVAIL :

Travail réparti sur l’année à raison de 2h/semaine plus un temps quotidien d’observation et de soin aux plantes.
A cela s’ajoute des travaux sur la connaissance de l’environnement local :
- sorties au parc de la Bergère (proche de l’école), relevé et reconnaissance des plantes et arbres du parc
- travaux de reconnaissance dans l’allée botanique du parc forestier de Sevran.

                                          POINT DE DEPART :

Classe, école : Il s’agit d’une classe de CM2 de 31 élèves, les travaux s’effectuent en petits groupes de 3 ou 4. Dès le départ les élèves désirent planter chacun une plante. Tous les matins, ils peuvent pendant 15 mn observer leurs plantations et chaque semaine un jardinier est désigné. Chaque élève prend en charge sa plante pendant les vacances. La classe de CM1/cm2 désire s’associer, nous procédons à un échange de services tous les lundis de 13h30 à 14h45.
Ecole : 9 classes, située au cœur d’une cité, milieu urbain très défavorisé. Je suis la seule à faire sciences.

Objectifs:

Compétences acquises:

Outre les notions scientifiques, les élèves ont appris :

• A travailler en groupe, se répartir les tâches équitablement, faire un compte rendu qui reflète le travail du groupe.
• A prendre la parole.
• A argumenter, critiquer, tenir compte de l’avis des autres, échanger.
• A rédiger : des lettres pour obtenir des informations (auprès du Jardin des Plantes par exemple….), un compte-rendu, un résumé lisible et compréhensible par tous.
• A faire, lire, interpréter des graphiques.
• A effectuer des mesures précises, à comparer.
• A faire un exposé.
• A effectuer une recherche documentaire.
• Utiliser du matériel scientifique

Observations, témoignages:

Bien sûr, je suis convaincue de la nécessité de " faire des sciences " à l’école, mais justement parce que je fais des sciences dans ma classe depuis longtemps il m’est difficile de changer mes pratiques. Du moins , cela demande un gros effort d’attention, d’analyse et de critique avant de modifier son travail et de se débarrasser de certains " réflexes ". En cela, les séances de regroupement à l’I.U.F.M., grâce aux échanges qui ont pu avoir lieu, ont été très positives. Même si l’on est conscient qu’on peut ne pas avoir de réponses à certaines questions, que rater des expériences ce n’est pas la catastrophe, il y a de vrais moments d’angoisse et de doute. Une saine anxiété puisque j’ai la sensation d’avoir laissé de plus en plus de liberté aux élèves pendant les séances entre le début et la fin de l’année…

En salle des maîtres les discussions furent nombreuses, mes collègues semblent convaincus de l’intérêt de cette opération, mais je reste tout de même le " référant " sciences de l’école. Cependant, à la faveur d’une journée sciences à l’école (organisée à ma demande et accueillie avec enthousiasme) durant laquelle je suis intervenue dans plusieurs classes, deux collègues souhaitent poursuivre et vont " se jeter à l’eau ", je vais me sentir moins seule !

Nutrition des végétaux chlorophylliens

Les élèves ne connaissent pas la signification du terme chlorophyllien, ils cherchent dans le dictionnaire la définition du mot chlorophylle. Ce point éclairci, ils classent dans les végétaux chlorophylliens : les arbres, les plantes vertes et à fleurs, les herbes, à cela j’ajoute les fougères, les mousses et les algues. Il leur semble évident que les plantes sont des êtres vivants (" elles naissent, elles meurent, elles se reproduisent ") et comme tous les êtres vivants elles ont besoin d’aliments.

Je suggère aux enfants de réfléchir aux questions qu’ils se posent sur les plantes (travail individuel). Après une mise en commun la question la plus fréquente est : " Pourquoi doit-on arroser régulièrement nos plantes ? ".  " Que devient l’eau d’arrosage ? ". Plusieurs hypothèses sont émises dont : " l’eau s’évapore ", " l’eau est bue par la plante " ; la deuxième hypothèse est retenue par la majorité. Un groupe propose une expérience : placer une bouture dans un pot en verre rempli d’eau, prendre un autre pot en verre identique rempli d’eau au même niveau, marquer le niveau d’eau sur les deux pots.

Le cahier d’expériences a déjà été distribué, je suggère aux élèves d’y noter toutes les autres questions qu’ils se posent en espérant y répondre au cours de l’année.

Les élèves comparent les résultats de la première expérience : dans le pot rempli d’eau, le niveau d’eau a un peu baissé, dans le pot avec la plante le niveau a vraiment baissé. Pour la majorité de la classe l’expérience est concluante. Mais deux groupes ne sont pas satisfaits : pour eux rien ne leur prouve qu’il ne s’agit pas que d’évaporation. L’un des deux groupes propose l’expérience suivante : prendre une éprouvette la remplir d’eau et la boucher avec un capuchon ; prendre une deuxième éprouvette la remplir d’eau à l’identique, fabriquer un bouchon laissant passer seulement la tige et racines de la plante.

Les résultats de la deuxième expérience sont concluants : le niveau d’eau dans le tube bouché n’a pas changé, par contre il a baissé dans le tube contenant la plante. Les élèves sont satisfaits : la plante boit l’eau et, par les racines. Surgit alors de nouvelles questions : " où va l’eau bue par la plante ? " " la plante retient-elle toute l’eau ? ". Un élève suggère qu’il faudrait pouvoir faire comme " quand on passe une radio " : " faire boire à la plante quelque chose qui laisse la trace de son trajet ". Les élèves ont trouvé l’expérience dans un "méga-expériences" à la B.C.D. : mettre une plante dans de l’eau colorée, je propose d’y mettre des fleurs blanches.

Entre temps certains élèves ont représenté les expériences précédentes dans leur cahier.

Les fleurs blanches portent les traces de l’eau colorée (avec de l’encre), les élèves en concluent que l’eau monte dans toute la plante. Pour savoir si toute l’eau reste dans la plante ou non, ils enferment la plante dans un pot en verre fermé hermétiquement avec du scotch.

Beaucoup font le dessin de cette expérience dans leur cahier.

( Je pensais que certains élèves allaient soulever le problème : " mais la plante n’aura plus d’air ! Cela n’a pas été le cas.)

Les élèves remarquent que la plante a rejeté de l’eau car il y en a sur les parois du bocal et sur les feuilles, j’introduis le terme " d’évapotranspiration ".

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Une élève en début d’année avait apporté deux flacons d’engrais (en liquide et en granulés) nous en parlons. J’informe les enfants que ces engrais contiennent plusieurs substances chimiques et à peu près les mêmes constituants : azote (N), phosphore (P), potassium (K).

Je procède à quelques expériences leur montrant que ces engrais sont solubles dans l’eau.

(Je voulais gagner du temps pour que le module ne dure pas trop longtemps. J’aurai pu laisser les élèves trouver leurs expériences). Les enfants comprennent vite que les plantes les absorbent par les racines en même temps que l’eau. Mais en forêt, on ne met pas d’engrais, un élève pense que c’est peut-être les feuilles qui pourrissent et deviennent solubles. (Il s’agit d’un élève qui sort souvent en forêt). Je confirme qu’en se décomposant les débris donnent des substances chimiques comparables aux engrais et appelés sels minéraux.

Je distribue aux enfants des documents simples expliquant la photosynthèse. Les élèves réagissent car ils avaient remarqué que les radis de Shirley avaient poussé " de travers et tout penchés ", ils avaient pensé que c’était à cause de la lumière et avaient déplacé les radis ainsi que d’autres plantes. Celles-ci étaient toujours penchées mais avaient changé de sens, elles se dirigeaient toujours vers les fenêtres. (Les enfants ne m’en avaient pas parlé et je n’étais pas intervenue).

Nous faisons une synthèse de ce que nous avons appris : les végétaux chlorophylliens se nourrissent en absorbant :

- de l’eau et des sels minéraux par leurs racines

- du dioxyde de carbone par les feuilles.

Avec ces trois aliments, ils fabriquent leur matière vivante. La lumière est nécessaire à cette fabrication, elle fournit l’énergie. La chlorophylle joue le rôle de capteur solaire.

Je considère que le module est terminé. Dans l’ensemble tout a bien fonctionné et les élèves m’ont surprise par leur imagination et motivation. J’espère ne pas induire quelques réflexions

L’arrivée de Dominique étudiant à Villetaneuse et des aides-éducateurs m’apportera un regard extérieur profitable.

Nutrition des végétaux non-chlorophylliens

Découverte d’un milieu : la forêt.

Organisation : J’espère pouvoir mettre à profit une sortie en forêt de Pontarmé où les enfants ont découvert et ramassé des champignons. Au retour, ils ont organisé une exposition sur les champignons comestibles ou vénéneux, notamment les amanites. Pour débuter, j’ai prévu la culture de moisissures.

Les élèves trouvent rapidement que les végétaux non chlorophylliens sont des champignons. J’introduis la notion de moisissure. Toute la classe comprend la nécessité de cultiver des moisissures pour pouvoir comparer les modes de nutrition avec les plantes à chlorophylle. Chaque groupe dispose d’un morceau de pain et de citron qu’il place dans une barquette en y ajoutant un peu d’eau. L’ensemble est placé à l’intérieur d’un sac plastique opaque pour empêcher la dessiccation.

Observation des cultures. Chaque groupe fait part de ses constatations : couleur, odeur, consistance, signes particuliers. Des termes tels que " il y a des filaments ", " ça fait comme des toiles d’araignées " sont employés. Toutes les cultures n’en sont pas au même point (cela dépend du degré d’humidité). Il y a déjà des questions comme : " d’où viennent les moisissures ? ", les hypothèses : " ça vient peut-être de l’eau ", " c’est dans l’air ", " c’est à cause du sac plastique ", " c’est le citron qui fait moisir le pain "… Une élève fait remarquer que dans le bac où l’on a planté des pommes de terre, il y a un côté qui moisit et " il n’y a ni sac plastique ni citron, c’est donc ou dans l’eau ou dans l’air ". Soulagement pour moi, je ne sais pas comment j’aurai pu intervenir s’ils avaient continué à penser que le sac ou le citron étaient responsables.

Les cultures sont très concluantes. Dominique nous prépare des plaquettes pour observer au microscope et à la loupe binoculaire, les commentaires vont bon train. Les élèves constatent qu’ils n’ont pas eu besoin d’arroser régulièrement leurs cultures. Ils se posent les questions suivantes : " les moisissures ont-elles besoin de lumière ? ", hypothèse : " non puisqu’elles se sont développées alors qu’elles étaient dans un sac ", expérience proposée : mettre un bac dans le placard et un devant la fenêtre. " Est-ce que la température a une influence sur les moisissures ? ", hypothèse : " on ne sait pas ", expérience proposée : mettre un bac dans le réfrigérateur et un sur le radiateur. Une élève fait remarquer que la lumière et la température ne sont pas des aliments et donc nous n’avons toujours pas comparé avec la nutrition des plantes chlorophylliennes. Soulagement une nouvelle fois, il m’a fallu de la volonté pour ne pas intervenir plus tôt afin d’infléchir leur questionnement et recentrer sur le sujet du module.

Les élèves constatent que le bac placé dans le placard contient autant de moisissures que l’autre, la lumière n’est donc pas un facteur essentiel à leur développement. Un élève fait remarquer que cela lui paraît normal puisqu’elles ne contiennent pas de chlorophylle. Ils constatent aussi que dans le bac placé au réfrigérateur et dans celui placé sur le radiateur, le développement des moisissures s’est arrêté par rapport aux autres bacs. Ils en concluent qu’une température trop froide ou trop chaude stoppe leur développement. Certains groupes observent qu’il n’y a presque plus de pain dans leur bac, ils en concluent après discussion collective que contrairement à ce que la majorité pensait (sans l’avoir formulé jusqu’ici) ce n’est pas le pain ou le citron qui fabrique la moisissure mais " il s’est décomposé, la moisissure l’a mangé ", ce que je confirme. Ces discussions prouvent que les élèves continuent à réfléchir en dehors de la séance mais ils ne notent pas toutes ces réflexions dans leur cahier d’expérience.

Nous revenons sur les découvertes de la séance précédente. Un groupe fait le lien avec les observations faites en forêt de Pontarmé : des tas de feuilles humides, noirâtres avec des filaments blanchâtres et des champignons. Ils en concluent que les champignons se nourrissent des débris de la forêt (bois mort, feuilles…). Je confirme et emploie le terme de décomposeurs, je les informe que les champignons ne sont pas les seuls décomposeurs il y a aussi les vers de terre, les bactéries…

Synthèse :

- les végétaux non chlorophylliens (les champignons) " mangent " leur support,

- ils ont besoin, en plus d’un peu d’eau et de sels minéraux, d’aliments d’origine animale ou végétale.

Nous discutons des moisissures que l’on mange notamment celles des fromages.

Je considère le module terminé. Les enfants sont de plus en plus à l’aise dans ce mode de fonctionnement. Je sais que certains refont des expériences à la maison. Par contre le cahier d’expérience n’est pas forcément utilisé et je n’y interviens pas si ce n’est pour y faire insérer des documents ou la synthèse. Par contre, je me rends compte qu’il m’est difficile de ne pas intervenir soit pour orienter les questions soit pour amener un module à son terme.

Les secrets des graines

Organisation : les enfants ont déjà manipulé des graines dans les classes précédentes mais ils ont encore beaucoup de questions, une question est retenue par petit groupe. Par ailleurs, ils ont déjà vu naître des plantes en semant des graines, des bulbes, des tubercules ou des boutures.

Voici la liste des questions, hypothèses et expériences des élèves :

Les graines de lentilles et de riz ne se ressemblent pas, est-ce qu’elles poussent de la même façon ? Hypothèse : non. Expérience : planter des lentilles et du riz dans les mêmes conditions, observer et comparer.

Malheureusement, le riz a pourri, le groupe observe les autres plantations. Conclusion : " le processus est le même mais au final toutes les plantes sont différentes ".

" Qu’y a-t-il dans une graine ? ", hypothèse : c’est peut-être comme pour nous, dans l’œuf fécondé il y a tout ce qu’il faut pour faire un homme, peut-être que dans la graine il y a tout ce qu’il faut pour faire une plante ". Expérience " ouvrir une graine de haricot et observer à la loupe binoculaire, planter une graine de haricot dans un truc transparent et observer le développement ". Conclusion : l’expérience a été menée jusqu’au bout, ils sont fiers d’avoir eu raison et cherchent dans le dictionnaire et les livres de la B.C.D. les termes exacts de chaque partie de la graine.

" Combien de temps met une graine pour se développer ? ", hypothèse : " on ne sait pas ". Expérience : planter des graines différentes dans les mêmes conditions et comparer les temps de développement. Conclusion : le temps de germination est différent selon la graine, ils ont observé jour après jour les graines et se sont limités à la germination pas à la croissance (c’est dommage mais je n’interviens pas).

"  Est-ce que toutes les graines ont besoin d’eau pour pousser ? ", hypothèse : " on n’est pas sûr mais on pense que non " (référence au cactus ?). Expérience : planter des graines et les arroser, en planter d’autres ne pas les arroser. Conclusion : l’expérience n’a pas marché car un élève a arrosé les graines qui devaient rester au sec. Mais les modules précédents et les découvertes du groupe 2 leur donnent une réponse.

" Qu’est-ce qui pousse en premier dans une graine : la tige ou la racine ? ", hypothèse : " on a déjà fait pousser des lentilles et on dirait que c’est la tige qui pousse d’abord ". Expérience : s’aider des résultats de l’expérience du groupe de Mickaël, planter des graines dans des pots transparents ou sur des supports pour pouvoir bien observer le développement. Conclusion : la racine pousse en premier mais elle grandit moins que la tige.

"  Dans quoi la graine pousse t-elle le mieux ? ", hypothèse : "  dans la terre ". Expérience : planter des graines dans de la terre, de l’eau, du coton , des cailloux… Conclusion : dans la terre . Ces 2 élèves ont fait leurs expériences chez eux " à cause des vacances, on ne veut pas que nos plantations meurent. ". Ils ont seulement planté des pépins de citron et il est assez tentant de leur faire remarquer que leur travail ne porte que sur une seule plante et que pour être concluante l’expérience devrait porter sur différentes graines. Je ne dis rien (je m’améliore !) et malheureusement les autres élèves non plus.

" comment pousse le riz dans une rizière ? ", hypothèse : " on ne sait pas mais il y a vraiment beaucoup d’eau ! ", expérience : on essaie de reproduire une rizière. Conclusion ! La rizière a pourri et le groupe s’est plutôt intéressé aux expériences du groupe 2.

" D’où vient la graine ? ", hypothèse : " c’est difficile à expliquer, dans la pomme il y a des graines et sur le pommier avant la pomme il y a des fleurs, peut-être que tout ça va ensemble ". Expérience : " on n’a pas trouvé d’expérience à faire en classe, mais on pense faire une recherche documentaire à la B.C.D. ". Conclusion : après recherche, ces élèves ont fait un exposé avec des illustrations et du vocabulaire comme pistil, étamines… Une sortie au parc de la Bergère a permis de mettre à profit cet exposé, il y aurait là encore des choses à dire
.

La parole des élèves

A/ Sur la méthode de travail :

" C’est plus facile, plus intéressant plutôt que d’apprendre bêtement ".

" Des fois dans les leçons, on copie et on ne comprend pas . C’est plus facile d’apprendre par soi-même ".

" En sciences, on a vu la progression, on a mieux compris ".

" Avec les schémas c’est plus précis qu’un dessin, on comprend mieux avec de la couleur. Maintenant j’ai plus envie de dessiner qu’avant j’avais pas envie ".

Les élèves trouvent qu’on travaille de la même façon en mathématiques mais pas en français, ils voudraient utiliser la même méthode en conjugaison par exemple.

" Avant je savais qu’il y avait des pépins dans les tomates mais j’y portais pas attention ".

" Quand j’ai vu qu’on pouvait faire des expériences, j’ai demandé un microscope. J’ai observé du sang. J’ai vu les globules bouger. J’ai laissé sécher, il n’y avait plus rien ".

Shirley s’est inscrite à la cité des sciences. " J’ai fait des expériences chez moi ".

A ma question : " Pourquoi ne pas en avoir parlé à la classe ? ". Ils ont répondu : " Oui mais si on les fait en classe et que ça ne marche pas ? Il faudrait que nos expériences soient au point. "

B/ Sur le cahier d’expérience :

A ma question : " Pourquoi ne notez-vous pas vos expériences dans le cahier ? ". Les réponses ont été :

" C’est comme le cahier de français. On va pas conjuguer un verbe chez nous et le copier dans le cahier de français ! ".

" Je ne veux pas qu’on me dise que j’ai mal dessiné, que j’ai mal écrit… "

" Entre élèves, on peut se les montrer mais pas à la maîtresse. La maîtresse elle note, elle critique. Les parents c’est pareil ".

" Chez moi, j’ai acheté un cahier dans lequel je décris mes expériences. J’y note mes expériences pas celles du groupe ou de la classe. Le cahier ne vient pas de l’école ".

" On va chercher nous mêmes nos informations à la bibliothèque municipale, on colle ce qui nous intéresse ".

" Moi je crois qu’il faudrait faire un grand cahier pour toute la classe, où on noterait toutes nos expériences ".