– Liaison avec le programme et place dans la progression
– Motivation et problème à résoudre
– Notions, savoir-faire, compétences
– Déroulement global de la séquence
– Déroulement détaillé de la séquence
– Focus sur un outil : Tableur et base de données
– Retour des impressions des élèves
– Analyse et évaluation du dispositif
– Une piste d’adaptation en classe de Seconde et de Terminale Spécialité

Professeur expérimentateur

Géraldine TURGIS, au collège Louis Pasteur à Longjumeau (91)

LIAISON AVEC LE PROGRAMME
Niveau concerné	Cycle 4, classe de Troisième
Partie du programme	Le vivant et son évolution : Mettre en évidence des faits d’évolution des espèces et donner des arguments en faveur de quelques mécanismes de l’évolution. Ce thème se prête à l’étude des relations entre le changement climatique et la modification de la biodiversité.

PLACE DANS LA PROGRESSION
Cette partie de programme s’intègre après avoir expliqué la biodiversité et ses échelles, la diversité et la stabilité génétique des individus ainsi que les mécanismes mis en œuvre.

MOTIVATION

Les élèves ont compris que la biodiversité est un concept qui peut permettre à l’Homme de quantifier la nature. Elle se détermine sur plusieurs échelles spatiales du biome à la diversité allélique au sein d’une population d’individus de la même espèce. Les mécanismes à l’origine de la diversité et de la stabilité des individus ont été abordés. Il s’agit ici de comprendre la biodiversité dans une dimension plus temporelle en lien avec les variations climatiques et les évènements majeurs passés ou actuels.

PROBLÈME À RÉSOUDRE
Comment peut-on mettre en évidence l’évolution de la biodiversité en utilisant une base de données en ligne ?

NOTIONS, SAVOIR-FAIRE, COMPÉTENCES
Connaissances et compétences associées	Extrait du Bulletin officiel n° 31 du 30 juillet 2020 : Mettre en évidence des faits d’évolution des espèces et donner des arguments en faveur de quelques mécanismes de l’évolution. Apparition et disparition d’espèces au cours du temps (traces fossiles des premiers organismes vivants sur Terre). Maintien des formes aptes à se reproduire, hasard, sélection naturelle.
Exemples de situations, d’activités et de ressources pour l’élève	Ce thème se prête à l’étude des relations entre changement climatique et la modification de la biodiversité. Montrer que certains événements majeurs passés ou actuels (éruptions volcaniques de grande ampleur, introduction d’espèces invasives, compétitions entre organismes vivants, etc.) ont un effet sur l’évolution de la biodiversité.
Compétences (LSU)	Pratiquer des démarches scientifiques Proposer une ou des hypothèses pour résoudre un problème ou répondre à une question. Pratiquer des langages Lire et exploiter des données présentées sous différentes formes : tableaux, graphiques, diagrammes, dessins, conclusions de recherches, cartes heuristiques, etc. Représenter des données sous différentes formes, passer d’une représentation à une autre et choisir celle qui est adaptée à la situation de travail. Utiliser des outils numériques Utiliser des logiciels d’acquisition de données, de simulation et des bases de données. Se situer dans l’espace et dans le temps Appréhender différentes échelles de temps géologique et biologique (ex : histoire de la Terre ; apparition de la vie, évolution et extinction des espèces vivantes…).

Cadre de référence des compétences numériques (CRCN)
	Gérer des données Traiter des données
	Adapter les documents à leur finalité Développer des documents multimédia Développer des documents textuels
	Évoluer dans un environnement numérique Résoudre des problèmes techniques

Objectifs de développement durable

Déroulement global de la séquence

ACTIVITÉ
Durée : – Séance 1 : 1 heure – Séance 2 : 1 heure + travail asynchrone Horaire total : 2 heures	Coût : 0 euros	Sécurité : RAS

Outils numériques et ressources
Site internet : Paleobiology Database en mode "Explore" : https://paleobiodb.org/navigator/ Il s’agit d’une carte interactive qui permet de visualiser la distribution des fossiles à différents âges. C’est un agrégateur de publications scientifiques en lien avec la découverte de fossiles sur des localisations précises pour des âges donnés
Logiciel Open office ou Libre Office tableur afin de récupérer les données et les mettre en forme

Handi-accessibilité

Le site internet permet de mettre en évidence la localisation de fossiles par des pastilles de couleur associées à leur âge. Cet âge est indiqué dessous sur une échelle stratigraphique colorée difficilement repérable pour les daltoniens. En ce qui concerne le logiciel de traitement de données, le problème subsiste notamment avec l’affichage du diagramme circulaire mais des légendes sont présentes.

Déroulement détaillé de la séquence

Le scénario se déroule sur deux séances en présentiel comprenant plusieurs activités, suivies d’une séance en distanciel. Les élèves vont devoir comparer des faunes passées de deux lieux distincts et devront ensuite comprendre pourquoi ce choix a été opéré par l’enseignante.

Activités et documents d’aide (fiches pour les élèves)

Séance 1 : Recueillir des données et les traiter

Activité 1 : Recueillir des données au sujet d’une biodiversité passée à deux moments différents et mettre en œuvre un moyen de comparaison

Objectifs de la séance :

• permettre aux élèves de se familiariser avec l’utilisation d’une base de données en ligne ;
• extraire des données afin de les représenter sous une autre forme plus visuelle (diagramme circulaire) à l’aide d’un tableur-grapheur ;
• analyser les résultats obtenus.

Consigne donnée aux élèves : récupérer les pourcentages des différentes familles d’animaux sur les deux zones données (Jehol et Meudon) et réaliser avec le tableur-grapheur deux diagrammes circulaires indiquant les différentes familles d’animaux répertoriées.

Site Paleobiology Database
Recherche de la faune de Jehol (Chine)

Exemple de production élève :

Faune de Jéhol (Chine) et Meudon (France)

Activité 2 : Analyse et comparaison des résultats obtenus

Document d’aide et de clarification de la nomenclature des organismes :

Consigne donnée aux élèves : à partir des résultats que vous avez obtenus et en vous aidant du document d’aide, indiquez quelles sont les différences visibles entre la faune de Jéhol et celle de Meudon.

Résultats attendus : disparition des dinosaures et des ptérosaures et présence de nombreux groupes de mammifères et oiseaux.

Séance 2 : Comprendre les facteurs qui influencent la biodiversité au cours du temps

Objectif de la séance : Après avoir constaté la disparition des dinosaures et ptérosaures et l’expansion des mammifères, le but de la séance est de rédiger des hypothèses permettant d’expliquer la modification de la biodiversité entre le Crétacé et le Paléogène ainsi que les interactions éventuelles entre dinosaures et mammifères.

Activité 2 et documents complémentaires

Hypothèses attendues :

• Interactions de type prédation entre dinosaures > mammifères.
• Compétition pour la colonisation de l’habitat.
• Dépendance majeure des dinosaures vis à vis du soleil et conséquences de l’impact de la météorite et du volcanisme intense sur leur survie contrairement aux mammifères et aux oiseaux.

Si une hypothèse climatique est indiquée par un élève, le document indiquant des latitudes identiques entre Jéhol et Meudon doit lui être indiqué.

Exemples de production élève :

Séance asynchrone : Réalisation d’une affiche qui montre quels facteurs influencent la biodiversité actuelle

Consigne donnée aux élèves : En réalisant une recherche documentaire, concevoir une affiche montrant les facteurs qui influencent les variations de la biodiversité actuelle. Vous pouvez prendre un exemple précis de biodiversité (Exemples : barrière de corail australienne ou forêt amazonienne) et indiquer comment cette biodiversité est impactée.

Exemple de production élève :

Focus sur un outil : Paleobiology Database

Avantages / Plus-values :

• C’est un outil ludique facile d’utilisation. Il est plutôt intuitif, les deux moteurs de recherche (barre de recherche ou échelle stratigraphique) permettent une localisation facile des fossiles et les pastilles colorées indiquent clairement leur âge.
• La barre verticale illustre le type de fossiles localisés ainsi que le pourcentage approximatif de fossiles retrouvés sur la zone d’intérêt. Pour une classe de Troisième, ces données sont suffisantes.

Points de vigilance :

• Certaines zones fossilifères ne sont pas catégorisées dans la barre de recherche, ce qui complique leur localisation. C’est notamment le cas pour la faune de Meudon. Pour retrouver le site de Meudon il faut alors passer par la recherche sur l’échelle stratigraphique, repérer l’âge de la faune et zoomer sur la carte.

RETOUR DES IMPRESSIONS DES ÉLÈVES

Les élèves ont de grosses appréhensions lors de l’utilisation de logiciels type tableur-grapheur et de l’utilisation de bases de données. Cette première entrée en matière avec le site Paleobiology Database les rassure par sa simplicité d’utilisation. La consigne liée à l’utilisation des données issues de Paleobiology Database étant assez simple, les élèves sont rassurés et plutôt satisfaits d’avoir pu réaliser par eux-mêmes les représentations graphiques sous forme de diagrammes circulaires. L’utilisation du tableur et des fonctions du calcul "SOMME" et d’affichage "Diagramme" permettent une première prise en main de l’outil tableur-grapheur qui souvent n’est pas maîtrisée.

ANALYSE ET ÉVALUATION DU DISPOSITIF
Plus-values dégagées Rendre les élèves acteurs de la récolte de données depuis un site agrégateur de données internationales. Permettre aux élèves de traiter eux-mêmes les données tirées du site.
Difficultés rencontrées Le niveau de zoom fait fluctuer la quantité de fossiles et le type de famille qui apparaissent à l’écran.
Pistes d’amélioration Projection des sites intéressants et le niveau de zoom souhaité au tableau, la variation des données recueillies n’influe que peu les résultats attendus

Une piste d’adaptation en classe de Seconde

• Article « Comprendre les variations de biodiversité passée et actuelle en utilisant des bases de données en ligne » (lien à venir) de Delphine Séchet
• Ressource Éduscol de Terminale Spécialité : « Utiliser une base de données paléontologique pour reconstituer des variations climatiques passées ».

Remerciements à Delphine Séchet pour la découverte et l’utilisation du logiciel Paleobiology Database