Cycle 4 - Troisième

Mettre en évidence l’évolution de la biodiversité au cours du temps avec une base de données en ligne Paleobiology Database, Tableur

Cette proposition de séquence pédagogique s’inscrit dans les Travaux Académiques Mutualisés (TraAM) 2020-2021 dont la thématique porte sur les dynamiques écosystémiques. La problématique du projet versaillais : comment permettre aux élèves, notamment les écodélégués, de réaliser un diagnostic ou de mettre en œuvre des actions autour de la préservation des écosystèmes dans et autour de leur établissement ?
Les scénarios pédagogiques proposés par une équipe d’enseignants de SVT et d’IA-IPR ont ainsi pour objectifs d’aider les écodélégués et les porteurs de projet EDD à réaliser un diagnostic ou à évaluer l’efficacité des actions en cours, via des activités ancrées dans les programmes de collège ou du lycée, en SVT et en SNT. Ces activités permettent de comparer les dynamiques des écosystèmes sur des territoires vastes, ou d’étudier le passé d’un territoire donné pour comprendre le présent et envisager l’avenir. Ce suivi de dynamiques écosystémiques variant dans le temps et dans l’espace s’appuie sur différents axes : récolte de données scientifiques, sciences participatives, usage de banques de données et de SIG, modélisation, etc. Ces travaux mobilisent des outils et compétences numériques variés. Ils peuvent s’inscrire dans le projet d’établissement et dans la démarche de labellisation E3D.
Le scénario présenté ici est une proposition, dont tous les contenus restent adaptables aux pratiques pédagogiques de chaque enseignant.

- 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
JPEG JPEG

Déroulement global de la séquence

Diaporama séquence globale {PNG}

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)
Origine et évolution de la Biodiversité - Activités
Origine et évolution de la Biodiversité - Activités
Origine et évolution de la Biodiversité - Activités

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

Activité 1 : Utiliser une base de données et traiter avec un tableur {JPEG}

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) Site Paleobiology Database recherche Jehol {PNG}

Exemple de production élève :

Faune de Jéhol (Chine) et Meudon (France)
Production élève - Données récupérées et diagrammes circulaires {PNG}
Données faune de Jéhol et Meudon et Diagrammes
Données faune de Jéhol et Meudon et Diagrammes
Données faune de Jéhol et Meudon et Diagrammes
Activité 2 : Analyse et comparaison des résultats obtenus

Document d’aide et de clarification de la nomenclature des organismes :
Activité : Comparaison des résultats obtenus {JPEG}

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
Activité : Comprendre les facteurs qui influencent la biodiversité au cours du temps {PNG} Activité : Comprendre les facteurs qui influencent la biodiversité au cours du temps (suite) {PNG}

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 :

Hypothèse rédigée par un élève

Autres hypothèses rédigées par un 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

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

Voir en ligne : Site Paleobiology Database Navigator

Partager

Imprimer cette page (impression du contenu de la page)