Première, terminale spécialité et terminale enseignement scientifique

Le cycle du carbone dont vous êtes le héros Ramón le Carbone (Moiki)

Les cycles biogéochimiques constituent des notions importantes et transversales en SVT, mais aussi très abstraites et pas toujours évidentes à appréhender pour les élèves. Avec cette histoire interactive numérique, les élèves incarnent un atome de carbone arraché au calcaire par des activités humaines, et qui circule de réservoir en réservoir. Il subit différents changements d’état et transformations chimiques, et prend ainsi tour à tour place dans une molécule de dioxyde de carbone, de glucose, d’acide pyruvique, etc. Des questions et des choix jalonnent l’histoire, permettant de réviser des notions comme les différents métabolismes.

Cet article décrit une exploitation possible de l’histoire interactive « Ramón le Carbone », support de l’activité. Ce contenu étant très transversal, d’autres usages peuvent tout à fait être envisagés, au lycée voire au collège.

Quelques captures d’écran de l’interface

Professeur

Mélanie FENAERT, au lycée Blaise Pascal, Orsay (91)

 Caractéristiques de la séquence

LIAISON AVEC LE PROGRAMME
Niveaux concernés Première & Terminale Spécialité, Terminale Enseignement scientifique
Partie du programme
  • Première Spécialité :
    • Enjeux contemporains de la planète : Écosystèmes et services environnementaux
  • Terminale Spécialité :
    • Enjeux contemporains de la planète : Les climats de la Terre, comprendre le passé pour agir aujourd’hui et demain
  • Terminale Enseignement scientifique :
    • Thème 1 : Science, climat et société : 1.1 L’atmosphère terrestre et la vie
PLACE DANS LA PROGRESSION
  • En Première Spécialité, cette activité prend place plutôt en fin de chapitre sur les interactions dynamiques au sein des écosystèmes.
  • En Terminale Spécialité, on pourra envisager cette histoire interactive comme une modalité de révision ludique, en amont ou en parallèle des activités des chapitres sur la reconstitution des climats passés et sur les conséquences du réchauffement climatique.
  • En Terminale Enseignement scientifique, l’activité peut constituer une introduction du thème 1, ou intervenir en fin de chapitre sur l’atmosphère terrestre et la vie.
MOTIVATION
Les cycles biogéochimiques constituent des notions assez abstraites, pas toujours faciles à appréhender dans leur complexité par les élèves. Le format « histoire dont vous êtes le héros » a pour objectif de faire vivre le cycle du carbone de manière immersive et ludique, tout en ménageant des moments de réflexion grâce questions et aux choix proposés au fil de l’histoire.
PROBLÈME À RÉSOUDRE

Ramón est pris dans un cycle infernal et éternel... Sauras-tu l’en sortir ?

NOTIONS, SAVOIR-FAIRE, compétences
Notions
  • Extrait du programme de Première Spécialité SVT :
    (...) les êtres vivants génèrent ou facilitent des flux de matière (eau, carbone, azote, etc.) qui entrent (absorption racinaire, photosynthèse, respiration), circulent (réseau trophique) et sortent (évapotranspiration, érosion) de l’écosystème. Une partie de la matière est recyclée, notamment grâce au sol.
  • Extrait du programme de Terminale Spécialité SVT :
    La distinction entre climat et météorologie, le mécanisme de l’effet de serre, le cycle biochimique du carbone et l’étude du réchauffement climatique ont été précédemment abordés (collège, enseignement scientifique, enseignement de spécialité). Ces notions ne sont pas redéveloppées en enseignement de spécialité mais les acquis sont attendus.
  • Extrait du programme de Terminale Enseignement scientifique :
    Le carbone est stocké dans plusieurs réservoirs superficiels : l’atmosphère, les sols, les océans, la biosphère et les roches. Les échanges de carbone entre ces réservoirs sont quantifiés par des flux (tonne/an). Les quantités de carbone dans les différents réservoirs sont constantes lorsque les flux sont équilibrés. L’ensemble de ces échanges constitue le cycle du carbone sur Terre.
Savoir-faire
  • Compléter un schéma semi-fonctionnel
Compétences transversales
  • Collaborer au sein d’une équipe
  • Être autonome dans son travail
Cadre de référence des compétences numériques (CRCN)
  • Évoluer dans un environnement numérique

  Déroulement de la séquence

ACTIVITÉ
Durée : 1h
- étape 1 : 20 minutes (éventuellement en amont hors la classe)
- étape 2 : 40 minutes
Horaire total : 1 heure
Coût : 0 euros Sécurité : RAS
Outils numériques et ressources

Moiki : accès à l’histoire interactive Ramón le Carbone

Activité Ramón le carbone PDF
Activité Ramón le carbone ODT
Activité Ramón le carbone DOCX
Handi-accessibilité
L’histoire est lisible sur différents supports : ordinateur, tablette, smartphone, réservant ainsi différentes tailles pour les caractères et les images.
Plus d’informations sur la séance dans le menu dépliant ci-dessous.

Déroulement détaillé en Première spécialité SVT

Étape 1 : découverte de l’histoire

Cette première étape dure vingt minutes environ.
Un document portant le lien court et le QR-code vers l’histoire est fourni aux élèves. Il comporte la consigne et le schéma qu’il faudra compléter ensuite.

La première lecture se fait de manière individuelle et en silence, avec des écouteurs car l’histoire comporte des sons.

L’histoire réserve des moments de choix qui relèvent de deux mécanismes :

  • choix narratif, par exemple quand Ramón a le choix entre se diriger vers un oiseau ou être emporté par le vent. Cela permet de comprendre qu’un cycle biogéochimique n’est pas linéaire ni « écrit ». Il n’y a pas de bonne ou mauvaise réponse. L’intérêt de l’élève sera d’y revenir plus tard (car c’est un cycle) et de faire un autre choix pour découvrir une autre partie de l’histoire.
    Un choix laissé à l'élève pour reconstituer le cycle {PNG}
  • choix de type QCM : il s’agit d’un détournement des fonctionnalités de l’interface, avec cette fois une bonne réponse et une ou plusieurs réponses fausses. Les erreurs provoquent une rétroaction explicative avec généralement un retour à la question pour sélectionner cette fois la bonne réponse. Ce sont des questions de révision sur le vocabulaire, la chimie, les métabolismes, les organites, etc.
    Des feedbacks donnés à l'élève {PNG}

Une prise de note au brouillon est conseillée aux élèves. Ils peuvent vérifier qu’ils sont passés par toutes les étapes grâce à l’inventaire des réservoirs traversés, au compteur intégré à Moiki et à la liste de vocabulaire fournie. Ils ne peuvent accéder à la « fin heureuse » de l’histoire que s’ils sont effectivement passés par les cinq réservoirs.
Cinq réservoirs à découvrir {PNG}

Étape 2 : reconstitution d’une partie du cycle du carbone

Une fois les vingt minutes passées, la plupart des embranchements de l’histoire ont été vus par chacun. Ils ont alors la possibilité de discuter en équipe et de comparer les histoires vécues.

Le schéma à compléter en équipe est fourni en version A3 afin de faciliter les échanges et l’implication de chacun.

Certains passages de l’histoire ont permis de repérer des difficultés de compréhension et de conceptualisation, comme la représentation de la photosynthèse et les liens nécessaires entre différents réservoirs pour schématiser ce métabolisme, ou encore le passage du CO2 de l’air dans les poumons de l’oiseau sans qu’il ne pénètre dans le sang (confusion avec la respiration).

Ces difficultés ont été révélées grâce aux discussions avec les élèves et à leurs schématisations. Il a été nécessaire de prendre le temps de pointer collectivement ces erreurs et d’expliquer les processus en jeu. L’activité a donc mis au jour de mauvaises conceptions qu’il a été intéressant de tenter de corriger.

Les schémas une fois complétés sont affichés dans la classe et corrigés.
Voici des productions d’élèves :

Ramón le carbone : exemple de travail d’élèves
Ramón : schéma vierge et travaux d’élèves

 Focus sur un outil : Moiki

Moiki est un site français permettant de créer des histoires interactives. Il offre aussi un support de visualisation en ligne et la possibilité d’imprimer l’histoire en PDF.
Les histoires de Moiki sont jouables dans un navigateur sur ordinateur, mobile ou tablette, dans un format qui se veut dynamique et immersif.
capture de la page d'accueil de Moiki

Avantages / Plus-values
  • Le site est hébergé en France et présente des conditions d’utilisation en accord respectueuses de la protection des données.
  • L’interface de lecture est extrêmement facile à utiliser et ergonomique, et s’adapte à tous types d’écrans (smartphone, tablette, ordinateur).
  • L’interface de création est assez intuitive et permet d’élaborer en peu de temps une histoire à embranchements. Des tutoriels sont fournis.
  • Des fonctionnalités intéressantes permettent d’enrichir le récit et de varier les mécaniques de l’activité : codes, variables, inventaire, sonorisation (via une banque de sons et de musiques), intégration d’images.
Points de vigilance

Le site propose un « Social Club » permettant de rendre publiques les histoires créées, mais ceci n’est pas nécessaire pour partager l’histoire aux élèves. Moiki reste un site dédié aux récits dont vous êtes le héros, aussi la publication n’est pas recommandée pour les activités éducatives. Le webmestre a récemment créé une catégorie « Éducation » afin de distinguer les récits littéraires de ceux dédiés à la pédagogie, et vérifie la qualité des publications sur le Social Club selon ses propres critères.

Pour aller plus loin avec Moiki

 Analyse & pistes d’amélioration

ANALYSE ET ÉVALUATION DU DISPOSITIF
Plus-values dégagées
  • Les élèves de Première spécialité se sont très bien engagés dans l’activité, et ont plutôt bien reconstruit le schéma du cycle en équipe.
  • L’histoire immersive permet aux élèves de mieux comprendre ce qu’est le cycle du carbone, les différents flux possibles.
  • L’histoire recèle de nombreux éléments de révision sur les métabolismes, certaines réactions chimiques, du vocabulaire, etc.
  • L’activité a mis au jour de mauvaises conceptions qu’il a été intéressant de tenter de corriger.
Difficultés rencontrées
  • L’activité en Première spécialité était initialement prévue sur 30-40 minutes mais a duré plus longtemps que prévu, avec un retour nécessaire sur les productions à la séance suivante pour les compléter et les améliorer.
  • Le bref passage par les poumons de l’oiseau recèle une difficulté conceptuelle : les élèves unanimement font alors passer le carbone dans la biosphère, il faut clairement (ré)expliquer qu’il n’y a pas passage dans le sang mais rejet, donc que le carbone est resté dans l’atmosphère. J’ai modifié ensuite ce moment de l’histoire afin de renforcer le feedback sur cette notion.
Pistes d’amélioration
  • Pour gagner un peu de temps en Première spécialité, j’envisage l’an prochain de donner cette activité à faire à la maison individuellement, avec éventuellement un QCM en ligne pour vérifier la compréhension, puis la synthèse aura lieu en classe en équipe avec le schéma à compléter.
  • L’histoire pourrait être enrichie avec d’autres flux, comme la formation des gisements fossiles, et d’autres embranchements narratifs.
  • Une version plus simple pour le collège est envisageable.

Une piste d’adaptation en classe de Terminale spécialité SVT

L’histoire interactive Ramón le Carbone peut être donnée en activité de révision des notions vues en Première spécialité SVT et Terminale Enseignement scientifique. Son format ludique en fait un préalable sympathique à faire à la maison, sans nécessairement refaire le schéma du cycle du carbone. Du vocabulaire spécifique du programme de Terminale y est utilisé (notamment concernant la respiration cellulaire). Un simple QCM en ligne peut accompagner cette activité afin de remobiliser et fixer les termes et notions importants à retenir.

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