MSN 38 — Analyser l'organisation du vivant et en tirer des conséquences pour la pérennité de la vie…
- 1…en décrivant des aspects de l'organisation de la vie
- 2…en décrivant simplement la transmission d'information génétique d'une génération à l'autre
- 3…en identifiant les niveaux d'organisation de la vie : des écosystèmes à la cellule
- 4…en comparant les fonctions de cellules, de tissus, d'organes, d'appareils et de systèmes
- 5…en comparant le mode de reproduction de divers organismes
- 6…en identifiant des éléments de réaction d'écosystèmes
L'ensemble des contenus de biologie retenus ici l'ont été pour :
- donner les outils et repères nécessaires à une action citoyenne dans une société où le débat intègre fréquemment des dimensions scientifiques ; le recours à des situations d'actualité est donc à privilégier ;
- mettre l'élève en situation d'observation et de démarche expérimentale aussi souvent que possible ; la science relève autant d'une démarche que des connaissances à acquérir.
Les principes directeurs orientant le traitement de cet Objectif d'apprentissage sont :
- l'étude de problématiques systémiques dont la plus importante est l'interdépendance des formes de vie entre elles et avec leur milieu ;
- la perception de la complexité des équilibres et la nécessité de la préservation de la biodiversité (Lien avec FG 37 – Environnement).
| Progression des apprentissages | Attentes fondamentales | Indications pédagogiques | ||
|---|---|---|---|---|
| 9e année | 10e année | 11e année | Au cours, mais au plus tard à la fin du cycle, l'élève… | Ressources, indices, obstacles. Notes personnelles |
| Précisions cantonales :  | ||||
| Les étapes de la démarche scientifique présentée ci-dessous correspondent à un ordre qui s'applique au modèle courant d'un compte-rendu scientifique. Dans sa mise en œuvre, cet ordre n'est pas respecté et fait, en réalité, l'objet de multiples allers-retours entre questionnement – hypothèse – constat – récolte et analyse de données – observation – expérimentation – élaboration d'un modèle explicatif… | ||||
| Utilisation de la démarche scientifique ¶ | ||||
| Observations, questionnements, identification de facteurs pertinents et de leurs éventuelles corrélations, susceptibles de caractériser la situation étudiée | face à une situation, énonce une hypothèse pertinente / des hypothèses pertinentes (Niv 2) | L'utilisation de la démarche scientifique ainsi décrite est destinée à s'appliquer aux Progressions d'apprentissage des champs:
Privilégier les situation-problèmes pour faire émerger des questions et les formuler sous forme d'hypothèses Liens MSN 33 – Fonctions et algèbre Favoriser un véritable débat scientifique dans la classe pour montrer aux élèves que la science est tout autant un processus qu'une liste de connaissances à acquérir | ||
| Préparation d'un protocole d'observations, de mesures et de calculs Élaboration d'un dispositif permettant d'effectuer les observations et les mesures prévues Choix, réglage et utilisation d'un instrument de mesure (balance, chronomètre, thermomètre, récipient gradué, double-mètre, dynamomètre, baromètre,…) Observation expérimentale d'un phénomène en variant un seul facteur à la fois Sensibilisation à l'influence du nombre de mesures sur la précision des résultats Structuration et présentation des résultats (arrondi et unités adéquats) sous forme de liste, de tableau ou de graphique | imagine une expérimentation et rédige un protocole d'observations et de mesures qui ne fait varier qu'un facteur à la fois réalise un protocole d'observations et de mesures structure et présente les résultats, en utilisant les arrondis et unités adéquats, dans un tableau / une représentation graphique (Niv 2) (diagramme cartésien, en colonne, circulaire) produit un dessin, un schéma pour représenter ses observations | |||
| Analyse (par écrit ou oralement) de la pertinence, de la cohérence et de la complétude d'une expérience (hypothèses, conditions d'expérience, résultats expérimentaux [en tenant compte de leur précision], analyses, utilisation d'un modèle, conclusions) Utilisation d'un langage spécifique : vocabulaire, symboles, règles de structuration (rapport, schéma,…) Respect des règles du débat scientifique (écoute de l'autre, respect des idées d'autrui, remise en question de ses propres idées,…) Utilisation de ressources externes de nature variée (articles, films, tables numériques,…) | discute, débat, de la validité des hypothèses émises (sur la base de modèles) en regard de résultats expérimentaux et de leur précision rend compte d'une tâche scientifique oralement ou par écrit, confronte son avis à celui de ses pairs ou de spécialistes (documentaires, articles,…), argumente son point de vue | |||
| Le vivant et les écosystèmes (1, 3, 6) ¶ | ||||
| Liens MSN 37 – Corps humain | ||||
| Détermination des caractéristiques du vivant (naître-mourir, se développer, se maintenir, respirer, se nourrir, excréter, se reproduire, se protéger) | détermine des critères pour distinguer le vivant du non vivant aux différents niveaux d'organisation de la vie repère les différences entre un organisme unicellulaire et un organisme pluricellulaire identifie et classe des êtres vivants à l'aide de documents de référence | La détermination des caractéristiques du vivant ainsi que le positionnement du phénomène étudié dans les niveaux d'organisation du vivant ne sont pas à étudier en soi, mais lors des occasions qui se présentent dans les autres sujets traités L'utilisation de la loupe et du microscope est indispensable La clef de détermination devrait permettre de mettre en évidence la biodiversité ; signaler toutefois les limites de tout instrument de classification | ||
| Appropriation des différents niveaux d'organisation de la vie au niveau macroscopique (écosystème – populations – individus – pluricellulaires – unicellulaires) | ||||
| Identification (mise en ordre d'une collecte de matériel vivant, identification des caractères partagés par deux ou trois espèces différentes, attribution d'un nom à un être vivant donné,…) de différents organismes d'un écosystème à l'aide de documents de référence (clefs de détermination,…) | ||||
| Étude et comparaison des réseaux alimentaires de deux milieux naturels (terrestre ou aquatique) et mise en évidence du rôle des organismes autotrophes | Mise en évidence par expérimentation des tenants et aboutissants de la photosynthèse (influence du CO2 et de la lumière sur une plante aquatique, rejet d'oxygène; mise en évidence de l'amidon produit par une feuille verte,…) | Mise en évidence de l'importance énergétique de la photosynthèse (dépendance des hétérotrophes envers les autotrophes) | suit un protocole d'expérimentation visant à mettre en évidence une manifestation de la photosynthèse distingue les végétaux des animaux (producteur et consommateur) décrit le rôle fondamental de la photosynthèse pour la survie des hétérotrophes et argumente cette notion à l'aide de la formule de la photosynthèse (Niv 2) | La photosynthèse peut-être abordée lors de toutes occasions qui se présentent dans les autres sujets traités (rôle des producteurs dans la chaîne alimentaire, fragilités des écosystèmes, provenance des glucides dans l'alimentation,…) ou en relation avec le cycle du carbone |
| Étude de l'impact de modifications d'un écosystème (destruction de la niche écologique ou morcellement du domaine vital, sélection d'une espèce – monoculture –, introduction d'une espèce exotique, modification des facteurs abiotiques, réaction d'un écosystème à des modifications climatiques, déstructuration d'un réseau alimentaire par élimination d'une ou plusieurs espèces,…) Mise en évidence de l'aspect systémique des situations traitées | argumente sur ce qui fait que la préservation d'une espèce passe par la préservation de son biotope utilise les notions de facteurs biotiques et abiotiques (Niv 2) à partir d'un thème d'actualité écologique, identifie les effets favorables ou défavorables selon les espèces d'un écosystème | Une étude de terrain proche de l'école ou l'étude d'un thème lié à l'actualité sont à privilégier Liens SHS 31 – Relation Homme-espace; FG 36 – Environnement; FG 37 – Complexité et interdépendance | ||
| Fonctions des cellules, des tissus, des organes, des appareils et des systèmes (4) ¶ | ||||
| Liens MSN 37 – Corps humain | ||||
| Observation et description de caractéristiques d'une cellule (paroi, membrane, cytoplasme, noyau) comme unité de base du vivant Reconnaissance de la diversité des cellules des organismes (cellules spécialisées et cellules souches) | repère les principales structures de la cellule : membrane, cytoplasme, noyau sait qu'un organisme pluricellulaire est formé de cellules spécialisées | Les différents types de cellules ne sont pas étudiés en soi ; les exemples sont à tirer préférentiellement du corps humain | ||
| Comparaison de différents mécanismes d'échanges, de transport et d'absorption (respiration, nutrition, circulation sanguine) | compare différents schémas d'organismes au niveau de la respiration et de la circulation des nutriments schématise les échanges au niveau de la cellule (Niv 2) | |||
| Reconnaissance de la finalité de chaque système: permettre le fonctionnement de chaque cellule de l'organisme | sait que chaque système doit assurer la même fonction finale: permettre le fonctionnement de chaque cellule de l'organisme | |||
| Mode de reproduction et transmission d'informations (2, 5) ¶ | ||||
| Liens MSN 37 – Corps humain | ||||
| Comparaison entre le mode de reproduction de divers organismes uni- et pluricellulaires : différenciation entre reproduction sexuée et asexuée (bactérie, algue, fraisier, hydre, arthropode, vertébré,…) | compare la reproduction animale et végétale en identifiant les similitudes | | ||
| Sensibilisation à la notion d'espèce Identification des chromosomes, segmentés en gènes, comme le support de l'information héréditaire Identification des chromosomes comme support de l'information héréditaire et de la molécule d'ADN, portant les gènes (Niv 2) Schématisation d'une division mitotique à quatre chromosomes au plus Étude sommaire des étapes menant à la fécondation : ségrégation chromosomique lors de la formation des gamètes et sélection aléatoire des gamètes Mise en évidence de l'origine de la biodiversité (évolution) | sait que la reproduction n'est possible qu'au sein d'une même espèce identifie le chromosome à un support de l'hérédité sait que la diversité du vivant est issue des processus de la reproduction sexuée | La gamétogenèse n'est pas à étudier en soi | ||