CHENNEBAULT Cindy BEAU Cécile PE 2 Groupe 5 PROJET PLURIDISCIPLINAIRE Discipline 1 : Sciences expérimentales et technologique Discipline 2 : Histoire – Géographie Sciences et technologie Histoire et géographie - 1 : une situation déclenchante (extrait vidéo, observation, questionnement, émission d’hypothèses) et un recueil des conceptions initiales (représentation des élèves du volcan et de ses caractéristiques) par le biais du questionnement suivant : « Que se passe-t-il au cours d’une éruption volcanique ? » - 2 : définir un volcan et son fonctionnement ainsi que la provenance de la lave - 3 : comprendre le mécanisme d’une éruption volcanique (gaz, différentes phases) et en faire une modélisation simple - 4 : distinguer les deux types d’éruptions et les phases de celles-ci ; observer les roches volcaniques (lien avec les phases de l’éruption, la provenance de la lave, etc.) ; effectuer une modélisation plus fine (aspect de la lave et forme du volcan) avec des éruptions volcaniques modélisées par réaction chimique - 1 : étudier l’évolution des anciens volcans pour comprendre les volcans actuels et prévenir les éruptions volcaniques. - 2 : localiser des volcans en activité ou non sur une carte géographique et donc les zones à risques (séisme, tectonique des plaques, etc.) - 3 : les volcans et les hommes : avantages et inconvénients de cette cohabitation (film) Projet pluridisciplinaire Cycle 3 Les volcans Arts visuels Maîtrise de la langue - Travail autour des photos d’éruptions volcaniques et de volcans. Les commenter. - Production : imaginer votre volcan - Modélisation (diffénrentes techniques plastiques) - Expression écrite : « En vous servant de vos connaissances sur les volcans et des extraits des lettres de Pline le Jeune, imaginer un récit de la catastrophe fait par un habitant de Pompéi. » Descriptif des séances Cycle 3 – Cycle des approfondissements – CM2 Sciences expérimentales et technologie Le ciel et la terre L’objectif est en tout premier lieu d’observer méthodiquement les phénomènes les plus quotidiens et d’engager les élèves dans une première démarche de construction d’un modèle scientifique : ici, manifestations de l’activité de la Terre (volcans, séismes). Compétences visées - Etre capable d’exploiter des documents pour suivre au cours du temps les caractéristiques des volcans, les phases d’une éruption volcanique et les caractéristiques des séismes ; - Etre capable de localiser des volcans en activité ; - Appréhender la diversité des produits volcaniques (lave, cendre, gaz, etc.) ; - Savoir reconnaître un paysage volcanique ; - Comprendre qu’une roche volcanique provient de la solidification par refroidissement d’une lave liquide (changement d’état de la matière) ; - Comprendre qu’un relief volcanique résulte de l’accumulation des produits émis lors des éruptions ; - Dans les régions à risque, être capable de mettre en œuvre les attitudes à adopter en cas de risque majeur, de séisme ou d’éruption volcanique ; - Poser des questions précises et cohérentes à propos d’une situation d’observation ou d’expérience ; - Imaginer et réaliser un dispositif expérimental susceptible de répondre aux questions posées, en s’appuyant sur des observations, des mesure appropriées ou un schéma. Sciences et technologie Séance n°1 Le projet tourne autour des sciences expérimentales et technologiques, plus précisément des manifestations de l’activité de la terre. On le débute donc par une situation déclenchante (observation, questionnement, émission d’hypothèses) et un recueil des conceptions initiales (représentation des élèves du volcan et de ses caractéristiques). Tout d’abord, les élèves visionnent un extrait vidéo. Ensuite, on pose la question suivante : « Que se passe-t-il au cours d’une éruption volcanique ? » Les élèves travaillent sur leur cahier d’expérience. Ils y inscrivent tout ce qu’ils pensent savoir sur les volcans et tout ce qu’ils ont retenu de la vidéo (émission d’hypothèses). Ils peuvent aussi dessiner ou schématiser. Ensuite, une confrontation peut être mise en place où les élèves débattront sur leurs productions et sur les différences entre celles-ci. L’enseignant liste les questions que se posent les enfants et/ou les hypothèses qu’ils envisagent. Enfin, les élèves essaient de trouver des réponses. L’aide de l’enseignant est requis si les élèves stagnent dans leur réflexion. Les élèves réalisent une affiche pour la classe qui répondra aux questions les plus couramment posées et les plus essentielles. Séance n°2 Cette séance est vraiment la continuité de la première, dans le sens où elle va essentiellement permettre d’approfondir les notions abordées lors de la séance précédente. En effet, on va ici définir le volcan ainsi que son fonctionnement plus en détails. On réalisera une affiche avec les définitions des mots de vocabulaire abordés (exemples : éruption, projection, cratère, magma, coulée de lave, etc.). Elle sera complétée tout au long du projet par l’apport de mots nouveaux vus lors d’expériences, de recherches, etc. Les élèves, en groupe, observent des documents et rédigent une définition du volcan. Ils doivent aussi réfléchir quant à la provenance de la lave. En classe entière, on s’arrêtera sur une définition commune du volcan et on observera la coupe de la structure interne de la terre (le magma se forme sous la croûte et non au centre de la terre). Séance n°3 L’objectif de cette séance est de comprendre le mécanisme d’une éruption volcanique (les différentes phases). L’enseignant demande aux élèves pourquoi la lave remonte. Il note ensuite les hypothèses au tableau. Il présente ensuite la modélisation avec une bouteille de coca. Cette expérience permettra de confirmer ou d’infirmer les hypothèses. L’enseignant répartit les élèves en groupes pour l’expérience, certains ayant une bouteille de coca sans gaz dissous et d’autres avec gaz dissous. Il demande comment faire sortir le coca de la bouteille pour imiter une éruption. Etant donné qu’on n’obtiendra pas les mêmes résultats dans les différents groupes, les élèves devront se poser la question suivante : « Comment explique-t-on les différents résultats ? » Des documents sont laissés à leur disposition. On note les hypothèses des élèves. Ils devront aboutir à la conclusion suivante : « La présence de gaz dissous explique la montée du liquide. » On réalise une affiche (sous forme de bande dessinée) montrant une schématisation d’un volcan et le fonctionnement de celui-ci en éruption. Séance n°4 On distinguera dans cette séance deux types d’éruption. Les élèves observent des roches volcaniques ainsi que des photos de différentes éruptions. On a la possibilité de compléter cette observation avec un film montrant les rejets de l’éruption volcanique et le refroidissement de la lave en roches. La consigne est, en groupes, d’observer les éruptions et noter les caractéristiques repérées. Aux vues de ces observations et des informations recueillies lors des séances précédentes, les élèves doivent aboutir aux conclusions suivantes : « Il y a des roches différentes car la lave est aussi différente selon les volcans. Il y a deux types de lave car la composition est différente. En conclusion, il y a donc, de ce fait, deux types d’éruption, effusive et explosive, ainsi que des émissions et des effets différents (lave, nuée ardente, blocs de roches, gaz, cendre, etc.). » On a la possibilité à la fin de cette séance de refaire une modélisation plus fine des deux types d’éruption (pour le plaisir), en lien avec l’art plastique, avec la construction du volcan et du cône, du colorant pour la couleur de la lave, du vinaigre et du bicarbonate de soude pour l’effet de l’éruption, du sable, de la pâte à modeler, etc. Il peut être intéressant alors que les élèves, par groupes, s’intéressent tout particulièrement à un volcan. Des recherches personnelles en classe et à la maison doivent leur permettre de se renseigner sur un volcan en particulier et de réaliser la maquette de celuici. L’intérêt n’est pas forcément qu’il ressemble extérieurement au volcan, mais que les enfants puissent relier leur maquette à la réalité. Ils choisissent l’expérience à faire en fonction du volcan qu’ils ont choisi t’étudier. Histoire et géographie Séance n°1 On étudiera ici les volcans français (volcans d’Auvergne) pour mettre en relief leur côté non actif : les volcans anciens, éteints ou en sommeil. On reliera à cela les recherches des vulcanologues pour que les enfants comprennent que : - l’étude des volcans ne concerne pas uniquement les volcans actifs, - ces travaux sur les volcans éteints fournissent des exemples de ce que peuvent devenir les volcans actuellement en activité, - cela aide les volcanologues à comprendre les volcans actifs et à en prévenir les éruptions. De là, nous aborderons la prévention des éruptions volcaniques. Séance n°2 A partir de l’étude de « leur volcan » choisi en sciences, les enfants marquent sur un calque de planisphère les emplacements de différentes chaînes de volcans. Question : « pourquoi les volcans sont-ils répartis comme cela sur la carte du monde ? » Avec l’aide d’un calque de planisphère sur les séismes dont l’emplacement concorde avec celui des volcans, on dégage la notion de plaques lithosphériques, sans entrer dans les détails techniques. Séance n°3 On étudiera les avantages et les inconvénients qu’il y a, pour l’homme, à habiter le long des pentes d’un volcan. Ceci en s’appuyant sur des vidéos mettant en relief ces deux aspects. - Avantages en terme de qualité de la terre, pour le tourisme ou encore quand il s’agit d’îles volcaniques, etc. - Inconvénients quand aux risques dus aux dangers des éruptions aléatoires et aux pertes matérielles ou humaines qu’elles occasionnent. Maîtrise de la langue : production d’écrit La lecture des lettres de Pline le jeune (des extraits choisis) est une illustration de la séance n°3 de géographie. De plus, les séances de sciences précédentes doivent permettre de déterminer à quel type de volcan le Vésuve appartient. Sur la base de ces lettres, les enfants vont imaginer le récit de la catastrophe vu par un habitant de Pompéi ou d’Herculanum. Ils doivent se servir de ce qu’ils ont appris des volcans pour conserver une certaine rigueur scientifique dans leur description de l’éruption. Arts Visuels L’observation des photos d’art prises sur les volcans est un point de départ à une réflexion sur la représentation que les enfants se font du volcan. Il y a le côté destruction mais pas seulement. De bien des photos se dégagent une beauté, une force, etc. Aux enfants de décrire ce qu’ils en ressentent. Ceci est le point de départ d’une production très libre sur le thème du volcan, réalisée avec tous types de supports : « Comment voyez-vous les volcans ? ». L’interdisciplinarité du projet Qu'est-ce que l'interdisciplinarité ? L'interdisciplinarité est une approche de l'enseignement autour d'un thème ou d'un projet servant à l'étude de quelques ou plusieurs disciplines intégrées, approche qui favorise la concertation et les intersections entre les objectifs des différents programmes d'études ainsi que l’évitement de la redondance des informations. Le projet présenté ici sur le volcanisme est bien un projet pluridisciplinaire et interdisciplinaire. En effet, il met en œuvre plusieurs disciplines : sciences et technologie, histoire et géographie, arts visuels et maîtrise de la langue (écrite et orale). En conséquence, les objectifs d’apprentissage se croisent et un même objectif se travaille autant dans une discipline que dans une autre. L’interdisciplinarité principale concerne la géographie et la science : il n’est pas envisageable d’étudier les volcans au travers d’une seule de ces deux matières. Les notions de volcanisme et de volcans s’abordent par différents concepts suivant la matière : la science met en avant le processus de l’éruption et la caractérisation du volcan ; La géographie, quant à elle, traite de la localisation des volcans, leur influence sur le paysage. Mais cette localisation permet d’aborder les causes du volcanisme ce qui nous renvoie automatiquement à la science. La sciences et la technologie sont liées notamment au niveau de la modélisation du volcan tout en exploitant la notion d’éruption volcanique, les phases de celle-ci ainsi que les différents types d’éruption. Les arts visuels interagissent du fait de l’observation de photos sur les volcans et de la modélisation d’un volcan évoquée précédemment. Découle aussi la production : « Comment voyez-vous les volcans ? », en lien direct avec les représentations initiales des élèves recueillies lors des premières séances de sciences et qui permet d’aller plus en avant dans le symbole du volcan, sortant ainsi du domaine scientifique pour entrer dans les arts. Ceci par la fascination qu’entraînent souvent chez les enfants ces grandes démonstrations de force de la nature. La maîtrise de la langue orale et écrite est présente dans toutes les séances notamment lors des recueils et des présentations d’hypothèses, des échanges en classe entière ou en groupe, des élaborations d’affichages, etc. Toutes sortes de production d’écrit peuvent être envisagées sur ce projet étant donné la richesse du sujet. On peut aussi penser à travailler l’ORL par le biais de documents sur ce thème. Des recherches documentaires (internet, bibliothèque, mise en place de questionnaire, etc.) peuvent aussi être possibles. En ce qui concerne la production envisagée, le lien se fait avec l’histoire, avec les découvertes archéologiques faites sur le site de Pompéi et, avec la science, pour l’étude du type de volcans au travers des récits de Pline et la reconstitution de l’éruption en restant dans une rigueur scientifique. Annexes Séquence : Cycle 3 – Cycle des approfondissements – CM2 Sciences expérimentales et technologiques Le ciel et la terre Manifestations de l’activité de la Terre (volcans, séismes) Séance précédente : Séance (1) : - Situation déclanchante (observation, questionnement, émission d’hypothèses) Objectifs : - Notionnels : - Recenser les représentations initiales des élèves - Emerger certains savoirs - Méthodologiques : - Prélever des informations dans un documentaire vidéo - Exposer son point de vue, débattre et argumenter - Vocabulaire introduit variable selon le déroulement de la séance : - Eruption - Projection - Cratère - Coulée de lave - Magma - Emergence des représentations mentales, recueil des conceptions initiales (représentation des élèves du volcan et de ses caractéristiques) Compétences : Etre capable de : - Poser des questions précises et cohérentes à propos d’une situation d’observation Durée : 45 minutes Séance suivante (2) : - Qu’est ce qu’un volcan ? - Comment il fonctionne ? Pré requis : - Maîtriser l’outil « cahier d’expérience » - Comprendre le sens de la vidéo - Mettre en relation des Compétences transversales: données, en faire une - Travailler sur la structure de représentation schématique la phrase à l’oral et l’écrit et l’interpréter, mettre en relation des observations - Ecouter et accepter les idées réalisées en classe et des d’autrui, demander des savoirs que l’on trouve explications dans une vidéo - Comprendre les informations explicites du documentaire et faire des propositions d’interprétation - Rédiger un compte rendu intégrant schéma d’expérience ou dessin d’observation - Exposer son point de vue et ses réactions dans un dialogue ou un débat en restant dans les propos de l’échange - Exposer son point de vue, ses idées - Représenter, dessiner (schématiser) Déroulement : En classe entière : visionner l’extrait vidéo et poser la question qui fera émerger les conceptions initiales - L’extrait vidéo choisi est court et ne s’étend pas sur le côté théorique de la séquence afin de laisser une grande part de réflexion aux élèves tout en les aiguillant sur les hypothèses attendues. - On visionne l’extrait vidéo. Ensuite, on pose la question suivante : « Que se passe-t-il au cours d’une éruption volcanique ? » Individuellement : produire sur le cahier d’expérience - Les élèves travaillent sur leur cahier d’expérience. Ils y inscrivent tout ce qu’ils pensent savoir sur les volcans et tout ce qu’ils ont retenu de la vidéo (émission d’hypothèses). Ils peuvent aussi dessiner ou schématiser. - Le vocabulaire suivant est susceptible d’apparaître dans les productions des élèves : cratère, coulée de lave, magma, etc. - Les élèves, ayant déjà noté la relation entre volcans et séismes, auront probablement d’autres mots de vocabulaire présents dans leurs écrits, comme plaque tectonique, sismographe, etc. En classe entière : confronter les représentations initiales et faire une synthèses collective - On sélectionne quelques dessins significatifs montrant différents points de vue. - Ensuite, une confrontation peut être mise en place où les élèves débattront sur leur production et sur les différences entre celles-ci. - On effectue la liste des questions que se posent les enfants et/ou des hypothèses. - Les problèmes essentiels qui seront recensés sont en partie : « Quelles sont les différentes parties d’un volcan ? Comment fonctionne-t-il ? Pourquoi les volcans entrent-t-ils en éruption ? Quels sont les produits éruptifs ? Quelles sont les deux familles d’éruption ? Quelle est la répartition des volcans dans le monde ? Pourquoi la terre tremble ? Est-ce que les volcans et les tremblements de terre sont liés ? » - On tente de faire trouver des réponses notamment en comparant ce qui a été noté sur le cahier d’expérience et ce qui a été donné comme informations lors du document vidéo visionné. - Les élèves réalisent une affiche pour la classe qui répondra essentiellement aux questions suivantes : « Quelle est la structure d’un volcan ? Comment fonctionne-t-il ? Comment se forme les volcans ? ». Cette étape est l’occasion d’un retour sur les représentations initiales si des idées fausses persistent toujours. Matériel : - Cahier de sciences et cahier d’expérience - Vidéo sur les volcans - Papier, crayons, etc. Commentaires sur le déroulement de la séance : … Les volcans : géographie 1 Séquence : Cycle 3 – Cycle des approfondissements – CM2 Géographie Séance n° 1 : étudier l’évolution des anciens volcans pour comprendre les volcans actuels : prévenir les éruptions volcaniques. Objectif : Compétence spécifique IO : - se servir des différents paysages - mettre en relation des cartes à volcaniques pour retracer différentes échelles pour localiser l’évolution d’un volcan. un phénomène Compétences transversales : - participer à l'examen collectif d'un document géographique (paysage ou carte) en justifiant son point de vue, - décrire un paysage, - pouvoir rédiger une courte description d'un document géographique (paysage). Séance précédente : Durée : 1H Séance n° 2 : Localisation des volcans en activité ou non sur une carte géographique : zone à risques (séisme, tectonique des plaques...) Pré acquis : - les différentes phases des éruptions volcaniques - les deux types de volcans Déroulement : Cette séquence arrivant après celles de sciences, les élèves ont en tête une représentation précise des volcans, représentation liée, le plus souvent, à des volcans en activité. On part de la question : « Y a-t-il des volcans en France ? » Des documents sont mis à la disposition des élèves : ce sont les ouvrages habituels de la classe et de la bibliothèque : livres de géographie, revues ou albums traitant des volcans. Une brève recherche de 15 minutes, par groupe, doit mettre en évidence la présence de volcans éteints ou endormis en France. En se référant aux images trouvées sur les livres et à une affiche prévue par l’enseignante, on observe l’aspect de ces volcans. On peut décider alors de s’intéresser plus particulièrement aux volcans d’Auvergne de la chaîne des Puys. L’utilisation d’une carte géologique simplifiée de la région peut permettre de mettre en évidence les cratères, les anciennes coulées et leur âge. En se concentrant sur un des volcans de la chaîne, on peut alors tenter de retracer son histoire au sein de la chaîne des Puys et arriver ainsi à une question importante : ces volcans sont-ils éteints ou simplement endormis ? Risque-t-il de se produire une éruption en France, un jour ? Comment répondre à cette dernière question ? A ce moment, il faut mettre en avant l’étude des volcans par les vulcanologues : - Que font-ils ? -> ils étudient la façon dont les volcans entrent en éruptions… - A quoi cela sert-il ? -> à apprendre comment « marchent » les volcans pour prévoir les éruptions à l’avance… - Et les vulcanologues peuvent-ils savoir, eux, si les volcans de France risquent d’entrer en éruption ? … Le but de ce jeu de questions-réponses avec les enfants est de leur faire prendre conscience du fait que le travail des vulcanologues, les connaissances qu’ils en retirent sur les volcans anciens et actuels, sont autant d’informations précieuses pour prédire l’évolution des volcans actuels, en activité ou non. Etudier les volcans anciens permet de mieux comprendre les volcans actuels et inversement. La réponse à notre question a déjà été donnée par les vulcanologues : ils pensent qu’une éruption se produira dans le Massif central avant 3 000 ans. Elle interviendra sans doute dans la chaîne des Puys, à l’ouest de Clermont-Ferrand. Puis on décide ensemble d’une trace écrite résumant toute la séance qui pourrait donner quelque chose comme : « La France possède aussi des volcans. La plupart sont situés dans le Massif Central. Le plus élevé est le Puy de Dôme qui a donné son nom au département. Ils sont tous éteints ou endormis mais ils pourraient entrer en éruption d’ici 3000 ans d’après les vulcanologues. » Les volcans : géographie 2 Séquence : Cycle 3 – Cycle des approfondissements – CM2 Séance précédente : étudier l’évolution des anciens volcans pour comprendre les volcans actuels : prévenir les éruptions volcaniques. Objectif : - réussir, par déduction, à l’aide de documents appropriés à corréler la localisation des volcans et des séismes à la tectonique des plaques Géographie Séance n° 2 : Localisation des volcans en activité ou non sur une carte géographique : zone à risques (séisme, tectonique des plaques...) Compétence spécifique IO : - mettre en relation des cartes à différentes échelles pour localiser un phénomène - effectuer une recherche dans un atlas imprimé et dans un atlas numérique ; Durée : 1 heure Séance n° 3 : Les volcans et les hommes : avantages et inconvénients de cette cohabitation Pré acquis : - connaissance de la carte du monde - recherches déjà effectuées sur « leur » volcan. Compétences transversales : - participer à l'examen collectif d'un document géographique (paysage ou carte) en justifiant son point de vue, - Lire et comprendre un ouvrage documentaire, de niveau adapté, portant sur l'un des thèmes au programme, - Pouvoir rédiger la légende d'un document géographique, Déroulement : On reprend les groupes de sciences lorsque les enfants s’étaient intéressés à un volcan en particulier. Chaque groupe a donc déjà de nombreuses informations sur « son » volcan. Ils auront, pour cette séance, recherché à la maison ou dans les ouvrages à leur disposition en classe tout au long du projet, une carte pour localiser précisément leur volcan. Cette recherche peut se faire simplement dans le dictionnaire : la carte du pays où il se trouve doit suffire à le localiser. Le maître a réalisé 3 grands calques d’un planisphère (format A2). Sur l’un des calques, chaque groupe vient coller une gommette (ou dessiner un symbole quelconque suivant la représentation choisie par les enfants) pour localiser « son » volcan. Le but est de réaliser une carte légendée comportant la localisation d’un grand nombre de volcans et de chaînes volcaniques. On obtiendra de cette première localisation une dizaine de volcans (et parfois la chaîne de volcans dont ils font partie). Puis, en se servant de l’ensemble des documents mis à leur disposition mais en particuliers des différentes cartes, les enfants cherchent à compléter ce calque par de nouveaux volcans et chaînes de volcans, l’enseignant étant chargé d’aiguillonner leur recherches dans les directions fructueuses et de leur fournir le matériel adéquat (carte des reliefs des continents…). Face au planisphère complété au maximum, l’enseignant devra orienter les élèves vers un questionnement : « Pourquoi les volcans sont-ils répartis comme cela sur la carte du monde ? » - Deux orientations sont alors possibles : Soit les enfants, de part leur lectures, en viennent d’eux même aux plaques tectoniques et dans ce cas là, la corroboration de cette hypothèse se fait par superposition du calque « volcan » avec un calque « plaques tectoniques » préalablement réalisé par l’enseignant. Les enfants voient alors que les volcans sont souvent situés tout près des limites de plaques. Les suppositions de collisions ou superpositions de ces plaques sont alors émises par les enfants pour justifier la présence des volcans. Elles seront validées par l’enseignant dans la limite de compréhension des enfants : pas d’introduction des termes comme subduction, accrétion ou rift médio-océanique. L’enseignant peut alors demander si toutes ces collisions et superpositions supposées par les enfants ne pourraient pas entraîner d’autres perturbations que les volcans. On en vient alors aux séismes et au troisième calque représentant les séismes dans le monde. Une fois qu’il sera superposé aux deux autres calques, les enfants pourront se rendre compte que les séismes suivent également souvent les limites de plaques. On déterminera ainsi des zones dites « à risques » dans le monde. Soit la notion ou l’idée de plaques tectoniques leur est inconnue et alors l’enseignant les aiguille vers d’autres types de catastrophes naturelles : les séismes. La superposition des calques « séismes » et « volcans » fera apparaître plus clairement une certaine délimitation : les séismes et les volcans et situent sensiblement dans les mêmes zones et forment d’une certaine manière, des lignes qui découpent le planisphère en plusieurs morceaux. De cet constatation, l’enseignant obtiendra ou apportera la notion de plaques tectoniques. Une vérification par superposition du dernier claque confirmera cette information. Et les enfants pourront imaginer les différentes façons dont ces plaques peuvent entraîner la formation de volcans ou l’émission de séismes. De même que dans le point précédent, l’enseignant confirmera ou infirmera ces hypothèses sans rentrer dans les détails. En fin de séance, les enfants par groupe « de volcan », écriront leur propre trace écrite pour répondre à la question posée en début de séance : « Pourquoi les volcans sont-ils répartis comme cela sur la carte du monde ? », trace écrite qui sera validée par l’enseignant.