2009 055-208 SCIENCE ET TECHNOLOGIE 1er cycle du secondaire Épreuve de la compétence 2 Outils d’évaluation JUIN NOTE À L’INTENTION DES ENSEIGNANTS : LES GRILLES FOURNIES DANS CE DOCUMENT DÉCRIVENT DES RÉPONSES ATTENDUES EN LIEN AVEC LES QUESTIONS POSÉES ET LES ÉCHELLES DE NIVEAUX DE COMPÉTENCES. CEPENDANT, ELLES NE PEUVENT PRÉVOIR TOUTES LES RÉPONSES QUE LES ÉLÈVES POURRAIENT PROPOSER. SI VOUS JUGEZ QUE CES RÉPONSES SONT ACCEPTABLES, NOUS VOUS ENJOINGONS DE VOUS RÉFÉREZ AUX ÉCHELLES DE NIVEAUX DE COMPÉTENCES POUR LES SITUER À L’ÉCHELON CORRESPONDANT. Question 1. Les phalènes du bouleau À l’aide de vos connaissances et de la banque de mots suivante, expliquez les raisons pour lesquelles la population des phalènes du bouleau s’est transformée au cours des années. Banque de mots : Habitat, espèce, population, adaptations physiques, évolution, gènes et chromosomes, niche écologique, reproduction. Souligne dans tes explications les mots, de la banque de mots, que tu utiliseras. Les phalènes doivent se camoufler de manière à ce qu’elles soient peu visibles lorsqu’elles se reposent sur le tronc des bouleaux; les plus visibles étant facilement repérables par les oiseaux. Une phalène pâle sur le tronc d’un bouleau pâle est donc avantagée par rapport à une phalène noire, car elle est mieux camouflée que cette dernière. Cela contribue à ce que cette espèce soit principalement constituée de phalènes pâles avant 1850. Vers 1950, l’habitat des phalènes se transforme sous l’influence de la pollution qui dépose des particules de suie noire sur le tronc des arbres. Les phalènes pâles sont alors devenues plus visibles tandis que les phalènes noires étaient camouflées lorsqu’elles se reposaient sur les surfaces noircies. Les phalènes blanches deviennent alors les nouvelles proies des oiseaux. Les oiseaux ont conservé leur niche écologique car les phalènes faisaient toujours parti de leur menu, qui ne variait que par sa couleur. La population de phalènes s’est donc transformée vers la dominance de la couleur noire car, les gènes et chromosomes des phalènes noires ont pu être transmis à leurs descendants par l’entremise de la reproduction avec d’autres phalènes noires. Cela démontre que la population de phalène a subi une adaptation physique par le processus d’évolution. Vers 1960, la pollution par le charbon ayant diminué, les bouleaux sont redevenus pâles et les oiseaux ont délaissé les phalènes pâles pour les remplacer par des phalènes noires redevenues visibles sur l’écorce des arbres alors que les phalènes pâles étaient à nouveau camouflées. Ce qui contribue à ce que la population de phalènes soit à nouveau à dominance pâle vers 1960. Utilisation pertinente des concepts A B C D E Production d’explications ou de solutions pertinentes A B C D E Justification adéquate des explications A B C D E Justification adéquate des explications Production d’explications pertinentes Utilisation pertinente des concepts Niveau A Établit des liens pertinents entre tous les mots de la banque en les utilisant de manière adéquate. Niveau B Établit des liens pertinents entre la plupart des mots de la banque en les utilisant de manière adéquate. Niveau C Définit quelques concepts de la banque de mots et établit des liens évidents entre eux. Niveau D Niveau E Définit quelques concepts sans établir de liens entre eux. Éprouve de la difficulté à définir la plupart des concepts L’élève explique de façon peu cohérentes l’évolution des populations de phalènes. L’élève n’explique pas l’évolution des populations de phalènes. (8 concepts sur 8) (au moins 6 concepts sur 8) L’élève explique en détails l’évolution des populations de phalènes. L’élève explique de façon cohérente l’évolution des populations de phalènes. L’élève explique de façon partielle l’évolution des populations de phalènes. Question 2 : Le choix de méthodes contraceptives A partir des méthodes de contraceptions présentées, proposez et expliquez trois méthodes de contraception qui conviendraient le mieux aux adolescents. Justifiez vos choix Les réponses peuvent être très variables d’un élève à l’autre. L’élève en plus de tenir compte du nombre le plus bas de grossesses non désirées, doit tenir compte d'autres éléments afin d’élaborer une réponse adéquate. - L’élève devrait être en mesure de représenter les enjeux relatifs à une méthode. Les plus efficaces requièrent un suivi médical et une rigueur dans sa gestion. Rigueur que les adolescents pourraient avoir de la difficulté à maintenir. - La manière de se procurer la méthode contraceptive pourrait être un facteur justifiant l’utilisation de celle-ci. Cependant, même si les méthodes facilement disponibles peuvent être relativement efficaces, la plupart de celles-ci requièrent une série de manipulations qui demande une certaine dextérité. - L’élève peut également tenir compte du moment d’administration de la méthode contraceptive. A partir des méthodes de contraceptions présentées, identifiez et expliquez deux méthodes de contraception qui ne sont pas de bons choix pour les jeunes. Justifiez vos choix L’élève devrait tenir compte du nombre de grossesses non désirées les plus élevées tout en décrivant en quoi consistent ces méthodes contraceptives contreindiquées. Les deux seules méthodes qui ne sont pas des bons choix sont l’utilisation du spermicide et le retrait ou coït interrompu. Toute autre méthode mentionnée doit être justifiée et élaborée sur la base des mêmes critères utilisés à la sous-question précédente. Utilisation pertinente des concepts A B C D E Production d’explications ou de solutions pertinentes A B C D E Justification adéquate des explications A B C D E Justification adéquate des explications Production d’explications Utilisation pertinente pertinentes des concepts Niveau A Le choix des méthodes de contraception s’appuie sur une justification pertinente et détaillée. ET Tient compte des moyens susceptibles de le protéger des ITS. Niveau B Niveau C Niveau D L’élève utilise les concepts adéquatement. L’élève fait quelques erreurs mineures dans l’utilisation des concepts. L’élève n’utilise pas les concepts adéquatement. Les explications de l’élève sont cohérentes. Les explications de l’élève sont partielles. Les explications de l’élève sont peu cohérentes. Le choix des méthodes de contraception s’appuie sur une justification pertinente. Le choix des méthodes de contraception s’appuie sur une justification discutable. Le choix des méthodes de contraception s’appuie sur une justification peu appropriée. Niveau E L’élève ne justifie pas son choix de méthodes de contraception OU La justification de l’élève est non fondée. Question 3 : La séparation d’un mélange Choisissez l’un des types d’eaux usées retrouvé dans la station et expliquez en utilisant la banque de mots et en nommant le nom des techniques de séparation utilisées, comment un astronaute pourrait séparer les constituants de ce mélange pour récupérer le maximum d’eau pure possible Banque de mots : Solution, soluté, solvant, mélange homogène, mélange hétérogène, phases Souligne dans tes explications les mots, tirés de la banque, que tu utiliseras Mélange choisi :________ Ces trois mélanges requièrent les mêmes procédés de séparation. Ce sont des mélanges hétérogènes qui peuvent, dans un premier temps, subir une filtration afin de séparer les mélanges en deux phases : Phase solide Phase liquide Mélange 1 Morceaux d’aliments Eau + Substances dissoutes Mélange 2 Cheveux en suspension Eau + Savon dissout Mélange 3 Fibres de vêtements Eau + Savon dissout Afin de séparer les substances dissoutes et l’eau (mélange homogène), la distillation sera la méthode appropriée. La distillation consiste à faire bouillir la solution afin de séparer le solvant (l’eau) du soluté (les substances dissoutes). L’eau qui s’évapore est ensuite récupérée en la refroidissant afin qu’elle redevienne à l’état liquide. Utilisation pertinente des concepts A B C D E Production d’explications ou de solutions pertinentes A B C D E Justification adéquate des explications A B C D E Justification adéquate des explications Production d’explications pertinentes Utilisation pertinente des concepts Niveau A Établit des liens pertinents entre tous les mots de la banque en les utilisant de manière adéquate. Niveau B Établit des liens pertinents entre la plupart des mots de la banque en les utilisant de manière adéquate. Niveau C Niveau D Niveau E Définit quelques concepts et établit des liens évidents entre eux. Définit quelques concepts sans établir de liens entre eux. Éprouve de la difficulté à définir la plupart des concepts Les explications de l’élève sont partielles pour séparer le mélange sélectionné. Les explications de l’élève sont peu cohérentes pour séparer le mélange sélectionné. Ne propose pas d’explication en lien avec la séparation du mélange sélectionné. (6 concepts sur 6) (au moins 4 concepts sur 6) Les explications de l’élève sont cohérentes et détaillées pour séparer le mélange sélectionné. Les explications de l’élève sont cohérentes pour séparer le mélange sélectionné. Question 4 : Les changements physiques et chimiques Expliquez chacune des étapes que franchit l’eau brute pour devenir potable et justifiez vos explications en indiquant pour chaque transformation si elles sont de type physique ou chimique. Explication Les grilles retirent les gros objets de l’eau brute. Changement physique. La nature de l’eau ou des résidus ne sont pas altérés. Les bactéries « mangent » une partie des résidus organiques. Changement chimique. La matière organique est décomposée par les bactéries A B C D E F Type de changement et justification La série de grillage retire de l’eau des objets de plus en plus fins. Changement physique. La nature de l’eau ou des résidus ne sont pas altérés. L’Alun se lie aux particules en suspension pour créer des particules plus lourdes (des flocons) qui décanteront plus rapidement. Changement chimique. La liaison de l’alun crée un précipité. Les flocons décantent dans le bassin. Changement physique. La décantation n’altère pas la nature de l’eau ou des flocons. En passant au travers le gravier, le sable et le charbon, l’eau subit une filtration et des particules de plus en plus petites sont retirées. Changement physique. La filtration n’altère pas la nature de l’eau ou des résidus. L’élève pourrait indiquer un changement chimique s’il mentionne que le charbon est en fait un charbon actif contenant des bactéries qui élimineront certains contaminants. G Le chlore tue les microorganismes présents dans l’eau. Changement chimique. Le chlore altère la nature de la ou des cellule(s) des microorganismes. Celle(s)s-ci ne pouvant plus fonctionner, l’organisme meurt. L’eau est transporté dans les canalisations. Changement physique. Le transport de l’eau n’altère pas sa nature. H Utilisation pertinente des concepts A B C D E Production d’explications ou de solutions pertinentes A B C D E Justification adéquate des explications A B C D E Utilisation pertinente des concepts Production d’explications pertinentes Justification adéquate des explications Niveau A Niveau B Niveau C L’élève identifie correctement tous les changements physiques ou chimiques. Les explications de l’élève sont cohérentes pour chacune des étapes du traitement de l’eau. L’élève identifie correctement au moins six des changements physiques ou chimiques. Les explications de l’élève sont cohérentes pour la plupart des étapes du traitement de l’eau. L’élève identifie correctement cinq des changements physiques ou chimiques. (8 étapes sur 8) (au moins 6 étapes sur 8) La justification de l’élève s’appuie sur des concepts pertinents dans tous les cas. La justification de l’élève s’appuie sur des concepts pertinents dans la plupart des cas. La justification de l’élève est discutable dans la plupart des cas. (au moins 6 étapes sur 8) (au moins 4 étapes sur 8) Les explications de l’élève sont partielles pour les étapes du traitement de l’eau. (8 étapes sur 8) Niveau D Niveau E L’élève identifie correctement quatre des changements physiques ou chimiques. Les explications de l’élève sont peu cohérentes pour les étapes du traitement de l’eau. L’élève identifie correctement moins de quatre des changements physiques ou chimiques. Ne propose pas d’explication en lien avec les étapes du traitement de l’eau. La justification de l’élève est peu appropriée. La justification de l’élève est non fondée. Question 5 : Le fonctionnement d’outils Complétez l’analyse de chacun des outils et expliquez comment leurs caractéristiques leur permettent d’exercer leurs fonctions respectives ______________________________ La force de compression ______________________________ exercée par l’utilisateur sur le manche est transférée aux deux ______________________________ extrémités de la pince. Dans ______________________________ leur mouvement de rotation, les extrémités peuvent ainsi exercer ______________________________ une force de pression sur un objet et le saisir. ______________________________ ______________________________ ______________________________ La force de compression ______________________________ exercée par l’utilisateur sur le manche est transférée aux deux ______________________________ lames. Dans leur mouvement de ______________________________ rotation, celles-ci se frôlent et tranchent les objets minces. ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ Le mécanisme vis et boulon ______________________________ déplace une pince de l’étau. Il transforme le mouvement ______________________________ hélicoïdale initial en mouvement de translation. La pince mobile ______________________________ exerce une force de compression avec la seconde ______________________________ pince. ______________________________ ______________________________ Mouvements Forces Translation unidirectionnelle Traction Translation bidirectionnelle Compression Rotation unidirectionnelle Cisaillement Rotation bidirectionnelle Torsion Hélicoïdal Flexion Utilisation pertinente des concepts A B C D E Production d’explications ou de solutions pertinentes A B C D E Justification adéquate des explications A B C D E Utilisation pertinente des concepts Production d’explications pertinentes Justification adéquate des explications Niveau A Niveau B Niveau C Niveau D Niveau E L’élève décrit correctement les mouvements et les forces pour les trois outils. L’élève décrit avec des erreurs mineures les mouvements et les forces pour les trois outils. L’élève décrit partiellement les mouvements et les forces pour les trois outils. L’élève identifie une seule force ou un seul mouvement pour chacun des outils. L’élève n’est pas en mesure d’identifier les forces et mouvement des outils. Les explications de l’élève sont cohérentes et permettent de bien comprendre le fonctionnement des trois outils. Les explications de l’élève sont cohérentes et permettent de bien comprendre le fonctionnement de deux outils. Les explications de l’élève sont partielles pour les trois outils. Les explications de l’élève sont peu cohérentes pour les trois outils. Ne propose pas d’explication. Question 6 : La recherche de basalte Expliquez et justifiez où notre joailler devrait aller s’il veut retrouver une grande quantité de basalte. Votre justification doit tenir compte du mouvement des plaques tectoniques et du procédé de formation de ce type de roche. Le basalte est une roche ignée extrusive. Une roche ignée est une roche formée par le refroidissement du magma et des cristaux qu’il contient. La roche ignée sera dite extrusive si le refroidissement du magma a lieu à la surface de la croûte terrestre. Contrairement à une roche ignée intrusive qui se refroidira sous la surface du sol. Pour trouver du basalte, il faut donc trouver des zones volcaniques. Les volcans se formeront dans les zones d’écartement (divergence) des plaques tectoniques ou dans les zones de subduction (où les plaques se convergent). Parmi les choix proposés : Toronto : Cette ville se retrouve au beau milieu de la plaque nord-américaine. Elle ne se trouve pas dans une zone de rencontre de deux plaques tectoniques. Toronto n’est donc pas un bon choix. San Francisco : Cette ville se retrouve à un endroit ou les plaques tectoniques se frôlent. Il s’agit d’une zone de coulissage des plaques. À cet endroit, on retrouve une forte activité sismique, mais pas de volcan. San Francisco n’est donc pas un bon choix. Arenal : Cette ville se trouve précisément à l’endroit où la plaque des caraïbes et la plaque des cocos entrent en collision et où le phénomène de subduction se produira. Il s’agit d’une zone à forte activité volcanique où il est possible de retrouver du basalte. Utilisation pertinente des concepts A B C D E Production d’explications ou de solutions pertinentes A B C D E Justification adéquate des explications A B C D E Justification adéquate des explications Production d’explications pertinentes Utilisation pertinente des concepts Niveau A Niveau B Niveau C Niveau D Niveau E Établit des liens pertinents entre tous les concepts du problème en les utilisant de manière adéquate. Établit des liens pertinents entre la plupart des concepts du problème en les utilisant de manière adéquate. Définit quelques concepts et établis des liens évidents entre eux. Définit les concepts (plaques tectonique, roche ignée extrusive) sans établir de liens entre eux et le problème. Éprouve de la difficulté à définir la plupart des concepts. L’élève explique de façon cohérente et détaillée le mouvement des plaques tectoniques et la formation des roches ignées extrusives. L’élève explique de façon cohérente le mouvement des plaques tectoniques et la formation des roches ignées extrusives. L’élève explique de façon partielle le mouvement des plaques tectoniques et la formation des roches ignées extrusives. Les explications de l’élève sont peu cohérentes. Ne propose pas d’explication. Le choix de la ville s’appuie sur une justification pertinente et rigoureuse. Le choix de la ville s’appuie sur une justification pertinente. Le choix de la ville s’appuie sur une justification discutable. Le choix de la ville L’élève ne justifie s’appuie sur une pas le choix de la justification ville pertinente peu appropriée. OU La justification de l’élève est non fondée. Question 7 : La différence de climat Explique à l’aide du schéma du cahier de l’élève et de la banque de mots pourquoi il y a une si grande différence de climat entre le Québec et l’Argentine à ce moment de l’année. Banque de mots : Inclinaison de la Terre, saison, cycle du jour et de la nuit, équinoxe, solstice, rotation et révolution terrestre. Souligne dans tes explications les mots, de la banque de mots, que tu utiliseras. Le cycle du jour et de la nuit est une conséquence de la rotation de la Terre sur elle-même. Les saisons sont une conséquence de la révolution terrestre autour du soleil. L’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre fait en sorte que l’hémisphère nord et l’hémisphère sud ne reçoivent pas, de façon identique, la lumière du soleil tout au long de l’année. Lorsque l’hémisphère nord reçoit plus de lumière, l’hémisphère sud en reçoit moins et vice versa. La combinaison de l’inclinaison de la Terre et de sa révolution sur elle-même fait varier la durée du jour et de la nuit tout au long de l’année. Lorsque l’hémisphère nord vit sa journée la plus longue de l’année (solstice d’été) l’hémisphère sud vit sa journée la plus courte (solstice d’hiver) et vice versa. L’équinoxe est le moment de l’année où le jour et la nuit ont la même durée (12h). S’il fait plus chaud au Québec (au nord de l’équateur) qu’en Argentine (Sud de l’équateur) c’est parce qu’à cause de l’inclinaison de la terre, le Québec reçoit plus de lumière du soleil et que ses journées sont plus longues. L’Argentine recevra moins de lumière du soleil lors de journée plus courte. (Voir le schéma plus bas). Jour plus court nuit plus longue (au Nord) Jour plus long nuit plus courte (au Nord) Nord Nord Sud Sud Été au Sud et hiver au Nord Été au Nord et hiver au Sud Utilisation pertinente des concepts A B C D E Production d’explications ou de solutions pertinentes A B C D E Justification adéquate des explications A B C D E Justification adéquate des explications Production d’explications pertinentes Utilisation pertinente des concepts Niveau A Établit des liens pertinents entre tous les mots de la banque en les utilisant de manière adéquate. Niveau B Établit des liens pertinents entre la plupart des mots de la banque en les utilisant de manière adéquate. Niveau C Définit quelques concepts et établit des liens évidents entre eux. Niveau D Niveau E Définit quelques concepts sans établir de liens entre eux. Éprouve de la difficulté à définir la plupart des concepts L’élève explique de façon peu cohérente la différence de climat entre le Québec et l’Argentine. L’élève n’explique pas la différence de climat entre le Québec et l’Argentine. (6 concepts sur 6) (au moins 4 concepts sur 6) L’élève explique en détails la différence de climat entre le Québec et l’Argentine. L’élève explique de façon cohérente la différence de climat entre le Québec et l’Argentine. L’élève explique de façon partielle la différence de climat entre le Québec et l’Argentine. Évaluation de la compétence disciplinaire 3 (pour l’ensemble de la tâche) Respect de la terminologie, des règles et des conventions propres à la science et à la technologie dans la production de messages Interprétation adéquate de messages à caractère scientifique et à caractère technologique Niveau A Décode avec exactitude l’information contenue dans le message à interpréter, en particulier dans des textes, des schémas, des tableaux ou des graphiques. Utilise une terminologie recherché qui peut dépasser celle exigée par la tâche Niveau B Niveau C Niveau D Niveau E Décode l’essentiel des informations contenues dans le message à interpréter, en particulier dans des schémas, des tableaux ou des graphiques. Décode correctement certaines données pertinentes contenues dans le message à interpréter Reconnaît peu de données contenues dans le message à interpréter Organise correctement les éléments de son message Organise les éléments de son message façon plus ou moins correcte Juxtapose des éléments de son message sans adapter celui-ci à ses interlocuteurs. Présente un nombre insuffisant d’éléments, sans lien apparent, pour permettre la compréhension de son message. Utilise une terminologie appropriée Utilise, pour les concepts les plus simples, une terminologie appropriée. Utilise un vocabulaire élémentaire Utilise un vocabulaire inadéquat