Ecoles Primaire Cilaos Centre - IEN Saint

Sciences et technologies à l'école
École du Centre de Cilaos
Dossier réalisé par Roland Técher et Sébastien Dubau
FORMATION
DE L’ÎLE
DE LA RÉUNION
Sciences et technologies à l'école
Présentation des modules de formation
Chaque module a vocation à être créé au niveau des écoles sur le temps de formation
statutaire (formations pédagogiques).
Il débouche sur l'élaboration de séquences d'enseignement proposées par les équipes et
mises à disposition de l’ensemble des enseignants sur le site de la circonscription de SaintLouis et/ou l’Académie.
Une présentation en 5 rubriques
Les connaissances que l'enseignant doit maîtriser à son niveau
► Les compétences mises en jeu et les connaissances à maîtriser, ressources disponibles et
exploitables.
L'identification des connaissances à faire acquérir aux élèves
►Repérage, en appui sur les programmes et les progressions, des connaissances que les
élèves doivent acquérir. Cette partie débouche sur la réalisation ou la proposition d' " un résumé
type".
Place de cet enseignement dans la progression
► Repérage des capacités et connaissances préalables, nécessaires aux élèves pour acquérir
les capacités et connaissances ciblées ; identification des obstacles les plus fréquents. Mise en
évidence des liens avec d'autres notions disciplinaires au programme de l'école primaire.
Élaboration d'une ou plusieurs séances de classe
► Les séances visent explicitement à faire acquérir des connaissances-cibles et sont
structurées en séquence d'apprentissage.
Evaluation des acquis des élèves
► Les élèves sont évalués tout au long du module, notamment dans la dimension liée à la
gestion des apprentissages des élèves par les enseignants. Néanmoins une séance évaluative
peut être proposée en fin de séquence.
Fiche connaissances pour l’enseignant
SAIT-ON QUE LORS DE LA PHASE D’ÉMERSION DE LA
PREMIÈRE PARTIE DE L’ÎLE, LE PITON DES NEIGES A
CULMINÉ À PLUS DE 4000 MÈTRES D’ALTITUDE ?
SAIT-ON QUE LA CHAPELLE DE FLEURS JAUNES EST UNE
ANCIENNE CHAMBRE MAGMATIQUE SUPÉRIEURE?
La formation géologique de l’île de la Réunion est un sujet
passionnant à bien des égards : elle convoque la géographie, la
géologie, la volcanologie, la climatologie mais d’emblée elle ne se
laisse pas facilement appréhender pour des esprits néophytes comme
nous...
M. Técher et moi-même avant d’aborder ce sujet et de le transposer en
Cycle 3, sommes soumis à deux contraintes majeures... Nous ne
sommes pas des spécialistes et il n’existe aucune littérature de
vulgarisation scientifique concernant ce sujet...
De fait, cette contribution commune, au delà des approximations
qu’elle révèle, pose plus de questions (certaines peut-être triviales)
qu’elle n’apporte de réponses... Notre principale motivation était de
pouvoir modéliser, en classe, des phénomènes géologiques afin
d’édifier, dans tous les sens du terme, nos élèves.
Toutefois, dans un souci de clarté pédagogique, il nous a paru
important de comprendre ou d’approfondir les concepts scientifiques
qui permettent d’aborder le sujet. Ils sont au nombre de :
• Comprendre le vocabulaire scientifique afférent à la question :
dans le désordre, surrection, émersion, subduction, érosion
glaciaire, érosion pluviale, effondrement, tectonique des
plaques, point chaud, subduction, chambre magmatique, volcan
effusif, la liste est loin d’être exhaustive...
• Avoir une vision simple d’un tableau stratigraphique de l’ère
quaternaire,
pour situer chronologiquement l’émersion et
l’érosion de l’île de la Réunion.
• L’épisode volcanologique qui a entraîné l’émersion de la Réunion
est de constitution classique : il y a 5 à 6 millions d’années, un
volcan a commencé à se bâtir au fond de l’océan Indien, par 4000
mètres de profondeur. Emergé il y a 3 millions d’années, il n’a
pas cessé de croître depuis... Bien qu’il s’érode !
Les géologues ne sont pas d’accord sur l’origine des
Mascareignes. La théorie du point chaud, comparable à celui des
îles Hawaï, a longtemps eu du succès (en a toujours d’ailleurs Cf
l’émission « C’est pas sorcier »). La plaque terrestre se déplace
au-dessus d’un point de chaleur, qui la perce de temps à autre et
donne naissance à un volcan. On finit par avoir une chaîne bien
alignée de cônes d’âges décroissants... Cela marche pour
l’archipel hawaïen mais aux Mascareignes, l’île Maurice est
encadrée par deux îles bien plus jeunes qu’elle... Quid du point
chaud ?
Concernant la partie volcanologique « terrestre » l’île s’est
constituée de deux volcans successifs : le vieux massif, qui
culmine au Piton des Neiges (3070 m aujourd’hui) et le massif de
la Fournaise. Le plus ancien a émergé il y a 3 millions d’années
mais n’a cessé son activité qu’il y a 20 000 ans. Le second est
déjà vieux de 500 000 ans et est toujours en activité.
Concernant la fonction éruptive, la chambre magmatique
supérieure, à moins d’un kilomètre sous le sommet, se remplit
peu à peu de laves venues du manteau terrestre. Une fois la
chambre magmatique pleine, la lave se cherche un chemin vers
la surface, en créant ou élargissant des fissures. A mesure
qu’elle approche de l’air libre, la lave se « dégaze » et accélère
sa progression.
L’évolution va dépendre de la qualité des laves, épaisses ou
fluides, et du relief environnant : cratères fermés ou égueulés,
tunnels de lave ou coulées ouvertes...
• Si on prend en compte la latitude de l’île, son altitude
paroxystique et la période climatique (relativement récente à
l’échelle planétaire) pendant laquelle elle s’est formée, on peut se
poser la question d’une éventuelle érosion glaciaire supérieure
( !) Les géologues savent qu’entre 100 000 ans et 10 000 ans
environ, il y eut une dernière longue période de glaciation, avec
une kyrielle de variations mais toujours dans un climat froid. Pour
l’hémisphère Sud, les traces se situent dans les Andes, en
Patagonie, en Nouvelle Zélande, en Australie : anciens glaciers,
moraines, lœss, vallées glaciaires...
Toute la planète a connu le Würm, la Réunion aussi mais on ne
parle que de la calotte glaciaire de la Fournaise...
Ce que l’élève doit retenir.
« Résumé-type» du cahier de l’élève
Séquence sommative Émersion
Ce que l’élève doit retenir.
« Résumé-type» du cahier de l’élève
Séquence sommative Éruption Volcanique
CE QUE L’ÈLÈVE DOIT RETENIR
Ce que l’élève doit retenir.
« Résumé-type» du cahier de l’élève
Séquence sommative Érosion
CE QUE L’ÉLÈVE DOIT RETENIR
Programmation des séances
Proposition de
programmation
Programme : Émersion/Éruption Volcanique
L’élève est capable de comprendre le principe de l’émersion ainsi que celui de l’éruption
volcanique
Niveau : CM1/CM2
1ère séance / Objectif : Modéliser un volcan en plâtre
Matériel : petite bouteille en plastique, plâtre de Paris à prise rapide, durite en plastique
Étapes de la séance : présentation du matériel / regroupement des élèves par trinômes /
séparation des tâches
Consigne : « Vous allez mélanger le plâtre et l’eau afin d’obtenir une pâte homogène puis vous
allez édifier un dôme autour de la bouteille en plastique ! Attention, il ne faut dépasser le
goulot !»
Anticipation : Le maître doit au préalable agréger la durite au bas de la bouteille
Confrontations des résultats : les élèves constatent que si l’on attend trop longtemps, le
plâtre devient grumeleux et empêche l’édification d’un dôme volcanique
Explication : il faut procéder avec célérité
2ème séance / Objectif : Simuler en classe une éruption volcanique
Matériel : sirop de grenadine ou colorant rouge / bicarbonate de soude / vinaigre blanc
Étapes de la séance : verser par le goulot 2 cuillerées à soupe de bicarbonate / verser dans
l’extrémité de la durite le mélange colorant rouge+bicarbonate
Consigne : « au préalable, tu vas effectuer le mélange colorant rouge+bicarbonate dans un
verre »
Anticipation : veiller à mettre un entonnoir au dessus du goulot afin que les élèves ne versent
le bicarbonate à côté.
Confrontations des résultats : ça crépite dans la bouteille, de la mousse rouge sort par le
goulot. La mousse coule sur le plâtre comme de la lave sur les pentes d’un volcan
Explication : je réserve la conclusion en fin de 3ème séance
3ème séance / Comprendre en faisant des hypothèses le phénomène
scientifique simulé en classe
Matériel : copie distribuée à chaque élève des différentes étapes de l’expérience
Étapes de la séance : les élèves sont invités à tour de rôle à construire un court résumé de l’étape
vidéo projetée
Consigne : « résume oralement l’étape proposée »
Manipulation : se munir d’un vidéo projecteur pour que l’ensemble de la classe puisse avoir une vue
d’ensemble
Confrontations des résultats : la dernière partie, la plus importante concerne la conclusion du
phénomène observé, laisser oralement les élèves étayer leurs affirmations
Explication : voir travaux d’élèves
Programmation des séances
Programme : Érosion glaciaire
Proposition de
programmation
L’élève est capable de comprendre le principe de l’érosion glaciaire
Niveau : CM1/CM2
Nombre de séances : 3
1ère séance / Objectif : Modéliser un empierrement
Matériel :
Étapes de la séance : présentation du matériel / regroupement des élèves / séparation des
tâches
Consigne : « Nous allons immerger cet enrochement dans le bac puis nous allons le disposer
dans la partie congélateur »
Anticipation : En amont, j’ai collé des cailloux de différentes formes et de différentes masses
avec de la colle de type Epoxyne. Il faut que l’ensemble « résiste » au principe de la gravité
terrestre
Explication : Nous allons laisser l’ensemble 24 heures au congélateur. Les principes des
différents états de l’eau sont acquis : les élèves savent d’emblée que nous allons passer de
l’état liquide à l’état solide.
2ème séance / Objectif : Accélérer la fonte de la classe pour constater
l’effondrement
Matériel : sèche-cheveux, serpillères, seaux
Étapes de la séance : démouler l’empierrement / projeter de l’air chaud / constater l’éclatement
de la roche
Consigne : « vous allez faire fondre la glace à l’aide des sèche-cheveux »
Anticipation : il faut absolument sécuriser l’espace d’expérience en expliquant aux élèves qu’il
ne doit jamais y avoir contact entre l’appareil électrique et l’eau
Explication : je réserve la conclusion en fin de 3ème séance
3ème séance / Comprendre en faisant des hypothèses le phénomène
scientifique simulé en classe
Matériel : copie distribuée à chaque élève des différentes étapes de l’expérience
Étapes de la séance : les élèves sont invités à tour de rôle à construire un court résumé de l’étape
vidéo projetée
Consigne : « résume oralement l’étape proposée »
Manipulation : se munir d’un vidéo projecteur pour que l’ensemble de la classe puisse avoir une vue
d’ensemble
Confrontations des résultats : la dernière partie, la plus importante concerne la conclusion du
phénomène observé, laisser oralement les élèves étayer leurs affirmations puis apporter un complément
d’information
Explication : voir travaux d’élèves
Annexe 1
PROLONGEMENTS TRANSDISCIPLINAIRES
• Cette approche scientifique, comme nous l’avons dit en exergue, doit
avoir, dans une optique transdisciplinaire, des corrélats importants.
Au-delà des activités ponctuelles (activités plastiques concernant les
peintures de volcans / activités mathématiques concernant le calcul de
différence d’altitude entre 2 points / activités de géométrie concernant
le calcul de différents degrés d’inclinaison avec rapporteur, la liste est
loin d’être exhaustive…)
• Un effort tout particulier doit être consenti au niveau de la maîtrise de
la langue : en effet, lors de la phase de mutualisation en 3ème séance,
les élèves sont amenés à s’exprimer verbalement pour construire une
trace écrite correspondant à l’étape vidéo projetée. Ensuite, le passage
à l’écrit permet d’avoir une conscience claire de la syntaxe utilisée.
Les élèves peuvent éventuellement taper le texte sur l’ordinateur
central devant leurs camarades.
Annexe 2
PREMIER ou DEUXIÈME PALIER POUR LA MAÎTRISE DU SOCLE COMMUN
Compétences attendues à la fin du CM2
Compétence 1 : La maîtrise de la langue française
L'élève est capable de :
- s'exprimer clairement à l'oral comme à l'écrit en utilisant un vocabulaire approprié.
- lire seul et comprendre un énoncé, une consigne.
- comprendre des mots SCIENTIFIQUES et les utiliser à bon escient.
Compétence 3 : Les principaux éléments de mathématiques et la culture
scientifique et technologique
A)
Les principaux éléments de mathématiques
L'élève est capable de :
- utiliser les unités de mesure usuelles ; utiliser les instruments de mesure (rapporteur)
- savoir organiser des informations numériques ou géométriques, justifier et apprécier la
vraisemblance d'un résultat;
- lire, interpréter et construire quelques représentations simples : tableaux, graphiques
B)
La culture scientifique et technologique
L'élève est capable de :
- pratiquer une démarche d'investigation; de savoir observer, questionner;
- manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter;
- mettre à l'essai plusieurs pistes de solutions;
- exprimer et exploiter les résultats d'une recherche en utilisant un vocabulaire scientifique à
l'écrit et à l'oral;
- maîtriser des connaissances dans divers domaines scientifiques
- exercer des habilités manuelles, réaliser certains gestes techniques.
Compétence 5 : La culture humaniste
L'élève est capable de :
-lire et utiliser différents langages : cartes, croquis, graphiques, chronologie, iconographie.
Compétence 7 : L'autonomie et l'initiative
L'élève est capable de :
- respecter des consignes simples en autonomie.
- montrer une certaine persévérance dans toutes les activités.
- s'impliquer dans un projet individuel ou collectif.
- se respecter en respectant les principales règles d’hygiène de vie ; accomplir les gestes
quotidiens sans risquer de se faire mal.