Analyse d`une séance en Terminale S
publicité
Analyse d’une séance en Terminale S Formation Beyrouth Octobre 2012 Myriam GAUJOUX IA -IPR LE CONTEXTE • • • • • • • Classe de Terminale S Observation en séance de travaux pratiques Durée de la séance : 2h00 Effectifs : 15 élèves sur 16 présents soit 8 groupes de TP (7 binômes et 1 élève seul) Lycée accueillant des élèves de catégories socioprofessionnelles plutôt favorisées Groupe d’élèves dont au moins 6 élèves ont mémorisé/révisé au préalable les notions essentielles vues en 1ère S et constituant des prérequis pour les notions à construire lors de la séance (caractéristiques de la lithosphère océanique, notion de subduction, de collision, différence entre roches magmatiques et volcaniques, en SPC loi de désintégration radioactive) Première séance de TP de l’année sur un thème de sciences de la Terre LE PROJET DU PROFESSEUR Thème 1-B Le domaine continental et sa dynamique Thème du programme Thème 1-B-1 La caractérisation du domaine continental : lithosphère continentale, reliefs et épaisseur crustale Objectifs de la séance par compétences La croûte continentale, principalement formée de roches voisines du granite, est d'une épaisseur plus grande et d'une densité plus faible que la croûte océanique. L'âge de la croûte océanique n'excède pas 200 Ma, Notions à alors que la croûte continentale date par endroit de plus construire de 4 Ga. Cet âge est déterminé par radiochronologie. lors de la séance Au relief positif qu'est la chaîne de montagnes, répond, en profondeur, une importante racine crustale. La lithosphère est en équilibre (isostasie) sur l'asthénosphère. Manipuler et expérimenter : modéliser Réaliser et exploiter une modélisation analogique pour comprendre la notion d'isostasie. Principales capacités Exprimer et exploiter des résultats avec les TICE travaillées pour Déterminer un âge en utilisant la méthode de la droite construire les isochrone notions Recenser, extraire et organiser des Informations. Communiquer dans un langage scientifiquement approprié : écrit, numérique Comprendre le lien entre phénomène naturel et Attitudes langage mathématique. travaillées Comprendre qu’un effet peut avoir plusieurs causes. • Activités envisagées en relation avec les objectifs • • Activité devant faciliter une compréhension simple du processus isostasique dans deux cas : création de relief et « perte » de relief ici parla fonte des glaces + comprendre qu’un effet peut avoir plusieurs causes des âges des roches Prendre conscience de la diversité constitutives de la croûte continentale pour pouvoir ultérieurement laconscience mettre en de relation avec l’histoire géologique lad’une diversité des densités des roches Mise enPrendre œuvre et exploitation expérience modélisant les particulière des deux régions étudiées et avec l’âge de la constitutives croûte continentale pourdans pouvoir mouvements verticaux de dela la croûte continentale deux lithospère océanique + utiliser Excel + langage mathématiques ultérieurement la mettre celle plus élevée contextes différents imposés (soiten le relation contexteavec de Santiago, soit le la lithosphère océanique + manipuler, expérimenter + contexte de Soda) Détermination de l’âge calculer des roches à Santiago et à Soda à l’aide de (outil mathématique) l’outil Excel Mise en œuvre d’un protocole de détermination de la densité de trois types d’échantillons de roches : un granite, un gneiss, un calcaire. Choix opérés par professeur et LES CHOIX OPERES PARle LE PROFESSEUR réalisation de la séance Quatre phases envisagées par le professeur Phase 1 : construire oralement la question de recherche et trouver des pistes De résolution à partir de l’élaboration de différentes hypothèses. Modalités envisagées par le professeur : travail de réflexion collective, guidé par un diaporama élaboré par le professeur. Le professeur décide de partir d’une observation sur les mouvements verticaux de la croûte. L’entrée se fait par la notion d’isostasie. Problème à résoudre donné par le professeur: Comment expliquer les mouvements verticaux de la croûte continentale, en relation avec des variations de son épaisseur, observés en différents points du Globe Processus d’élaboration des hypothèses : Méthode dialoguée, prendre en compte les propositions des élèves et Éventuellement les compléter . Redonner les hypothèses Choix opérés par professeur et LES CHOIX OPERES PARle LE PROFESSEUR réalisation de la séance Quatre phases envisagées par le professeur EN AUTONOMIE Phase 2 : Mettre en œuvre en au sein de chaque binôme les axes de résolution proposés lors de la phase 1. Le professeur accompagne à la demande. Un membre du binôme exploite le protocole visant à exploiter le modèle isostasique et relève des mesures . L’autre membre du binôme met en œuvre le protocole sur Excel visant à déterminer l’âge des roches par la méthode des droites isochrones utilisant le couple Rb/Sr L’un des deux membres du binôme, le plus souvent le premier, met en œuvre le protocole visant à déterminer la densité d’un échantillon parmi un granite, un gneiss ou un calcaire. Une fois la valeur calculée, il va la noter au TNI dans un tableau rassemblant l’ensemble des valeurs du groupe Choix opérés par professeur et LES CHOIX OPERES PARle LE PROFESSEUR réalisation de la séance Quatre phases envisagées par le professeur EN AUTONOMIE Phase 3 : Mettre en relation les différents résultats obtenus et les hypothèses développées en phase 1 afin de répondre au problème posé. La phase 3 suit la phase 2 au rythme de l’avancée des travaux au sein de chaque Binôme. La rédaction se fait à deux à partir d’un document Word, toute latitude est laissée aux élèves de construire leur réponse. Ils peuvent importer une image du modèle à partir d’un fichier dans leur dossier partagé. Les élèves peuvent partager leurs réflexions, explications au sein des binômes et entre binômes. Phase 4 : Le bilan après une correction collective Le professeur sait arrêter les travaux à temps pour permettre l’impression des documents. Une correction guidée de manière dialoguée entre lui et les élèves. Un bilan est proposé qui inclut la participation des élèves. Durée des 4 phases •Phase 1 •Phase 2 et 3 •Phase 4 : 39 minutes : 65 minutes : 5 minutes LES OBJECTIFS ONT-ILS ÉTÉ ATTEINTS? Notions à construire lors de la séance Principale s capacités travaillées pour construire les notions Attitudes travaillées La croûte continentale, principalement formée de NOTIONS CONSTRUITES roches voisines du granite, est d'une épaisseur plus La notion que la croûte continentale présente des grande et d'une densité plus faible que la croûte âges variables pouvant être très importants. océanique. L’exemple d’une méthode de détermination L'âge de la croûte océanique n'excède pas 200 radiochronologique. Ma, alors que la croûte continentale date par endroit L’existence d’une racine crustale dont l’importance de plus de 4 Ga. Cet âge est déterminé par est corrélée positivement aux reliefs. radiochronologie. La notion d’équilibre avec la probable nécessité de Au relief positif qu'est la chaîne de montagnes, revenir sur les notions de lithosphère et d’asthénosphère. répond, en profondeur, une importante racine L’approche des densités de différentes roches crustale. constitutives de la croûte continentale montrant des La lithosphère est en équilibre (isostasie) sur variations qu’il faudra remettre en relation avec la l'asthénosphère. densité de la croûte océanique. Manipuler et expérimenter : modéliser Exploitation d’un modèle analogique sur les Réaliser et exploiter une modélisation analogique équilibres isostasiques. pour comprendre la notion d'isostasie. Utiliser une feuille de calcul Excel pour déterminer un âge selon la méthode de la droite Exprimer et exploiter des résultats avec les isochrone TICE Exploiter ses observations, ses calculs pour les Déterminer un âge en utilisant la méthode de la organiser en vue de répondre à un problème droite isochrone donné. Recenser, extraire et organiser des Utiliser l’ensemble des possibilités offertes par le Informations. traitement de texte Word (dont insertion de Communiquer dans un langage graphiques Excel, insertion d’image, outil image, scientifiquement approprié : écrit, numérique outil tableau….) Comprendre le lien entre phénomène naturel et Difficile à voir, aller en chercher des indices dans langage mathématique. les productions écrites Comprendre qu’un effet peut avoir plusieurs Solliciter les élèves lors d’un bilan lors de la causes. séance suivante. QUELS APPRENTISSAGES EN COURS DE SEANCE? Ce que donnent à voir les écrits des élèves Annexes Critères de réussite des capacité(s) et attitude(s) évaluées Indicateurs de réussite A donner aux élèves au moment de l’activité → Manipuler et expérimenter - Utilisation maîtrisée des fonctionnalités du Mettre en œuvre un protocole -Le résultat obtenu est exploitable. -Respect des consignes d’utilisation - Le logiciel est rangé en fin de séance → Recenser, extraire et organiser des informations - Seules les informations utiles sont repérées et sélectionnées. - Toutes les informations attendues sont données. - Les informations sélectionnées sont reliées pour répondre au problème posé. → Communiquer dans un langage scientifiquement correct : écrit et graphique - Le vocabulaire scientifique est correctement utilisé. - Le schéma est représentatif des phénomènes étudiés. -La réponse est explicative et justifiée. →Exprimer et exploiter des résultats en utilisant les TICE : représenter des données sous forme d’un graphe - L’utilisation du tableur-grapheur est maitrisée. - La réponse est judicieusement présentée et permet sa compréhension. - La charte informatique est respectée pour l’utilisation de l’ordinateur. Attitudes -Comprendre le lien entre phénomène naturel et langage mathématique. -Comprendre qu’un effet peut avoir plusieurs causes A donner aux élèves au moment de l’évaluation - - Des aides envisagées par le professeur Aides techniques •Protocole pour mesurer la densité des roches (Diaporama) •Fiche technique Excel Aides de connaissances •La radioactivité est issue du manteau qui est à l’origine du magma formant les roches magmatiques. On la retrouve donc dans les minéraux des roches magmatiques. •Les minéraux du granite sont : quartz, feldspath orthose et plagioclases, mica blanc ou muscovite et mica noir ou biotite. •La radioactivité contenue dans une roche diminue au cours du temps, les éléments radioactifs père se transformant en éléments fils stables. Aide à la démarche de résolution •Modélisation de l’isostasie : -Comparaison des niveaux d’eau dans l’éprouvette quand on ajoute ou retire des éléments -Observer les niveaux émergés et immergés -Voir la variation de la partie immergée pour arriver à la notion de racine crustale. •Distinguer altitude / relief de l’épaisseur totale de la croute. •Recenser les cas où l’épaisseur totale de la CC ou •Quelles sont les densités de la LO et du manteau, vues en 1S ? •Quel est l’âge de la LO ? Cf. 1S → <200 Ma Le bilan envisagé par le professeur Des caractéristiques de la CC sont en relation avec sa nature de roches (granite et ses dérivés métamorphiques ou sédimentaires) : •Un âge pouvant être très ancien, •Une faible densité → la lithosphère continentale « flotte » sur le manteau (asthénosphère) •Des variations d’altitude, de reliefs en fonction de la quantité de matériel présent dessus et donc de son épaisseur qui dépend de phénomènes géologiques : formation de nouveaux terrains, érosion, glaciation, fonte des glaciers. Il y a donc plusieurs causes pour un même effet. •Dans les chaines de montagnes, il y a épaississement de la CC en surface et en profondeur avec formation d’une racine crustale. •Ces variations d’épaisseur sont à l’origine de mouvements verticaux de la CC quand il n’y a plus équilibre entre la lithosphère et l’asthénosphère. Les mouvements rétablissent cet équilibre, c’est l’isostasie.
