GAF : L`ENSEIGNEMENT DES SCIENCES EN CLASSES 1L ET 1ES

GAF : L'ENSEIGNEMENT DES SCIENCES EN CLASSES 1L ET 1ES
Proposition de progression commune sur le thème commun « Nourrir l’humanité ».
Rappel programme : Partie A. Vers une agriculture durable au niveau de la planète
Répartition des notions à enseigner :
- En vert : les éléments classiquement enseignés en SVT
- En bleu : les éléments classiquement enseignés en PC
- En rouge : les éléments communs aux deux matières
NOTIONS ET CONTENUS
COMPÉTENCES EXIGIBLES
Pratiques alimentaires collectives et perspectives globales
L’agriculture repose sur la création et la gestion d’agrosystèmes dans le but
de fournir des produits (dont les aliments) nécessaires à l’humanité.
Dans un agrosystème, le rendement global de la production par rapport aux
consommations de matière et d’énergie conditionne le choix d’une
alimentation d’origine animale ou végétale, dans une perspective de
développement durable.
Comparer la part d'intervention de l'Homme dans le fonctionnement d'un
écosystème et d'un agrosystème. Montrer que consommer de la viande ou
un produit végétal n’a pas le même impact écologique.
Une agriculture pour nourrir les Hommes
Comparer les bilans d’énergie et de matière (dont l’eau) d’un écosystème et
de différents agrosystèmes (cultures, élevages), à partir de données
prélevées sur le terrain ou dans des bases de données et traitées par des
logiciels de calculs ou de simulation. Expliquer, à partir de résultats simples
de croisements, le principe de la sélection génétique (« vigueur hybride » et
« homogénéité de la F1 »). Relier les progrès de la science et des techniques
à leur impact sur l'environnement au cours du temps. Étudier l’impact sur la
santé ou l’environnement de certaines pratiques agricoles (conduite d’un
élevage ou d’une culture).
L’exportation de biomasse, la fertilité des sols, la recherche de rendements
et l’amélioration qualitative des productions posent le problème :
- des apports dans les cultures (engrais, produits phytosanitaires, etc.) ;
- des ressources en eau ;
- de l’amélioration des races animales et des variétés végétales par la
sélection génétique, les manipulations génétiques, le bouturage ou le
clonage ;
- du coût énergétique et des atteintes portées à l’environnement.
Le choix des techniques culturales doit concilier la production, la gestion
durable de l’environnement et la santé.
Qualité des sols et de l’eau
Le sol : milieu d’échanges de matière.
Engrais et produits phytosanitaires ; composition chimique.
Eau de source, eau minérale, eau du robinet ; composition chimique d’une
eau de consommation. Critères physicochimiques de potabilité d’une eau.
Traitement des eaux naturelles.
Exploiter des documents et mettre en œuvre un protocole pour
comprendre les interactions entre le sol et une solution ionique en termes
d’échanges d’ions. Mettre en œuvre un protocole expérimental pour doser
par comparaison une espèce présente dans un engrais ou dans un produit
phytosanitaire.
Réaliser une analyse qualitative d’une eau. Rechercher et exploiter des
informations concernant : la potabilité d’une eau ; le traitement des eaux
naturelles ; l’adoucissement d’une eau dure.
GFA ES/L Strasbourg 2013
Proposition de progression commune pour la partie A.
Répartition des enseignements :
- En vert : les éléments classiquement enseignés en SVT
- En bleu : les éléments classiquement enseignés en PC
- En rouge : les éléments communs aux deux matières (ils peuvent
être enseignés par l'un ou l'autre des enseignants, selon l'avancement, ou en coanimation)
Contenu et fonctionnement
Séance
Introduction commune :
1
Doc initiateur : de type épandage
Qu'est ce que ce document vous inspire ?
Ou vidéo : http://www.notre-planete.info/actualites/actu_3596_nourrir_planete.php
http://www.youtube.com/watch?v=MvPj9bBM9rk
Réponse probable des élèves : engrais, pollution, pesticides...
Pb : Comment augmenter la productivité afin de pouvoir nourrir la planète ?
Sous-pb : Quels rôles jouent les différents produits phytosanitaires ? Quels impacts sur l'environnement ?
SPC
1
2
2
3
SVT
Ecosystème Vs agrosystème
Les récoltes privent l'agrosystème d'un retour des éléments
minéraux au sol par les décomposeurs. Pour compenser et
maintenir la fertilité des sols, on ajoute des engrais sources de
minéraux
Le sol : milieu d’échanges de matière.
Doc/activité commune sur calcul de l'épuisement en N d'un sol cultivé puis de la quantité d'engrais nécessaire
pour compenser
Engrais; composition chimique.
Activité sur la composition d’un engrais et calcul de la
quantité nécessaire et optimale à l’ha ou pour un champ.
Eau de source, eau minérale, eau du robinet ;
TP composition chimique d’une eau de consommation. (Analyse
qualitative d’une eau)
Critères physicochimiques de potabilité d’une eau.
Productions alimentaires et impact écologique
Rendement et choix d'une alimentation animale ou végétale
Les conséquences environnementales
Une production de nourriture carnée nécessite plus de ressources en
sol, en énergie, en eau, en produits phytosanitaires et dégage plus de
CO2.
L'amélioration des rendements
4
Dosage d’un ion dans un phytosanitaire (Fe2+ dans un antimousse)
L'amélioration des espèces, les manipulations génétiques, les
produits phytosanitaires
Doc/activité commune sur pollution de l'eau
5
6
Vers une agriculture durable
Traitement des eaux naturelles.
Certaines pratiques culturales doivent concilier production et gestion
durable de l'environnement (Fabacées, les cultures associées...)
Contrôle commun
GFA ES/L Strasbourg 2013
Remarque : dans la séance d'introduction, suite au document initiateur, les problèmes et idées
différentes peuvent se présenter sous forme d'une carte mentale dans laquelle on peut annoncer avec
quel enseignant on reprendra l'idée. Chacune des idées pourra être traitée ensuite dans une séquence.
Nécessité de nourrir les Humains
Neuf milliards d'humains fin XXIème siècle !
Augmentation des rendements
Des pratiques durables ?
Besoin des plantes, sol et engrais
Pollutions sol; eau
Agrosystème Vs Ecosystème
Qualité de l'eau, potabilité
Produits phytosanitaires
Eutrophisation
Amélioration des espèces
Traitement de l'eau
De nouvelles pratiques :
Consommation
Carnivore Vs végétariens
Nouvelles pratiques culturales
GFA ES/L Strasbourg 2013
Rappel programme : Partie B. Qualité et innocuité des aliments : le contenu de nos assiettes
Répartition des notions à enseigner :
- En vert : les éléments classiquement enseignés en SVT
- En bleu : les éléments classiquement enseignés en PC
- En rouge : les éléments communs aux deux matières
NOTIONS ET CONTENUS
COMPÉTENCES EXIGIBLES
Biologie des microorganismes et conservation des aliments
Certaines techniques de conservation se fondent sur la
connaissance de la biologie des microorganismes, dont certains
sont pathogènes, et visent à empêcher leur développement.
Expliquer à partir de données expérimentales ou documentaires le
rôle des conditions physico-chimiques sur le développement de
micro-organismes.
Conservation des aliments, santé et appétence alimentaire
La conservation des aliments permet de reculer la date de
péremption tout en préservant leur comestibilité et leurs qualités
nutritives et gustatives.
Les techniques de conservation peuvent modifier les qualités
gustatives et nutritionnelles des aliments et provoquer parfois des
troubles physiologiques chez le consommateur.
Expliquer les conseils de conservation donnés aux consommateurs.
Identifier les avantages et les inconvénients pour le consommateur
de certains traitements appliqués dans le cadre de la conservation
des aliments.
Utiliser des arguments scientifiques pour confirmer ou infirmer
certaines affirmations véhiculées dans les médias ou dans les
publicités concernant l’action de certains produits alimentaires sur
la santé.
Conservation des aliments
Effet du dioxygène de l’air et de la lumière sur certains aliments.
Rôle de la lumière et de la température dans l’oxydation des
produits naturels. Conservation des aliments par procédé physique
et par procédé chimique.
Mettre en œuvre un protocole pour mettre en évidence l’oxydation
des aliments.
Distinguer une transformation physique d’une réaction chimique.
Associer un changement d’état à un processus de conservation.
Extraire et organiser des informations pour :
- rendre compte de l’évolution des modes de conservation des
aliments ;
- analyser la formulation d’un produit alimentaire.
Se nourrir au quotidien : exemple des émulsions
Structure simplifiée des lipides. Espèces tensioactives ; partie
hydrophile, partie hydrophobe. Formation de micelles.
Interpréter le rôle d’une espèce tensioactive dans la stabilisation
d’une émulsion. Pratiquer une démarche expérimentale pour
mettre en évidence les conditions physicochimiques nécessaires à
la réussite d’une émulsion culinaire.
GFA ES/L Strasbourg 2013
Proposition de progression commune pour la partie B.
Répartition des enseignements :
- En vert : les éléments classiquement enseignés en SVT
- En bleu : les éléments classiquement enseignés en PC
- En rouge : les éléments communs aux deux matières (ils peuvent
être enseignés par l'un ou l'autre des enseignants, selon l'avancement, ou en coanimation)
Contenu et fonctionnement
Séance
1
Doc initiateur : de type
Réponse probable : pourriture, moisissure, effet de la lumière...
Pb : Les aliments ont rapidement tendance à ne plus être consommables, comment les conserver plus longtemps.
SPC
1
2
3
4
5
SVT
Effet du dioxygène de l’air et de la lumière sur certains
Développement de micro-organismes et conditions physicoaliments. Rôle de la lumière et de la température dans
chimiques
l’oxydation des produits naturels.
ou séquence commune
"TP tournant / mosaïque"
Groupe micro-organismes / Grp oxydation...
"TP tournant / mosaïque "
Les techniques de conservation :
- limitent le développement de microorganismes en les privant d'un ou plusieurs de leurs besoins.
- limitent le contact avec l'O2 , les UV...
Permet de remplir un tableau commun (voir en dessous)
Analyser la formulation d’un produit alimentaire.
Les techniques de conservation peuvent modifier les qualités
gustatives et nutritionnelles des aliments et provoquer parfois
des troubles physiologiques chez le consommateur
Les émulsions : Structure simplifiée des lipides. Espèces
tensioactives ; partie hydrophile, partie hydrophobe.
Formation de micelles
Contrôle commun
GFA ES/L Strasbourg 2013
L'étude commune des techniques de conservation permet de remplir un document, un tableau, commun comme
celui ci-dessous. Il n'est évidemment pas attendu de faire avec les élèves un tableau exhaustif de toutes les
techniques existantes.
Effets accessoires
Procédés
Agents de
dégradation des
aliments visés
Mode d’action
Transformation
physique ou
chimique
Sous-vide, sous
atmosphère
modifiée
Activité
microbienne, (O2)
Diminue la
prolifération biotique
par absence d'O2
Physique
Activité
microbienne (Eau)
Diminue la
prolifération biotique
par absence d’eau
« libre ».
Le sel, le salpêtre, les
nitrites, interviennent
comme antibactériens,
ils dénaturent les
enzymes
Chimique
Goût
Activité
microbienne (Eau)
Diminue la
prolifération biotique
par absence d’eau
« libre »
Chimique
Goût
Chimique
Goût
Physique
Goût
Salaison
Confisage
consiste à remplacer les
sucs contenus dans les
cellules des fruits par un
sirop de sucre
Confisage
Activité
cuisson et conservation
microbienne (Eau et
dans la graisse, à l'abri
de l'air et de la lumière.
O2)
Fumage,
fumaison
Aliments baignés dans
la fumée produite par la
combustion lente de
bois,
Activité
microbienne (Eau)
Diminue la
prolifération biotique
par absence d’eau
« libre » et de O2
Diminue la
prolifération biotique
par absence d’eau
« libre » et effet
antimicrobien
antioxydant,
antibactérienne et
antifongique.
Effets
positifs
Activité
microbienne (Eau)
Diminue la
prolifération biotique
par absence d’eau
« libre »
Physique
Fermentation
Activité
microbienne
L’acidification a un
effet antimicrobien,
compétition entre
micro-organismes
Chimique
Goût
Physique
Inhibe la
germination,
n'altère pas
les
propriétés
nutritionnell
es et le goût
Irradiation,
ionisation
Activité
microbienne (Eau)
Réfrigération
Activité
microbienne (froid)
Congélation
La température
abaissée jusqu'à -18°C.
Activité
microbienne (froid
et Eau)
Surgélation
Activité
Diminue la
prolifération biotique
par manque de
chaleur
Diminue la
prolifération biotique
par manque de
chaleur et d'eau libre
Diminue la
Exemple
préparations
"traiteurs" (quiches,
pizza, friands, ...)
SéchageDéshydratation
Tue les microorganismes en
agissant sur l'A.D.N.
des cellules vivantes
Effets
négatifs
Trop de sel
Viande séchée
Trop de sucre Pâte de fruit, confiture
Trop de
graisse
volailles (oie, canard,
...), charcuteries
(rillettes, ...)
viandes (lard, jambon,
bœuf, ...), poissons
(harengs, saumon, ...)
viandes : bœuf séché,
jambon sec, poissons :
stockfisch, crevettes,
légumes : haricots
verts, fines herbes,
fruits : abricots,
dattes...
Laitage, choucroute,
charcuterie, navets
salés, fromages;
saucissons secs, ......
pommes de terre,
fruits fragiles, ail,
échalotes, oignons,
charcuteries, viandes,
...
Physique
Conservation
de courte
durée
toutes les denrées
alimentaires
Physique
Texture des
aliments
(cellules
éclates)
fruits, légumes,
poissons, viandes, ...
Physique
GFA ES/L Strasbourg 2013
Texture des
fruits, légumes, filets
(refroidissement brutal
(-35/-196 °C) puis de
congélation à -15/-18
°C)
microbienne (Eau)
Activité
microbienne (Eau)
Congeler un aliment
puis le mettre sous
vide, l’eau se sublime
et déshydrate
l’aliment.
Microbes
Tue les microorganismes
Lyophilisation
congélation puis
traitement par le vide
d'air pour les sécher
(sublimation)
prolifération biotique
par manque de
chaleur et d'eau libre
aliments
conservé
de poissons, découpes
de viandes, etc...
Physique
Faible poids
Les
caractéristi
ques des
aliments
sont
préservées
café, thé, boissons aux
fruits, ...
champignons,
crevettes, ...
plats cuisinés,
(ravitaillement)
Physique
les
vitamines
sont
préservées.
lait, bière, cidre,
charcuteries, ...
Physique
Les germes,
les spores
et les
enzymes
sont
détruits
légumes et fruits,
viandes, poissons,
plats cuisinés, ...
Physique
Les germes,
les spores
Diminution
et les
de la qualité
enzymes
nutritionnelle
sont
détruits
Lait, jus de fruits,
crème, ...
Chimique
Effets
néfastes de
certains
conservateur
Pasteurisation
30 minutes à 63°C ou 12
secondes à 72°C suivie
d'un refroidissement
brusque à 4°C.
Appertisation
Les aliments sont
chauffés de 100°C à
140°C puis conservé à
l'abri de l'air et de la
lumière.
Microbes
Tue les microorganismes
Upérisation =
Stérilisation UHT
2 à 3 secondes de
135 à 150°C et
refroidis à 3°C.
Microbes
Tue les microorganismes
Conservateurs
alimentaires
Activité
microbienne
Diminue la
prolifération biotique
par manque de O2 et
action antibactérienne
Plats préparés
Proposition du Lycée Koeberlé Sélestat
SIMON Marie-Claude
THIEBAUT Benoît
GFA ES/L Strasbourg 2013