Changement climatique et biodiversité

Les élèves retiennent mieux les liens entre changement climatique et biodiversité quand ils manipulent des données réelles et des modèles concrets. Travailler avec des courbes de température, des glaciers en baisse et des déplacements d’espèces rend ces concepts moins abstraits et plus percutants.

• 3ème
• Comprendre le Vivant et la Planète : Enjeux et Responsabilités
• 4 activités
• 25 min–50 min

Objectifs d’apprentissage

1. Analyser des données climatiques (températures, précipitations) pour identifier les tendances du réchauffement global.
2. Expliquer le mécanisme par lequel les gaz à effet de serre modifient la température terrestre et influencent les écosystèmes.
3. Comparer les aires de répartition d'espèces animales ou végétales avant et après des périodes de changement climatique significatif.
4. Évaluer l'impact de la perte de biodiversité sur la disponibilité des services écosystémiques (pollinisation, purification de l'eau) pour les sociétés humaines.
5. Distinguer les corrélations observées dans les données climatiques des relations de causalité entre activités humaines et réchauffement.

Étude de cas

⏱ 50 min·Binômes

Analyse de données : Les courbes qui parlent

Les élèves reçoivent des jeux de données réelles (températures globales, concentration de CO2 sur 800 000 ans, étendue de la banquise arctique). En binômes, ils tracent les courbes, les superposent et rédigent un paragraphe argumenté reliant les observations.

Préparation et détails

Analysez les preuves scientifiques du réchauffement climatique global.

Conseil de facilitation: Pendant l'analyse de données, demandez aux élèves de comparer les courbes de CO2 et de température en utilisant des couleurs différentes pour repérer visuellement les correspondances entre les deux courbes.

Setup: Groupes de travail en îlots avec dossiers documentaires

Materials: Dossier d'étude de cas (3 à 5 pages), Grille d'analyse méthodologique, Support de présentation des conclusions

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Prise de décision
• Autogestion

Étude de cas

⏱ 40 min·Petits groupes

Modélisation : L'effet de serre en bocal

Deux bocaux identiques sont exposés à une lampe : l'un fermé (simulant l'atmosphère enrichie en CO2), l'autre ouvert. Les élèves relèvent les températures toutes les 5 minutes et construisent un graphique montrant la différence de chauffage.

Préparation et détails

Expliquez comment le changement climatique modifie les aires de répartition des espèces.

Conseil de facilitation: Lors de la modélisation en bocal, insistez sur la nécessité de noter précisément les températures initiales et finales pour chaque groupe afin de comparer les résultats collectivement.

Setup: Groupes de travail en îlots avec dossiers documentaires

Materials: Dossier d'étude de cas (3 à 5 pages), Grille d'analyse méthodologique, Support de présentation des conclusions

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Prise de décision
• Autogestion

Étude de cas

⏱ 45 min·Petits groupes

Étude de cas: Espèces en mouvement

Chaque groupe étudie une espèce dont l'aire de répartition a changé en France (chenille processionnaire du pin, moustique tigre, mésange bleue). Ils cartographient les déplacements et identifient les conséquences écologiques de ces migrations.

Préparation et détails

Évaluez les conséquences de la perte de biodiversité sur les services écosystémiques.

Conseil de facilitation: Pour l’étude de cas, prévoyez une carte muette en annexe pour que les élèves tracent eux-mêmes les déplacements d’espèces et repèrent les obstacles géographiques.

Setup: Groupes de travail en îlots avec dossiers documentaires

Materials: Dossier d'étude de cas (3 à 5 pages), Grille d'analyse méthodologique, Support de présentation des conclusions

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Prise de décision
• Autogestion

Penser-Partager-Présenter

⏱ 25 min·Binômes

Penser-Partager-Présenter: Corrélation ou causalité ?

L'enseignant présente des graphiques montrant des corrélations (CO2 et température, mais aussi des corrélations absurdes). Les élèves identifient individuellement celles qui impliquent un lien causal, échangent en binômes, puis débattent en classe des critères de distinction.

Préparation et détails

Analysez les preuves scientifiques du réchauffement climatique global.

Conseil de facilitation: Pendant le Penser-Partager-Présenter, limitez le temps de réflexion individuelle à 2 minutes puis à 3 minutes pour le travail en binôme afin de maintenir un rythme dynamique.

Setup: Disposition de classe standard ; les élèves se tournent vers leur voisin

Materials: Consigne de discussion (projetée ou distribuée), Optionnel : fiche de prise de notes pour les binômes

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Conscience de soi
• Compétences relationnelles

Enseigner ce sujet

Commencez par des activités qui ancrent les concepts dans le tangible : les élèves ont besoin de voir le lien entre une bouteille en plastique et l’effet de serre avant de comprendre les modèles globaux. Évitez les exposés trop longs sur les mécanismes, privilégiez l’enquête et la manipulation. Les études de cas locales ou régionales captent mieux l’attention que les exemples lointains, car elles rendent les conséquences concrètes pour les élèves.

À quoi s’attendre

Les élèves expliquent clairement le rôle des gaz à effet de serre, analysent les impacts sur les écosystèmes avec des exemples précis, et distinguent corrélation et causalité dans les données présentées. Ils utilisent un vocabulaire scientifique adapté pour décrire les mécanismes en jeu.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

During l'expérience en bocal, certains élèves pourraient dire que l’effet de serre est toujours mauvais.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant l'expérience en bocal, recentrez la discussion en montrant que le bocal représente l’effet de serre naturel : demandez aux élèves de comparer la température interne à celle de l’extérieur et de conclure sur le rôle protecteur de ce phénomène avant d’aborder son amplification par l’homme.

Idée reçue courante

During l’analyse des courbes qui parlent, des élèves pourraient réduire le changement climatique à une simple hausse des températures.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant l’analyse des courbes, faites repérer aux élèves les autres indicateurs climatiques (niveau marin, acidité des océans, événements extrêmes) et demandez-leur de relier chaque courbe à un impact observable sur la biodiversité ou les sociétés.

Idée reçue courante

During l’étude de cas sur les espèces en mouvement, certains pourraient croire que les espèces s’adaptent instantanément.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant l’étude de cas, utilisez la carte de répartition pour montrer les habitats fragmentés (autoroutes, villes) et demandez aux élèves d’identifier les obstacles à la migration. Soulignez que même une adaptation rapide ne suffit pas si les ressources ou les conditions changent trop vite.

Idées d'évaluation

Billet de sortie

After l'analyse de données, distribuez une fiche où les élèves doivent associer une preuve du réchauffement (ex: courbe de température) à une conséquence sur la biodiversité (ex: modification de l’aire de répartition de l’ours polaire) en justifiant leur choix.

Question de discussion

During le Penser-Partager-Présenter, posez la question : 'Si le réchauffement déplace une espèce vers le nord, quels facteurs pourraient l’empêcher de s’y installer ?' Circulez pour écouter leurs arguments et repérer ceux qui relient la disponibilité des ressources, la compétition ou l’adaptation des prédateurs.

Vérification rapide

After la modélisation en bocal, présentez un graphique de l’évolution de la température et une carte du recul d’un glacier. Demandez aux élèves d’écrire une phrase expliquant le lien entre ces deux observations en utilisant l’expression 'gaz à effet de serre'.

Extensions et étayage

• Challenge : Proposez aux élèves de concevoir une infographie montrant l’impact du changement climatique sur une espèce locale, en utilisant des données scientifiques réelles et des outils numériques simples comme Canva ou Genially.
• Scaffolding : Pour les élèves en difficulté avec les graphiques, distribuez une fiche-guide avec des étapes numérotées pour analyser les courbes (ex: repérer les axes, lire les valeurs, décrire la tendance).
• Deeper : Invitez les élèves à comparer les données de température et de CO2 sur 100 ans avec celles des 20 dernières années pour discuter de l’accélération récente du phénomène.

Vocabulaire clé

Gaz à effet de serre (GES)	Gaz présents dans l'atmosphère qui retiennent la chaleur, comme le dioxyde de carbone (CO2) et le méthane (CH4). Leur concentration accrue intensifie le réchauffement climatique.
Aire de répartition	Zone géographique où une espèce animale ou végétale vit naturellement. Le changement climatique peut forcer ces aires à se déplacer ou à se réduire.
Services écosystémiques	Bénéfices que les sociétés humaines retirent des écosystèmes, tels que la production de nourriture, la régulation du climat ou la purification de l'eau.
Acidification des océans	Diminution du pH des océans due à l'absorption du CO2 atmosphérique. Cela affecte particulièrement les organismes marins dotés de coquilles ou de squelettes calcaires.
Biodiversité	Variété des formes de vie sur Terre, incluant la diversité des espèces, des écosystèmes et des gènes. Sa perte affaiblit la résilience des écosystèmes.