Sciences de la vie et de la Terre · 5ème

Idées d’apprentissage actif

Chaînes et réseaux trophiques

Les élèves comprennent mieux les réseaux trophiques quand ils les vivent concrètement plutôt que de les étudier sur le papier. Les jeux de simulation et les constructions collaboratives transforment des concepts abstraits en expériences tangibles, ce qui favorise une mémorisation durable et une compréhension profonde des interactions écologiques.

• Programmes Officiels
• MEN: Cycle 4 - Flux de matière et d'énergie

• 15–45 min
• Binômes → Classe entière
• 4 activités

Activité 01

• Jeu de simulation
• 35 min · Classe entière

Jeu de simulation: L'écosystème en équilibre

Chaque élève reçoit une carte représentant une espèce (producteur, herbivore, carnivore, décomposeur). Ils se relient par des fils de laine selon les relations alimentaires. Lorsqu'une espèce est « retirée », les fils sont tirés pour montrer physiquement quels maillons sont affectés. Discussion sur les conséquences en cascade.

Expliquer comment l'énergie circule d'un maillon à l'autre de la chaîne alimentaire.

Conseil de facilitation

Pour la construction collaborative du réseau trophique de la mare, fournissez des étiquettes autocollantes de différentes couleurs pour chaque niveau trophique afin de faciliter l'organisation visuelle.

À observer

Présentez aux élèves une image d'un écosystème simple (ex: forêt tempérée). Demandez-leur d'identifier au moins un producteur, un consommateur primaire, et un consommateur secondaire. Ils doivent ensuite tracer une chaîne alimentaire reliant ces trois organismes.

• Appliquer
• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Conscience sociale
• Prise de décision

Activité 02

• Étude de cas
• 45 min · Petits groupes

Étude de cas: La réintroduction du loup dans le Mercantour

En petits groupes, les élèves analysent des documents sur la réintroduction du loup dans les Alpes françaises. Ils reconstituent le réseau trophique local, identifient les effets en cascade (prédation sur les ongulés, régénération de la végétation) et débattent des conséquences pour les éleveurs et l'écosystème.

Analyser les interdépendances entre les espèces au sein d'un réseau trophique.

À observer

Posez la question: 'Que se passerait-il dans un écosystème si tous les insectes disparaissaient soudainement ?' Guidez la discussion pour que les élèves identifient les conséquences sur les plantes (pollinisation, prédation) et sur les animaux qui se nourrissent d'insectes.

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

Activité 03

• Penser-Partager-Présenter
• 15 min · Binômes

Penser-Partager-Présenter: Que se passe-t-il si les insectes disparaissent ?

Chaque élève liste les conséquences de la disparition des insectes sur un réseau trophique donné. En binôme, ils comparent leurs listes et identifient les conséquences qu'ils n'avaient pas envisagées. La mise en commun révèle l'ampleur des interdépendances.

Prédire les conséquences de la disparition d'une espèce sur l'équilibre du réseau.

À observer

Distribuez une fiche avec le schéma d'un réseau trophique simplifié. Demandez aux élèves de colorier en bleu les flèches représentant le transfert d'énergie et en rouge celles représentant le transfert de matière. Ils doivent aussi écrire une phrase expliquant pourquoi l'énergie diminue à chaque niveau.

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

Activité 04

• Carte conceptuelle
• 40 min · Petits groupes

Construction collaborative : Le réseau trophique de la mare

À partir d'une liste d'espèces d'une mare (algues, daphnies, larves de libellule, grenouille, héron, bactéries), les élèves construisent le réseau trophique sur une grande affiche. Ils ajoutent des flèches pour indiquer le sens du transfert de matière et identifient les espèces clés de voûte.

Expliquer comment l'énergie circule d'un maillon à l'autre de la chaîne alimentaire.

À observer

Présentez aux élèves une image d'un écosystème simple (ex: forêt tempérée). Demandez-leur d'identifier au moins un producteur, un consommateur primaire, et un consommateur secondaire. Ils doivent ensuite tracer une chaîne alimentaire reliant ces trois organismes.

• Comprendre
• Analyser
• Créer
• Conscience de soi
• Autogestion

Quelques notes pour enseigner cette unité

Commencez par des activités simples et manipulatoires pour ancrer les concepts avant d’aborder la complexité des réseaux. Évitez de présenter les chaînes alimentaires comme des listes linéaires : insistez dès le début sur les chevauchements et les interactions multiples. Les recherches en didactique des sciences montrent que les élèves comprennent mieux les écosystèmes quand ils voient les liens entre les organismes plutôt que les maillons isolés.

À la fin des activités, les élèves doivent pouvoir expliquer le rôle de chaque niveau trophique, représenter correctement le sens des flèches dans une chaîne alimentaire, et justifier pourquoi l'énergie diminue à chaque transfert. Leur travail doit montrer une compréhension des interdépendances au sein des écosystèmes.

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Attention à ces idées reçues

• Lors du jeu de simulation, certains élèves pensent que les flèches indiquent simplement « qui mange qui » sans comprendre le transfert d'énergie.

  Pendant le jeu de simulation, utilisez les fils de laine pour matérialiser le flux de matière et d'énergie : montrez que la laine part de l'herbe (producteur) vers le lapin (consommateur primaire) pour illustrer que l'énergie de l'herbe est transférée au lapin.

• Les élèves croient souvent que le prédateur au sommet de la chaîne est l'espèce la plus importante pour l'écosystème.

  Lors de l'étude de cas sur la réintroduction du loup dans le Mercantour, demandez aux élèves de lister tous les rôles écologiques impactés par cette espèce, en insistant sur l'interdépendance des niveaux trophiques.

• Les élèves perçoivent les chaînes alimentaires comme des systèmes linéaires et isolés les uns des autres.

  Pendant la construction collaborative du réseau trophique de la mare, utilisez des ficelles de couleurs différentes pour relier les chaînes entre elles et montrez comment un organisme peut appartenir à plusieurs chaînes.

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Méthodes utilisées dans ce dossier

• Jeu de simulation
• Étude de cas
• Penser-Partager-Présenter
• Carte conceptuelle