Sciences de la vie et de la Terre · 5ème

Idées d’apprentissage actif

Le changement climatique : causes

Les élèves retiennent mieux le fonctionnement du changement climatique quand ils observent concrètement les mécanismes. En manipulant des données ou en réalisant des expériences, ils transforment des concepts abstraits en savoirs tangibles et mémorables.

• Programmes Officiels
• MEN: Cycle 4 - La planète Terre, l'environnement et l'action humaine

• 20–45 min
• Binômes → Classe entière
• 4 activités

Activité 01

• Carte conceptuelle
• 45 min · Petits groupes

Expérience : Modéliser l'effet de serre

Les élèves comparent la température sous deux cloches en verre (l'une ouverte, l'autre fermée) exposées à une lampe. Ils mesurent la température toutes les 5 minutes, tracent les courbes et discutent de l'analogie avec l'atmosphère terrestre et ses limites.

Expliquer le mécanisme de l'effet de serre naturel et son rôle pour la vie sur Terre.

Conseil de facilitation

Pendant l’expérience sur l’effet de serre, placez deux thermomètres identiques sous des cloches transparentes : une remplie de CO2 (ou d’air) pour montrer la différence de température après 10 minutes d’exposition à une source de chaleur.

À observer

Sur un post-it, demandez aux élèves d'écrire le nom d'un gaz à effet de serre, sa principale source humaine, et une phrase expliquant pourquoi l'effet de serre naturel est vital pour la Terre.

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

Activité 02

• Carte conceptuelle
• 40 min · Binômes

Analyse de données : La courbe de Keeling

Les élèves reçoivent les données brutes de concentration de CO2 à Mauna Loa depuis 1958. Ils tracent la courbe, identifient la tendance générale et les oscillations saisonnières, puis formulent des hypothèses pour expliquer ces deux phénomènes.

Analyser comment les activités humaines intensifient l'effet de serre.

Conseil de facilitation

Pour analyser la courbe de Keeling, projetez le graphique au tableau et demandez aux élèves de repérer les pics annuels de CO2 : ils verront ainsi le cycle saisonnier lié à la végétation, ce qui renforce leur compréhension des variations naturelles.

À observer

Présentez aux élèves un graphique montrant l'augmentation de la concentration de CO2 depuis 1850. Posez la question : 'Quelles activités humaines ont pu causer cette augmentation et comment pouvons-nous la limiter ?' Guidez la discussion pour faire émerger les liens entre activités et émissions.

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

Activité 03

• Puzzle
• 40 min · Petits groupes

Puzzle: Les gaz à effet de serre

Chaque groupe expert étudie un gaz (CO2, CH4, N2O, vapeur d'eau) : ses sources, son pouvoir réchauffant et sa durée de vie dans l'atmosphère. Les groupes mixtes reconstituent ensuite le tableau complet et identifient les leviers d'action prioritaires.

Distinguer les principaux gaz à effet de serre et leurs sources.

Conseil de facilitation

Lors du jigsaw, attribuez à chaque groupe un gaz (CO2, CH4, N2O) et exigez qu’ils présentent à la fois ses sources humaines et son pouvoir réchauffant comparé au CO2, en s’appuyant sur des données chiffrées.

À observer

Demandez aux élèves de dessiner un schéma simplifié de l'effet de serre, en indiquant le soleil, la Terre, l'atmosphère et le rôle des gaz à effet de serre. Vérifiez la présence des éléments clés et la compréhension du mécanisme de piégeage de la chaleur.

• Comprendre
• Analyser
• Évaluer
• Compétences relationnelles
• Autogestion

Activité 04

• Penser-Partager-Présenter
• 20 min · Binômes

Penser-Partager-Présenter: D'où viennent nos émissions ?

Chaque élève estime la part des différents secteurs (transport, industrie, agriculture, bâtiment) dans les émissions françaises. En binôme, ils comparent leurs estimations aux données réelles du CITEPA et identifient les écarts entre perception et réalité.

Expliquer le mécanisme de l'effet de serre naturel et son rôle pour la vie sur Terre.

Conseil de facilitation

Pendant le Think-Pair-Share, donnez à chaque binôme une étiquette avec une activité humaine (transports, agriculture, industrie) et demandez-leur de classer ces activités par ordre décroissant d’émissions de CO2 avant la mise en commun.

À observer

Sur un post-it, demandez aux élèves d'écrire le nom d'un gaz à effet de serre, sa principale source humaine, et une phrase expliquant pourquoi l'effet de serre naturel est vital pour la Terre.

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

Quelques notes pour enseigner cette unité

Commencez par l’expérience sur l’effet de serre pour ancrer le concept avant de passer aux données. Évitez de présenter trop tôt les solutions : concentrez-vous d’abord sur la compréhension des causes. Les recherches montrent que les élèves maîtrisent mieux les mécanismes quand ils les découvrent par l’observation et l’analyse avant d’aborder les impacts ou les actions.

À la fin de ce parcours, les élèves distinguent clairement l’effet de serre naturel de son amplification par l’homme. Ils identifient les principaux gaz à effet de serre, leurs sources et justifient l’importance de cet équilibre pour la vie sur Terre. Leur participation active et leur capacité à expliquer ces idées en font foi.

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Attention à ces idées reçues

• Pendant l’expérience sur l’effet de serre, certains élèves pensent que le phénomène est uniquement négatif et doivent être corrigés immédiatement.

  Utilisez les deux cloches pour montrer que l’effet de serre naturel maintient une température viable (+15 °C) et que c’est son amplification qui pose problème. Demandez aux élèves d’observer la différence et de noter que sans cet effet naturel, la température serait de -18 °C.

• Pendant l’analyse de la courbe de Keeling, des élèves confondent le trou dans la couche d’ozone avec le réchauffement climatique.

  Affichez à côté du graphique un rappel visuel : d’un côté, une image du trou dans la couche d’ozone (lié aux CFC), de l’autre, une représentation des gaz à effet de serre accumulés dans l’atmosphère. Faites comparer les deux phénomènes pour ancrer leur distinction.

• Lors du jigsaw sur les gaz à effet de serre, des élèves affirment que le CO2 est le seul gaz important.

  Demandez à chaque groupe de présenter son gaz en insistant sur son pouvoir réchauffant par rapport au CO2. Utilisez un tableau comparatif projeté au tableau pour visualiser ces différences et corriger cette idée reçue.

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Méthodes utilisées dans ce dossier

• Carte conceptuelle
• Puzzle
• Penser-Partager-Présenter