Sciences de la vie et de la Terre · 5ème

Idées d’apprentissage actif

Rôle des racines et des feuilles

Les racines et les feuilles fonctionnent comme des usines spécialisées, dont les rôles sont intimement liés à leur structure. Travailler avec des expériences concrètes et des modèles aide les élèves à passer d’une vision statique des organes à une compréhension dynamique de leur fonction dans la nutrition végétale.

• Programmes Officiels
• MEN: Cycle 4 - Besoins des végétaux chlorophylliens

• 15–55 min
• Binômes → Classe entière
• 4 activités

Activité 01

• Galerie marchande
• 55 min · Binômes

TP d'investigation : Le trajet de l'eau colorée

Les élèves placent un pied de céleri ou une fleur blanche dans de l'eau colorée à l'encre. Après quelques heures, ils observent la coloration dans les vaisseaux de la tige et des feuilles, puis réalisent des coupes transversales pour localiser les vaisseaux conducteurs au microscope.

Expliquer comment les racines absorbent l'eau et les sels minéraux du sol.

Conseil de facilitation

Pour la modélisation de la surface d’absorption des racines, fournissez des fils de différentes longueurs à chaque groupe pour qu’ils visualisent l’impact de la ramification sur la surface totale.

À observer

Distribuez une image de plante coupée montrant racines et feuilles. Demandez aux élèves d'écrire deux phrases : une expliquant comment les racines obtiennent l'eau, et une autre comment les feuilles utilisent la lumière pour nourrir la plante.

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Créer
• Compétences relationnelles
• Conscience sociale

Activité 02

• Galerie marchande
• 35 min · Petits groupes

Galerie marchande: Les adaptations des feuilles

Cinq stations présentent des feuilles de plantes différentes (nénuphar, cactus, houx, graminée, lierre). À chaque station, les élèves observent la forme, l'épaisseur et la surface, puis émettent des hypothèses sur les adaptations au milieu. Les hypothèses sont confrontées lors de la synthèse.

Analyser les adaptations des feuilles pour capter la lumière et le dioxyde de carbone.

À observer

Posez des questions ciblées après l'explication : 'Quel est le rôle principal des poils absorbants ?' 'Où se fait la photosynthèse dans la feuille ?' 'Quel gaz les stomates laissent-ils entrer ?' Évaluez la compréhension immédiate des élèves.

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Créer
• Compétences relationnelles
• Conscience sociale

Activité 03

• Penser-Partager-Présenter
• 15 min · Binômes

Penser-Partager-Présenter: Racines contre feuilles

Question posée : « Si une plante perd ses feuilles en hiver, comment survit-elle ? » Réflexion individuelle, puis échange en binôme. Les élèves mobilisent leurs connaissances sur les réserves et la dormance pour proposer une explication, corrigée en groupe classe.

Démontrer la collaboration entre les racines et les feuilles pour nourrir la plante.

À observer

Présentez deux plantes, l'une avec de grandes feuilles plates et l'autre avec des feuilles fines et peu nombreuses. Demandez : 'Comment leurs adaptations de feuilles et de racines pourraient-elles différer pour survivre dans un environnement ensoleillé et sec versus un environnement ombragé et humide ?' Encouragez la comparaison et la justification.

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

Activité 04

• Galerie marchande
• 40 min · Petits groupes

Modélisation : Calculer la surface d'absorption des racines

Les élèves arrachent délicatement un plant de cresson et observent les poils absorbants à la loupe binoculaire. Ils tentent d'estimer la surface totale en mesurant et multipliant. La comparaison avec la surface visible de la plante crée un effet de surprise qui ancre la notion de surface d'échange.

Expliquer comment les racines absorbent l'eau et les sels minéraux du sol.

À observer

Distribuez une image de plante coupée montrant racines et feuilles. Demandez aux élèves d'écrire deux phrases : une expliquant comment les racines obtiennent l'eau, et une autre comment les feuilles utilisent la lumière pour nourrir la plante.

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Créer
• Compétences relationnelles
• Conscience sociale

Quelques notes pour enseigner cette unité

Commencez par une démonstration simple avec une plante verte et un verre d’eau : les élèves voient rapidement que les racines sont immergées mais pas les feuilles. Cela ancrera la distinction entre absorption et production. Évitez de présenter les deux organes séparément ; liez toujours leur fonction à un processus global (nutrition de la plante). Les recherches en didactique montrent que les élèves retiennent mieux quand ils voient la plante comme un système où chaque organe a un rôle précis et complémentaire.

Les élèves expliquent clairement le rôle distinct des racines (absorption d’eau et de sels minéraux) et des feuilles (photosynthèse), en reliant ces fonctions aux structures observables. Ils utilisent un langage précis pour décrire les processus comme l’absorption racinaire ou l’échange gazeux foliaire.

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Attention à ces idées reçues

• Pendant le TP d'investigation : Le trajet de l'eau colorée, écoutez les élèves dire que 'les racines boivent la nourriture'.

  Rappelez-leur pendant l’expérience que l’eau colorée représente l’eau et les sels minéraux, pas de la nourriture. Montrez-leur la plante au début et à la fin de l’expérience pour souligner que seule la tige est colorée, pas les feuilles, ce qui prouve que l’eau ne contient pas de nutriments organiques.

• Pendant la Gallery Walk : Les adaptations des feuilles, des élèves pourraient affirmer que 'les feuilles servent juste à respirer'.

  Lors de la visite des panneaux, arrêtez-vous devant les images de stomates et demandez aux élèves de décrire leur rôle dans l’entrée de CO2 et la sortie d’O2. Faites le lien avec la transpiration en montrant le papier de cobalt préparé pour la prochaine activité.

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Méthodes utilisées dans ce dossier

• Galerie marchande
• Penser-Partager-Présenter