Définition et caractéristiques d'un agrosystème

Aborder les agrosystèmes par l'action permet aux élèves de construire activement leur compréhension des différences entre écosystèmes naturels et agricoles. Les méthodes actives favorisent une meilleure rétention et une compréhension plus profonde des flux de matière et d'énergie.

• Seconde
• SVT Seconde : Comprendre le Vivant et son Environnement
• 3 activités
• 45 min–55 min

Objectifs d’apprentissage

1. Comparer la structure et le fonctionnement d'un agrosystème avec ceux d'un écosystème naturel en identifiant les différences clés.
2. Analyser comment les interventions humaines modifient les flux de matière et d'énergie (production primaire, exportation) dans un agrosystème.
3. Expliquer les objectifs de production (rendement, biomasse) d'un agrosystème agricole spécifique.
4. Calculer les pertes d'énergie entre les niveaux trophiques dans un schéma simplifié d'agrosystème.

Carte conceptuelle

⏱ 45 min·Binômes

Comparaison de flux : Forêt vs Champ de maïs

Les élèves reçoivent deux schémas incomplets représentant les cycles de l'azote et du carbone. Ils doivent identifier où se situent les pertes et les apports extérieurs dans chaque système, puis calculer le bilan de matière pour justifier l'usage des engrais.

Préparation et détails

Distinguez un agrosystème d'un écosystème naturel en termes de structure et de fonctionnement.

Conseil de facilitation: Lors de la 'Comparaison de flux', assurez-vous que les élèves identifient correctement les éléments manquants dans les schémas de cycles de carbone et d'azote pour chaque type de système.

Setup: Tables avec de grandes feuilles ou espace mural

Materials: Étiquettes de concepts ou post-its, Papier grand format (A3 ou raisin), Marqueurs, Exemple de carte conceptuelle

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

Jeu de simulation

⏱ 50 min·Petits groupes

Jeu de simulation: Le jeu du rendement

En petits groupes, les élèves gèrent une parcelle virtuelle. Ils doivent choisir leurs intrants et leur type de culture (animale ou végétale) pour nourrir une population donnée. Ils découvrent ainsi que la production de viande nécessite beaucoup plus de surface et d'énergie que la production végétale.

Préparation et détails

Expliquez comment l'Homme modifie les flux de matière et d'énergie dans un agrosystème.

Conseil de facilitation: Dans la 'Simulation : Le jeu du rendement', guidez les groupes pour qu'ils justifient leurs choix d'intrants en fonction des objectifs de rendement et des contraintes environnementales.

Setup: Espace modulable avec différents îlots de travail

Materials: Fiches de rôle avec objectifs et ressources, Monnaie fictive ou jetons de jeu, Tableau de suivi des tours

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

Rotation par ateliers

⏱ 55 min·Petits groupes

Rotation par ateliers: Les types d'agrosystèmes

Trois ateliers présentent des systèmes différents : une monoculture intensive, un élevage hors-sol et un jardin en permaculture. Les élèves doivent noter pour chaque poste les entrées (énergie, intrants) et les sorties (produits, déchets, pollution).

Préparation et détails

Analysez les objectifs de production d'un agrosystème.

Conseil de facilitation: Pendant la 'Station Rotation', aidez les élèves à relier les caractéristiques de chaque système présenté (monoculture, élevage hors-sol, etc.) aux principes généraux de la gestion des agrosystèmes.

Setup: Tables ou bureaux organisés en 4 à 6 pôles distincts dans la salle

Materials: Fiches de consignes par station, Matériel spécifique à chaque activité, Minuteur pour les rotations

• Mémoriser
• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Autogestion
• Compétences relationnelles

Enseigner ce sujet

L'enseignement des agrosystèmes gagne à utiliser des analogies concrètes pour illustrer des concepts abstraits comme la photosynthèse ou les cycles biogéochimiques. Il est essentiel de mettre l'accent sur la différence fondamentale de gestion de la biomasse entre les écosystèmes naturels et les agrosystèmes, qui est souvent une source de confusion.

À quoi s’attendre

Les élèves démontrent une compréhension claire des caractéristiques spécifiques des agrosystèmes, notamment la simplification, le contrôle humain et l'exportation de biomasse. Ils peuvent comparer ces systèmes aux écosystèmes naturels et identifier les impacts des interventions humaines.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

Lors de la 'Comparaison de flux', les élèves peuvent penser qu'un champ de maïs est un milieu naturel.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Utilisez les schémas fournis pour la 'Comparaison de flux' afin de montrer comment la biodiversité est réduite volontairement dans le champ de maïs par rapport à la forêt, mettant en évidence la simplification du réseau trophique et le contrôle humain.

Idée reçue courante

Pendant la 'Simulation : Le jeu du rendement', les élèves pourraient considérer les engrais comme la seule source de 'nourriture' pour les plantes.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Dans le cadre de la 'Simulation : Le jeu du rendement', lors de la discussion sur les intrants, rappelez aux élèves que les plantes produisent leur propre nourriture par photosynthèse et que les engrais fournissent des minéraux essentiels à leur croissance, comme des matériaux de construction sur un chantier.

Idées d'évaluation

Vérification rapide

Après la 'Comparaison de flux', demandez aux élèves d'identifier 3 différences majeures dans la structure et 2 dans le fonctionnement entre les schémas de la forêt et du champ de blé.

Billet de sortie

Après la 'Simulation : Le jeu du rendement', demandez aux élèves de définir en une phrase ce qu'est l'exportation de biomasse et de donner un exemple concret tiré du jeu.

Question de discussion

Au cours de la 'Station Rotation', lancez une discussion : 'Pourquoi un agriculteur doit-il apporter des engrais à son champ alors que la nature recycle la matière morte dans une forêt ?' Guidez la discussion vers l'exportation de biomasse et le déséquilibre des flux dans les agrosystèmes.

Extensions et étayage

• Challenge : Demandez aux élèves de concevoir un agrosystème fictif en tenant compte des principes vus, en justifiant leurs choix.
• Scaffolding : Fournissez des schémas de flux de matière et d'énergie plus complets pour la 'Comparaison de flux', en demandant de colorier les éléments exportés.
• Deeper : Proposez une étude de cas sur l'agroécologie ou la permaculture comme alternative aux agrosystèmes conventionnels.

Vocabulaire clé

Agrosystème	Un écosystème modifié par l'homme pour la production agricole. Il se caractérise par une simplification des espèces et une gestion active des flux de matière et d'énergie.
Écosystème naturel	Un système où les organismes interagissent entre eux et avec leur environnement physique, sans intervention humaine significative dans ses flux et sa structure.
Productivité primaire	La quantité de biomasse produite par les organismes autotrophes (principalement les plantes) d'un écosystème, grâce à l'énergie solaire, sur une période donnée.
Exportation de biomasse	Le retrait de matière organique produite (récoltes, bétail) hors de l'agrosystème, ce qui le distingue d'un écosystème naturel où la matière retourne généralement au sol.
Intrants	Les éléments ajoutés par l'homme dans un agrosystème pour compenser les pertes ou améliorer la production, tels que les engrais, l'eau d'irrigation, ou les semences sélectionnées.