Sciences de la vie et de la Terre · Seconde

Idées d’apprentissage actif

Mesure et inventaire de la biodiversité

Les élèves retiennent mieux la mécanique évolutive quand ils manipulent directement les variables qui influencent les fréquences alléliques. En simulant des pressions environnementales ou des événements aléatoires, ils passent d'une vision floue de l'évolution à une compréhension concrète des mécanismes statistiques qui la sous-tendent.

• Programmes Officiels
• MEN: Lycee - La biodiversité et ses échelles
• MEN: Lycee - Dynamique de la biodiversité

• 30–50 min
• Binômes → Classe entière
• 3 activités

Activité 01

• Rotation par ateliers
• 50 min · Binômes

Simulation numérique : Évolup' ou NetLogo

Les élèves utilisent un logiciel pour simuler l'évolution d'une population de phalènes ou de prédateurs. Ils font varier la taille de la population ou la pression de sélection et notent l'évolution des fréquences alléliques pour distinguer hasard et sélection.

Décrivez différentes méthodes utilisées pour quantifier la biodiversité dans un écosystème.

Conseil de facilitation

Pendant la simulation numérique, circulez pour poser des questions ciblées : 'Pourquoi la fréquence de cet allèle augmente-t-elle alors que le milieu ne change pas ?' pour amener les élèves à distinguer dérive et sélection.

À observer

Présentez aux élèves deux scénarios : un inventaire réalisé dans une forêt tropicale dense et un autre dans une prairie de montagne. Demandez-leur : Quels défis spécifiques chaque milieu présente-t-il pour l'inventaire ? Quelles méthodes seraient les plus appropriées dans chaque cas et pourquoi ?

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

Activité 02

• Rotation par ateliers
• 45 min · Petits groupes

Jeu de plateau : La survie des becs

Avec différents outils (pinces, cuillères, baguettes) représentant des becs, les élèves doivent ramasser des graines variées. Ceux qui en ramassent le moins 'meurent', les autres se 'reproduisent'. On suit l'évolution de la forme des becs sur 5 générations.

Analysez les défis liés à l'inventaire de la biodiversité dans des environnements complexes.

Conseil de facilitation

Dans le jeu de plateau 'La survie des becs', observez si les élèves attribuent correctement la survie aux traits initiaux plutôt qu'à une transformation des becs en temps réel.

À observer

Donnez aux élèves un tableau de données simplifié d'un inventaire (ex: 3 espèces avec leurs effectifs). Demandez-leur de calculer l'indice de diversité de Shannon et d'expliquer en une phrase ce que ce chiffre révèle sur la communauté étudiée.

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

Activité 03

• Rotation par ateliers
• 30 min · Petits groupes

Collaborative Problem Solving : L'effet fondateur

À partir d'un jeu de cartes représentant des individus colorés, les élèves simulent la colonisation d'une île par un petit groupe. Ils comparent la diversité de l'île avec celle du continent pour comprendre comment le hasard réduit la variabilité génétique.

Justifiez l'importance des inventaires de biodiversité pour la conservation.

Conseil de facilitation

Lors de l'activité collaborative 'L'effet fondateur', guidez les groupes qui confondent hasard et nécessité en leur demandant : 'Pourquoi la fréquence de 40% dans la nouvelle population n'était-elle pas prévisible avant le tirage ?'.

À observer

Sur un post-it, demandez aux élèves d'écrire le nom d'une méthode d'inventaire et de décrire brièvement en deux phrases pourquoi elle est adaptée à un milieu spécifique (ex: le transect pour les zones littorales).

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

Quelques notes pour enseigner cette unité

Commencez par faire émerger les représentations initiales des élèves avec un brainstorming rapide : 'Citez une caractéristique d'un animal qui montre qu'il est bien adapté à son milieu.' Puis, utilisez la simulation numérique pour confronter leurs hypothèses à des données. Évitez d'expliquer trop tôt la dérive génétique : faites-le émerger des résultats aléatoires observés par les élèves eux-mêmes. Terminez par un retour collectif où chaque groupe présente un exemple où la sélection naturelle et la dérive ont joué un rôle différent.

À la fin de ces activités, les élèves expliquent que l'évolution résulte de la variation aléatoire et de la sélection différentielle, sans direction intentionnelle. Ils savent identifier dans une situation donnée quel processus (sélection naturelle ou dérive génétique) domine et justifier leur réponse avec des données simulées ou observées.

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Attention à ces idées reçues

• Pendant la simulation numérique 'Évolup' ou NetLogo', watch for élèves qui pensent qu'un allèle avantageux apparaît soudainement pour répondre à un besoin.

  Redirigez leur attention vers l'interface : 'Regardez bien, la mutation existe déjà dans la population avant que le milieu ne change. Ce que vous observez, c'est la sélection des individus qui la possèdent déjà.'

• Pendant le jeu de plateau 'La survie des becs', watch for élèves qui attribuent la survie des oiseaux à leur capacité à 'apprendre' à utiliser un nouveau type de bec.

  Utilisez la planche de jeu : 'Montrez-moi où est écrit que les becs changent de forme. En réalité, ce sont les oiseaux avec des becs adaptés qui survivent et se reproduisent, pas les becs qui s'adaptent.'

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Méthodes utilisées dans ce dossier

• Rotation par ateliers