La classification du vivant l cole l mentaire

1. La classification du vivant à l’école élémentaire À partir du livre de Guillaume Lecointre « Comprendre et enseigner la classification du vivant » Guide Belin de l’enseignement – 25 € Une adresse incontournable : http://www.perigord.tm.fr/~ecole-scienc/index.php Gilles Cappe Maître ressources Sciences Région Havraise -2005 Christophe Lenouvel MRS Canteleu - 2008 Jean-Pierre Andrieu - MRS - Secteur Dieppe - 2008

2. Rien n’a de sens en biologie si ce n’est à la lumière de l’évolution. T. Dobzhansky, généticien allemand (1900-1975)

3. Qu’est ce que classer ? Ranger - Trier - Classer

5. Objectif : rendre intelligible le monde du vivant comprendre ce qui explique l'unité et la diversité Qu’est ce que classer ?

6. Un peu d’histoire …

7. Un peu d’histoire …

8. Un peu d’histoire …

9. Un peu d’histoire …

11. La classification à l’école primaire La science des classifications = la systématique L’identification, la description et l’inventaire des êtres vivants présents et passés La classification permet de rendre intelligible la diversité du vivant (diversité ? complexité). A l’école primaire : observer, décrire, nommer puis classer des êtres vivants.

12. Les espèces se transforment naturellement selon certains processus de l’évolution qui expliquent la diversité des espèces.

13. Les organismes vivants présentent des caractères homologues d’ordre : anatomique (plan d’organisation) génétique (forme des chromosomes) moléculaire (séquences d’ADN)

15. A l’école, on travaillera sur les caractères d’ordre anatomique (essentiellement externes). On regroupera dans un même ensemble les organismes qui partagent les mêmes attributs morphologiques.

16. Un groupe doit posséder des caractères exclusifs absents dans les autres groupes. Ces caractères constituent une innovation. Des écailles sur les ailes = lépidoptères dans le groupe plus large des hexapodes. Des poils et des glandes mammaires = mammifères dans le groupe plus large des tétrapodes.

17. Les collections proposées doivent être bien sélectionnées pour éviter les pièges que nous tend la biodiversité. La relation de parenté est phylogénétique (qui est le plus proche de qui ?) et non pas généalogique (qui vient de qui?) car, souvent, l’ancêtre commun est hypothétique.

19. Groupes maintenus : mammifères,oiseaux, vertébrés… Groupes disparus : invertébrés, poissons, reptiles…. Pourquoi ?

20. Invertébrés : regroupe méduses, insectes, vers de terre, étoiles de mer Aucun caractère exclusif Leur réunion ne présente aucun fait évolutif particulier Poissons : vertébrés aquatiques ne possédant pas de pattes. Poissons à squelette osseux Poissons à squelette cartilagineux La truite est donc plus proche du chimpanzé que d’un requin. (Pour Linné, vertébré au corps constitué d’écailles non soudées. Ce n’est pas vrai pour la raie, les lamproies, les requins,…, pourtant Linné les a inclus). On a souvent tendance a inclure la baleine ou le dauphin comme poisson. Reptiles : crocodiliens, lépidosauriens (serpents, lézards), chéloniens (tortues) Un groupe comprend l’ancêtre commun et tous ses descendants… Or, l’oiseau a aussi cet ancêtre commun.

21. Observation et description Qu’observe-t-on ? Comment observe-t-on ? Quels mots met-on sur ce qu’on observe ? L’observation permet de mettre en évidence ce que les êtres vivants ont et non pas, ce qui leur fait défaut, en particulier en comparaison avec l’homme. Acquisitions : Un lexique (pour nommer les caractères ) Des concepts liés à ce vocabulaire (squelette, queue, nageoire, antenne, tentacule, coquille…)

22. Tri, rangement, classement Donner du sens : la classification du vivant nous dit quelque chose sur le monde, sur la transformation des espèces au cours du temps.

24. Les animaux : Les mollusques (gastéropodes, céphalopodes, bivalves) Les annélides (corps annelé: vers) Les insectes (hexapodes) Les échinodermes (squelette sans peau : étoile de mer) Les cnidaires (harpons urticants : méduses) Les vertébrés

25. Les vertébrés Les vertébrés cartilagineux Les vertébrés à nageoires rayonnées Les lissamphibiens Les mammifères Les chéloniens Les squamates Les crocodiliens Les oiseaux

26. Une documentation importante est nécessaire (travail de recherche et de sélection préalable par l’enseignant – photos, textes, sites) Beaucoup de questions des enfants portent sur des caractères difficilement observables ( mamelles de la baleine, plumes des manchots, le squelette du serpent)

27. Les ressemblances pièges : Un critère plus ancien à toute la collection qui semble un caractère évolutif (queue en forme de nageoire) Caractères semblables mais acquis indépendamment : ailes des oiseaux et des chauves souris Reversion : attributs perdus (serpent qui a perdu ses pattes, baleine qui a perdu ses membres postérieurs)

29. Les 10 travaux d’Hercule Classificator 1) Ajuster le niveau de perception des êtres vivants observés (Les élèves apprennent à percevoir, observer, désigner, nommer des êtres vivants et des éléments de leur anatomie) 2) Distinguer les actions de trier, ranger, classer (produire et argumenter des mises en ordre pour penser le monde) 3) Observer et décrire les espèces d’une collection (préciser le vocabulaire anatomique en évacuant les effets de taille, couleur et situations, focaliser sur ce que les espèces ont)

30. 4. Faire une liste des attributs observés et constater que certains sont partagés (page 76) (tbi p7) 5. Faire émerger l’ensemble le plus inclusif (basé sur l’attribut le plus général, partagé par toutes les espèces) 6. Faire émerger les ensembles emboîtés (jusqu’à « épuisement » des attributs)

31. 7. Apprendre des mots nouveaux (attributs mais surtout le nom des ensembles dans la classification simplifiée) 8. Faire émerger la causalité sous-jacente au partage des attributs (d’où viennent les attributs communs?) 9. Transposer les ensembles emboîtés en arbres 10. Utiliser la classification (placer dans l’arbre des espèces actuelles ou fossiles)

32. La fatigue est-elle un attribut du mammifère ?

33. Protocoles pédagogiques pour la maternelle La programmation des activités « L’école maternelle permet à l’enfant d’exercer sa curiosité en découvrant, au-delà de l’expérience immédiate, quelques-uns des phénomènes qui caractérisent la vie… Il expérimente les instruments du travail intellectuel qui permettent de décrire la réalité, de la quantifier, de la classer ou de la mettre en ordre, en un mot de la comprendre » B.O. 14/02/2002 Programmation doc 2 – p 79

34. Protocoles pédagogiques pour la maternelle

35. Objectifs Situations de départ Recueil des conceptions initiales Confrontations des conceptions Activités d’investigation Observer Représenter et décrire Comparer Faire une recherche documentaire Visiter, enquêter Mettre en forme les recherches et les découvertes Formalisation des connaissances et généralisation Evaluation

36. Objectifs : Susciter une découverte active du monde qui participe à la culture des élèves et à leur questionnement Développer l’observation et la représentation; amener les élèves à repérer des éléments de la morphologie des animaux, à les décrire, à les représenter par le dessin et à les comparer d’un animal à l’autre Mettre en place des éléments du lexique anatomique qui permettent de nommer ce que l’on observe. Construire des outils de référence : fichier, dictionnaire Procéder à des tris, des rangements, des classements nécessités par la réalisation de projets : sélection d’images, création d’albums, réalisation de jeux de société

37. Situations de départ : Rechercher les animaux qui peuplent la cour de récréation, le bois voisin… Découvrir une ferme, un zoo Elever des animaux en classe (phasmes, ténébrion, araignée, criquet …) Regarder des albums

38. Recueil des conceptions initiales = apprécier les connaissances des élèves : Étendue et précision du lexique permettant de nommer les animaux. Etendue et précision du lexique permettant de nommer les différentes parties des animaux = évaluer les compétences mises en œuvre : Capacité à : observer avec précision S’interroger au-delà d’une première approche Représenter le réel Organiser et catégoriser

39. Recueil des conceptions initiales Demander aux élèves de nommer les animaux qu’ils associent à un milieu de vie, à un mode de locomotion… Moyenne section : Dans l’étang, Des grenouilles, des baleines, des lions, des crocodiles, des éléphants, des canards, des requins. Non, les requins, c’est que dans la mer. Les baleines aussi, c’est que dans la mer ! Des crabes Ça aussi, c’est que dans la mer.

40. Protocoles pédagogiques pour la maternelle Recueil des conceptions initiales S’exprimer sur un animal particulier En grande section, sur le loup : Les loups mangent de la viande. Ils ont des dents pointues, ils peuvent mordre Ils sont méchants. Ils mangent des cochons et des lapins. Y en a presque plus sauf dans les montagnes. Il y a aussi des loups des neiges… Tu peux les attacher sur un traîneau et après ils te tirent sur la neige… Les loups, si on les embête pas, ils ne nous font pas de mal. Les loups, ça mange les humains. Non, ils mordent. La femelle, c’est la louve mais je sais pas pour les bébés. Des loupiots Non, des louveaux

41. Protocoles pédagogiques pour la maternelle Recueil des conceptions initiales Dessiner les animaux qu’on va rencontrer ou qu’on a rencontrés

42. Protocoles pédagogiques pour la maternelle Recueil des conceptions initiales Sélectionner dans une série de photos les animaux qui vivent dans la ferme, dans le bois et justifier le choix. En moyenne section, par groupe, les animaux de l’étang : Le canard colvert : il a des pattes pointues avec des griffes plates, un bec jaune, la tête verte. Il a des couleurs; blanc dans la queue, bleue dans sa viande. La grenouille verte : elle a deux yeux. Elle a 4 pattes. Les doigts ne sont pas pareils devant et derrière. Elle saute dans la mare comme ça avec ses pattes. Elle a 4 doigts devant et 5 derrière. Sur son ventre, il y a des tâches noires. Elle a une petite bouche. Le héron cendré : c’est un oiseau. Il a un grand bec rouge. Il a du noir, du blanc, un peu de rouge. Il a une tête, deux yeux, un cou, un dos. Il a deux longues pattes. Il a des poils. Remarque : Descriptions spontanées « positives »

43. Protocoles pédagogiques pour la maternelle Confrontations des conceptions L’enseignant intervient pour inciter les élèves à préciser, à se mettre d’accord ou à exprimer un désaccord justifié. Les élèves apprennent à intervenir à bon escient, à échanger, à argumenter, à mieux s’exprimer, à affiner cette expression (oral, dessin) pour convaincre. La confrontation débouche sur des questions, des projets d’actions pour vérifier, en savoir plus, pour voir qui a raison

44. Protocoles pédagogiques pour la maternelle Confrontations des conceptions En moyenne section, à propos d’une écrevisse dessinée sur une affiche représentant la faune de la rivière : Enfant 1 : Y a un crabe. Enfant 2 : C’est pas un crabe. Un crabe, ça vit pas dans l’eau de la mare… Le crabe, il vit dans la mer, c’est de l’eau salée. La mare, c’est pas de l’eau salée. Enseignant : Qu’est-ce qui te fait penser que c’est un crabe ? Enfant 3 : Un crabe, c’est rond. Enfant 4 : Avec des pinces. Enfant 1 : ça ressemble à un crabe mais son corps est allongé.

45. Confrontations des conceptions La discussion sur le loup ayant fait apparaître des contradictions, les élèves décident de « faire » : On veut des livres de dents de loup. Comment s’appellent les loups qui traînent les traîneaux ? Ou si c’est des chiens. On pourrait demander à quelqu’un, à des adultes, si c’est des chiens ou des loups de traîneau. Pour savoir si c’est des chiens ou des loups, on peut leur ouvrir la bouche. Mais on n’a pas de loup. Mon papa, je crois qu’il a des cassettes d’animaux. On peut regarder dans des livres pour voir comment y s’appellent les bébés de la louve et du loup. Et à la télé. Ou dans des DVD. Alors, on pourrait chercher aussi qui est le chef des loups? Oui, on pourrait savoir comment on le reconnaît.

46. Protocoles pédagogiques pour la maternelle Les activités d’investigation Observer Pour repérer des éléments permettant de décrire des animaux Pour établir des comparaisons Pour acquérir un lexique (thorax = la partie où sont accrochées les pattes) Utiliser des jumelles, des loupes, des boîtes transparentes, des rouleaux de carton, des photos, des films… Proposer des vues du dessus, du dessous, de côté, agrandies, en taille réelle… : distinguer réalité et représentation du réel Orienter l’observation par le repérage des grandes fonctions (locomotion, alimentation, relations avec le milieu) et des organes qui les servent pour distinguer petit à petit l’organe et la fonction. Un organe, deux fonctions : l’aile du canard, l’aile du manchot Une fonction, deux organes : la nageoire du brochet, la patte de la grenouille.

47. Protocoles pédagogiques pour la maternelle Les activités d’investigation Représenter et décrire, comparer Représenter permet de mieux observer, et observer permet de mieux représenter. Le dessin devient dessin d’observation. Le dessin est plus efficace pour l’analyse et la communication que la photo ! Le dessin est « lu » par d’autres, il doit être « explicite » ! Le dessin peut être « associé » à la photo. Bien sûr, l’observation et la représentation servent la comparaison.

48. Protocoles pédagogiques pour la maternelle Les activités d’investigation La recherche documentaire En sélectionnant eux-mêmes les documentaires utiles, les élèves prennent des repères de lecture et apprennent à différencier les types d’écrit (récits et documentaires). On établit des collections thématiques de photos. On réalise une fiche signalétique. On illustre un « dictionnaire » On réalise un album « scientifique »

49. Protocoles pédagogiques pour la maternelle Les activités d’investigation La visite, l’enquête L’aquarium, la ferme, le haras… Le muséum d’histoire naturelle L’infirmière, le médecin, le vétérinaire, l’entomologiste, l’éleveur, le pêcheur, le garde, le taxidermiste…

50. Protocoles pédagogiques pour la maternelle Les activités d’investigation La mise en forme des recherches Créer un fichier des animaux rencontrés et étudiés ( fonctions du vivant, milieux, classification scientifique, chaînes alimentaires, régimes alimentaires…) Réaliser un album mêlant fiction et documentaire (séparer affectif et scientifique, registres de langue). Créer un album sur un milieu donné. Créer un album de « pattes, têtes, ailes, dents ». Créer un dictionnaire des termes employés pour décrire et classer un animal. Réaliser un jeu (puzzle, memory, portrait, dominos) pour réinvestir et affiner le lexique. Créer des planches tactiles (plumes, duvet, poils). Réaliser des animaux en matériaux divers.

51. Protocoles pédagogiques pour la maternelle Formalisation des connaissances et généralisation Autour de moi, je vois des animaux que je peux décrire et dessiner. Le corps des animaux est fait de plusieurs parties que je peux désigner et nommer. Je sais que pour se déplacer, les animaux utilisent…, pour manger…., pour entendre…, pour voir…

52. Protocoles pédagogiques pour la maternelle L’évaluation Les élèves sont capables de Reconstituer l’image du corps de quelques animaux différents (insecte, mammifère, oiseau) et de nommer les différentes parties du corps (tête, corps, pattes, ailes…) Citer le mode de locomotion de quelques animaux et de nommer les organes du mouvement (pattes, ailes, nageoires, jambes) Montrer et nommer les organes permettant l’alimentation de quelques animaux (bouche, dents, langue…) Citer certains organes des sens de quelques animaux (antennes, oreilles, yeux…) Respecter quelques règles élémentaires pour la réalisation d’un dessin d’observation ou d’un croquis.

53. L’évolution permet la survie et le développement des espèces les mieux adaptées ?

54. Protocoles pédagogiques

58. Protocoles pédagogiques

59. Protocoles pédagogiques

60. Propositions d’activités

61. Propositions d’activités : objectifs

62. Propositions d’activités : situation de départ

63. Propositions d’activités : recueil de conceptions initiales

64. Propositions d’activités : décrire

65. Propositions d’activités : décrire

66. Propositions d’activités : décrire

67. Propositions d’activités : décrire

68. Propositions d’activités : décrire

69. Propositions d’activités : organiser

70. Propositions d’activités : organiser

71. Propositions d’activités : organiser

72. Propositions d’activités : Classer

73. Propositions d’activités : Classer Rechercher les caractères communs Travail par groupe avec documentation. Porte-parole indiquent leurs sources. Liste des caractères complétée au fur et à mesure Synthèse : certaines collections peuvent s’imbriquer (la 1 dans la 7) Distribuer les petites collections doc 6 p 100 (TBI p 12 à 16)

74. Propositions d’activités : Classer

75. Activité 3 : Classer

76. Activité 3 : Classer

77. Activité 3 : Classer

78. Activité 3 : Classer

79. Activité 3 : Classer

80. Activité 3 : Classer

81. Propositions d’activités : Classer

82. Propositions d’activités : Classer

83. Propositions d’activités : activités d’investigation (2) des parties au tout

84. Propositions d’activités : Classer L’enseignant organise la confrontation et le débat sur les méthodes de travail, sur les résultats obtenus. Il introduit le nom des groupes : métazoaires, vertébrés, tétrapodes, actinoptérygiens, arthropodes, insectes, oiseaux, mammifères, mollusques, annélides … (doc 1 : classification simplifiée et liste des animaux à éviter) ) N.B. On ne demandera pas la mémorisation de tous les noms mais les élèves devront être capables d’utiliser un tableau simplifié pour nommer les groupes donnés.

85. Propositions d’activités : Classer Elaborer une classification scientifique Discuter de l’origine des ressemblances entre espèces Rappel : La ressemblance est le fruit du mécanisme évolutif défini par Darwin : Au cours de la généalogie des êtres vivants, ceux-ci se transforment en léguant des attributs héréditaires, anciens et nouveaux, à leur descendance. Un attribut trouvé à l’état identique chez plusieurs espèces actuelles a probablement été légué par un ancêtre commun hypothétique exclusif à ces espèces. Cet ancêtre n’est pas identifié. Dieu les a fait comme ça. Parce qu’ils font des bébés. Ils sont cousins. Ils viennent du ventre de la même mère, mais cette mère vivait au temps de la préhistoire. Ils sont faits tous pareils. On vient tous du même endroit. On a le même ancêtre que le gorille, le singe et que tous ceux qui ont un squelette à l’intérieur.

86. Propositions d’activités : Classer

87. Propositions d’activités : Classer

88. Propositions d’activités : Classer

89. Evaluation