Une histoire du monde vivant : connaissance de la biodiversité et de son évolution⚓
- pratiquer des démarches scientifiques
- une histoire du vivant
- la biodiversité et son évolution
- l'évolution comme grille de lecture du monde
- l'évolution humaine
Séance 0 : planification - Ne pas exporter pour les élèves⚓
Chapitre 1 : Comment connaître et estimer la biodiversité - I)⚓
- exploiter des documents
- la biodiversité et son évolution
Fiche intégrée à la progression (non visible sur la fiche élève) → CLIC DROIT éditer le tableau pour adapter le modèle de tableau. Fiche adaptée du document créé par Magali Gallezot, Sylvie Larbi et Delphine Séchet dans le cadre du master MEEF SVT.
Rappel : problème de séquence (fil rouge) → Comment l'utilisation croisée des mathématiques et des Sciences de la Vie permet elle de mieux comprendre l'évolution des écosystèmes terrestres et des espèces mais aussi de prendre des décisions pour pour protéger la biodiversité sur Terre dont l'être humain fait partie.
OBJECTIFS SPÉCIFIQUES DE LA SÉANCE DE COURS : Explicitation des objectifs notionnels visés et reformulés par rapport au BO ; explicitations des objectifs de savoir faire et savoir être
A la fin de la séance les élèves auront compris
que différentes méthodes d'échantillonnage sont utilisées pour estimer le plus fidèlement possible la biodiversité et son évolution
qu'il est nécessaire d'estimer le nombre d'espèces dans différents écosystèmes mais aussi l'abondance des individus au sein d'une population, d'une espèce ou d'un groupe plus large
en réalisant une recherche documentaire, à partir de vidéos de campagnes de recherche pluridisciplinaires, au cours d'un travail en classe puzzle.
Durée (ex à modifier) | Contenus scientifiques et pédagogiques
| Repères théoriques (ex : démarche d'investigation...) | Méthode pédagogique (individu/groupe) | Compétences visées (méthodologiques et techniques) réellement travaillées → celles qui font objet ciblé de l'apprentissage du jour Évaluations formatives/sommatives | Support utilisé et matériel technique Hygiène et sécurité |
15 min | Introduction/rappels/pbq/ plan Recueil des représentations initiales, rappel des échelles de la biodiversité et de la notion d'espèce vue en seconde. Comment l'utilisation croisée des mathématiques et des Sciences de la Vie permet elle de mieux comprendre l'évolution des écosystèmes terrestres et des espèces mais aussi de prendre des décisions pour pour protéger la biodiversité sur Terre dont l'être humain fait partie? Transition : Savez vous si on est en mesure de décrire et quantifier complètement la biodiversité terrestre et connaissez vous des méthodes qui permettent de faire cela et des personnes dont c'est le métier ? | Mise en place de la démarche d'investigation à l'échelle de la séquence | Individuellement | Trier des informations | Vidéo de lancement les sardines ont perdu près de 25% de leur taille en Méditerranée |
22 min | I) Quelques méthodes pour caractériser et estimer la biodiversité I) Quelques méthodes pour caractériser et estimer la biodiversité | Démarche inductive (à partir d'exemples identification d'une méthode d'étude). | Travail par groupes d'experts : visualiser la vidéo et identifier des caractéristiques puis en groupes d'apprentissage | exploiter des documents Les groupes d'apprentissage rendent leur tableau de comparaison : évaluation formative. | 2 vidéos mnhn |
10 min | Conclusion puis bilan | Conclusion activité puis Institutionnalisation des connaissances |
Chapitre 1 II et Chapitre 2 : Echantillonner des populations avec précision⚓
- organiser, effectuer et contrôler des calculs
- identifier et choisir des notions, des outils et des techniques, ou des modèles simples pour mettre en œuvre une démarche scientifique
- utiliser des logiciels d'acquisition, de simulation et de traitement de données (SVT 2de GT)
- communiquer dans un langage scientifiquement approprié : oral, écrit, graphique, numérique
- la biodiversité et son évolution
Fiche intégrée à la progression (non visible sur la fiche élève) → CLIC DROIT éditer le tableau pour adapter le modèle de tableau. Fiche adaptée du document créé par Magali Gallezot, Sylvie Larbi et Delphine Séchet dans le cadre du master MEEF SVT.
Rappel : problème de séquence (fil rouge) → Comment l'utilisation croisée des mathématiques et des Sciences de la Vie permet elle de mieux comprendre l'évolution des écosystèmes terrestres et des espèces mais aussi de prendre des décisions pour pour protéger la biodiversité sur Terre dont l'être humain fait partie.
OBJECTIFS SPÉCIFIQUES DE LA SÉANCE : Explicitation des objectifs notionnels visés et reformulés par rapport au BO ; explicitations des objectifs de savoir faire et savoir être
A la fin de la séance les élèves auront compris
que parmi les différentes méthodes permettant d'estimer l'effectif d'une population à partir d'échantillons, la méthode capture, marquage recapture permet d'obtenir un résultat grâce au calcul d'une quatrième proportionnelle ;
qu'il y a une fluctuation d'échantillonnage mais que le calcul d'un intervalle de confiance permet d'estimer la fiabilité des résultats obtenus ;
en utilisant une simulation mathématique de la méthode CMR puis en appliquant la méthode à un exemple concret et en modélisant la fluctuation d'échantillonnage grâce à un modèle multi-agent. Les résultats obtenus serviront à déterminer les bornes d'un intervalle de confiance à 95%.
Ils testeront leur compréhension en réalisant un quiz numérique comportant des feed-backs immédiats avant de rédiger un bilan en autonomie.
Durée (ex à modifier) | Contenus scientifiques et pédagogiques
| Repères théoriques (ex : démarche d'investigation...) | Méthode pédagogique (individu/groupe) | Compétences visées (méthodologiques et techniques) réellement travaillées → celles qui font objet ciblé de l'apprentissage du jour Évaluations formatives/sommatives | Support utilisé et matériel technique Hygiène et sécurité |
5 min | Restitution des copies - tableaux de chaque groupe photocopiés pour chaque élève. Retour sur les productions. Présentation des problèmes du jour : comment estimer l'effectif d'une population sans compter tous les individus et comment s'assurer de la fiabilité de l'estimation ? | Tissage entre séance | Classe entière | ||
20 min | II) Une technique pour estimer la taille d'une population en danger Utiliser la simulation mathématique pour comprendre puis tirer un cas au sort, effectuer le calcul et remplir le tableur. Répondre aux questions. Ecrire le calcul dans son cahier. Expliquer pourquoi il s'agit d'une estimation et non d'un comptage. | Activité numérique, coup de pouce disponible, activité geogebra : modèle pour aider à la compréhension. Autonomie intellectuelle | Binômes | organiser, effectuer et contrôler des calculs | Ordinateurs ou tablettes des élèves - wifi pour tableur collaboratif |
2 min | Mise en évidence des différences entre les estimations des différents comptages et recherche d'une explication. | Tissage entre activités | Classe entière | ||
3 min | On cherche à ce que les élèves proposent que l'échantillonnage est plus fiable quand les effectifs prélevés sont plus importants. Recherche d'une méthode permettant de savoir si les résultats obtenus sont fiable ? On attend la proposition de méthodes de traitement statistique des données. Proposition de tester la méthode de l'intervalle de confiance à 95%. | Tissage puis présentation de la démarche | |||
15 min | Noter Chapitre 2 : Echantillonner des populations avec précision Estimation de la marge d'erreur d'un comptage dans une population | Démarche argumentative. Degré d'autonomie : encadrée | Binômes ou quadrinômes selon équipement de la salle Réalisation d'un quiz suite à l'obtention des résultats de la modélisation puis à leur traitement | organiser, effectuer et contrôler des calculs Utiliser un logiciel de modélisation et un tableur Identifier la signification de la méthode proposée | Ordinateurs ou tablettes des élèves - wifi |
10 min | Construction du bilan | Conclusion et bilan Autonomie intellectuelle. | quadrinômes | Communiquer dans un langage scientifiquement approprié. Evaluation formative | sur feuille |
Bilan notionnel de la séance | Peut aussi être placé après l'activité. | ||||
Travail à réaliser pour la séance suivante | Voir document en fin d'activité. | ||||
Observations, difficultés rencontrées | Voir document en fin d'activité | ||||
intégré à la progression (non visible sur la fiche élève) → CLIC DROIT insérer/modifier un tableau pour adapter le modèle de tableau.
Bilan notionnel de la séance | Bilan notionnel du II. La méthode capture/marquage/recapture permet d'estimer la taille d'une population en capturant ou recensant seulement une partie des individus de la population. Pour cela on capture une partie de la population qui sera marquée et relâchée puis on réalise une deuxième capture dans laquelle la proportion des individus marqués est identifiée. On utilise alors le calcul d'une quatrième proportionnelle. Il y a cependant des conditions à respecter pour utiliser cette méthode : les espèces ou les individus ne doivent pas quitter le milieu facilement entre deux opérations de comptage. La comparaison des résultats obtenus pour les différentes campagnes d'échantillonnage, montre que les effectifs capturés étaient différents et que les estimations couvrent une grande plage de valeurs. Comment avoir une idée de la confiance qu'on peut avoir dans ces résultats ? | ||||
Travail à réaliser pour la séance suivante | Bilan à mémoriser et coup de pouce à apprendre pour la séance suivante. | ||||
Observations, difficultés rencontrées | Idée de la proportionnalité arrivée assez vite chez les élèves de spécialité scientifique suite à la simulation géogebra. | ||||
Chapitre 2 : Echantillonner des populations avec précision
intégré à la progression (non visible sur la fiche élève) → CLIC DROIT insérer/modifier un tableau pour adapter le modèle de tableau.
Bilan notionnel de la séance | Quand on réalise des échantillonnages de population on peut utiliser des méthodes statistiques pour éprouver la confiance que l'on peut avoir dans les résultats obtenus. La taille de l'intervalle de confiance dépend de l'effectif de l'échantillon représenté par n dans la formule : [ f− 1 /√n ; f+ 1/ √n]. Intervalle de confiance à 95 % signifie que sur 100 captures d'échantillons de même taille, la vraie proportion du caractère dans la population réelle totale se trouvera 95 fois dans l'intervalle. Plus l'échantillon est important, plus l'intervalle de confiance est petit. En effet 1 /√n est d'autant plus petit que n est grand. Il n'est pas nécessaire de connaître la vraie proportion du caractère dans la population entière pour pouvoir calculer l'intervalle de confiance à 95%. On calculer cet intervalle à partir de la fréquence trouvée à partir de la capture d'un échantillon de la population totale. Si on dispose de plusieurs captures on peut utiliser la moyenne des fréquences trouvées à chaque capture. Quand on recherche la fréquence d'un caractère dans plusieurs échantillons successifs prélevés dans une population on observe des variations autour d'une moyenne qu'on appelle fluctuation d'échantillonnage. Nous avons identifié comment estimer la biodiversité d'espèces ou d'individus par différentes méthodes. Il existe une échelle d'observation de la biodiversité au niveau des allèles. Comment décrire l'évolution des populations à l'échelle des allèles en la modélisant mathématiquement ? | ||||
Travail à réaliser pour la séance suivante | Travailler la partie « pour aller plus loin » de manière à pouvoir l'expliquer au groupe à la séance suivante. Réaliser un exercice d'application. Par exemple l'exercice 4 p 200 du Hatier enseignement scientifique de terminale. Groupe sanguin En France, la proportion de personnes de groupe sanguin AB serait de 10 % avec une marge d’erreur de 2,94 %. 1.Préciser l’intervalle de confiance au niveau de confiance de 95 % pour cette proportion. 2. Quelle était la taille de l’échantillon considéré pour déterminer un tel intervalle de confiance ? | ||||
Observations, difficultés rencontrées | |||||