1© DIP GENÈVE 2011-2013 DOCUMENT DE LIAISON
Document de liaisonBiologie
Cours de base 9e-10e
Spécificité cantonaleProgramme de 11e LS profil S
Année scolaire 2013-2014
REPUBLIQUE ET CANTON DE GENEVEDépartement de l'instruction publique, de la culture et du sportEnseignement secondaire I - Cycle d'orientationEnseignement secondaire I – Cycle d’orientationDirection générale – Service de l’enseignement
AVERTISSEMENT Ce document place les repères pour une cohérence partagée entre les 20 écoles du cycle d’orientation dans la mise en œuvre du PER. Il ne se substitue pas au Plan d’études romand, il en facilite l’application concrète dans les classes genevoises.
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Biologie 9e-10e
1. Introduction
La Commission PER du groupe de biologie (CPERBIO) a eu pour mandat de conduire une analyse rigoureuse et concrète sur les évolutions induites par la mise en œuvre du PER dès la rentrée 2011 et ceci dans le contexte de la nouvelle organisation du cycle d’orientation.
Les apprentissages attendus en biologie au cycle 3 sont décrits dans le PER dans les chapitres MSN 35, 37 et 38. Cependant, certains de ces apprentissages sont répartis sur deux ou trois ans. Dès lors, le travail a été de répartir au mieux l’ensemble de ces apprentissages pour le tronc commun de l’enseignement en biologie qui est prévu en 9e et 10e.
Le rapport comprend la répartition des thèmes pour l’enseignement de la biologie en 9e et 10e, ainsi que des annexes (l’explication des choix didactiques ayant mené à la répartition des apprentissages, des tableaux synoptiques de comparaison présentant les changements au niveau des apprentissages entre le PER et l’ancien plan d’études genevois de biologie (2001), et un document de problématisation mettant en lumière les difficultés auxquelles le groupe de biologie pourrait être confronté lors de la mise en œuvre du PER dans le contexte genevois).
Il est à noter que les contenus des thèmes ne sont pas détaillés et qu’ils devront faire l’objet d’un travail ultérieur qui déterminera un « corpus de notions ». Il est également important de retenir que ce document ne remplace pas le PER et qu’il constitue une déclinaison concrète du PER dans le cadre de la 9e et de la 10e année du cycle d’orientation genevois.
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2. Répartition des progressions d’apprentissage de biologie en 9e et 10e
La répartition des progressions d’apprentissage entre la 9e et la 10e proposée dans ce chapitre est le fruit d’un consensus qui tient compte des consultations menées auprès des enseignant-e-s de biologie. La répartition a été organisée de manière à avoir un découpage des notions et démarches chronologiquement cohérent.
Les tableaux de synthèse des thèmes (a) offrent une vue d’ensemble pour la 9e et la 10e.
Pour la 9e année, les contenus sont regroupés en deux parties. Dans le premier bloc, on considère plus particulièrement les niveaux d’organisation allant de l’organisme à l’écosystème, tandis que dans le second, les niveaux d’organisation vont de la cellule au système. Il est à noter que les thèmes « définition du vivant » et « les niveaux d’organisation du vivant » ne sont pas à étudier en soi. Ils peuvent servir de fil rouge tout au long de l’année et / ou être utilisés comme des liens.
Pour la 10e année, les contenus sont répartis en trois thèmes. Ces derniers sont réunis dans le tableau de synthèse en deux unités. Le premier ensemble regroupe les deux thèmes allant de « la cellule au système ». Le troisième thème relatif aux écosystèmes fait partie du second bloc. La prévention et les niveaux d’organisation sont classés comme des fils rouges / liens.
Au sein de chaque « bloc », la chronologie des thèmes est laissée à l’appréciation des enseignant-e-s ou des groupes. Cependant, en 9e, la chronologie proposée respecte au mieux le développement cognitif des élèves.
Le tableau de synthèse des démarches (a) est organisé de manière à proposer une construction progressive des démarches (ou compétences des élèves) au fil des années.
Dans les tableaux de la répartition des progressions des apprentissages en 9e (b) et 10e (c), les colonnes « Progressions des apprentissages » et « Attentes fondamentales » contiennent les termes directement tirés du PER. La colonne « Démarche du PER » établit un lien entre les démarches, les apprentissages et les attentes fondamentales. Elle est à utiliser comme une aide. Elle est complétée par des « Indications pédagogiques centrées sur les démarches » constituant une explicitation. Il est à noter que certaines démarches apparaissent plusieurs fois, montrant la nécessité de les travailler sur la durée et de manière progressive.
Les références à MSN 35 F rappellent l’intention de privilégier les situations-problèmes pour faire émerger les questions et les formuler sous forme d’hypothèses, afin de favoriser un véritable débat scientifique.
Les démarches MSN 37/38 « Respect des règles du débat scientifique » et MSN 37/38 « Utilisation d’un langage spécifique » sont à considérer aussi souvent que possible.
Les liens avec la Formation Générale et les Capacités Transversales ne sont pas explicités.
Les niveaux de formulations pour les élèves, ainsi que les limites à ne pas atteindre dans les notions et les démarches devront être précisés ultérieurement.
Les tableaux de synthèse des apprentissages de biologie hiérarchisés (d). En 10e, le volume des progressions d’apprentissage étant très important, les apprentissages ont été hiérarchisés. Cette hiérarchisation assure une harmonisation des thèmes abordés avec les élèves et apporte une réponse aux préoccupations des enseignant-e-s. Elle est conçue comme une aide provisoire à la mise en œuvre du PER en 10e.
Dans chacun des tableaux, il convient d’envisager le palier 1 comme la synthèse ou la finalité du thème considéré. Les thèmes du palier 2 comportent les apprentissages fondamentaux et sont à considérer comme prioritaires. Le palier 3 regroupe des thèmes jugés moins centraux ou n’ayant pas d’attentes fondamentales, qu’il conviendra de traiter en fonction du temps à disposition. Le palier 3 contient également les apprentissages classés dans le tableau des apprentissages comme « Fils rouges ou liens » car ils peuvent être changés de thème en fonction des séquences. Pour finir, les notes des rédacteurs et rédactrices en bas de page ont pour but de lever des ambiguïtés lorsque la formulation des apprentissages fait appel à plusieurs concepts ou à des concepts trop complexes.
N.B. Ce travail de hiérarchisation ne s’applique qu’à la 10e année.
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Document de liaison
Biologie 9e-10e
a. Tableaux de synthèse
TABLEAU DE SYNTHÈSE DES THÈMES EN 9e Sous-titre
... de l’organisme à l’écosystèmeDiversité, parenté du vivant, classement Ecosystèmes – Réseau trophique
Fil rouge / liensDéfinition du vivant Les niveaux d’organisation du vivant
... de la cellule au systèmeLa cellule, unité de base du vivant Reproduction et comparaison des modes de reproduction Système nerveux et locomoteur
TABLEAU DE SYNTHÈSE DES THÈMES EN 10e Sous-titre
... de la cellule au systèmeReproduction humaine et cellulaireLes systèmes du corps humain
Fil rouge / liensPrévention et santéNiveaux d’organisation du vivant
... de l’organisme à l’écosystème Les écosystèmes
TABLEAU DE SYNTHÈSE DES DÉMARCHES
9e 10e 11e
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Se questionnerFormuler des hypothèsesS’informerObserverDécrireComparerTrier-classerSchématiserCommuniquer
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Tester-expérimenterExpliquer Modéliser ArgumenterTransposer
Tester-expérimenterExpliquer Modéliser ArgumenterTransposer
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Légende :
Sensibilisation Démarches travaillées une ou deux fois sans nécessité d’évaluation certificative.
Acquisition Démarches à évaluer de manière certificative pour atteindre les attentes fondamentales.
Réutilisation Réinvestissement de la démarche et / ou transfert.
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IEDocument de liaison
Biologie 9e-10e - Annexes
26 © DIP GENÈVE 2011-2013 ANNEXES
I. Choix didactiques de la répartition des apprentissages du PER en biologie entre la 9e et la 10e – document d’argumentation
Le PER dans sa structure présente une certaine souplesse, ainsi quelques thèmes des MSN 37 et 38 peuvent être placés sur plusieurs années du cycle 3. A Genève, la biologie obligatoire a été fixée en 9e et 10e. Dès lors, notre travail a été de répartir au mieux l’ensemble de ces thèmes en respectant :
• lastructuredebaseduPER;
• unecohérencedanslaprogressiondescontenusaucoursdesdeuxannéesdebiologie;
• laprogressionraisonnéedesapprentissagesdesdémarchesscientifiques;
• ledéveloppementcognitifdesélèves;
• unerépartitionlapluséquilibréepossibleentrelesdeuxannéesd’enseignementdelabiologieobligatoire(9e et 10eannée);
• lespratiquesdesenseignant-e-sgenevoi-se-senbiologie.
Les choix didactiques de répartition :Ne sont explicitées que les répartitions qui ont nécessité un choix.
1. MSN 37 : Transformation du corps humain et système reproducteur : en 10e
La répartition des notions du PER impose l’enseignement de tous les autres systèmes du corps humain en 10e. Il semble judicieux d’étudier le système reproducteur humain lors de la même année scolaire. De plus, le cours d’éducation sexuelle et affective a lieu en 10e année, ce qui permet de faire des liens avec cette formation générale.
2. MSN 37 : Prévention
• Miseenévidencedelafragilitédessens:en9e. Le PER impose l’enseignement en 9e de : Organes des sens et système locomoteur. Par cohérence, il convient
de traiter ce sujet en 9e également.
• Lesautresthèmesdelapréventionsontplacésen10e, car ils sont en lien avec l’étude des systèmes du corps humain.
3. MSN 38 : Le vivant et les écosystèmes
• Déterminationdescaractéristiquesduvivant:en9e. Sujet d’introduction de la biologie, peut se faire dès le début de la 9e.
• Appropriationdesniveauxd’organisation:en9e et 10e. La répartition des apprentissages du PER impose en 9e l’étude du mode de reproduction des organismes
uni- et pluricellulaires et le cycle de reproduction des bactéries. Ces concepts imposent la connaissance des niveaux d’organisation des êtres vivants, ainsi que celui de cellule, comme unité de base du vivant (voir point 4). Ce concept de niveaux d’organisation des êtres vivants est un concept-clé à aborder dès la 9e, qui sert de fil rouge aux deux années du cours de biologie.
• Identificationd’organismesd’unécosystème:en9e. Par cohérence avec la répartition imposée par le PER, celle que nous avons déterminée et les pratiques des
enseignant-e-s genevoi-se-s, ce sujet devrait être abordé en 9e. Ce sujet doit par ailleurs être traité avant la cellule pour respecter une progression des démarches
d’apprentissage, familiariser les élèves au microscope et les entraîner à des observations sur des objets concrets avant l’observation d’objets abstraits, tel que la cellule.
• Etudedel’impactdemodificationsd’unécosystème:en10e. La complexité des concepts étudiés dans ce sujet ne peut être abordée qu’avec des élèves plus âgé-e-s.
Il convient donc de l’enseigner en 10e.
27© DIP GENÈVE 2011-2013 ANNEXES
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4. MSN 38 : Fonctions des cellules, des tissus, des organes, des appareils et des systèmes
• Observationetdescriptiondescaractéristiquesd’unecellule:en9e. Comme énoncé au point 3, la répartition des apprentissages du PER impose en 9e l’étude du mode de
reproduction des organismes uni- et pluricellulaires et le cycle de reproduction des bactéries. Ces notions et concepts impliquent la connaissance des niveaux d’organisation des êtres vivants et la notion de cellule, comme unité de base du vivant. De plus, une répartition équilibrée des notions et concepts à étudier entre les deux années impose de mettre ce thème en 9e.
• Comparaisondedifférentsmécanismesd’échanges,detransportetd’absorption,ainsiquelareconnaissancede la finalité de chaque système : en 10e.
Ces sujets sont intimement liés à l’étude des systèmes du corps humain enseignés en 10e.
5. MSN 38 : Mode de reproduction et transmission de l’information
• Sensibilisationàlanotiond’espèce:en9e. Cette notion devrait être enseignée, selon le PER, en 10e ou 11e année. Cependant, il semble beaucoup
plus judicieux d’aborder ce sujet en 9e année, en cohérence avec l’étude de l’identification d’organismes d’un écosystème et la comparaison de modes de reproduction.
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28 © DIP GENÈVE 2011-2013 ANNEXES
II. Tableau des concepts et notions introduits par le PER
Objectifs d’apprentissage du PER Progression des apprentissages (concepts et notions)
9e
MSN 37 : Organes des sens et système locomoteur
Acquisition d’une représentation sommaire des sens par l’expérimentation.
Acquisition d’une représentation du système nerveux central.
Explication du fonctionnement des sens, de la motricité volontaire et des réflexes (récepteurs sensoriels, nerfs sensitifs, système nerveux central, nerfs moteurs et muscles).
Mise en évidence des fragilités des sens (volume sonore...)
Acquisition d’une représentation du système locomoteur.
Etude du squelette (crâne, vertèbres cervicales – dorsales - lombaires, cage thoracique, bassin, os des membres).
Analyse des structures nécessaires aux mouvements (muscles, articulations, tendons, ligaments).
MSN 38 : Mode de reproduction et transmission d’informations
Comparaison entre le mode de reproduction de divers organismes uni- et pluricellulaires : différenciation entre reproduction sexuée et asexuée (bactérie, algue, fraisier, hydre, arthropode, vertébré…)
10e
MSN 37 : Transformation du corps et système reproducteur
Transmission de caractéristiques héréditaires.
MSN 37 : Le vivant et les écosystèmes
Mise en évidence par expérimentation des tenants et aboutissants de la photosynthèse (influence du CO2 et de la lumière sur une plante aquatique, rejet d’oxygène ; mise en évidence de l’amidon produit par une feuille verte…)
Mise en évidence de l’importance énergétique de la photosynthèse (dépendance des hétérotrophes envers les autotrophes).
Etude de l’impact de modifications d’un écosystème (destruction de la niche écologique ou morcellement du domaine vital, sélection d’une espèce – monoculture –, introduction d’une espèce exotique, modification des facteurs abiotiques, réaction d’un écosystème à des modifications climatiques, déstructuration d’un réseau alimentaire par élimination d’une ou plusieurs espèces…).
Mise en évidence de l’aspect systémique des situations traitées.
MSN 37 : Métabolisme et équilibre Etude des principaux agents infectieux (virus, bactéries, mycoses), de leurs modes de propagation et des moyens de prévention et de lutte (vaccin, antibiotique).
MSN 38 : Fonctions des cellules, tissus, organes, appareils et systèmes.
Comparaison de différents mécanismes d’échanges, de transport et d’absorption (respiration, nutrition, circulation sanguine) de différentes espèces.
MSN 38 : Mode de reproduction et transmission d’informations
Identification des chromosomes, segmentés en gènes, comme support de l’information héréditaire.
Identification des chromosomes comme support de l’information héréditaire et de la molécule d’ADN, portant les gènes (Niv 2).
Schématisation d’une division mitotique à quatre chromosomes au plus.
Etude sommaire des étapes menant à la fécondation : ségrégation chromosomique lors de la formation des gamètes et sélection aléatoire des gamètes.
Mise en évidence de l’origine de la biodiversité (évolution).
Document de liaison
Biologie 9e-10e - Annexes
29© DIP GENÈVE 2011-2013 ANNEXES
Ense
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III. Tableau des concepts et notions du plan d’études genevois 2001 qui ne se retrouvent pas dans le PER
Titre plan d'études genevois 2001 Progression des apprentissages (concepts et notions)
9e
Les cycles vitaux Passage de l’hiver : migration, hibernation, adaptation du régime alimentaire et alternance de formes. Vies active et ralentie en alternance avec les saisons.
Un être vivant vit là où il est adapté Adaptation : adaptations physiologiques, morphologiques et éthologiques des espèces à leur environnement.
10e
L’homme est vivant tant que son organisme s’adapte aux changements
Pour rester vivant, l’homme doit continuellement s’adapter aux changements et réagir aux perturbations. Son organisme agit de manière coordonnée pour maintenir un équilibre intérieur.
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IEDocument de liaison
Biologie 9e-10e - Annexes
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IV. Document de problématisation relatif à la mise en œuvre du PER en biologie, dans les conditions cadre du CO genevois
La commission PER du groupe de biologie (CPERBIO), en charge de la répartition des apprentissages des MSN 37 et 38 du PER, a mis en évidence un certain nombre d’obstacles à la mise en œuvre du plan d’études de biologie. Le travail de cette commission s’est inscrit dans le respect des intentions des rédacteurs et rédactrices de ce nouveau plan d’études qui intègre : objectifs d’apprentissage, choix didactiques et enseignement inter- et transdisciplinaire. La commission a tenu compte de la contrainte horaire introduite par la nouvelle grille horaire qui ne prévoit l’enseignement de la biologie qu’en 9e et 10e pour tou-te-s les élèves, contrairement au PER qui le décline sur 3 ans. Elle n’a, par contre, pas tenu compte des effectifs prévus pour la 9e (effectif complet) et 10e (effectif restreint). Dans l’état actuel de ses travaux, il apparaît que la GH 2011 et l’enseignement de la biologie tel que souhaité par le PER ne sont pas totalement compatibles.
LES OBSTACLES MIS EN ÉVIDENCE PAR LE TRAVAIL DE LA COMMISSION SONT LES SUIVANTS :
1. Un volume d’apprentissages de biologie trop important
La biologie forme avec les mathématiques et la physique le domaine MSN et partage ses visées prioritaires. La thématique MSN 35, modélisation, est commune aux trois disciplines. Les apprentissages propres à la biologie sont déclinés dans les thématiques MSN 37 et 38.
Le contenu des apprentissages de biologie du PER correspond à ce qui est actuellement enseigné en 7e et 8e en biologie ainsi qu’une partie de la 9e option 2 (voir : Tableaux synoptiques). De plus, les thématiques MSN 35, 37 et 38 incluent aussi la démarche scientifique, jusqu’ici également abordée très largement au cours d’observation scientifique qui disparaît dans la GH 2011.
Par conséquent, les progressions des apprentissages en biologie et les attentes qui en découlent pour satisfaire les objectifs d’apprentissage MSN 35, 37 et 38 sont trop ambitieuses par rapport au nombre de périodes d’enseignement dévolues à la biologie dans la GH 2011.
2. Des effectifs trop élevés
En page 10 du volume MSN du PER, cycle 3, nous pouvons lire :
« Pour le domaine Mathématiques et Sciences de la nature, les conditions cadre ont pour objectif principal de faciliter les apprentissages, notamment ceux liés à une expérimentation… »
Les conditions cadre en question sont :
« offrir la possibilité de réaliser des travaux pratiques en laboratoire »,
« mettre à disposition le matériel nécessaire aux différentes expérimentations notamment différents instruments de mesure et d’observation que l’élève peut choisir et expérimenter »,
« donner l’occasion de sortir pour observer et explorer le terrain ou le milieu ».
Il est à noter que certaines de ces conditions cadre ne sont à ce jour pas remplies dans nos établissements. Nos écoles ne sont, en effet, pas équipées en matériel de laboratoire pour les effectifs prévus en 9e et certaines de nos salles de sciences ne peuvent tout simplement pas accueillir des classes complètes.
De plus, l’objectif principal des conditions cadre qui est « de faciliter les apprentissages notamment ceux liés à une expérimentation » ne peut être réalisé si les effectifs sont trop grands.
Primo, la mise en situation des apprentissages liés à l’expérimentation requiert une très importante disponibilité de l’enseignant-e. En effet, la démarche scientifique nécessite une validation individuelle des observations de chacun-e des élèves et un aller retour permanent entre l’enseignant-e et l’apprenant-e (« pratique monitorée »).
Secundo, pour des raisons de sécurité des élèves et du matériel, certaines expériences et travaux pratiques ne peuvent être réalisés qu’en effectifs restreints.
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entEn ce qui concerne les sorties sur le terrain, il ne s’agit pas de faire une simple promenade, mais bel et bien un travail
de biologiste de terrain (récolte de matériel, identification d’espèces, par exemple). Sortir sur le terrain nécessite donc un bon encadrement et suppose des effectifs restreints ou la mise à disposition d’un accompagnement spécialisé, car à notre connaissance le règlement du CO ne permet les sorties qu’avec un ratio enseignant-élève de 1 pour 12.
Pour finir, pour toutes les raisons citées ci-dessus, la majorité des activités liées à la démarche scientifique prévues en 9e(voirtableauci-dessous)neseradanslecontexteactuelpasréalisable;carlesconditionscadrequipermettentd’assurer la cohérence du PER et de l’enseignement de la biologie, avec sa dimension expérimentale, ne sont pour l’heure pas réunies en terme d’effectifs de classe et de matériel.
3. Une contribution à la Formation générale (FG) trop importante
La contribution de la biologie aux thématiques de la FG, tels que Santé et bien être, MITIC et Interdépendances (développement durable), peut être très importante.
Ces thématiques peuvent être aisément abordées à travers les contenus enseignés en biologie et les activités telles que l’expérimentation, le débat scientifique ou simplement la communication au cours de travaux de groupes, or ces pratiques nécessitent souvent beaucoup de temps et de disponibilité.
4. Une contribution aux Capacités transversales (CT) considérable
La contribution aux CT (comme la Communication, la Pensée créatrice ou encore la Démarche réflexive) des disciplines scientifiques, et en particulier des sciences expérimentales, peut apporter un éclairage différent, basé sur les savoirs (les faits), et complémentaire aux sciences humaines. Cependant, comme pour les thématiques de la FG, mettre l’accent sur les CT nécessite du temps.
En résumé, le volume des progressions d’apprentissage de biologie à lui seul est trop ambitieux pour que les objectifs soient tous atteints en deux ans.
Les conditions cadre proposées à ce jour ne permettent pas la réalisation de l’objectif prioritaire des SN tel que fixé à la page 36 du volume MSN du PER, cycle 3 : « Les Objectifs d’apprentissage de Sciences de la nature doivent mettre l’élève en situation de démarche expérimentale aussi souvent que possible, car la science est autant un processus qu’une liste de connaissances à acquérir. »
La contribution de la biologie aux thématiques de la FG et des CT risque d’être sérieusement compromise par le manque de temps dévolu à cette discipline.
Pour conclure, nous avons constaté que la GH 2011 ne suit ni les recommandations de la CIIP (juin 2009) ni celles du Rapport National « Pisa 2006, Les compétences en sciences et leur rôle dans la vie », publié par l’OFS en 2007. La CIIP prévoit, en effet, que 8 % des enseignements doivent être dévolus aux Sciences de la Nature, alors que la GH 2011 ne dédie qu’environ 6 % des enseignements à la biologie et la physique. Le Rapport National, lui, insiste sur un engagement en faveur des sciences expérimentales et recommande : « c’est donc un enseignement fondé sur le développement de la capacité d’apprendre, plutôt que sur le savoir pur qu’il faut désormais miser pour assurer une transition réussie vers la formation et le monde professionnel. » Un tel objectif d’enseignement ne pourra être atteint avec des effectifs trop nombreux !
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IEDocument de liaison
Biologie 9e-10e - Annexes
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Le tableau ci-dessous illustre, par quelques exemples et situations relatives à la démarche scientifique et aux travaux pratiques, la nécessité d’obtenir des effectifs restreints pour tou-te-s lors des cours de biologie. Il est à noter que les besoins sont très similaires entre la 9e et la 10e.
9e 10e
Démarche expérimentale
Expérience permettant la globalité du processus de Démarche (travail anciennement fait en OS nécessitant une validation individuelle)
X X
Préparation d’un protocole d’expérimentation (germination, respiration, effort , photosynthèse, eutrophisation de l’eau…)
X X
Expériences pratiques avec mise en culture (bactéries, micro-organismes…) X X
EXAO (EXpériences Assistées par Ordinateur) X X
Rédaction d’un rapport et validation individuelle X X
Sortie sur le terrain
Observations et récoltes à proximité de l’école, explorer le terrain ou le milieu aussi souvent que possible X X
Observation du matériel récolté sur le terrain et analyse des résultats nécessitant une validation individuelle X X
Travaux pratiques et microscopie
Utilisation d’outils d’observation complexes nécessitant un apprentissage (loupe binoculaire, microscope…) X X
Gestion des microscopes en début et fin de leçon X X
Préparations microscopiques (délicates et techniques) X X
Nombre de microscopes disponibles par école / par classe X X
Conditions de laboratoire et sécurité
Gestion de matériel coûteux et fragile X X
Dissection d’organes (cerveau, poumons, cœur, bourgeons…) X X
Gestion du matériel dangereux (scalpels, produits chimiques…) X X
Travail sur modèles
Travail sur les « écorchés » pour l’étude des systèmes X
Commission PER de biologie (CPERBIO)
Hervé Dreyer Bernd Hatlanek Philippe Lavorel Soledad Valera-Kummer Nicole Zumwald
Juin 2011
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Spécificité cantonaleBiologie
Programme de 11e LS profil SAnnée scolaire 2013-2014
REPUBLIQUE ET CANTON DE GENEVEDépartement de l'instruction publique, de la culture et du sportEnseignement secondaire I - Cycle d'orientationEnseignement secondaire I – Cycle d’orientationDirection générale – Service de l’enseignement
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Spécificité cantonale
Programme de 11e LS profil S
Introduction
Le cours de biologie de 11e représente la branche principale spécifique du profil S de la section Littéraire-scientifique. En conséquence, il fait l’objet d’une évaluation commune certificative. Pour ce cours, un programme détaché du Plan d’études romand (PER) a été élaboré, lequel privilégie l’acquisition de connaissances et de démarches scientifiques spécifiques à la biologie.
Les visées prioritaires du domaine MSN telles qu’énoncées dans le PER président aussi au programme spécifique de biologie de 11e année. Dans ce cours, les élèves seront donc «amenés à se représenter, problématiser et modéliser des situations et résoudre des problèmes en construisant et en mobilisant des notions, des concepts, des démarches et des raisonnements propres aux Mathématiques et aux Sciences de la nature...»1. Ce programme se réfère également aux principes directeurs énoncés dans la partie des Sciences de la nature du PER (MSN 37 et 38). Il a donc été construit de manière à «donner les outils et repères nécessaires à une action citoyenne dans une société où le débat intègre fréquemment des dimensions scientifiques»1. De ce fait, il s’inscrit dans une logique de prolongement du PER.
Au niveau thématique, le programme prévoit deux parties obligatoires : la «Génétique» et l’«Evolution». Ces thèmes sont à enseigner au cours des deux premiers trimestres. Au 3e trimestre, les élèves aborderont, en fonction du choix de l’enseignant-e, soit la «Biodiversité» avec une approche développement durable, soit les «Maladies infectieuses» en lien avec la santé et un contexte de société. Au 3e trimestre, les enseignant-e-s auront aussi la possibilité de développer des projets d’établissement ou du groupe de biologie en lien avec l’actualité scientifique ou de l’école. Voir tableau de synthèse des thèmes en 11e et tableaux thématiques aux pages suivantes.
Le programme de biologie de 11e année a été décliné en objectifs généraux et en progressions des apprentissages ou attentes-capacités spécifiques et l’accent a été mis sur l’observation et l’expérimentation de manière à «mettre l’élèveen situationd’observationetdedémarcheexpérimentaleaussi souventquepossible; la science relevantautant d’une démarche que des connaissances à acquérir»1.
Dans le cadre des thèmes à étudier, la démarche expérimentale est un élément central des apprentissages des élèves. Les démarches telles que celles énumérées dans le tableau de synthèse des démarches ou dans la troisième colonne des tableaux thématiques sont donc à travailler le plus souvent possible. Les démarches proposées dans ces tableaux sont celles dont l’exercice paraît particulièrement pertinent pour développer les progressions des apprentissages.
Les situations permettant de concevoir et réaliser des expériences scientifiques, inventer des modèles scientifiques et vérifier leur validité, rédiger des explications scientifiques, observer au microscope et à la loupe binoculaire, faire des travaux de recherche en groupe et en présenter les résultats sont également à privilégier. Pour finir, l’ensemble des enseignements-apprentissages de ce cours doit permettre à l’élève de profil S de développer son esprit critique, ainsi que stimuler sa curiosité scientifique.
1 PER, Cycle 3, MSN : Visées prioritaires du domaine MSN ou principes directeurs des Sciences de la nature du PER (MSN 37 et 38)
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Evaluation commune de biologie (EVACOM)
En ce qui concerne l’évaluation commune de biologie, elle est prévue en deux parties. La première partie, pratique, testera les compétences acquises en microscopie et les capacités d’observation des élèves en lien avec la démarche scientifique;ladeuxièmepartievérifieralescompétencesdéveloppéesparlesélèvesdansledomainedeladémarchescientifique et expérimentale de manière plus théorique. Pour 2014, les questions de l’évaluation commune porteront sur le thème de la génétique. Les modalités de passage sont encore à déterminer.
Projet d’établissement ou du groupe de biologie
Les projets d’établissement ou du groupe de biologie doivent permettre aux élèves de travailler la démarche scientifique et expérimentale et s’inscrire dans la progression des démarches étudiées tout au long de l’année.
Les thématiques traitées dans les projets peuvent être en lien avec des sujets d’actualité ou des expositions scientifiques. Elles peuvent aussi être l’occasion de développer des projets transversaux avec d’autres disciplines.
Le niveau de formulation des thématiques abordées dans les projets devra être adapté aux élèves de 11e. Les thèmes choisis dans ces projets devront permettre une évaluation d’apprentissages clairement formulée. Une évaluation alignée avec l’enseignement qui ne diffère pas en difficulté de celle mise en place pour les thèmes déclinés dans ce programme doit aussi être assurée.
Effectifs de classe
Les effectifs de classe pour ce cours correspondent à des effectifs restreints.
Activités pratiques et matériel
La colonne des démarches des tableaux thématiques a été enrichie par des exemples d’activités pour la plupart pratiques. Ces activités paraissent particulièrement pertinentes pour l’enseignement-apprentissage des progressions du programme de 11e. Elles restent cependant suggérées, car leur mise en œuvre dans les classes dépend des conditions locales en matériel.
Pour faciliter la mise en application de certaines activités, telles que les élevages de drosophiles ou les cultures de bactéries, des arrangements avec l’Université de Genève sont en cours d’élaboration. Il est suggéré de consulter régulièrement les RD pour plus d’informations.
Des formations continues sont également organisées régulièrement afin de permettre une appropriation et une stabilisation de ces pratiques dans tous les collèges du cycle d’orientation.
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Tableaux de synthèse
a) Tableau de synthèse des thèmes 11e
Thèmes Indications
1er et 2e trimestres
Génétique • Mitoseetméiose• Génétiquemoléculaire• Génétiquemendélienne• Mutationsgénétiques
Evolution • Mécanismesdel’évolution• Histoiredesorganismes
3e trimestre
Thème à choix parmi les suivants :
• Biodiversité• Maladiesinfectieuses• Projet
• Etuded’écosystèmesavecuneapprochedéveloppe-ment durable
• Maladiesinfectieusesenlienaveclasantéetuncontexte de société
• Projetd’établissementoudugroupedebiologieenlien avec l’actualité scientifique ou de l’école
b) Tableau de synthèse des démarches
9e 10e 11e
Se questionnerFormuler des hypothèsesS’informerObserverDécrireComparerTrier-classerSchématiserCommuniquer
Se questionnerFormuler des hypothèsesS’informerObserverDécrireComparerTrier-classerSchématiserCommuniquer
Se questionnerFormuler des hypothèsesS’informerObserverDécrireComparerTrier-classerSchématiserCommuniquer
Tester-expérimenterExpliquer Modéliser ArgumenterTransposer
Tester-expérimenterExpliquer Modéliser ArgumenterTransposer
Tester-expérimenterExpliquer Modéliser ArgumenterTransposer
Légende :
Sensibilisation Démarches travaillées une ou deux fois sans nécessité d’évaluation certificative.
Acquisition Démarches à évaluer de manière certificative pour atteindre les attentes fondamentales.
Réutilisation Réinvestissement de la démarche et / ou transfert.
Spécificité cantonale
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Tableaux thématiques du programme de 11e année
1. Génétique
Objectifs généraux(Attentes fondamentales)
Attentes-capacités spécifiques(Progression des apprentissages)
L’élève doit être capable...
Démarches proposéesExemples d’activités
Situer, se représenter et modéliser l’information génétique
... de situer l’information génétique dans le noyau de la cellule
... d’identifier l’ADN comme la molécule universelle de l’information génétique1
... de distinguer les différents niveaux d’organisation de l’information génétique : ADN et chromosome
... de modéliser la structure correspondant à chacun de ces niveaux d’organisation
Schématiser • Modéliser
«Play Maïs» : construction de la molécule d’ADN à partir de mousse de maïs (bio-outils)
Se questionner • Formuler des hypothèses Observer (macroscopie) • Comparer • Tester Expérimenter • Communiquer
Extraction d’ADN (kiwi, banane, tomate, foie, cellules de la bouche...) 1
S’informer • Exploiter des documents scientifiques
«Chromosome walk» : logiciel qui permet de localiser des gènes sur les chromosomes humains (www.chromosomewalk.ch)
«GeneABC» (www.gene-abc.ch)
Expliquer les rôles de la multiplication cellulaire
Expliquer le processus de la mitose
... d’énoncer les rôles de la multiplication cellulaire chez les unicellulaires et les pluricellulaires
... d’identifier des cellules en mitose dans des préparations microscopiques ou sur des schémas
... d’identifier sur un dessin d’observation ou un schéma d’une cellule en mitose ses constituants (membrane nucléaire, chromosomes)
... de décrire et modéliser le processus de la mitose, sans nommer les étapes2
... de distinguer les chromosomes dupliqués (à deux chromatides) des chromosomes non dupliqués (à une chromatide)
... d’expliquer la transmission de l’information génétique lors de la multiplication cellulaire3
Se questionner • Formuler des hypothèses Observer • Comparer • Décrire Schématiser
Préparation et observation au microscope de pointes de racines (jacinthe ; oignon ; ail...) pour identifier des cellules en mitose.
Dessiner et décrire différents stades de la mitose2
S’informer • Exploiter des documents scientifiques • Modéliser • Expliquer Argumenter
Construire le graphique de la variation d’ADN pendant le cycle cellulaire
Remarques :1 La comparaison d’ADN de différentes sources permet d’évoquer l’universalité de la molécule d’ADN.2 La description des étapes de la mitose permet de mettre en avant l’idée de processus dans le temps.3 Les termes «haploïde» et «diploïde» ne sont pas à évaluer.
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Objectifs généraux(Attentes fondamentales)
Attentes-capacités spécifiques(Progression des apprentissages)
L’élève doit être capable...
Démarches proposéesExemples d’activités
Identifier et expliquer les éléments d’un caryotype
... d’identifier, sur un caryotype, les éléments suivants : les paires de chromosomes homologues, les chromosomes autosomes et les chromosomes sexuels
... d’identifier, sur un caryotype, des mutations chromosomiques telles que monosomies (chez l’Homme : XO) et trisomies (chez l’Homme : 21(13;18)ouchromosomessexuels)
... de faire la différence entre un caryotype de cellules somatiques et de cellules reproductrices1
... de savoir que l’aspect, la taille et le nombre des chromosomes sont différents d’une espèce à l’autre
... de citer le nombre de chromosomes de l’espèce humaine
S’informer • Comparer • Modéliser
Réaliser un caryotype (découpage et collage) à partir d’une photographie de chromosomes
S’informer • Expliquer • Comparer • Argumenter
Au sujet de l’amniocentèse comme moyen d’obtenir un caryotype
Expliquer le lien entre reproduction sexuée et diversité génétique
... d’expliquer le rôle de la méiose dans la formation des gamètes
... de repérer sur une photo et / ou un schéma les étapes de la méiose, sans les nommer
... de décrire et modéliser le processus de la fécondation
... d’expliquer les liens entre méiose, fécondation et diversité génétique2
... d’expliquer que tous les individus sont différents et uniques de par leur composition génétique
Se questionner • Formuler des hypothèses S’informer • Schématiser • Modéliser
Jeu des chromosomes : notion de ségrégation aléatoire des chromatides-sœurs (méiose)
S’informer • Exploiter des documents scientifiques • Modéliser • Expliquer Argumenter
Construire le graphique de la variation d’ADN pendant le cycle de production des gamètes
Expliquer la fonction des gènes et des protéines
... d’expliquer l’organisation des gènes sur les chromosomes
... de faire le lien entre l’information génétique (gènes) et les protéines3/4
... de faire le lien entre les gènes, les protéines et leurs fonctions
S’informer • Expliquer • Modéliser
Faire un schéma simple des étapes de la transcription et de la traduction menant à la production de protéines (par exemple à l’aide de www.gene-abc.ch)
Se questionner • Formuler des hypothèsesTester • Expérimenter • Communiquer
Transformation bactérienne en deux étapes expérimentales : découverte de la culture bactérienne par titration ou action d’un antibiotique puis transformation bactérienne pour résistance à l’antibiotique et production de luciférase
S’informer • Expliquer • Argumenter
Au sujet du génie génétique (OGM)
Remarques :1 Les termes «haploïde» et «diploïde» ne sont pas à évaluer.2 La notion de crossing-over en tant que facteur de la diversité génétique n’est pas à évaluer.3 Le niveau de complexité «un gène – une protéine» est suffisant.4 Les mécanismes de la transcription et de la traduction ne sont pas à évaluer.
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Objectifs généraux(Attentes fondamentales)
Attentes-capacités spécifiques(Progression des apprentissages)
L’élève doit être capable...
Démarches proposéesExemples d’activités
Expliquer et modéliser les différents modes de transmission des caractères héréditaires
... d’expliquer qu’il existe plusieurs versions d’un gène et de faire la distinction entre un gène et un allèle
... d’expliquer la différence entre un phénotype et un génotype
... de modéliser le phénotype et le génotype d’un individu
... de déduire le phénotype correspondant à un génotype donné, ou vice-versa
... d’identifier des phénotypes sur un arbre généalogique et
... de déduire les génotypes correspondants en utilisant les notions de gamète et d’allèle
... de classer les allèles selon leur mode d’expression : dominants, récessifs et co-dominants
... de connaître l’exemple du mode de transmission des groupes sanguins
... de modéliser la transmission des caractères en réalisant des échiquiers de croisements, en utilisant les notions de gamète et d’allèle et
... de calculer les pourcentages correspondants de chaque génotype et phénotype1
... de déterminer le mode de transmission d’un caractère (allèles récessifs ou dominants) à partir d’une expérience de croisement
... de faire la différence entre une transmission de gènes situés sur les autosomes ou les chromosomes sexuels
Se questionner • Formuler des hypothèsesTester • Expérimenter • CommuniquerSchématiser • Modéliser • Expliquer Argumenter
«Jeu des chromosomes» (réglettes sur lesquelles se trouvent quelques caractères héréditaires humains ; croisements sur plusieurs générations ; dominance /récessivité)
Maïs à grains jaunes et noirs : comptage des grains pour établir des proportions (statistiques)
Elevage, observation, sexage et croisements de drosophiles jusqu’à la F2 (6 semaines) ; croisements avec mutants (ailes vestigiales, yeux blancs, ebony)
Jeu des dragons (www.scienceinschool.org)
Détermination des groupes sanguins (comme exemple de phénotype)
Enquêtes (langue enroulable, gaucher / droitier)
S’informer • Exploiter des documents scientifiques
Histoire de la vie de Mendel (travail de groupe à partir d’un récit audio du prof. Langaney)
Connaître et classer les différents types de mutations
Comprendre le lien entre l’environnement et les mutations
... d’expliquer la différence entre une mutation chromosomique et une mutation génique
... de connaître différents agents mutagènes
... de connaître quelques exemples de maladies génétiques (hémophilie, chorée de Huntington, phénylcétonurie...)
... d’expliquer la différence entre une mutation de cellules somatiques et une mutation de cellules germinales
... d’argumenter sur les conséquences d’une mutation
... d’expliquer le lien entre les mutations, la diversité génétique et l’évolution
Se questionner • Formuler des hypothèsesTester • Expérimenter • CommuniquerSchématiser • Modéliser • Expliquer Argumenter
Expérience de mutation par les UV chez des levures ou des bactéries
Expérience avec plante mutée et rajout d’hormone pour combler la mutation
Expérience avec bactéries autotrophes qui ont une mutation dans la voie de synthèse des acides aminés
S’informer • Expliquer • Argumenter
Au sujet du dépistage génétique (dpi, séquençage...)
Remarques :1 Les types de croisements dihybrides ne sont pas à évaluer.
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2. Evolution (mécanismes et histoire des organismes)
Objectifs généraux(Attentes fondamentales)
Attentes-capacités spécifiques(Progression des apprentissages)
L’élève doit être capable...
Démarches proposéesExemples d’activités
Expliquer le mécanisme de la sélection naturelle
... d’identifier le critère d’interfécondité comme définissant la notion d’espèce biologique (rappel 9e)
... d’identifier la diversité génétique comme responsable de la diversité des individus au sein d’une population ou espèce (rappel génétique 11e)
... d’expliquer un exemple illustrant le principe de sélection artificielle (plantes et animaux domestiques)
... d’expliquer un exemple illustrant le principe de sélection naturelle (phalène du bouleau...)
... de comparer la sélection artificielle et la sélection naturelle
... d’identifier la sélection naturelle comme le mécanisme permettant la reproduction des individus les mieux adaptés à un environnement donné, à un moment donné
... d’expliquer comment la sélection modifie la composition génétique des populations par reproduction différentielle
Se questionner • Formuler des hypothèses S’informer • Comparer • Transposer • Expliquer Argumenter • Tester • Expérimenter • Modéliser
Simulation informatique illustrant la sélection naturelle : croisements entre lapins aux pelages blanc et brun (avec différents facteurs environnementaux variables, afin de mettre en évidence la pression sélective)
TP illustration de la sélection naturelle : jeu des confettis (confettis de 6 couleurs = phénotypes ; tissus bariolés de différents types = environnement ; élèves chasseurs = sélection naturelle)
TP illustration de la sélection naturelle : escargots (www.evolutionmegalab.org/fr)
Expliquer l’adaptation des espèces à leur milieu
... de connaître quelques exemples d’adaptations des espèces à leur milieu de vie : adaptations morphologiques, physiologiques ou comportementales
... de connaître un exemple de convergence évolutive
... de comprendre que la théorie de l’évolution explique l’adaptation des espèces par la sélection naturelle
Se questionner • Formuler des hypothèses S’informer • Comparer • Transposer • Expliquer Argumenter • Tester • Expérimenter • Modéliser
Comparaison de dentitions de mammifères afin de mettre en évidence des adaptations au régime alimentaire
Comparaison de squelettes des membres afin de mettre en évidence des adaptations au mode de locomotion
Comprendre que la théorie de l’évolution explique la formation de nouvelles espèces (spéciation)
... de comprendre que les espèces ne sont pas fixes mais se transforment au cours du temps
... de connaître un exemple de spéciation par isolement géographique («pinsons» de Darwin...)
Se questionner • Formuler des hypothèses • S’informer • Comparer • Transposer • Expliquer Argumenter • Tester • Expérimenter • Modéliser
TP illustration de l’effet fondateur : expérience des haricots
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Objectifs généraux(Attentes fondamentales)
Attentes-capacités spécifiques(Progression des apprentissages)
L’élève doit être capable...
Démarches proposéesExemples d’activités
Comprendre que l’origine de la vie est unique et que la biodiversité actuelle est le résultat de l’évolution
... d’identifier un arbre phylogénétique des êtres vivants (arbre de parenté) comme le reflet de l’histoire des organismes (évolution)
... de construire un arbre phylogénétique d’un échantillon d’espèces sur la base de caractères partagés (innovations anatomiques et / ou génétiques)
... de placer des taxons (espèces ou groupes) sur un arbre phylogénétique
... d’expliquer la signification des «branches» et des «nœuds» (ancêtres communs)
Se questionner • Formuler des hypothèses S’informer • Comparer • Trier • Classer Communiquer • Transposer • Expliquer Argumenter • Modéliser
Comparaison de crânes d’oiseaux et de reptiles afin d’aboutir à la classification phylogénétique
Création d’arbres phylogénétiques à partir de caractéristiques morphologiques (logiciel Phylogène)
Comparaison de séquences d’ADN et / ou production d’arbres phylogénétiques à partir de séquences d’ADN (logiciel Phylogène)
S’informer • Expliquer • Argumenter
Au sujet de l’évolution de l’Homme
Comprendre que la théorie de l’évolution est basée sur un ensemble de données scientifiques
... de faire le lien entre la théorie de l’évolution et les fossiles, les homologies, les organes vestigiaux, les comparaisons de séquences d’ADN...
S’informer • Expliquer • Argumenter
Au sujet des preuves de la théorie de l’évolution
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42 © DIP GENÈVE 2011-2013 SPÉCIFICITÉ CANTONALE
3. Biodiversité et développement durable (Ecosystèmes)
Objectifs généraux(Attentes fondamentales)
Attentes-capacités spécifiques(Progression des apprentissages)
L’élève doit être capable...
Démarches proposéesExemples d’activités
Connaître les niveaux d’organisation dont traite l’écologie
... de distinguer les niveaux d’organisation allant de l’organisme à la biosphère (organismes, populations, communautés, écosystème et biosphère)
Schématiser • Modéliser
Comprendre que chaque écosystème / milieu se caractérise par des êtres vivants spécifiques interagissant entre eux, tout en étant dépendants des éléments du non-vivant
... d’identifier des espèces à l’aide d’une clé de détermination
... d’étudier la structure (âge, sex-ratio,...) et la dynamique des populations d’un milieu
... de savoir déduire le niveau de pollution d’un milieu à l’aide d’indicateurs biotiques ou abiotiques à partir de mesures
Se questionner • Formuler des hypothèses Observer • Décrire • Comparer • ClasserTester • Expérimenter • Communiquer Expliquer • Argumenter
Activités de terrain organisées1 /2
Etude d’un milieu et mesure de ses indices biotiques
Détermination des espèces végétales présentes dans une aire bien délimitée d’une forêt ou d’une haie
Détermination d’espèces animales suite à un piégeage d’insectes ou de micro-mammifères
Dissection de pelotes de réjection et étude de leur contenu
Etude de corridors biologiques
Détermination des lichens comme indicateurs de pollution
Mesures d’indices biotiques (larves d’insectes et de crustacés) comme indicateurs de pollution du milieu aquatique
Mesures de facteurs physico-chimiques (température, pH...) de milieu
Décrire • Modéliser
Traitement de données biotiques ou abiotiques dans des tableaux et des graphiques
Savoir que la présence d’une espèce et que la dynamique d’une population dépendent des ressources du milieu et de la pression exercée par les autres êtres vivants
... d’identifier des facteurs limitants (= facteurs biotiques et abiotiques) et déterminer les limites de tolérance qui influencent la densité d’une population donnée
... d’identifier les différentes formes de relations entre les êtres vivants (prédation, concurrence alimentaire, symbiose, parasitisme...)
Se questionner • Formuler des hypothèses Observer • Décrire • Comparer • Classer Tester • Expérimenter • Communiquer Expliquer • Argumenter
Etude de la dynamique des populations de micro-mammifères par piégeage, marquage et re-capture
Mise en évidence de la niche écologique de vers de farine (boîte avec deux compartiments, aux caractéristiques physico-chimiques différentes, reliés par un passage : observation du choix des insectes)
Remarques :1 En collaboration avec des organisations comme La Libellule ou Pro-Natura.2 L’étude d’un écosystème ou milieu différent de celui abordé en 9e est souhaitable.
Spécificité cantonale
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Objectifs généraux(Attentes fondamentales)
Attentes-capacités spécifiques(Progression des apprentissages)
L’élève doit être capable...
Démarches proposéesExemples d’activités
Modéliser les flux de matière et d’énergie1
... de modéliser des réseaux alimentaires
... de distinguer entre autotrophe et hétérotrophe
... de modéliser simplement la photosynthèse2
... de modéliser les niveaux trophiques (producteurs, consommateurs et décomposeurs)
... de distinguer matière organique et matière minérale
... de faire le lien entre matière et énergie
... de modéliser le cycle bio-géochimique de l’eau
... de modéliser le cycle bio-géochimique du carbone
Se questionner • Formuler des hypothèses Observer • Décrire • Comparer • Tester Expérimenter • Communiquer • Expliquer Argumenter
Expérience sur la photosynthèse
Observation d’organismes en décomposition
Réalisation d’un compost
Comprendre l’impact de l’activité humaine sur la diminution de la biodiversité
... d’utiliser les modèles des cycles bio-géochimiques et montrer l’impact écologique d’une perturbation (changement climatique, sécheresse...)
... de comprendre que la biodiversité des espèces de nos régions peut être menacée lorsque leur domaine vital est morcelé et leurs populations isolées
Se questionner • Formuler des hypothèses S’informer • Exploiter des documents scientifiques • Communiquer • Expliquer Argumenter • Transposer
Remarques :1 On peut modéliser les échanges de matière sous la forme de cycle ou de réseau.2 Dans le cadre de la photosynthèse, on parlera d’eau et de sels minéraux, de gaz carbonique, de lumière, de sucre et d’oxygène.
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4. Maladies infectieuses et santé
Objectifs généraux(Attentes fondamentales)
Attentes-capacités spécifiques(Progression des apprentissages)
L’élève doit être capable...
Démarches proposéesExemples d’activités
Connaître différents types de micro-organismes et faire le lien avec les maladies infectieuses
... de différencier les types de micro-organismes (virus, bactéries, protistes et champignons)
... de distinguer les micro-organismes pathogènes et non pathogènes
... de comparer les modes d’infection viral et bactérien
... d’expliquer au moins deux maladies infectieuses impliquant des types de micro-organismes différents
Se questionner • Formuler des hypothèses Observer • Décrire • Comparer
Mise en culture de prélèvements de micro-organismes à différents endroits de l’école et / ou du corps
S’informer • Comparer • Expliquer Argumenter • Communiquer
Travaux de recherche pour comparer au moins deux maladies infectieuses impliquant des micro-organismes différents
Expliquer les mécanismes biologiques à la base du fonctionnement du système immunitaire
... de distinguer les barrières physiques (peau – muqueuse) de la réponse immunitaire (globules blancs – anticorps)
... d’expliquer simplement la réponse immunitaire
... de modéliser la formation du complexe anticorps /antigène
... de comprendre le principe de la vaccination
S’informer • Comparer • Expliquer Argumenter • Communiquer • Tester Expérimenter • Modéliser • Expliquer
Détermination des groupes sanguins (comme illustration du modèle anticorps / antigènes)
Observation et comparaison de différents types de globules blancs à partir d’un frottis sanguin, d’une photo
Prendre en compte la dimension sociale de la santé : comportements individuel et collectif
... de comprendre que les risques de transmission et d’infection sont limités par une bonne hygiène et un comportement adapté
... de comprendre l’utilité du vaccin d’un point de vue de santé publique
... de comprendre que les infections bactériennes sont enrayées par l’utilisation d’antibiotiques, contrairement aux infections virales
... de comparer une maladie infectieuse à une maladie fréquente dans notre société (diabète, obésité, cancer, hypertension...)
Se questionner • Formuler des hypothèses Expérimenter • Tester • Communiquer Expliquer • Argumenter
Mise en culture de bactéries avec ou sans antibiotique : «Comment prouver que l’on est en présence de bactéries ?»
S’informer • Expliquer • Argumenter
Au sujet des limites de la médecine : risques de résistance aux antibiotiques et absence de traitement pour certaines maladies (exemples : sida, paludisme...)
Au sujet des transfusions sanguines (contaminations et principe donneur / receveur)
Spécificité cantonale
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© DIP GENÈVE 2011-2013 ANNEXE
Biologie 11e : annexeSpécification pour la partie 1 de l’évaluation commune de biologie 11e
et grilles d’évaluation avec critères de correction génériques pour des observations microscopiques
1 EC11Bio-SpecificationTableauGeneriqueMai13v1.docx
SPÉCIFICATION POUR LA PARTIE 1 DE L’ÉVALUATION COMMUNE DE BIOLOGIE 11E
ET
GRILLES D’ÉVALUATION AVEC CRITÈRES DE CORRECTION GÉNÉRIQUES POUR
DES OBSERVATIONS MICROSCOPIQUES
La partie 1 de l’évaluation commune (EC) de biologie 11e S a pour objectif d’évaluer des compétences liées à la démarche scientifique en incluant une partie pratique d’observation au microscope. Les connaissances notionnelles testées seront en lien avec le thème de génétique du programme de 11e S. L’évaluation sera divisée en 5 parties : formulation d’hypothèse, utilisation du microscope, dessin d’observation, description et conclusion. Les parties prépondérantes seront l’utilisation du microscope et le dessin d’observation.
Ce document présente le tableau de spécification pour la partie 1 de l’EVACOM et des tableaux d’évaluation génériques basés sur ceux de l’EVACOM qui peuvent s'adapter à chaque observation microscopique de la 9e à la 11e. 1. Tableau de spécification de la partie 1 de l’évaluation commune de 11e S
Objectifs testés L’élève doit être capable de…
Tâches ou opérationalisation
Démarches du programme 11e testées
Formulation d’hypothèse
... formuler une hypothèse qui prévoit ce qu’il s’attend à observer. De cette façon, il montre qu’il a identifié le problème et donne un but à son observation.
Lors de cette étape, l’élève est mis face à un questionnement ou une problématique et doit être en mesure de formuler une hypothèse.
Questionnement Formulation d’hypothèses
Utilisation du microscope
... manipuler et régler le microscope optique, observer des cellules et repérer des cellules spécifiques.
Voir tableau d’évaluation.
Tester Observer Comparer
Dessin d’observation
... réaliser un dessin d'observation légendé suivant ses observations.
Voir tableau d’évaluation.
Observer Comparer Communiquer
Description ... décrire la cellule dessinée.
L’élève doit décrire une cellule spécifique qui correspond au dessin de la cellule dessinée. Le texte doit contenir un vocabulaire spécifique et être suffisamment explicite.
Observer Comparer Communiquer
Conclusion ... rédiger une conclusion scientifique.
La conclusion doit être en lien avec la problématique de départ et répondre à l’hypothèse faite par l’élève.
Expliquer Communiquer
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46 © DIP GENÈVE 2011-2013 ANNEXE 2 EC11Bio-SpecificationTableauGeneriqueMai13v1.docx
2. Tableaux d’évaluation génériques Les tableaux des critères de correction sont organisés par thème. La deuxième colonne indique les critères de correction. Les 3e et 4e colonnes indiquent le nombre de points attribués pour chaque critère ou ensemble de critères. Lorsqu’un seul point est attribué à un critère, ce dernier doit être pleinement observable et accompli pour donner le point. Lorsque plusieurs points sont attribués à un critère, des indications sont ajoutées pour préciser le mode d’attribution des points. Des exemples de réponses attendues sont parfois proposées en italique.
a) Hypothèse Cette étape n’est pas toujours possible, elle est à favoriser lorsqu’un questionnement ou la problématique le permet. L’élève identifie les éléments pertinents de la problématique. Il montre qu’il a une représentation minimale du problème.
Elaboration/ Formulation d’une
hypothèse
Le problème est identifié et formulé. « lI faut chercher des cellules spécifiques... » ou « Si on observe les cellulles…, alors… » (ou équivalent)
2 pts
2 points sont attribués si tous les éléments sont donnés, complets et précis. 1 point si les éléments donnés sont incomplets, imprécis ou si seule la façon de procéder est formulée. J’observe au microscope un échantillon de... 0 point est attribué en cas d’absence des éléments indiqués. C’est la formulation de l’élève qui compte, elle peut être différente des propositions ci-dessus. Les points sont donnés selon l’appréciation du maître.
b) Utilisation du microscope optique (MO), observation et repérage de cellules spécifiques Lors de l’évaluation de l’utilisation du MO, il n’est pas nécessaire de vérifier chaque étape du réglage du microscope. L’élève qui arrive à régler la mise au point sur une cellule spécifique au fort grossissement obtiendra automatiquement les 5 points.
Il est suggéré d’indiquer aux élèves que ceux qui n’arrivent pas à régler la mise au point au moyen ou au fort grossissement doivent revenir au petit objectif afin d’obtenir au moins les deux premiers points. Ils peuvent ensuite aussi obtenir les points suivants s’ils poursuivent correctement la mise au point sur des cellules spécifiques sans l'aide de l’enseignant. L’élève manipule et règle le microscope optique. Il observe des cellules et repère des cellules spécifiques.
Préparation et mise en place
du MO
Le MO est positionné correctement.
2 pts Le câble est branché.
La lame est posée sur le plateau.
Le MO est allumé avant l’observation. 2 pts sont attribués si le MO est prêt à l’utilisation. 1 pt est attribué si seulement deux critères sont respectés. 0 pt si le MO n’est pas prêt à l’usage.
Utilisation du MO et mise au point
Mise au net au petit objectif sur des cellules. 2 pts
4 pts
2 pts sont attribués si la mise au point est nette. 1 pt est attribué si la mise au point est un peu floue. 0 pt si la mise au point n’est pas réglée.
Mise au net au moyen objectif (100x) sur des cellules. 1 pt
Mise au net au gros objectif (400x) sur des cellules. 1 pt
Choix de la cellule Au moins une cellule spécifique est visible au fort grossissement (400x). 1 pt
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c) Dessin d’observation L’élève réalise un dessin d’observation légendé suivant ses observations.
Présentation
Trait des flèches à la règle, écriture lisible, traits du dessin nets, crayon gris. 2 pts
2 pts sont attribués si la présentation est soignée. 1 pt est attribué si seulement deux critères sont respectés. 0 pt si seulemet un ou aucun critère n’est respecté.
Titre
Le titre est complet et précis. « Observation d’une cellule... de... » (ou équivalent) 2 pts
2 pts sont attribués si le titre est complet. 1 pt est attribué si le titre est incomplet ou imprécis. 0 pt en l’absence de titre ou hors sujet.
Grossissement
Le grossissement est indiqué : 100x ou 400x. 2 pts 2 pts sont attribués si le grossissement est indiqué juste. 1 pt est attribué si le grossissement est noté faux (10x ou 40x). 0 pt en l’absence de grossissement ou si une autre valeur est donnée.
Dessin d’observation
Taille (assez grand) et forme de la cellule. 2 pts
6 pts Proportions des constituants respectées. 2 pts
Position des constituants correspondant à la réalité. 2 pts 2 pts sont attribués si le critère est respecté. 1 pt est attribué si le critère indiqué est imprécis ou insuffisant. 0 pt si le critère n’est pas observable.
Légende
Membrane (cytoplasmique ou cellulaire), cytoplasme, noyau, ... 3 pts
4 pts 1 pt par mot est attribué pour la légende placée correctement.
Orthographe. 1 pt 0 pt si deux mots ou plus sont mal orthographiés (ne pas sanctionner des fautes d’accords).
d) Description Le texte décrit une des cellules dessinées.
Texte de la description
Le texte décrit une cellule spécifique et correspond au dessin de la cellule choisie. 2 pts
4 pts Le texte contient le vocabulaire spécifique, correspond au dessin de la cellule choisie, et est suffisamment explicite. 2 pts
2 pts sont attribués si la description est précise et complète. 1 pt est attribué si la description est incomplète, imprécise ou insuffisante. 0 pt si elle est hors sujet.
e) Conclusion Cette étape n’est possible que s’il y a eu formulation d’hypothèse au départ. La conclusion répond à la problématique de départ.
Conclusion
Le texte donne une réponse à la question de type. « Les lames à disposition de... montrent des cellules de types... alors nous pouvons dire que... » (ou équivalent)
2 pts
2 pts sont attribués si le texte est une réponse à l’hypothèse de l'élève. 1 pt est attribué si le texte est incomplet, imprécis ou insuffisant. 0 pt en l’absence de réponse ou si la réponse est hors sujet.