Séquence 2 : Observer pour interpréter

CE QUE VOUS ALLEZ TROUVER DANS CETTE SÉQUENCE :

• Des activités de : SVT
• Des activités de type : Investigations scientifiques dans la peau d’un biologiste
• Des activités sur le thème de : Description, Chants d’oiseaux, Biodiversité, Pollution, Lichens
   

Activité 1 : A l’écoute des oiseaux

Clés pour la mise en œuvre

Cette séquence peut suivre la Séquence 1 et elle est intéressante pour expliciter la nature même de l’observation : l’observation est différente de l’interprétation qu’elle implique et seule une observation rigoureuse peut mener à une conclusion. Il est donc utile de réaliser cette séquence tôt dans l’année, ou avant des activités qui impliquent l’observation. En SVT, elle peut constituer un point de départ pour un enseignement sur la classification ou la biodiversité.

Déroulé possible de l’activité

• L’enseignant présente aux élèves le contexte et les objectifs de l’activité.
• L’enseignant distribue la Fiche élève et le matériel et laisse ensuite les élèves progresser en autonomie.

Note 1 : Les cartes matériel que nous mettons à votre disposition ont été fabriquées en utilisant des photos d’individus différents (Bonus site web : comment fabriquer le jeu de cartes). Ceci rend la tâche plus pertinente que si on utilisait pour chaque espèce la même photo (les élèves se basent alors sur des critères de reconnaissance trop immédiats). De même, des chants provenant de plusieurs individus ont été utilisés, en veillant à ce que les chants restent comparables (il faut par exemple prendre que des chants ou que des cris ; et dans le cas des cris, attention, il existe une variabilité, choisir chaque fois le même type de cri).

Note 2 : Ces fiches peuvent être informatisées (un dossier par observation contenant une photo et un enregistrement sonore que l’on trouvera sur internet) ou imprimées (dans ce cas, un QR code permettra aux élèves d’écouter le chant s’ils disposent en classe de tablettes ou de téléphones portables). Voici un exemple de réalisation :

Pour nourrir la discussion à l’issue de l’activité

• La mise en commun débute par une correction de l’activité : il existe bien trois espèces différentes de mésanges dans ce secteur. Si une première espèce se différencie des autres par certains détails du plumage, caractériser les autres nécessite d’avoir recours à d’autres indices.
• L’enseignant essaiera de faire réaliser aux élèves le constat suivant : durant l’activité, ils ont effectué deux tâches bien distinctes – observer et interpréter. On peut d’ailleurs expliciter la différence entre ces deux étapes en introduisant différemment nos observations (par « J’observe que » par exemple) et nos interprétations (« J’en déduis que » ou « Je suppose donc que »). Cela peut être résumé par un tableau :

• Aussi différentes que soient les étapes de l’observation et de l’interprétation, nous ne pouvons faire autrement que de les associer. Mais le passage de l’une à l’autre peut mener à des erreurs s’il n’est pas correctement réalisé.
• L’activité a en effet nécessité de réaliser des allers retours permanents entre observations et interprétations : initialement, une observation sommaire a conduit à la « conclusion » immédiate qu’il n’existe qu’une seule espèce. C’est l’utilisation de connaissances et de descriptions fines qui est parvenue à nous faire modifier cette première impression et à faire l’hypothèse un peu plus correcte qu’il existe deux espèces. Enfin, l’utilisation d’un troisième critère nous a obligés à réviser cette hypothèse et à parvenir à une troisième interprétation, confirmée par les nouvelles observations.
• Ainsi, les élèves sont amenés à réaliser que pour arriver à des conclusions fiables, il est nécessaire de mener des observations rigoureuses, basées sur des critères précis et variés. Il est donc indispensable de donner du temps à l’observation avant de se précipiter vers la conclusion.
• L’enseignant pourra alors demander aux élèves dans quelles situations le fait de ne pas prendre son temps pour observer mais de sauter immédiatement à la conclusion est préjudiciable. C’est certainement souvent le cas lors d’exercices scolaires où il a pu leur être reproché de ne pas bien lire les informations et de directement imaginer une réponse. Mais c’est également le cas lorsqu’on se fie sur des éléments très sommaires pour se faire une idée sur un événement, voire une personne ! La tentation est toujours très forte pour chacun d’entre nous de se faire très rapidement des « idées ». Essayons plutôt de se forger des opinions éclairées, appuyées sur des observations précises et nous éviterons les jugements hâtifs souvent erronés.

Activité 2 : A la recherche d’indices

Clés pour la mise en œuvre

Réaliser des observations précises n’est pas toujours suffisant pour parvenir à une interprétation satisfaisante. Parfois, les éléments que nous étudions ne sont pas faciles à observer ou à interpréter. Deux solutions s’offrent alors à nous : observer les effets des objets que nous souhaitons observer, plutôt que les objets eux-mêmes (on parle d’observations indirectes) ; acquérir des connaissances pour faire parler les observations. Ces deux stratégies sont couramment utilisées en sciences et demandées aux élèves. Les rendre explicites semble donc souhaitable.

L’enseignant peut mener cette activité sous la forme proposée, qui revient à une étude documentaire. Cependant, cette activité peut être replacée dans le cadre de l’environnement du collège. Le contexte présenté peut être alors plus facilement relié à l’étude de la biodiversité locale : pour préparer cette étude, élèves et enseignant doivent d’abord apprendre à connaître le milieu. Parmi les éléments que l’on peut vouloir connaître, citons la température moyenne, le taux de précipitation etc., autant de paramètres que l’on pourra mesurer ou estimer via des données sur internet. Mais qu’en est-il de la pollution : comment l’observer et la mesurer ? L’étude des lichens est une piste pour répondre à cette question.

L’avantage de l’étude documentaire décrite par la suite est de créer une situation simple dans laquelle on arrivera à une solution. Une sortie de terrain en revanche sera plus difficile à mener ! Cette approche requiert plus de souplesse dans la phase de conclusion mais elle illustre de façon plus réaliste la nature du travail d’observation. Elle permet également de révéler aux élèves l’existence d’êtres vivants que l’on ne remarque classiquement pas, illustrant notre « cécité attentionnelle ».

Pour vous lancer dans l'activité, nous vous recommandons de découvrir la page du projet Lichens Go ! pour vous aider à vous former, voir pour vous joindre à leur super projet de sciences participatives !
 

Déroulé possible de l’activité

• L’enseignant peut mener une discussion pour initier la réflexion des élèves. Comment procéder pour observer l’invisible ? Comment faire par exemple si je souhaite savoir s’il pleut sans pouvoir mettre le nez dehors ? Je peux observer un ensemble d’indices, qui sont les conséquences de la pluie (les gens qui entrent et sortent avec des parapluies, les vêtements mouillés ou qui laissent des empreintes de pas avec leurs chaussures boueuses…). Ce sont des connaissances qui nous permettent de savoir ce qu’il faut observer pour arriver à l’interprétation que l’on souhaite faire (pluie ou pas de pluie). De la même façon, il faudrait rechercher des traces de la pollution (les élèves peuvent penser à des taches sur les murs, etc.)
• L’enseignant distribue alors un document supplémentaire : une équipe de lichénologues pense qu’il existe un lien entre la pollution de l’air et la présence de certaines espèces de lichens, voilà qui pourrait aider les élèves dans leur enquête ! Elle a mené une étude sur 2 zones (une polluée, l’autre saine) et noté pour chacune d’elles les espèces de lichens présentes (parmi 4 représentées).
• L’enseignant explique aux élèves qu’ils vont devoir soit exploiter les conclusions de cette équipe, soit les aider à obtenir ces conclusions. Ils pourront ainsi établir la relation entre les espèces de lichens présentes et le niveau de pollution d’un milieu. Ils devront finalement exploiter cette nouvelle connaissance pour répondre à la situation initiale (aider l’ornithologue à repérer les zones saines et polluées).

• L’enseignant demande aux élèves de réaliser un compte-rendu (par exemple un diaporama) permettant d’illustrer la démarche présentée au-dessus. Il s’agit de conclure par rapport à la problématique de la situation initiale. L’enseignant peut suggérer qu’une des zones étudiées par l’ornithologue est l’enceinte du collège. Les élèves devront alors expliquer qu’ils doivent mener une recherche des espèces de lichens présents dans l’établissement et de les associer à une certaine qualité de l’air. Ceci peut donc motiver une sortie même si la reconnaissance des espèces de lichen est une activité délicate !

Pour nourrir la discussion à l’issue de l’activité

• La mise en commun débute par une restitution par les groupes de leur production. Les élèves devront arriver à l’idée qu’il faut conseiller à l’ornithologue d’utiliser la répartition des lichens pour connaître la pollution du milieu où il recherche les espèces d’oiseau présentes. Si les élèves ont mené leurs observations sur le terrain, ils devront remobiliser des outils de l’observation : description à l’aide d’un vocabulaire rigoureux, recours à des critères précis, exploitation de guides… Il est important de ne pas « forcer » l’interprétation. L’étude des lichens est très complexe. Dans le meilleur des cas, on pourrait faire appel à un scientifique pour aider la classe à dépasser ses obstacles. Mais sans cette possibilité, on pourra expliquer aux élèves que contacter un expert serait la démarche idéale car seul un expert possède l’ensemble des outils et des connaissances pour arriver à des interprétations définitives. Cela n’empêche pas de terminer l’activité, mais avec plus de prudence sur les conclusions à tirer.
• Dans leur résumé, les élèves devront faire ressortir les points suivants : puisqu’on ne peut pas mesurer directement la pollution de l’air, on va utiliser un autre facteur, plus facilement observable, mais qui va nous permettre de répondre à la problématique : la présence d’espèces indicatrices d’un air de qualité. Dans l’exemple fourni, trouver l’espèce de lichen C garantit la bonne qualité de l’air.
• L’activité nécessite de bien comprendre le raisonnement qui permet de passer correctement de l’observation à l’interprétation : les espèces A et B sont majoritairement présentes dans les milieux riches en azote donc leur forte présence suggère un milieu pollué ! Les espèces C et D sont majoritairement présentes dans les milieux pauvres en azote donc leur forte présence suggère un milieu sain !
• Déterminer la qualité de l’air en l’absence d’outils de mesure directe repose donc sur l’observation précise et rigoureuse des espèces de lichen présentes (observation indirecte d’indices) et sur la connaissance du milieu de vie propre à chaque espèce (connaissance).
• Les scientifiques procèdent très souvent par observation indirecte car les observations directes sont difficiles (présence d’une bactérie dans un organisme, présence d’une planète autour d’une étoile lumineuse etc…) : ils observent donc les conséquences de l’élément qu’ils souhaitent observer plutôt que l’élément lui-même. Mais pour cela, ils doivent avoir une très bonne connaissance de ce qu’ils étudient.
• Ces indicateurs sont précieux en science mais peuvent être aussi pratiques dans nos vies ! Nous pouvons par exemple nous orienter grâce à la position du soleil en faisant la relation suivante : sachant que le soleil se lève vers l’est et se couche vers l’ouest, le moment de la journée permet de déterminer la direction ! Nous pouvons également tenter d’utiliser la présence de mousse sur un tronc d’arbre bien exposé au soleil… mais sachez que cette relation est en fait présente dans des conditions très particulières (donc n’y comptez pas trop si vous êtes perdus)