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Objectifs :

• - illustrer les notions de colonisation d'un milieu et de multiplication végétative
• - poser un problème et conduire une expérimentation en classe
• - relever des données
• - construire un graphique et l'exploiter

Question à résoudre : Quels sont les facteurs qui permettent le bon développement d'un tapis de lentilles d'eau ?

Introduction au problème :

• Le problème est introduit par une projection de diapositives illustrant un même étang au cours des saisons . L'observable le plus remarquable est la disparition totale du tapis de lentilles d'eau en hiver . Il s'ensuit un questionnement spontané des élèves : " pourquoi les lentilles ont-elles disparu ?" (que nous traduirons en " comment expliquer leur disparition ? ")
• Plusieurs hypothèses sont proposées : la température, la lumière, le manque de nourriture et les poissons qui ont dévoré toutes les lentilles .
• Pour tester ces hypothèses il faut concevoir un protocole de culture et isoler les variables . Reformulation du problème et élaboration du protocole : En déterminant quels sont les facteurs favorables au développement des lentilles on définira, par opposition, ceux qui leur seront défavorables .

Le problème devient donc : " quels sont les facteurs qui permettent le bon développement d'un tapis de lentilles d'eau ? " Les facteurs proposés précédemment conservant leur pertinence, j'ai ensuite proposé aux élèves de remplacer la mare par des boîtes de Pétri .

Un protocole a été élaboré pour tester les facteurs température, lumière et nourriture (le facteur "poisson" a été testé dans l'aquarium où les poissons rouges se sont effectivement régalés des lentilles) .

• Température froide tempérée ( dehors ) ( intérieur de la classe )
• Alimentation des lentilles eau du robinet KNOP
• Lumière près de la fenêtre avec cache noir Les boîtes de Pétri sont ensemencées avec une cinquantaine de lentilles .

Chaque élève est responsable de deux boîtes de Pétri .

Protocole de recueil des données : Pour que les données soient quantitatives il faut proposer 1 un protocole de recueil . Ce dernier consiste à reporter sur une feuille de transparent et à l'aide d'un feutre permanent la surface occupée par les lentilles à chaque relevé; l'utilisation d'une couleur différente à chaque fois permettra de contrôler l'évolution de la colonie . Cela induit quelques petits problèmes pratiques que les élèves devront résoudre . Le relevé des données s'effectue pendant 5 ou 6 semaines . Les lentilles cultivées dans des conditions favorables se mettent à bourgeonner rapidement .

Transcription des données : Pour pouvoir utiliser ces données et comparer les évolutions des différentes boîtes il faut les ramener à des valeurs arithmétiques . Pour cela on mesure les surfaces couvertes en superposant les feuilles de transparent avec une feuille quadrillée 2mm/2 mm ( ce qui donne des carreaux de 4mm2 ) . Une fois chacune des surfaces mesurées on peut les reporter dans un tableau de mesures et en faire une exploitation graphique . Les valeurs n'auront, bien entendu, pas beaucoup de sens en elles-mêmes puisque les surfaces de départ ne seront pas absolument identiques . Ce sont donc les évolutions des graphes qui permettront de tirer des conclusions ( surfaces croissantes ou décroissantes ) . Si la température externe est suffisamment basse (nécessité de faire cette activité en plein hiver ! ) le facteur température est très bien illustré . Il en est de même, bien sûr, pour la lumière et les éléments nutritifs .

Conclusion : Pour pouvoir se développer, les lentilles d'eau ont besoin de lumière, d'une température suffisamment élevée et d'éléments nutritifs présents dans l'eau . L'hiver la température trop basse ( et la voracité des poissons) provoque la disparition des lentilles .

Cet ensemble d'activités, simple dans son principe, amène les élèves à résoudre un grand nombre de détails "annexes" ( protocoles, raisonnement, …) indispensables au bon déroulement du protocole expérimental .

La transformation des données expérimentales est aussi un moment important qui leur montre qu'une donnée ne se lit pas toujours directement sur un appareil ou sur un ordinateur.

La construction d'un graphique à partir de données qu'ils ont eux-mêmes recueillies est également un moment d'apprentissage important .