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Climat et Météorologie : Des ateliers animés par des "Grands" pour des "Petits"

Ce livret vous présente le travail de deux enseignantes des premier et second degrés. Mme Blaisot Christine, enseignante à l’école primaire du Mesnil-Esnard et Mme Larose Carole, professeur de SVT au lycée Corneille, vous livrent le bilan des activités conduites par leurs deux classes au cours d'une journée de rencontre entre leurs élèves de Terminale S et de CM2.


Climat et Météorologie : Des ateliers animés par des "Grands" pour des "Petits"

Carole Larose

IFÉ ENS de Lyon


                        Allée de Fontenay
                        Lyon
                        69000
                        France
                    

Christine Blaisot

Ecole du Mesnil-Esnard


                        6 rue des Pérets 
                        Le Mesnil-Esnard
                        76240
                        France
                    

Eric Le Jan

IFÉ ENS de Lyon


                        Allée de Fontenay
                        Lyon
                        69000
                        France
                    

Publié par

Gérard Vidal

Directeur de la publication
IFÉ ENS de Lyon
Résumé

Ce livret vous présente le travail de deux enseignantes des premier et second degrés. Mme Blaisot Christine, enseignante à l’école primaire du Mesnil-Esnard et Mme Larose Carole, professeur de SVT au lycée Corneille, vous livrent le bilan des activités conduites par leurs deux classes au cours d'une journée de rencontre entre leurs élèves de TerminaleS et de CM2.


Table des matières

Chapitre 1. Rencontre 2015 Climat et Météorologie : Des ateliers animés par des "grands" pour des "petits"

Carole Larose

Académie de Rouen

Christine Blaisot

Ecole du Mesnil-Esnard

Publié par

Gérard Vidal

Directeur de la publication
IFÉ ENS de Lyon
Résumé

Ce chapitre vous présente le travail de deux enseignantes des premier et second degrés. Mme Blaisot Christine, enseignante à l’école primaire du Mesnil-Esnard et Mme Larose Carole, professeur de SVT au lycée Corneille, vous livrent le bilan des activités conduites par leurs deux classes au cours d'une journée de rencontre entre leurs élèves de TerminaleS et de CM2. Les paragraphes sont organisés autour des ateliers qui se sont tenus au Lycée Corneille grâce aux enseignantes, aux accompagnateurs et à l'équipe technique du Lacée Corneille.

Table des matières

Introduction :

Mme Blaisot Christine, enseignante à l’école primaire du Mesnil-Esnard et Mme Larose Carole, professeur de SVT au lycée Corneille collaborent depuis de nombreuses années sur des thèmes variés, cette année le thème « météorologie et climat » s’imposait.

Les élèves de cm2 de Mme Blaisot ont travaillé toute l’année dans le cadre d’un projet pluridisciplinaire sur la météo :

ils ont donc dans un premier temps cherché l’appareil de mesure le plus adéquat pour réaliser des mesures fiables de température. Après avoir sélectionné le thermomètre à alcool, ils ont, à partir d’une démarche d’investigation, conçu des abris pour recevoir le thermomètre et obtenir les valeurs les plus fiables possibles. Ensuite, ils ont également travaillé sur le vent.

Plus d’informations sur le site de l’école :

Pour rejoindre le site cliquez sur ce lien.

La page se présente comme sur l'illustration ci-dessous, une fois ouvert dans la colonne de gauche le menu activités puis le menu projet météo.

Le site de l'école Herriot

Cette illustration est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International

Figure 1.1. Le site de l'école Herriot

Pour rejoindre les activités de la classe il faut naviguer dans le menu "Activités" puis projet Meteo.


Contexte de la rencontre Ecole/Lycée.

Mme Blaisot a conduit durant l'année des relevés de température, effectués tous les jours d’école à 8h 30 et à 13h 30.

Il manquait cependant les valeurs du week-end et du mercredi après-midi. En parallèle, Mme Blaisot a fait réfléchir sa classe sur le climat et les changements climatiques.

Mme Larose a rendu visite aux élèves de cm2 dans leur classe, ceux-ci ont présenté le travail effectué. Elle leur a proposé :

  1. de compléter leurs connaissances sur le climat en venant rencontrer ses élèves de terminale S spécialité SVT

  2. de compléter les données manquantes de température à l’aide de la station météo semi-professionnelle qu’accueille le lycée Corneille depuis janvier 2015

En parallèle, au lycée Corneille, et dans le cadre de leur programme de spécialité :

  • atmosphère,

  • hydrosphère,

  • climat : du passé au futur,

les élèves de terminale S ont étudié les paramètres marqueurs des variations climatiques comme les pollens ou encore les paramètres amplificateurs des variations comme l’albédo.

Ces deux notions seront réinvesties dans les ateliers proposés aux élèves de CM2.

Ils ont également utilisé les données de la station météorologique comme point de départ à leur étude sur les climats du futur. Cette station est installée sur le toit terrasse de l’actuel restaurant scolaire et communique en WIFI avec le laboratoire de SVT situé en face.

De nombreuses données sont disponibles, la température, la vitesse et l’orientation du vent, la pluviométrie, l’hygrométrie et la pression atmosphérique. Les relevés sont effectués toutes les demi- heures.

Les élèves ont utilisé les relevés de température des mois de janvier à avril, ils ont construit à l’aide d’un tableur un graphique représentant l’évolution de la température en fonction du temps.

A partir de ces données réelles, les élèves ont commencé à appréhender la notion de modèle pour les prévisions météorologiques dans un premier temps puis pour les modèles climatiques en utilisant le logiciel Simclimat . L’utilisation de ce logiciel sera également abordée lors d’un atelier.

Le site de téléchargement de ce logiciel est disponible au bout de ce lien. Un projet (hackaton) de réalisation d'un portage de ce logiciel sur tous les systèmes d'exploitation est conduit par M Gérard Vidal à l'iFé-ENS-Lyon (9 et 10 0ctobre 2015) .

C’est donc le mardi 26 mai 2015 que les élèves de CM2 sont venus au lycée Corneille.

  • Le matin :

    Les élèves de TS les ont encadrés autour de 5 ateliers sur le thème du climat, les élèves de primaire étant par groupes de 4 ou 5. Pour garder une trace écrite et être actif pendant la séance, ils disposaient d’un petit livret à compléter.

    Quelques productions sont présentées dans ce chapitre.

    Les élèves de terminale S ont présenté des notions parfois complexes aux élèves de CM2.

  • L'après midi :

    Après avoir déjeuné au Lycée, les élèves de CM2 ont suivi la présentation de la station météorologique qu’accueille le lycée depuis Janvier 2015.

    La méthode de collecte des données de température a été abordée. Cette collecte permettra aux élèves de retour dans leur école de réaliser un graphique montrant l’évolution de la température en fonction du temps.

Atelier climat et couleur

Les objectifs sont fondés sur la découverte d’un modèle analogique permettant d’effectuer des mesures ainsi que la découverte d’un nouveau capteur, le luxmètre .

Cet atelier complétait des connaissances acquises lors d’expérimentations à l’école sur la couleur du matériau pour la construction des abris pour le thermomètre.

Il s’agissait ici de rappeler aux enfants que la couleur du support réfléchit plus ou moins la lumière et ce qu’implique la présence de glace sur terre pour le climat.

Les enfants répartis en groupes disposaient de basalte, de craie, de sable fin, de glaçons, de feuilles d’arbres, de papier bleu foncé figurant l’océan, d’une lampe et d’un luxmètre. [1]

Dispositif imis en place au dessus d'un bloc de craie

Cette illustration est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International

Figure 1.2.  Dispositif imis en place au dessus d'un bloc de craie

Les différents matériaux utilisés par les élèves ont permis de noter des différences de reflexion.


Les devaient mesurer la quantité de lumière réfléchie par rapport à la quantité de lumière reçue du soleil représenté ici par la lampe. Ils ont donc approché la notion d'albedo. [2]

Cet atelier a permis de comprendre que lorsqu’il y a de la glace, l’albedo est plus grand, il y a moins de lumière absorbée par la Terre, la température est donc plus basse.

Un exemple de production d'élève de CM2

Cette illustration est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International

Figure 1.3.  Un exemple de production d'élève de CM2

La production demandée était de représenter sous forme d'un schéma le principe de la mesure.


Atelier niveau de la mer et climat

les objectifs sont la conception d’un protocole éprouvant une hypothèse puis l’observation des résultats permettant de valider ou non l’hypothèse proposée.

On s’intéresse ici à la démarche expérimentale.

Il s’agissait d’imaginer un dispositif expérimental qui permette d’observer les effets de la fonte des glaces continentales et les effets de la fonte de la banquise sur le niveau de la mer et de le tester.

Les élèves de CM2 ont utilisé des sèche- cheveux pour faire fondre les glaçons et voir si le niveau de l’eau montait.

La réalisation des deux manipulations.

Cette illustration est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International

Figure 1.4. La réalisation des deux manipulations.

La prise de note pour le relevé des observations est la puiste logique de la conception du protocole.


Cet atelier a permis aux enfants de comprendre que si la banquise fond, le niveau de la mer ne monte pas, en revanche si la glace posée sur les continents fondait, le niveau des océans monterait.

Le compte rendu légendé, une possibilité pour illustrer les notes prises lors des observations.

Cette illustration est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International

Figure 1.5. Le compte rendu légendé, une possibilité pour illustrer les notes prises lors des observations.

Un dessin précis et une légende limité au constat du résultat.


Atelier origine de la répartition des climats

On s’appuie ici sur les connaissances en géographie des élèves sur la répartition des climats.

On leur propose un modèle analogique permettant de comprendre les deux paramètres impliqués dans la répartition climatique : la sphéricité de la Terre et son inclinaison.

L'atelier est pensé autour de l'utilisation d'un montage.

Une lampe figurant le soleil éclaire la Terre au travers d'une feuille cartonnée percée de petits trous.

Les élèves de CM2 sont invités à utiliser du papier millimétré pour dessiner les zones éclairées et ensuite en évaluer les dimensions.

De l'effet de la projection au relevé du résultat.

Cette illustration est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International

Figure 1.6. De l'effet de la projection au relevé du résultat.

Avec application le périmètre des taches sur les différentes latitudes est relevé.


Cet atelier a permis aux enfants de visualiser que la Terre n’est pas éclairée de façon homogène et ainsi d'aborder l'un des paramètres qui gouverne la répartition des climats en fonction de la latitude.

La feuille de rélevé du résultat

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Figure 1.7. La feuille de rélevé du résultat

On distingue le relevé des trois tâches observées sur l'hémisphère Nord. L'équateur est à gauche le pôle Nord à droite.


Comme pour les autres atelier une représentation schématique du montage a été demandée.

La feuille de rélevé du résultat

Cette illustration est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International

Figure 1.8. La feuille de rélevé du résultat

On voit le schéma des trois tâches observées sur l'hémisphère Nord.


Atelier les témoins des changements climatiques

L’objectif ici est double.

Les élèves sont amenés à réaliser une préparation microscopique à partir d'une goutte de suspension de grains de pollen.

C'est cette préparation qui est ensuite placée sur le microscope binoculaire et qui permet l'apprroche du réglage de cet outil d'observation nouveau pour les élèves du CM2.

Il s’agit de repérer la présence de pollen et de constater qu'il sont parfois différents les uns des autres. Cette différence est reliée à l'espèce de la plante.

L'apport des connaissances réside dans le rappel que toutes les plantes n'ont pas les mêmes exigences climatiques. Leur présence en un lieu donné pour une époque donnée permet donc de décrire en partie le climat local à cette époque.

La réalisation des proéarations microscopiques.

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Figure 1.9. La réalisation des proéarations microscopiques.

Le dépôt de la suspension au centre de la lame puis la mise en place de la lamelle requièrent beaucoup d'application.


La réalisation des proéarations microscopiques.

Cette illustration est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International

Figure 1.10. La réalisation des proéarations microscopiques.

L'utilisation des deux yeux de l'observateur et la mise au point sont des gestes techniques nouveaux pour les CM2.


À cette observation a succédé l’étude d’un tableau indiquant les préférences climatiques de certaines plantes et l’étude de graphiques simplifiés indiquant la concentration de pollens de noisetiers et d’herbes dans la tourbe des marécages depuis 19900 ans.

Cet atelier a permis aux enfants d’identifier des périodes climatiques grâce à la l'abondance relative de certains pollens.

Atelier modélisation numérique et climat

C'est le logiciel Simclimat qui est ici mis en œuvre dans l'atelier.

L’utilisation de ce logiciel permet d’appréhender que seul un paramètre doit changer au cours d’une expérience pour que l’on puisse en déduire l’action de ce paramètre.

Les élèves ont choisi les variations du CO2 .

Les 3 simulations sont réalisées sur les 500 prochaines années et font varier la concentration en CO2.

Elles permettent de montrer l’évolution de 4 paramètres : la température, les émissions de CO2, le niveau de la mer ou encore la latitude de la calotte polaire.

Ces différents résultats ont permis de conduire une discussion autour des conséquences du changement climatique.

La présentation du logiciel.

Cette illustration est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International

Figure 1.11. La présentation du logiciel.

Les élèves de terminale S mettent en œuvre le logiciel.


Les résultats obtenus à l’aide du logiciel Simclimat sont commentés.

Un exemple de résultats.

Cette illustration est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International

Figure 1.12. Un exemple de résultats.

L'exploitation de ces résultats permet d'enclancher une discussion sur les conséquences des changements climatiques.


Conclusion :

Les échanges ont été très fructueux dans les deux sens : les élèves de CM2 sont très spontanés et posent beaucoup de questions. Celles-ci qui ont quelques fois déstabilisé les grands élèves de lycée.

Ces derniers ont du faire des efforts pour mettre leurs explications à la portée de leurs jeunes collègues.

Les chapitres appelés à venir compléter cette production s'appuieront sur la collaboration de Mme Blaisot et Mme Larose avec l'iFé et l'ENS de Lyon sous la coordination de Charles Henri Eyraud.

La piste de la bodiversité d'un jardinet placé dans l'école Herriot au voisinage du capteur de température sera suivie en 2015-2016 à côté des relevés de température. Ce jardinet fera l'objet d'une publication synchrone des jardinets installés dans des collèges de la région lyonnaise.



[1] appareil de mesure de l'éclairement réel exprimé en lux

[2] l'albedo est le rapport de l'énergie lumineuse réfléchie à l'énergie lumineuse incidente