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Comprendre et enseigner la classification du vivant Document élaboré par Laurent FOUILLADE, adapté par Michel LAFONT.

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1 Comprendre et enseigner la classification du vivant Document élaboré par Laurent FOUILLADE, adapté par Michel LAFONT

2 Et si nous parlions de lhomme ?

3 Extrait du Petit Larousse illustré

4 D'après Les origines de l'Homme - P. Picq - Editions Tallandier - Historia

5 Partie A Comprendre « la » classification Par définition, une classification se doit de refléter lobjectif pour lequel elle a été créée.

6 1- De quelle classification parlons-nous? a- Le classement en « fruits de mer », « poissons », et « viandes rouges » prend du sens en cuisine b- Le classement en « phytophage», « zoophage », « omnivore » prend du sens en écologie lors de létude des relations alimentaires dans un milieu. I- Plusieurs classifications, plusieurs objectifs sous-jacents

7 c- La classification scientifique du vivant a pour objectifs : -de traduire les liens de parentés entre les êtres vivants (= la phylogénie) - de répondre à la question « qui est le plus proche de qui ? ». déclairer les causes de la diversité du monde vivant, cest-à-dire les mécanismes de lévolution.

8 Elle prend en compte les avancées des connaissances dans les différents domaines des sciences de la vie et de la terre (paléontologie, biologie moléculaire et cellulaire, génétique...) Au niveau universitaire, elle est donc en constante évolution.

9 II- Quest-ce classer? La systématique est la science des classifications. La mise en ordre dune collection dobjets ou dêtres vivants peut seffectuer suivant différentes modalités : - Ranger - Trier - Classer Exemples de collections : Guêpe commune, Chat sauvage, Chimpanzé commun, Pigeon Biset

10 a- RANGER Cest organiser des objets selon un ordre croissant ou décroissant à laide dun critère continu :

11 b- TRIER Cest discriminer des objets par des choix successifs en fonction de critères binaires Clé de détermination : permet de trouver un nom

12 c- CLASSER Cest établir des regroupements sur la base du partage de caractères communs (=attributs)

13 TRIER CLASSER RANGER est la seule opération qui nous « dit quelque chose » sur lévolution.

14 Conclusion Construire une classification phylogénétique : « Cest refléter les connaissances scientifiques que lon a sur le déroulement de lévolution ». « Cest établir des regroupements sur la base du partage de caractères (=attributs) communs ». Nécessité de les décrire.

15 III- La classification nest donc pas une activité neutre de simple mise en ordre puisquelle doit refléter les causes de la diversité du vivant. Les réponses à ce problème ont complètement changé au cours de lhistoire

16 1- Lhomme au centre de lunivers A partir de la Renaissance, souci de vouloir comprendre lordre intrinsèque censé régir la Nature (fixisme) et de le restituer par une classification naturelle qui se devait de refléter un ordre divin. Linné (début XVIII°S) classe les EV sur la base de « ce quils ont » mais aussi de « ce quils nont pas » en commun avec lhomme, créature parfaite. –doù les « invertébrés », les « agnathes », les « poissons » –Doù la vision du monde sous la forme dune échelle des êtres avec lhomme au sommet.

17 2- Vers lidée dévolution : nouvel objectif de la classification du vivant Lamark (début XIX°S): transformisme (complexification et diversification). Darwin (XIX°S): la classification doit refléter lévolution biologique. En étudiant la manière dont sont partagés les attributs dans une collection despèces on devra pouvoir traduire la phylogénie en terme de « cousinage » (qui est le plus proche de qui). Il faut donc établir des regroupements sur la base de la présence dattributs et non sur leur absence (fixisme): labsence de caractère ne décrit rien puisque la liste des attributs absents est infinie...

18 La représentation de ces relations seffectue alors sous la forme darbres (et non plus déchelles) Arbre phylogénétique

19 Remarque On ne confondra pas: – un arbre généalogique qui relie des individus bien identifiés (ancêtres et descendants) et qui répond à la question « qui descend de qui »: cest une représentation directe du passé. –un arbre phylogénétique dont les branches relient les extrémités portant des individus actuels à des ancêtres communs hypothétiques: cest une reconstitution du passé à partir de la comparaison des descendants actuels.

20 3- Vers une classification « laïcisée », non centrée sur lhomme. 1950: Hennig fondateur de la systèmatique moderne Un groupe phylogénétiquement valable (= monophylétique) : - est constitué dun ancêtre commun et de tous ses descendants possédant les mêmes caractères ; - possède linnovation de lancêtre et tous les critères présents antérieurement. 1970: enseignement en 3° cycle universitaire 1990: enseignement en 1° cycle universitaire 2001: programmes CAPES /Agrégation : nouveaux programmes collège (6°) : prise en compte dans les programmes école...

21 Extrait fiche connaissances n°8 : « de lordre dans le monde vivant »

22 IV- Quelques conséquences de la rationalisation des méthodes de classements Que sont devenus les groupes « poissons » et « reptiles » ? Et les invertébrés?

23 Groupe Paraphylétique (ex: poissons) groupe sans valeur phylogénétique puisque constitué par un ancêtre mais pas de la totalité de ses descendants.

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25 Partie B Enseigner la classification

26 I- Pourquoi ne pas continuer, à lécole primaire, à utiliser les dénominations traditionnelles?

27 1- Parce que cela fait désormais partie des programmes 2- Parce que un cours de sciences prétend refléter (en les transposant pédagogiquement) létat des connaissances universitaires: contrairement aux lexiques culinaire (poissons, légumes), utilitaire, artistique, écologique (fouisseur, omnivore...), seul un lexique adéquat traduit lévolution des êtres vivants. 3- Parce que lenseignement des sciences consiste à découvrir et expliquer certaines propriétés cachées non- intuitives (et ne doit donc pas se contenter dun enseignement simpliste de la classification, basé sur des apparences censées être plus accessibles en primaire). On enseigne bien que la Terre tourne autour du soleil, que lon ne parle pas de légumes,...

28 II- Comment classer et quoi classer à lécole? 1- Préambule: Seuls les attributs morphologiques seront utilisés pour regrouper les organismes dans un même ensemble. Les collections proposées sont méticuleusement sélectionnées pour permettre des regroupements clairs basés sur létude de caractères significatifs du point de vue évolutif (attention aux convergences- ailes doiseaux et chauve souris-, et aux réversions – perte secondaire dun attribut) : choix pédagogique

29 Ce qui est important : - cest lapprentissage dune démarche classificatoire au cours de laquelle lobservation, et les recherches documentaires constitueront les principales modalités dinvestigation : partir de lobservation de « ce que les êtres vivants ont » vers la classification (et non le contraire). - ce nest pas le résultat final de la classification mais les principes qui la sous-tendent : elle nous renseigne sur lévolution des espèces au cours du temps.

30 2- Exemples de démarches adaptées à la maternelle (BO n°5, 12 avril 2007) -Apprendre à observer les êtres vivants, leurs diversités, leurs ressemblances. -Acquérir le vocabulaire nécessaire à ces observations. -Grouper suivant différentes modalités. Les animaux, les plantes qui nous entourent sont très différents: on peut les décrire, les dessiner et les reconnaitre sur des photos. Comme le nôtre, leur corps est divisé en plusieurs parties que lon peut désigner. On peut faire des groupes danimaux qui se ressemblent entre eux

31 Compétences Apprendre à repérer et nommer ce quon observe Prendre conscience de la diversité du vivant Reconstituer l'image du corps humain, d'un animal ou d'un végétal à partir d'éléments séparés Repérer des animaux, des vgtx Repérer des éléments de la morphologie des animaux (tête, pattes, corps, yeux, bouches, poils, plumes…) ou des végétaux (tiges, racines, feuilles…) Nommer ce que lon observe Créer fichiers, imagiers et lexiques: permet déviter de décrire labsence dattribut! Observer des animaux et végétaux dans leur milieu ou dans la classe de façon à en faire linventaire (fichiers, herbiers, albums) Comparer, rechercher similitudes et différences Comparer notre corps avec celui dautres animaux Faire des tris et des classements de façon à faire des groupes en fonction de ce quont en commun les EV: vers lélaboration de concepts par généralisation des observations. Reconnaître des manifestations de la vie animale et végétale, les relier à de grandes fonctions: croissance, nutrition, locomotion, reproduction. Repérer et caractériser le mode de locomotion (ramper, nager, sauter,...) et le mettre en relation avec un caractère de lanimal (pattes, ailes, nageoires…) Repérer les organes de lalimentation : bouches, dents. Repérer les organes des sens (yeux, antennes, tentacules,...) Comparer le mode de locomotion de plusieurs animaux et les mettre en relation avec le milieu de vie Comparer lalimentation des animaux et les organes dont il dispose Diversifier les plantation et les élevages

32 Elevage dun lapin –Conception avant laccueil du lapin –Confrontation: description, vocabulaire –Mise en évidence de quelques caractéristiques du vivant: régime alimentaire, reproduction –Classement du lapin parmi dautres animaux à 4 pattes et à poils qui allaitent leurs petits: le groupe des mammifères. Pistes de réflexions stage C1:Pistes de réflexions stage C1 « Mettre de lordre dans la ferme dAndouque: chacun dans sa maison »

33 (BO n°5, 12 avril 2007) -Poursuite et approfondissement du C1: unité et diversité du vivant, vocabulaire désignant les attributs... -La comparaison des êtres vivants permet de réaliser des regroupements en les triant, rangeant, classant: accéder à labstractionaccéder à labstraction -Classification du vivant sur la base de lobservation de ce que possèdent les êtres vivants en commun : « qui ressemble le plus à qui ?». 2- Exemples pédagogiques en C2

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35 Propositions dactivités en C2 reposant sur 3 objectifs: a.Décrire b.Organiser c.Classer

36 a- Séquence 1: décrire Situation de départ : zoo, ferme, élevage, photos représentatives des grands groupes avec attributs visibles. Recueil des conceptions : faire décrire, dessiner pour mettre en évidence croyances, problèmes de vocabulaire... Confrontation : confrontation des caractères observés, mise en évidence de désaccords, établissement de premières listes de caractères pour les animaux, conditions pour quune description soit réussie ? Investigations : recherche dinformations complémentaires pour réaliser des planches anatomiques (observations, recherches documentaires): ce que les animaux ONT, lexique Formalisation : planches anatomiques, listes de caractères. Evaluation : être capable de nommer les attributs, légender de nouvelles planches en utilisant les outils précédents.

37 b- Séquence 2: organiser de différentes façons Situation de départ : mettre de lordre dans un fichier, réalisation dun album (quelle table des matières ?) Recueil des conceptions : sur les critères et la méthode Confrontation : choix des critères (ce quils font, où ils vivent, ce quils ont, leur couleur, leur force...), inventaire des méthodes employées/limites (quelle est la plus efficace?) Investigations : mise en ordre dune collection simple; tests de cette mise en ordre: la classif. est la plus pertinente Formalisation : distinction entre tri, rangement et classement Lidentifications dinvariants dans une collection permet de regrouper et de classer les EV sur la base de ce quils ont en commun Evaluation : Identifier une variable dans une collection et décliner ses valeurs pour produire un classement

38 FICHE 2

39 c- Séquence 3: classer Situation de départ : Parmi les différentes classifications rencontrées et construites, laquelle est la plus fiable ? Recueil des conceptions et confrontation : Permet dexclure les classifs basées sur la force, le lieu de vie, lalimentation, le comportement, le mode de déplacement... Garder anatomie. Investigations : a: recherche des éléments communs aux animaux de collections simples (3 mammifères ; 3 insectes ; 2 mammif+1oiseau+une tortue,...) grâce à recherches docs.collections simples b :classement dune collection: lister les attributs, comment faire pour ne pas les répéter qd ils les ont en commun= Faire des ensembles emboîtés avec des animaux qui se ressemble nt et ne noter que les critères propres à lanimallister les attributs Formalisation et Evaluation : méthodologie : Lister attributs utilisables pour classif. scientif puis chercher les pts communs, regrouper par emboitement, placer nvx anx dans les ensembles emboités construits après analyse collec. donnée

40 FICHE 3

41 FICHE 4 Noter que certains caractères sont plus ou moins répandus

42 (BO n°5, 12 avril 2007) -Poursuite et approfondissement du C2: unité et diversité du vivant, vocabulaire désignant les attributs, classification en ensemble emboités basée sur les attributs communs... -Un caractère commun trouvé chez plusieurs espèces actuelles a été légué par un ancêtre commun qui a « inventé » ce nouveau caractère. -On peut nommer des groupes dEV lorsque lon regroupe les espèces sur la base de ce quelles ont en commun entre elles et avec leur ancêtre. -(La classification scientifique peut être représentée sous la forme dun arbre). 2- Exemples pédagogiques en C3

43 Situation de départ : Visite dans un muséum, observation pédofaune... Recueil des conceptions : A partir dune collection simple en 3 exemplaires: trier, ranger, classer ? Confrontation: Confrontations, intérêts, dèf. classification Investigations : Classer collection. Dégager méthodologie: lister les attributs dans un tableau mettant en évidence leur partage par différents animaux, chercher ce que les espèces ont toutes en commun puis ce qui est partagé par des grpes plus restreints, indiquer le caractère qui justifie le groupe.Dégager méthodologie Formalisation: Introduction du lexique par lenseignant si lensemble des attributs du groupe sont définis. Toutes les espèces présentant ces attributs font partie du groupe et inversement: classer permet de nommer. Evaluation: Savoir utiliser outils pour nommer les gps formés On considère atteints les objectifs du cycle 2...!

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45 Des ensembles aux arbres phylogénétiques Comme ce que lon observe dans la généalogie dune famille, si un caractère est présent dans un groupe despèces, cest quil a hérité ce caractère dun ancêtre commun. Cependant, contrairement à la généalogie où tout nos ancêtres sont identifiables individuellement (photos, état civil...), ici, lancêtre ne peut être identifié: il est constitué dun ensemble de caractères quil a laissé à ses descendants. Ce sont ces caractères qui seront présents aux niveaux des ramifications, les espèces actuelles (et les fossiles) seront au sommet des branches.

46 Construction collective dun arbre (couleurs idem ensembles) –proposer une autre représentation permettant daccéder à dautres informations: temps, caractères les plus anciens sont les plus répandus (yeux, bouche) –ce sont ces caractères anciens que lon va noter sur le tronc. –les grosses branches correspondent à des caractères très répandus qui permettent de regrouper beaucoup despèces –les ramifications portent des caractères de plus en plus précis, les groupes sont de plus en plus restreints

47 Lecture de larbre: –quels sont les caractères de x, –comment était lancêtre commun de x et y, –qui est le plus proche de x Commentaires: –Plus un attribut est répandu, plus il est apparu tôt dans lhistoire –Plus les espèces sont proches sur larbre, plus grande est leur parenté –La diversité du vivant sexplique par la séparation des lignées

48 FICHE 5

49 FICHE 6

50 FICHE 7

51 Classification simplifiée 6°

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53 Bibliographie: Comprendre et enseigner la classification du vivant (Lecointre, Edition Belin) Classification phylogénique du vivant (Lecointre & Le Guyader, Edition Belin) Classer les animaux au quotidien (B.Chanet, CRDP Bretagne) scienc/pages/activite/monde_vivant/Telechargements/ SoMod.htm * ** ***http://www.perigord.tm.fr/~ecole- scienc/pages/activite/monde_vivant/Telechargements/ SoMod.htm******


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