Déroulement

• Articulation avec l'unité 2 : Il a été mis en évidence qu'un arbre est une plante. Le problème soulevé dans l'unité 1 "Un arbre a-t-il besoin d'eau ?" est alors déplacé, il devient "Les plantes ont-elles besoin d'eau ?". Cette unité vise à élaborer et conduire une expérience permettant de déterminer le besoin en eau des plantes.

 

• Phase 1 – Comparer et classer pour se familiariser avec de nouvelles plantes

Il est intéressant de proposer aux élèves différentes plantes afin de montrer que le besoin d'eau est partagé par toutes les plantes (même si la quantité d'eau varie d'une plante à l'autre). Dans ce cas, les élèves ont besoin de se familiariser avec ce nouveau matériel. Pour motiver les élèves, les plantes sont apportées par la marionnette de la classe.
Un temps de découverte et de manipulation peut être réalisé par une activité de classement libre, sur la base de critères choisis par les élèves. Cette activité les conduit à observer les plantes, à réinvestir le lexique appris dans l'unité 2 et à se familiariser avec ces plantes qui seront utilisées par la suite.

• Phase 2 – Concevoir une  expérience, anticiper les résultats

Un retour sur le cheminement depuis l’histoire de Baobonbon permet aux élèves d'identifier et s'approprier le problème à résoudre. Ce cheminement est rappelé ci-dessous :

• le baobab a soif : "Les arbres ont-ils besoin d’eau dans la vraie vie ? Unité 1 - Une forte proportion des élèves de GS pense que les arbres n'ont pas besoin d'eau (réponses d'élèves).
• L'arbre est une plante (Unité 2 : critères de reconnaissance des plantes, trace écrite) : "Les plantes ont-elles besoin d'eau ?"
• La marionnette a apporté plusieurs plantes : "Les plantes de notre classe ont-elles besoin d'eau ?"

Résoudre ce problème revient à tester les deux hypothèses suivantes : "les plantes ont besoin d'eau", "les plantes n'ont pas besoin d'eau". Il est intéressant de bien séparer ces deux hypothèses, autrement dit d'envisager une expérience pour chacune d'entre elles, pour faire émerger l'idée de témoin. Pour obtenir des propositions d'expérience pour chacune des hypothèses, ce travail peut être réalisé par deux groupes différents.

• Pour aider l'enseignant :

La conception d'une expérience permettant de tester une hypothèse implique de dégager son principe et d'anticiper les résultats. La démarche qui conduit à tester nos deux hypothèses est résumée dans le tableau suivant.

Les propositions en caractère italique gras sont accessibles par des élèves de GS. Pour une hypothèse donnée, une fois le principe identifié, on peut les aider à anticiper les résultats de l'expérience à partir de questions telles que : "Si les plantes ont besoin d'eau et qu'on les arrose, que va-t-il se passer ?"

Exemples de formulations d'élèves de GS : "Pour que la fleur pousse, il faut l'arroser", "On arrose les plantes. Quand elle a grandi un petit peu, il faut l'arroser encore", "Si on arrose les plantes elles vont grandir", "Il faut les arroser pour ne pas qu'elles meurent".

Les propositions qui sont en caractère italique dans le tableau correspondent aux expériences témoins. Elles ne peuvent pas apparaître spontanément chez des élèves de cet âge mais l'enseignant peut les faire émerger en confrontant et en croisant les propositions faites par les élèves pour tester chacune des hypothèses : "Vous dites que si les plantes ont besoin d'eau il faut les arroser pour qu'elles poussent mais que va-t-il se passer si on ne les arrose pas ?"

Une trace écrite des expériences mises en œuvre et des résultats attendus est conservée pour soutenir l'analyse des résultats dans l'unité 4.

• Phase 3 – Préciser le protocole expérimental pour pouvoir le mettre en œuvre
• Identifier les plantes arrosées et non arrosées

La question suivante est posée : "Comment repérer les plantes qui seront arrosées et celles qui ne le seront pas ?" 
Le choix d'un code permet d'identifier les pots qui seront arrosés et ceux qui ne le seront pas. Une étiquette représentant le code choisi est collée sur les pots.

Exemple de code retenu par des élèves :

• un carré avec une goutte dessiné à la main représente un pot arrosé,
• un carré avec une croix représente un pot non arrosé.

L'appropriation du code par les élèves peut être réalisée par une activité de tri des pots codés.

Exemple d'activité :

Les pots codés sont présentés aux élèves. Chacun des codes "arrosé" et "non arrosé" est placé sur une grande table de la classe.
Les élèves prennent une plante et placent le pot au bon endroit en verbalisant leur choix. Une validation est organisée (par l'enseignant, par un élève, par un groupe d'élèves).

• Suivre dans le temps l'évolution des plantes arrosées et non arrosées

Les jours où les plantes sont arrosées sont indiqués sur le calendrier de la classe par le code "plante arrosée".
Chaque élève suit deux plantes de la même espèce, une qui sera arrosée et une qui ne le sera pas (plusieurs élèves peuvent suivre les mêmes plantes, elles sont identifiées par une étiquette portant les prénoms des élèves).

• Déterminer la quantité d'eau et la fréquence d'arrosage

Les deux questions suivantes peuvent aider à déterminer la quantité d'eau apportée et la fréquence d'arrosage.

• « Comment savoir si nos plantes ont soif ? »
• « Avec quel objet va-t-on arroser les plantes ? » Les élèves peuvent avoir différentes idées (arrosoir, carafe, gobelet... ). Il s'agit de sélectionner collectivement l'objet le mieux adapté.

Exemple de règles d'arrosage.

• Phase 4 – Observer, dessiner et légender

Les élèves observent et comparent l'évolution des plantes arrosées et non arrosées.

Pour aider les élèves à repérer les transformations des plantes, l'enseignant incite les élèves à verbaliser ce qui est observé (des feuilles tombées, des feuilles jaunies, des petites feuilles vertes, des tiges qui retombent...) et leur demande de réaliser des dessins d'observation. Les élèves font au moins deux dessins d'observation sur l'ensemble de l'expérimentation : un au début, un autre lorsque des modifications sont bien visibles (le temps entre deux dessins ne peut être déterminé à l'avance, il est variable en fonction des plantes et de la saison).

Il est conseillé de conduire cette activité en atelier guidé avec un petit groupe d'élèves (6), afin que l'enseignant puisse passer auprès de chacun des élèves pour leur faire formuler ou reformuler leurs observations, et pour les écrire sous leur dictée. Un tel mode de regroupement nécessite d'anticiper ce que feront les autres élèves (temps de décloisonnement, jeux libres, ...).

Consulter des dessins chronologiques d'élèves

• Clôture

Les dessins produits serviront à l'analyse des résultats de l'expérience dans l'unité 4.

Compétences

Démarche scientifique et maîtrise de la langue

• Concevoir un protocole expérimental pour mettre à l'épreuve des hypothèses : utiliser un lexique précis et approprié pour expliquer sa mise en place.

• Anticiper des résultats : utiliser des verbes au futur.

• Mettre en œuvre un protocole expérimental.

• Utiliser un code dans le cadre d’une expérience : encoder et décoder.

• Observer des différences entre des végétaux arrosés et non arrosés et les verbaliser en utilisant un lexique approprié (tige, fleur, pétale, fruit, mort, vivant, sec/ sèche, vert clair/vert foncé…).

• Réaliser un dessin d'observation et le légender en dictée à l'adulte.

Autres compétences

• Se repérer dans le temps : anticiper des actions, se repérer sur un calendrier.

Organisation

Mode de regroupement

• Phases 1, 2 et 3 : collectif.
• Phase 4 : en atelier guidé.

Déroulé temporel

• Trois séances et des temps indépendants pour les dessins d'observation.

Matériel

• Plantes en pot de différentes espèces. Plantes conseillées : fraisier, cyclamen, pensée. Eviter les semis qui sont trop fragiles ou les plantes trop résistantes à la sécheresse.
• Affiche de l’unité 1 : « Pourquoi l’arbre a-t-il soif ? Est-ce que l’arbre a besoin d’eau ? »,
• Papier affiche,
• Appareil photo,

• Étiquettes autocollantes (prénom et code sur les pots).

Explicitation et justification des choix didactiques, modifications possibles

• Des précautions liées au travail sur le vivant
  Les plantes peuvent avoir des difficultés à survivre dans la classe (conditions de lumière, de température, maladie, résistance,...). Il est donc important d'avoir des plantes en nombre suffisant.
  L'expérience doit être suivie sur un temps suffisamment long (2 à 3 semaines) pour permettre une croissance ou un dépérissement significatif des plantes.

• Une construction progressive de la notion de témoin
  L'expérience qui permet de tester chacune de ces hypothèses nécessite un témoin : pour déterminer par exemple si une plante a besoin d'eau, il faut l'arroser, mais pour contrôler que sa survie est liée à l'apport d'eau, il faut une plante témoin qui ne soit pas arrosée. La construction de cette notion de témoin et de son utilisation pour une analyse comparative des résultats s'effectue progressivement au cours de la scolarité. Il est possible ici d'obtenir un témoin en demandant aux élèves de proposer une expérience pour tester chacune des hypothèses : il sera nécessaire pour la première hypothèse d'arroser les plantes et pour la seconde de ne pas les arroser, l'expérience de l'une devenant le témoin de l'autre.
• Le dessin d'observation en sciences
  Le dessin d'observation scientifique requiert un apprentissage. Ce n'est pas un dessin d'imagination, ni un dessin cherchant à reproduire au mieux la réalité observée. C'est une représentation du réel qui sélectionne les informations importantes que l'on veut retenir tout en supprimant des détails sans importance. Il se réalise au crayon à papier, des crayons de couleur pouvant être introduits au fil du temps pour apporter des informations complémentaires (feuilles jaunies, feuilles vertes). Pour aller plus loin
  Une verbalisation préalable des modifications observées permet de guider le dessin qui sera réalisé. Un retour collectif sur les dessins réalisés avec une comparaison entre les plantes réelles et les dessins réalisés participe à cet apprentissage.

• Qu'est-ce qu'expérimenter en maternelle ?
  En maternelle, l'expérimentation relève soit d'une familiarisation pratique, soit d'une investigation empirique.
  En savoir +

• Les activités de codage
  Consulter les séquences proposées en maternelle sur le codage : coder les bruits de l'eau (TPS-PS), Coder, écrire et lire une partition (MS).
  En savoir plus sur le codage.
  

Auteurs : A. Golay,R. Monod-Ansaldi, I. Piccioli, M. Prieur, C. Stroll