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Original TraAM SVT

Utilisation d'outils numériques pour faire collaborer deux classes à l'occasion d'une sortie sur le terrain.

Élaboré dans le cadre du projet TraAM 2021-2022, ce travail a pour objectif de montrer que les outils numériques, notamment les visites virtuelles, peuvent s'intégrer dans la préparation d'une sortie, dans sa mise en œuvre sur le terrain et dans l'analyse des données récoltées. Loin de s'opposer aux activités pratiques et à l'expérimentation, l'utilisation du numérique, et plus spécifiquement des visites virtuelles, permet d'explorer et de comprendre une situation réelle. 

L'activité proposée ici permet de faire collaborer 2 groupes d'élèves, l'un en sortie sur le terrain et l'autre en salle de travaux pratiques.

Résumé du projet

L'objectif de ce scénario est de montrer que l'on peut faire collaborer deux classes de deux établissements différents dans la compréhension de phénomènes géologiques observables dans différents affleureusements. La classe (ou le groupe) à distance réalise virtuellmeent la sortie (vidéos 360°) et complète les données récoltées par la classe sur le tarrain avec des observations faites en laboratoire grâce à des outils tels que le microscope polarisant et la loupe binoculaire. Pour cela, les élèves des deux classes utilisent des outils collaboratifs que l'on trouve dans la plupart des ENT.

Objectifs pédagogiques

  • Trouver les indices géologiques, à différentes échelles, prouvant qu’une ancienne croûte océanique existe sur l'île de Groix (Morbihan, Massif armoricain).
  • Mettre en évidence les mécanismes tectoniques à l’origine de la transformation de cette croûte
    océanique à partir de données pétrologiques.
  • Retracer l’histoire de la tectonique environnante à la base de la naissance de cette île.
  • Construire des documents collaboratifs entre les pairs de deux établissements différents .

Contexte / modalité de travail

Niveau concerné :  spécialité SVT de classe de 1ère.

Il s'agit de faire collaborer les élèves de deux établissements scolaires différents. Un premier groupe d'une vingtaine d'élèves, répartis en groupes de 3 se trouvant dans une salle de TP de science disposant d'outils d’observation (loupes binoculaires et microscopes polarisants), d'un ordinateur et d'un accès à l'Internet, collabore avec un autre groupe d'élèves en sortie de terrain, répartis eux aussi en groupes de 3 ou 4. Ainsi les élèves ayant eu la possibilité de se rendre sur le terrain peuvent mutualiser leur travail avec des élèves n'ayant pu réaliser cette même sortie.

Une communication via un réseau social et/ou un ENT est possible. Les élèves utilisent sur site leur propre téléphone portable.

Les élèves restés en classe peuvent par ailleurs réaliser "virtuellement" la sortie  grâce aux captations vidéos 360°.

Cette activité est bien évidemment transposable entre un groupe classe en situation réelle d'observation avec un ou plusieurs groupes d'élèves n'ayant pas pu se rendre sur le terrain pour des raisons diverses.

Cadre de référence des compétences numériques 

  • Information et données
    • Mener une recherche ou une veille d’information (Constituer une documentation sur un sujet : sélectionner des sources, citer les sources, élaborer une sitographie)
  • Communication & collaboration
    • Collaborer (Organiser et encourager des pratiques de travail collaboratif adaptées aux besoins d'un  projet).
  • Création de contenu
    • Adapter les documents à leur finalité
    • Adapter les caractéristiques d'une image (définition, format compression) à une intégration dans une page Internet
    • Favoriser l'accessibilité des documents numériques

Lien vers le cadre de référence des compétences numériques (CRCN), inspiré du cadre européen (DIGCOMP)

Compétences travaillées

Concevoir, créer, réaliser

  • Identifier et choisir des notions, des outils et des techniques, ou des modèles simples pour mettre en œuvre une démarche scientifique.

Utiliser des outils et mobiliser des méthodes pour apprendre

  • Coopérer et collaborer dans le cadre de démarches de projet.

Pratiquer des langages

  • Utiliser des outils numériques.
  • Utiliser des logiciels d’acquisition, de simulation et de traitement de données. 

Notions abordées

La dynamique interne de la Terre : la dynamique des zones de convergence

  • A partir de la composition minéralogique des roches trouvées dans la réserve géologique de l'île de Groix, identifier les conditions physico-chimiques de formation de minéraux caractéristiques pour prouver la mise en place d'affleurements typiques d'un contexte géodynamique de convergence type subduction.
  • Relier la minéralogie des roches (présence de minéraux hydroxylés) mises en place (andésite, rhyolite, granites) et l'état d'hydratation du magma.
  • Utiliser le diagramme de phases pression/température des péridotites pour montrer les effets de l’hydratation.
  • Comparer la minéralogie d'échantillons illustrant la déshydratation de la lithosphère (schiste bleu ; éclogite).

Préréquis

  • Remobilisation d'acquis du programme de SNT de la classe de seconde : chapitre sur la géolocalisation et les cartes géodynamiques Géoportail (les données structurées et leur traitement et localisation, cartographie et mobilité).

  • Remobilisation de connaissances acquises dans le cadre du programme de SVT de la classe de 2nde : Les enjeux contemporains de la planète : géosciences et dynamique des paysages.

Outils numériques

  • Matériel numérique (ordinateur).

  • Logiciels nécessaires aux traitements informatiques des données et métadonnées : Pack Office (ou LibreOffice), avec notamment l'outil Writer.

  • Caméra WinJoe pour l'acquisition d'images.

  • Accès à Internet, communication via un téléphone portable et un ENT.

Déroulement de la séquence

La séquence s'articule autour de plusieurs phases :

 Séance 1: le contexte géodynamique en salle de classe 

Format de travail : distanciel / asynchrone 

Activité 1: identification du contexte géodynamique de la formation de l’île de Groix

Situation : les élèves des deux groupes doivent identifier sur une carte géologique simplifiée, la disposition géométrique particulière des roches de  l’île de Groix et émettre une hypothèse de travail.

Ils doivent identifier un changement progressif dans la composition d'un cristal, le grenat,  témoignant des modifications des conditions de pression et de température qu’il a subies au cours de sa formation.

Ils définissent ainsi des contextes géodynamiques rencontrés par les roches de cette île. 

Voir première partie du document annexe en cliquant ici. 

Activité 2 : préparations techniques 

Les élèves des deux groupes préparent leur collaboration.

Situation 1 : les élèves qui seront présents sur l'île préparent en groupe leur sortie géologique (identification du matériel, repérage des sites...).

Situation 2 : les élèves qui resteront en salle de TP prennent connaissance du site, identifient les outils à utiliser en complément des outils de terrain (loupe binoculaire, microsocpe polarisant, fiche d'identification) et si besoin prennent en main ces outils sur des roches connues (basalte, granite...). 

Lien vers une vidéo en cliquant ici.

Séance  2 : collaboration entre pairs sur le terrain

Format de travail : présentiel hydride / synchrone et asynchrone

Activité 1 : la plage aux sables rouges

Situation : premier arrêt pour les élèves en sortie sur le terrain.

Ils découvrent, à cet arrêt N° 1, une plage recouverte de sable rouge et ils n'ont aucun  moyen technique pour identifier la composition de ces grains de sable.

Ils entrent en communication Via l'ENT (monlycée.net, ENT de la région IDF) avec les élèves qui sont  restés en salle de TP et leur expliquent leur problème technique via une communicationn téléphonique .

Ils récoltent quelques grains de sable dans une boîte de pétri ou autre récipient, en font une photographie qu'ils envoient à leurs camarades expérimentateurs.

La consigne est de les aider à déterminer la composition minéralogique de cet échantillon de sable contenant des grains rouges.

Pour bien appréhender le contexte, les élèves sur le terrain en profitent pour communiquer via l'application Web Conférence de leur ENT, les coordonnées GPS de la plage,  permettant ainsi de géolocaliser la plage. Les élèves restés au lycée peuvent visualiser de leur coté la première visite virtuelle du site :

Les éleves en salle de TP disposent des même grains de sable de la plage étudiée et utilisent une loupe binoculaire. 

En parallèle,  les autres élèves sur le terrain analysent les documents fournis pour illustrer l'arrêt N°1 afin d'expliquer comment le phénomène d'érosion des roches constitutives de l'île pouvent amener à avoir ce type de minéraux rouges "les grenats" dans ce sable.

Avec leurs outils techniques, les élèves expérimenteurs peuvent réaliser une capture d'écran, avec un logiciel de traitement d'image (ici de type WinJoe), légender l'image qu'ils enverront par la suite à ceux présents sur la plage.

Ils déterminent ainsi que les grains sont des cristaux de grenat et que ces derniers sont caractérisques d'un faciès bien particulier que l'on retrouve dans les zones de subduction. 

  • Une deuxième visite virtuelle commentée est disponible pour tous les élèves pour un format de travail asynchrone. Pour voir la visite virtuelle, cliquer ici.

 

Activité 2 : les micaschistes de la pointe des Chats

Situation : sur un deuxième site, à cet arrêt N° 2, distant de quelques centaines de mètres, les élèves sur le terrain doivent identifier l'origine des micaschistes observés, c'est-à-dire, réaliser la détermination d'un protolithe.

Pour cela, ils vont prendre une photographie d'un macroéchantillon trouvé à la pointe des Chats et l'envoyer, toujours via l'ENT, aux élèves expérimentateurs qui disposent d'un microscope polarisant. Ils vont pouvoir de leur coté utiliser la lame mince de la même roche, déterminer les différents minéraux présents dans la roche, sa texture et sa structure,  réaliser une capture d'écran, la légender dans un document, puis l'envoyer aux élèves présents sur le terrain.

Les élèves restés au lycée peuvent visualiser de leur coté la deuxième visite virtuelle du site :

  • accès à la visite virtuelle, cliquer ici.
Activité 3 : l'affleurement des schistes verts

Après avoir scanné leur QR code GPS, les élèves sur le terrain arrivent à l'arrêt 3, une plage de sable blanc avec des affleurements rocheux de couleur verte olive ; la photographie à l'échelle du paysage est envoyée à l'équipe du laboratoire de SVT.

La consigne vocale indique qu'il va falloir retrouver quelle était la roche mère à l'origine de la mise en place de cet affleurement.

A distance, les groupes d'élèves analysent au microscope polarisant la composition minéralogique du schiste vert, prennent la photographie et l'envoient, annotée et légendée, via l'ENT de l'établissement aux élèves sur le terrain.

Voici un lien pour observer ce que les élèves peuvent observer au microscope polarisant

http://geologie.discip.ac-caen.fr/Micropol/metam/corteges/schistevert/LPA.mp4

La présence de nombreux pyroxènes altérés (chlorite) et feldspath (albite) dans la composition de la roche indique que le basalte est la roche initiale à l'origine de la mise en place du schiste vert.

  • Une visite virtuelle commentée est disponible pour tous les élèves. (format de travail asynchrone). Pour voir la visite virtuelle, cliquer ici.
Activité 4 : les schistes bleus

Toujours guidés par le QR code GPS, en parcourant les sentiers balisés de la réserve géologique, les élèves arrivent à l'arrêt 4 où la couleur sombre des affleurements rocheux, tranche avec l'arrêt précédent.

Avec une consigne identique à l'arrêt 3, par comparaison minéralogique, le basalte est encore désigné comme étant le protolithe du schiste bleu.

Au final, les arrêts 3 et 4 permettent de voir que la présence de minéraux caractéristiques dans les schistes de ces deux arrêts, indiquent que c'est bien une lithosphère océanique basaltique qui entre en subduction sous une autre lithosphère ; cela entraine des modifications de pression et température aboutissant à l'apparition de minéraux tels que le grenat, la glaucophane ou la chlorite.

Les élèves présents sur le terrain se serviront des différents documents envoyés par leurs pairs afin d'expliquer le métamorphisme en zone de subduction, en introduisant les équations de transformations minéralogiques, et l'origine de l'eau responsable de la fusion des péridotites hydratée de la plaque chevauchante donnant le magmatisme de subduction.

Le document de synthèse  ainsi créé par les élèves ayant réalisés la sortie de terrain, validé par les enseignants, pourra être partagé via une platerforme colaborative (Moodle) avec  les élèves de l'autre établissement.

Avec l'aide d'une vidéo, l'ensemble des élèves  peuvent  mieux appréhender le contexte géodynamique de cette période géologique de cette région du massif armoricain. 

  • Les élèves restés au lycée peuvent visualiser de leur coté la visite virtuelle du site : pour voir la visite virtuelle, cliquer ici.

 

Vidéo complémentaire à exploiter :

Vidéo des grands fonds océaniques à voir en cliquant ici.  Activité proposée en asynchrone

 

Contexte géologique global à l'Ordinvicien :

Paléogéographie des domaines océaniques et continentaux impliqués dans la formation de la chaine varisque

Figure. Paléogéographie des domaines océaniques et continentaux impliqués dans la formation de la chaine varisque

L'île de Groix représente un vestige de la subduction de l'océan Galice – Massif-Central sous le microcontinent Armorica.

Séance 3 : rédaction du carnet de terrain numérique 

Il est possible de différencier les attendus sur l'histoire de l'île de Groix en définissant 3 niveaux de difficulté  correspondant à trois degrés d’approfondissement de raisonnement.

Remarque : les consignes proposées ici sont celles données aux élèves présents sur le terrain. Elles pourront être adaptées pour les élèves en classe.

Niveau facile

- montrer, dans un court texte argumentatif, en quoi la visite de cette réserve géologique nous permet de confirmer l’hypothèse selon laquelle les roches rencontrées sur l’île de Groix sont issues d'un contexte géologique en convergence de type subduction.

Voir documents associés ici

Niveau intermédiaire :

- montrer qu'il y a bien eu disparition d'une ancienne croûte océanique au cours de cette subduction et qu'il y a eu une transformation des minéraux constitutifs de cette croûte au cours de son enfouissement, aboutissant aux roches rencontrées lors des 4 arrêts.

Voir documents associés en cliquant  ici

Niveau expert

- confirmer l’hypothèse selon laquelle les roches rencontrées sur l’île de Groix résultent de la subduction ancienne d’une lithosphère océanique dont les écailles ont ensuite été exhumées du fait de la collision qui en a suivie. Le trajet de cette croûte océanique est à tracer sur le diagramme Pression / Température ;
- démontrer que la transformation des minéraux constitutifs de cette croûte au cours de son enfouissement a  abouti aux roches rencontrées lors des 4 arrêts.

Voir documents associés ici

Voir corrigé par arrêt 

Les 4 arrêts en image: Cliquez sur le lien ici.

 

Retour sur les activités testées avec les élèves :
Les difficultés rencontrées :
  1. En fonction de la localisation des bornes des différents opérateurs téléphoniques, les conversations entre les élèves étaient parfois peu audibles.
  2. Les fichiers images légendés observés sur les petits écrans de certains téléphones portables.
  3. Difficultés pour les élèves expérimentateurs en salle de TP en ce début d'année scolaire d'appréhenter les nouveaux gestes techniques liés à l'utilisation des microscopes polarisants et à la détermination des minéraux.

 

Les plus-value du dispositif :
  1. La motivation des élèves impliqués dans la construction collaborative des connaissances avec leurs pairs.
  2. La facilité d'observer des visites virtuelles sur les écrans des téléphones portables.
  3. Une collaboration et co-construction synchrone d'équipes d'un même niveau géographiquement éloignées
  4. Coopération des professeurs encadrant sur le terrain et en laboratoire pour montrer que l'apprentissage commence le plus souvent par l'observation du concret mais que les connaissances scientifiques acquises en laboratoire sont nécessaire pour analyser et appréhender les notions scientifiques.

 

 

 

Activité proposée par Muriel Mimiette et Yann Sauvage, professeure et professeur de SVT de l'académie de Paris.

Ateliers GIPTIC

  • favoriser l’autonomie des élèves avec les outils numériques
  • Animer la classe avec la digitale
  • Gestion de projet avec les outils numériques