projet expérimental et numérique : rechauffement climatique

Projet Expérimental et Numérique

Enseignement scientifique

Pourquoi le climat se réchauffe (albédo) et quelle élévation du niveau marin prévoir ?

D'après le travail Thierry Dulaurans , lycée Daguin Mérignac

Présentation

Qu'est-ce qu'un projet expérimental et numérique ?

Etapes du projet

Organisation des 12het pistes de travail

Matériel nécessaire

Capteur utilisé

Description du projet

Travail de groupe

Présentation générale

Organisation du travail

Critères de réussite du projet

Evaluation

Qu'est-ce que le projet expérimental et numérique en enseignement scientifique ?

Le projet expérimental et numérique est une séquence d'environ 12 h qui repose sur la pratique d’une démarche scientifique expérimentale. Selon le cas, le projet expérimental et numérique peut revêtir trois dimensions : - utilisation d’un capteur ; - acquisition numérique de données ou utilisation de données expérimentales fournies par des scientifiques ; - traitement mathématique, représentation et interprétation de ces données.

Le projet expérimental et numérique :

l'occasion de travailler les compétences liées à...

S'approprier une problématique, identifier les connaissances associées et rechercher l'information utile

... l'enseignement scientifique

Identifier et analyse le caractère scientifique d'une argumentation

Mobiliser ses connaissances

Organiser son travail dans le cadre d'une démarche de projet scientifique

... la préparation au Grand Oral

Communiquer à l'oral de manière structurée, raisonnée et argumentée en utilisant un langage rigoureux

... la certification

Développer des documents textuels

Résoudre des problèmes techniques

Mener une recherche et une veille d'information

Interagir

Sécuriser l'environnement numérique

Partager et publier

Développer des documents multimédias

Évoluer dans un environnement numérique

Collaborer

Gérer des données

Protéger la santé, le bien-être et l'environnement

S'insérer dans le monde numérique

Adapter les doucuments à leur finalité

Traiter des données

Programmer

TRAVAIL FINAL ATTENDU

OBJECTIF DU PROJET

SITUATION DE DEPART

SITUATION DE DEPART

Les rapports des experts du GIEC mettent en avant les multiples causes et conséquences de l’évolution du climat. Vous allez effectuer des manipulations et des mesures pour en étudier quelques-unes. DOCUMENTS ET INFORMATIONS DISPONIBLES : Le rapport du GIEC publié le 28 février 2022 prévoit à court terme (2040) un réchauffement de + 1,5 °C par rapport à l’ère pré-industrielle. Pour le plus long terme (2100), les prévisions vont de + 1,5°C à + 4°C ; l’ampleur du phénomène dépendra notamment des évolutions des comportements humains dans les années qui viennent. À l'heure actuelle, les promesses des États (qui ne sont pas encore tenues) nous conduisent vers un réchauffement de 2,7°C pour 2100. Liens :

- article de francetvinfo sur le rapport du GIEC du 28 février 2022 : https://www.francetvinfo.fr/monde/environnement/crise-climatique/un-terrible-avertissement-ce-qu-il-faut-retenir-du-nouveau-rapport-du-giec-sur-les-effets-du-rechauffement-climatique_4977336.html -

- communiqué de presse accompagnant la publication du rapport du 28 février 2022 : https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg2/resources/press/press-release-french/

OBJECTIF DU PROJET

Le réchauffement climatique est souvent associé à l’augmentation des émissions de gaz à effet de serre, dont le CO2. Ce gaz est en effet un responsable majeur du réchauffement mais il n’est pas le seul responsable. Le bouleversement climatique et la montée du niveau marin en sont des conséquences. Parmi les multiples causes et conséquences du réchauffement climatique, souvent en interaction complexe les unes avec les autres, il vous est proposé de vous intéresser principalement à trois d’entre elles, une cause et deux conséquences : - cause proposée : - évolution de l’albédo liée au réchauffement ; - conséquences proposées : -réchauffement lié à l’évolution de l’albédo ; - élévation du niveau marin liée au réchauffement

T1 – Réaliser des mesures montrant qu’une diminution de l’albédo entraine un réchauffement. T2 – Réaliser des mesures illustrant l’effet du réchauffement climatique sur l’albédo. T3 – Effectuer des mesures pour étudier la variation relative du volume de l’eau salée en fonction de la variation de température .

TRAVAIL FINAL ATTENDU

Réaliser un diaporama dans lequel : - vous présenterez toutes les étapes de la démarche scientifique qui vous a permis de mesurer les conséquences soit du réchauffement lié à l’évolution de l’albédo, soit l'élévation du niveau marin liée au réchauffement - ce diaporama doit montrer les images des expériences réalisées, l'exploitation des mesures (calculs), et une interrogation sur la démarche, la qualité/ la quantité des résultats. Présenter le diaporama à l'oral au groupe (durée de présentation entre 6 et 8 minutes). Durant la présentation vous expliquerez oralement votre travail en utilisant le diaporama comme support.

MATERIEL NECESSAIRE

Partie albédo • Un carton blanc ou récipient blanc (canette peinte) • Un carton noir (canette peinte) • 2 cristallisoirs identiques • 2 thermomètres ou 2 sondes de température + labquest • Luxmetre + labquest • Glace de faible épaisseur dans boite sombre

MATERIEL NECESSAIRE

Partie dilatation de l’eau

• Éprouvette graduée large (500 mL ?) pour fusion d’un glaçon
• glaçons
• un erlenmeyer de 250 mL ou de 100 mL
• un bécher de 100 mL
• une pipette compte-gouttes
• un bouchon à deux trous à adapter sur l’erlenmeyer
• une pipette graduée de 2,0 mL (ou à défaut une pipette graduée de 5,0 mL) qui devra s’adapter dans l’un des trous du bouchon
• un thermomètre suffisamment long pour que la lecture ne se fasse pas dans l’erlenmeyer, et s’adaptant dans l’un des deux trous du bouchon
• un agitateur magnétique chauffant et un barreau aimanté
• une balance électronique au dixième avec une amplitude suffisante pour supporter l’ensemble du dispositif rempli d’eau de mer
• un récipient contenant 500 mL d’eau de mer (ou une solution aqueuse de chlorure de sodium à 33 g.L–1)

ETAPES

- Appropriation du sujet. - Réalisation des mesures. - Explotation des mesures.

Semaines 1, 2, 3

voir

- Réalisation du diaporama. - Entrainement à l'oral.

Semaines 4 et 5

Semaine 6

- Présentation orale.

COMPLEMENTS

Exemple de fiche élève

Liste du matériel

Autres ressources pour diversifier le projet :

• http://www.educapoles.org/fr/
• http://www.educapoles.org/fr/education_material
• http://www.educapoles.org/fr/education_material/teaching_dossier_detail/cze_experiences_sur_les_changements_climatiques

ORGANISATION DES GROUPES DE TRAVAIL

Les groupes de travail sont constitués au maximum de 4 élèves.Suivant les sujets, ils peuvent être constitués d'élèves qui ne suivent pas de spécialité scientifique. On peut envisager 2 équipes travaillant sur l'albédo et 2 autres la dilatation de l'eau. Puis après la phase expérimentale réunir une équipe de chaque thème (albédo, dilatation) pour mutualiser les résultats et construire le diaporama. La réalisation des mesures, leur exploitation et la présentation orale sont collectives mais résultent de contributions individuelles. Les objectifs du travail en groupe sont les suivants : - créer une émulation ; -apporter le soutien aux élèves en difficulté ; -permettre un échange d´idées de protocoles de mesure, de réalisation d´instruments ; -favoriser l´évaluation des productions au sein du groupe afin d´améliorer leur qualité (chacun apportant ses remarques sur le travail des autres membres du groupe dans le but de les faire progresser en cours d´élaboration du projet avant la présentation finale).

Evaluation

Je réussirai mon projet expérimental et numérique si...

...dans mon travail de recherche :

• j´utilise de façon rigoureuse et pertinente les informations fournies ;
• je réalise des mesures de qualités, en respectant un protocole rigoureux ;
• je réalise une exploitation soignée des mesures ;
• je sais réinvestir mes connaissances ;
• je porte un regard critique sur mes résultats.

...dans mon travail individuel :

• je respecte les échéances
• je respecte les consignes
• je m´engage pleinement
• je m´auto-évalue en prenant connaissance des informations précédentes

...à l´oral :

• je suis pleinement engagé dans mon discours, sans lire de notes
• mon discours est structuré et s'appuie sur le contenu projeté
• j´utilise un vocabulaire riche et précis
• je maîtrise ma voix (fluidité, débit, variations et nuances pertinentes)

• mes explications sont claires
• je gère mon temps de parole
• j'écoute les questions posées et j'y réponds de façon précise et concise

...dans le travail de groupe :

• je sais écouter et accepter un autre point de vue que le mien
• je participe à une concertation constructive
• je prends des initiatives
• j´apporte des idées et des solutions
• je m´appuie sur l´aide entre pairs