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Informer et accompagner
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les professionnels de l’éducation
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ÉVALUATION CYCLES 2 3 4
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SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE
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Effectuer une observation microscopique
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de chromosomes
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COMPOSANTE(S) DU SOCLE COMMUN
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D4 | Les systèmes naturels et les systèmes techniques
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ÉLÉMENTS SIGNIFIANTS
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Mener une démarche scientifique, résoudre un problème (D4)
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OBJECTIFS
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Montrer l’utilité d’un outil technique pour une recherche
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Faire combiner une exploitation de documents, un résultat d’observation et des connaissances
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Dans cette fiche, l’enseignant évalue la mobilisation et l’utilisation d’un outil technique,
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le microscope, au service d’une recherche, la mise en évidence de chromosomes une
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cellule en division. Pour répondre à la question, l’élève doit obligatoirement combiner des
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informations issues du document de référence, de l’observation microscopique mais aussi de
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connaissances.
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Déroulé de la séance
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Points du programme
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Thème : Le vivant et son évolution
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Expliquer sur quoi reposent la diversité et la stabilité génétique des individus.
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Expliquer comment les phénotypes sont déterminés par les génotypes et par l’action de
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l’environnement.
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Composantes du socle concernées
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Les systèmes naturels et les systèmes techniques (D4)
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Élément signifiant
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• Mener une démarche scientifique, résoudre un problème
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L’élève est capable
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• d’extraire, organiser les informations utiles ;
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• de mettre en œuvre un raisonnement logique simple ;
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• de mettre en œuvre un protocole expérimental.
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017 1
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ÉVALUATION CYCLE 4 I SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE I Effectuer une observation microscopique de chromosomes
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À partir d’un énoncé, de documents, d’une situation expérimentale et/ou d’une observation
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(directe ou filmée), l’élève peut être mis en situation de :
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• décrire des objets ;
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• repérer les informations en lien avec ses connaissances.
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Modalités
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Dans cette proposition, l’utilisation d’un document original (illustration des observations de
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Flemming) n’a pas pour objectif de travailler au travers d’une démarche historique. Il s’agit
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simplement d’une première illustration des chromosomes qui peut néanmoins permettre de
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positionner des découvertes dans le temps et nourrir ainsi l’histoire des sciences.
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Connaissances mobilisables :
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• les élèves savent que l’information responsable des caractères est présente dans le noyau
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des cellules ;
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• les élèves savent que toutes les cellules de l’organisme présentent cette information (clo-
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nage) ;
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• les élèves savent que toutes les cellules de l’organisme proviennent des divisions succes-
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sives de la cellule-œuf ;
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• les élèves connaissent différentes formes de communication : dessin, schéma, photographie,
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etc.
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On s’appuie sur les travaux de Flemming qui a représenté, au 19e siècle, les chromosomes
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observés dans des cellules humaines. On cherche à généraliser la présence des chromosomes
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chez tous les organismes vivants.
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Mise en œuvre
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Les élèves travaillent en groupe avec une production individuelle dont l’illustration
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correspondra à un être vivant différent pour chacun des élèves du groupe. La confrontation
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des observations des différents membres du groupe permettra aux élèves de proposer une
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généralisation.
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Consignes, supports
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Matériel à disposition des élèves
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• différentes préparations microscopiques de cellules colorées avec une coloration spécifique
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des acides nucléiques (ail, jacinthe, oignon, ascaris…) ;
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• différents outils d’observation ;
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• un document exposant les travaux de Flemming (1882) présentant les premiers dessins de
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chromosomes.
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CONSIGNE ELEVES
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En 1882, Flemming a dessiné les éléments présents dans des cellules humaines. Ces éléments
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pourraient porter les informations responsables des caractères de l’individu.
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En utilisant le matériel à disposition, montrer que ces éléments existent aussi dans les cellules
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d’autres êtres vivants.
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017 2
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ÉVALUATION CYCLE 4 I SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE I Effectuer une observation microscopique de chromosomes
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Document présentant les travaux de Flemming
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A la fin du 19e siècle, les progrès de la microscopie et de la chimie des colorants permettent
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d’observer, dans le noyau de certaines cellules, des filaments. W Flemming, en 1882, est le
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premier à dessiner ces filaments.
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Dessin original du Pr. d’anatomie W.Flemming en 1882. Il a coloré des cellules de cornée (partie
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de l’œil) humaines avec de la safranine et du chrome, et il observe dans certaines cellules des
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filaments visibles juste avant que la cellule ne se divise (fig. 72 puis 73).
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Comme ces filaments se colorent facilement, on leur donne le nom de “corps colorables”,
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ce qui permet de les appeler, à partir des mots grecs chromos (couleur) + soma (corps), les
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chromosomes quelques années plus tard.
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Source : « Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung » Flemming, 1882 (Domaine Public)
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Évaluation et niveaux de maîtrise
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L’élève saisit des informations issues du texte :
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• présence de filaments (nommés chromosomes dans le texte) ;
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• localisation de ces filaments dans le noyau des cellules.
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L’élève doit mettre en œuvre l’utilisation d’outils d’observation adaptés, ici le microscope. Des
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indications dans les documents peuvent lui permettre de choisir d’emblée cet outil ou il peut
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procéder par élimination en essayant d’abord avec une loupe binoculaire puis en passant au
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microscope.
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La stratégie de l’élève va être d’observer et de repérer ces « filaments » dans les cellules d’un
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autre être vivant. La mise en commun des observations des élèves du groupe permettra une
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généralisation.
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Le professeur devra être attentif aux élèves présentant une myopie. Ils sont obligés d’éloigner
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légèrement leur œil de l’oculaire pour percevoir une image nette. D’autres défauts de vision
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peuvent empêcher les élèves de percevoir une image nette, par exemple l’astigmatisme. Les
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systèmes de visualisation sur écran présentent ici un intérêt particulier pour permettre à ces
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élèves d’utiliser les outils d’observation dans des conditions optimales.
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017 3
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ÉVALUATION CYCLE 4 I SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE I Effectuer une observation microscopique de chromosomes
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Détermination du niveau de maîtrise
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Pour mener à bien cette activité l’élève doit maîtriser l’outil microscope et présenter des
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« filaments ».
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Le critère évalué est ici la conformité dans l’application des consignes : on cherche à mesurer
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le degré de maitrise des gestes techniques de l’élève qui doit respecter des consignes. Ici,
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celui de la maîtrise de l’utilisation d’un microscope, par la maîtrise du réglage, l’éclairage,
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l’utilisation des objectifs par ordre croissant, la netteté, le choix du grossissement.
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Les indicateurs de réussite sont les suivants :
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• des chromosomes sont visibles dans un état assez condensé ;
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• les chromosomes sont nets ;
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• les chromosomes sont repérés dans le champ d’observation ;
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• le grossissement choisi est le plus adapté.
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A partir de ces critères et indicateurs de réussite on peut proposer une grille d’analyse sous
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la forme de curseurs permettant de poser un niveau de maîtrise.
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MAUVAISE MAÎTRISE (MÊME AVEC DES AIDES,
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L’ÉLÈVE NE RÉUSSIT PAS À RÉGLER) OU NE BONNE MAÎTRISE TECHNIQUE DU MICROSCOPE
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CHOISIT PAS LE BON GROSSISSEMENT.
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Pas de mise en évidence Mise en évidence de Pas d’observation de Mise en évidence de
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de chromosomes chromosomes après mise chromosomes chromosomes
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malgré la mise au point au point du microscope par
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du microscope par l’enseignant
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l’enseignant
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Insuffisant Fragile Satisfaisant Très bonne maîtrise
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Ici on entre par la maitrise de l’outil puisque c’est ce que l’on cherche à tester (choix de
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l’enseignant). On peut remarquer que l’élève reste dans « fragile » même s’il arrive à trouver
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des chromosomes après qu’on lui ait réglé le microscope. La bonne utilisation de l’outil ne
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suffit cependant pas à obtenir une très bonne maîtrise : l’élève doit aussi contextualiser
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l’utilisation de l’outil (ici proposer l’observation de chromosomes).
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017 4
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ÉVALUATION CYCLE 4 I SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE I Effectuer une observation microscopique de chromosomes
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Exemples de production d’élèves
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Exemple 1
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Photographies d’observations microscopiques (grossissement 15 x 40 / 600) de mitose de
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racine d’ail (préparation du commerce)
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Les photographies montrent une préparation nette, centrée sur des « filaments » bien visibles.
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Les élèves maîtrisent donc l’outil microscope et présentent à l’enseignant les chromosomes.
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La recherche microscopique est fructueuse. L’enseignant pose le niveau : Très bonne maîtrise.
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MAUVAISE MAÎTRISE (MÊME AVEC DES AIDES,
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L’ÉLÈVE NE RÉUSSIT PAS À RÉGLER) OU NE BONNE MAÎTRISE TECHNIQUE DU MICROSCOPE
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CHOISIT PAS LE BON GROSSISSEMENT.
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Pas de mise en évidence Mise en évidence de Pas d’observation de Mise en évidence de
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de chromosomes chromosomes après mise chromosomes chromosomes
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||
malgré la mise au point au point du microscope par
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du microscope par l’enseignant
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l’enseignant
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Insuffisant Fragile Satisfaisant Très bonne maîtrise
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017 5
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ÉVALUATION CYCLE 4 I SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE I Effectuer une observation microscopique de chromosomes
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Exemple 2
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Photographies d’observations microscopiques (grossissement 15 x 40 / 600) de mitose de
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racine d’ail (préparation du commerce)
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Les productions ci-dessus permettent d’attester chez l’élève d’une bonne maîtrise de l’outil
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microscope. Sans aide de la part de l’enseignant, l’élève présente une image nette, centrée
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sur le noyau de cellules en utilisant un grossissement adapté. Cependant les chromosomes
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ne sont pas mis en évidence. La maîtrise de l’outil ne s’accompagne pas d’une réussite dans
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la recherche de chromosomes. L’élève est capable à l’oral de dire à son professeur ce qu’il
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s’attendait à voir, il est capable de montrer des filaments correspondant à des chromosomes
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sur le document mais il na pas su explorer sa lame pour les mettre en évidence.
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L’enseignant pose le niveau de maîtrise « satisfaisant ».
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MAUVAISE MAÎTRISE (MÊME AVEC DES AIDES,
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L’ÉLÈVE NE RÉUSSIT PAS À RÉGLER) OU NE BONNE MAÎTRISE TECHNIQUE DU MICROSCOPE
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CHOISIT PAS LE BON GROSSISSEMENT.
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Pas de mise en évidence Mise en évidence de Pas d’observation de Mise en évidence de
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de chromosomes chromosomes après mise chromosomes chromosomes
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malgré la mise au point au point du microscope par
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du microscope par l’enseignant
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l’enseignant
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Insuffisant Fragile Satisfaisant Très bonne maîtrise
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Exemple 3
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Photographies d’observations microscopiques (grossissement 15 x 10 / 150 ou 15 x 4 / 60) de
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mitose de racine d’ail (préparation du commerce)
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017 6
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ÉVALUATION CYCLE 4 I SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE I Effectuer une observation microscopique de chromosomes
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Dans ces exemples, l’élève ne maîtrise pas parfaitement l’utilisation du microscope (l’image
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présentée est nette mais le grossissement choisi ne permet pas de mener à bien la recherche).
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Malgré les aides de l’enseignant, les filaments attendus ne sont présentés. L’enseignant pose
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le niveau de maîtrise « insuffisant ».
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MAUVAISE MAÎTRISE (MÊME AVEC DES AIDES,
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L’ÉLÈVE NE RÉUSSIT PAS À RÉGLER) OU NE BONNE MAÎTRISE TECHNIQUE DU MICROSCOPE
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CHOISIT PAS LE BON GROSSISSEMENT.
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Pas de mise en évidence Mise en évidence de Pas d’observation de Mise en évidence de
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de chromosomes chromosomes après mise chromosomes chromosomes
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malgré la mise au point au point du microscope par
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du microscope par l’enseignant
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l’enseignant
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Insuffisant Fragile Satisfaisant Très bonne maîtrise
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Exemple 4
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Photographies d’observations microscopiques (grossissement 40 x 15 / 600) de mitose de
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racine d’ail (préparation du commerce)
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Dans un premier temps l’élève n’a pas réussi à proposer l’observation de chromosomes.
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L’enseignant apporte son aide pour débloquer l’élève qui réalise ensuite cette photographie.
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L’élève réussit avec l’aide de l’enseignant. L’enseignant pose le niveau « fragile ».
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MAUVAISE MAÎTRISE (MÊME AVEC DES AIDES,
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L’ÉLÈVE NE RÉUSSIT PAS À RÉGLER) OU NE BONNE MAÎTRISE TECHNIQUE DU MICROSCOPE
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CHOISIT PAS LE BON GROSSISSEMENT.
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Pas de mise en évidence Mise en évidence de Pas d’observation de Mise en évidence de
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de chromosomes chromosomes après mise chromosomes chromosomes
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malgré la mise au point au point du microscope par
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du microscope par l’enseignant
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l’enseignant
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Insuffisant Fragile Satisfaisant Très bonne maîtrise
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017 7
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ÉVALUATION CYCLE 4 I SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE I Effectuer une observation microscopique de chromosomes
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Suivi de l’évaluation
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La situation présentée permet ici d’évaluer l’élève sur la maîtrise de l’outil microscope dans le
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cadre d’une démarche. Cela permet à l’enseignant de poser un niveau de maîtrise.
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L’enseignant propose au long du cursus scolaire de l’élève, plusieurs situations mobilisant
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l’utilisation du microscope. Après avoir posé un niveau de maîtrise une première fois
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(évaluation diagnostique), il peut envisager une progressivité des apprentissages visant à ce
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que chaque élève atteigne à son rythme le niveau de maîtrise satisfaisant.
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La progression des élèves peut être consignée dans une grille permettant un suivi et un
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accompagnement tout au long des années du cycle.
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Exemple de grille
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L’enseignant évalue un nombre restreint d’élèves (par exemple 8) en fonction du nombre de
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microscopes disponibles.
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Les élèves n’étant pas évalués sur l’utilisation et la maîtrise du microscope peuvent être
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évalués sur d’autres compétences (réalisation de croquis, validation ou invalidation des
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hypothèses, réponse à la problématique, etc.).
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Trois séances permettent à l’enseignant de poser un diagnostic pour l’ensemble de la classe ;
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il relève les niveaux dans un tableau (voir en fin de fiche) en notant la date.
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Ce diagnostic fait état de différentes situations :
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• 5 élèves ont une très bonne maîtrise de l’outil ;
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• 5 élèves ont une maîtrise satisfaisante de l’outil ;
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• 6 élèves ont une maîtrise fragile de l’outil ;
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• 5 élèves ont une maîtrise insuffisante de l’outil.
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Lors d’une séance suivante où le microscope est mobilisé, les élèves ayant une maîtrise
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satisfaisante ou une très bonne maîtrise pourront s’ils le souhaitent être évalués de façon
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sommative (par une note ou un niveau de maîtrise).
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Les élèves ayant une très bonne maîtrise pourront, s’ils le souhaitent, devenir des référents
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pour l’utilisation du microscope auprès de leurs camarades.
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L’enseignant peut ainsi se consacrer aux élèves ayant un niveau de maîtrise insuffisant et
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fragile pour les accompagner dans l’apprentissage de l’outil au service d’une démarche de
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recherche.
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Une séance voire deux ou trois séances seront nécessaires à ces élèves pour acquérir la
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maîtrise du microscope. L’enseignant laissera les élèves prendre confiance et acquérir une
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maîtrise satisfaisante de l’outil. Les élèves se proposeront eux-mêmes à l’enseignant pour être
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évalués.
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Ainsi la maîtrise de l’outil ne s’acquiert pas pour l’ensemble de la classe sur une ou deux
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séances mais sur un nombre plus important de séances. L’objectif à atteindre est la maîtrise
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satisfaisante de l’outil pour tous les élèves à la fin du cycle.
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Les élèves n’ayant pas demandé à être évalués sont suivis plus particulièrement et
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accompagnés spécifiquement. Ainsi, à la fin du cycle, chaque élève a disposé de suffisamment
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de temps et d’accompagnement (par l’enseignant, par ses camarades ou par d’autres outils
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tels des fiches techniques, des croquis ou des vidéos) pour progresser et prendre confiance.
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017 8
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ÉVALUATION CYCLE 4 I SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE I Effectuer une observation microscopique de chromosomes
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Ci-dessous la grille de suivi remplie : l’enseignant au cours de l’année scolaire évalue les
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élèves qui le souhaitent et reporte le résultat sous forme de case colorée.
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MAÎTRISE
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TRÈS BONNE
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DE L’OUTIL INSUFFISANT FRAGILE SATISFAISANT
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MAÎTRISE
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MICROSCOPE
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A… NOEMIE 19/09
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B… MARVIN 26/09
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B… MARIE 19/09
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C… VICTORIA 26/09
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C… JULIE 26/09
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D… JULIO 19/09
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D… MAXENCE 26/09
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D… CELINE 26/09
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D… HUGO 26/09
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D… BRYAN 19/09
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E… CHARLOTTE 26/09
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G… ARTHUR 26/09
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I… MARINE 19/09
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K… SARAH 17/10
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L… INOLA 17/10
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L… MELODIE 19/09
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N… ILAN 17/10
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S… MELANIE 17/10
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V… CORENTIN 19/09
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V… ELOISE 19/09
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V… ALEXIS 17/10
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Les dates montrent les évaluations intermédiaires, les cases bleues le niveau finalement déterminé.
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Janvier 2017 9
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