Compétence 1:

Proposer des explications ou des solutions à des problèmes d'ordre scientifique ou technologique (amener les élèves à se questionner sur des problèmes technologique) 

Critères d'évaluation: 

•  Description adéquate du problème ou de la problématique d'un point de vue scientifique ou technologique
• Élaboration d'explications pertinentes ou de solutions réalistes
  
• Justification des explications ou des solutions

Stratégie d'exploration:

• Aborder un problème ou un phénomène à partir de divers cadres de référence
• Discerner les éléments pertinents à la résolution du problème
• Émettre des hypothèses
• Prendre en considération les contraintes en jeu dans la résolution d'un problème ou la réalisation d'un objet
• Recourir à des démarches empiriques (observations, tattonnement, analyse, etc.)

Stratégie d'instrumentation:

• Recourir à des techniques et à des outils d'observation variés
• Recourir à des outils de consignation (carnet de l'élève) 

Stratégie de communication: 

• Échanger des informations
• Confronter différentes explications ou solutions possibles à un problème pour en évaluer la pertinence

Amener les élèves à comprendre ce qu'est le gaz à effet de serre (naturel et modifié par l'homme) et son impact sur les changements climatiques.  De plus, les élèves seront en mesure de trouver quelques solutions dans le but de diminuer leur empreinte écologique.

Activités fonctionnelles:

Activité 1 (activité d'activation des connaissances antérieures des élèves): 

L'enseignant se rend sur la plateforme : https://answergarden.ch/824143. Cette plateforme permet à l'enseignant de découvrir les connaissances actuelles des élèves sur le sujet des changements climatiques. Les élèves devront écrire le premier mot qui leur vient en tête dans le carnet de l'élève afin qu'ils ne puissent pas modifier leur réponse. Par la suite, les élèves devront, à tour de rôle, aller écrire leur mot sur le TNI afin de créer le nuage de mot. De plus, ce site permettra aux élèves de rassembler leurs idées et de confirmer leurs connaissances. Pour l'enseignante, ce nuage de mots lui permettra d'adapter son enseignement en fonction des conceptions initiales des élèves. 

Activité 2 : 

L'enseignant présente un vidéo sur les changements climatiques afin de sensibiliser les élèves à leur impact sur ce phénomène (voir section ressources TIC). 

Lien: https://www.youtube.com/watch?v=NfaeoCORuzk&t=5s  

L'enseignant arrête le vidéo à 2:40 lorsque le narrateur dit: « chacun de nous peut et doit agir)». 

L'enseignant anime une iscussion après le visionnement du vidéo. Le but de la discussion avec les élèves est qu'ils ressortent les éléments clés. Par exemple, mettre dans leurs mots le phénomène de l'effet de serre, expliquer les causes et les conséquences sur l'environnement, etc.

En absence de discussion, l'enseignant devra poser certaines questions afin d'alimenter l'échange collectif. Voici quelques propositions de questions qui pourraient être posées par l'enseignant :

1. Qu'est-ce que le changement climatique? 

2. Qu'est-ce que le gaz à effet de serre? Quelles sont ses fonctions? Est-il un phénomène naturel?

3. Qu'est-ce qui provoque l'augmentation artificielle du gaz à effet de serre?

4. Quelles sont les conséquences du gaz à effet de serre?

5. Etc. 

Activité 3:

Après le vidéo, l'enseignant présente l'évolution du phénomène de l'effet de serre afin que les élèves puissent le situer dans le temps et rendre le phénomène plus concret pour eux (voir section repères culturels pour les explications)

Activité 4 :

Demander aux élèves d'aller chercher leur boite à diner pour observer son contenu. Les élèves devront faire ressortir les «habitudes d'emballage» des aliments dans leur boite à diner (déchets, utilisation de contenant alimentaire en plastique, des repas «fait maison», repas congelé, suremballage de fruits et de légumes, etc.). 

Une mise en commun pourrait être faite pour alimenter leur réflexion sur l'impact de leur consommation sur l'environnement. 

Activité 4 : 

L'enseignant explique ce qu'est l'empreinte écologique (voir lexique) aux élèves. Il présente aux élèves une façon de la calculer sur le site : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/jeunesse/jeux/questionnaires/Empreinte/Questionnaire.htm.

Il va d'abord montrer le fonctionnement du site en calculant sa propre empreinte. Par la suite, les élèves auront comme devoir de calculer leur empreinte écologique à la maison avec leurs parents pour qu'un retour s'y fasse le lendemain avec le groupe. Cette activité permettra aux élèves de prendre conscience de l'impact de leurs habitudes de vie sur l'environnement. Le lendemain, l'enseignant revient sur les résultats des différentes empreintes écologiques des élèves et de leur famille.  

Intention : 

Amener les élèves à observer la simulation de l'effet de serre artificiel sur l'environnement.

Les élèves devront identifier que le pot recouvert représente l'effet de serre artificiel emprisonnant la chaleur, ce qui montre la souffrance de la plante. Celle-ci représente notre environnement (la souffrance de la terre). 

Les élèves devront se regrouper en équipe de quatre pour observer le phénomène. Ils devront laisser des traces dans leur carnet de l'élève (traces de leurs observations).

Matériel pour l'expérience :

- Deux bocaux en plastique (un avec recouvert et l'autre non) ou des sacs en plastique;

- Deux plantes;

- Élément chauffant ( lampe ou soleil); 

- Cahier de l'élève pour noter ses observations. 

Il y aura trois équipes qui observeront les mêmes bocaux. 

Description de l'activité :

Dans cette activité, les élèves devront observer le phénomène de l'effet de serre et les réactions de la plante dus à son exposition à la chaleur.  Chaque équipe devra placer ses deux contenants à la chaleur. Dans les deux pots, une plante sera à l'intérieur pour représenter l'écosystème. L'un d'eux sera recouvert.  Pendant une heure, les élèves devront noter leurs observations toutes les 15 minutes (pour un total de 4 observations). Par la suite, il serait intéressant d'ajouter 1 heure supplémentaire afin de voir de nouvelles réactions. 

Déroulement : 

1) L'enseignant présente un vidéo expliquant en détail ce que les élèves devront faire (l'enseignant laisse au tableau les différentes étapes pour que les élèves aient un support visuel pendant l'expérience). Lien du vidéo: https://vimeo.com/303177587 

2) Les élèves (individuellement) écrivent leur hypothèse répondant à la question initiale : « Quel est l'impact de nos habitudes de vie sur l'effet de serre artificiel? Pourquoi est-il urgent d'agir le plus rapidement possible? Â» dans leur cahier de l'élève (p.3) pendant que l'enseignant installe les différents bocaux à la chaleur. 

3) Les élèves observent les changements et notent leurs observations dans le cahier de l'élève (p.4). 

Les élèves vérifient et valident leur hypothèse avec les autres membres de l'équipe.

Donner du temps aux élèves pour remplir la page 6 dans leur carnet qui sert Ã  faire ressortir leurs découvertes et quelques solutions possibles pour lutter contre les changements climatiques. 

L'enseignant fait un retour en grand groupe pour partager les résultats obtenus après l'expérience. 

À la fin, les élèves vont être regroupés en équipe (les mêmes équipes que l'expérience) et un sujet, relié aux activités humaines, leur sera attribué afin qu'ils réalisent des affiches informatives (dépliants, affiches,etc.) sur leur sujet. 

Voici la liste de sujet qui sera attribué aux élèves: 

- Transports;

- Production d'énergie;

- Déchets et traitement de l'eau;

-Bâtiments résidentiels;

-Agriculture;

- Élevage des animaux;

-Industries; 

- Déforestation tropicale. 

Les élèves devront expliquer les impacts de leur sujet sur les changements climatiques. Ensuite, ils devront trouver plusieurs solutions/ gestes quotidiennes réalistes afin de diminuer leur empreinte écologique. Les solutions devront être justifiées. 

Les dépliants pourront être affichés dans l'école pour sensibiliser les élèves de l'école. 

Cette activité de réinvestissement est interdisciplinaire, car elle vient intégrer les disciplines d'arts plastiques et de français. 

Source: 

Les changements climatiques: http://www.alloprof.qc.ca/BV/pages/s1371.aspx

Ce lexique permet à l'enseignant de se familiariser avec les différents concepts enseignés dans cette SAÉ. 

L'effet de serre: 

«L'effet de serre naturel est un phénomène d'origine naturelle qui permet de retenir une partie de la chaleur émise par le Soleil dans l'atmosphère de la planète.» 

Source: Alloprof. L'effet de serre repéré sur:  http://www.alloprof.qc.ca/BV/Pages/s1353.aspx 

L'effet de serre artificiel/renforcé : «Plus la concentration des GES augmente dans l'atmosphère, plus la chaleur reste «emprisonnée» longtemps à la surface de la planète, ce qui cause une hausse des températures moyennes sur Terre.» 

Source: Alloprof. L'effet de serre. Repéré sur: http://www.alloprof.qc.ca/BV/Pages/s1353.aspx 

Les gaz à effet de serre:

«Les gaz à effet de serre, aussi appelés GES, sont les gaz qui emprisonnent de façon temporaire la chaleur qui permet de réchauffer l'air et le sol.(Les principaux GES sont la vapeur d'eau $\left(H_{2}O\right)$, le dioxyde de carbone $\left(C{O}_2\right)$, le méthane $\left(C{H}_4\right)$ et l'oxyde de diazote $\left(N_{2}O\right)$

. Ces quatre gaz sont naturellement présents dans l'atmosphère. ) »

Source: Alloprof. L'effet de serre. Repéré sur: http://www.alloprof.qc.ca/BV/Pages/s1353.aspx 

Les changements climatiques: 

«Les changements climatiques sont une modification à long terme des conditions météorologiques générales au fil du temps. On peut mesurer cette modification par des changements de température, de précipitations, de vent et d'autres indicateurs.» 

Source: Alloprof. Les changements climatiques. Récupéré  sur: http://www.alloprof.qc.ca/BV/Pages/s1371.aspx

Réchauffement climatique: 

Définition simple: 

«Le réchauffement climatique est un phénomène global de transformation du climat caractérisé par une augmentation générale des températures moyennes (notamment liée aux activités humaines), et qui modifie durablement les équilibres météorologiques et les écosystèmes. »

Source: La plateforme de l'engagement RSE et de développement durable. Réchauffement climatique: définition, causes et conséquences. Récupéré sur: https://e-rse.net/definitions/definition-rechauffement-climatique/#gs.21ogqQE 

Définition scientifique: 

«De façon plus précise, lorsque l'on parle du réchauffement climatique, on parle de l'augmentation des températures liées à l'activité industrielle et notamment à l'effet de serre : on parle donc parfois du réchauffement climatique dit d'origine anthropique (d'origine humaine). Il s'agit donc d'une forme de réchauffement climatique dont les causes ne sont pas naturelles mais Ã©conomiques et industrielles. De nombreux scientifiques étudient ce phénomène et tentent de comprendre comment les activités des sociétés humaines provoque ce réchauffement. Ces scientifiques sont regroupés au sein du GIEC (Groupe International d'Experts sur le Climat), et ils publient régulièrement des rapports étudiant l'évolution du réchauffement climatique (voir plus bas).»

Source: La plateforme de l'engagement RSE et de développement durable. Réchauffement climatique: définition, causes et conséquences. Récupéré sur: https://e-rse.net/definitions/definition-rechauffement-climatique/#gs.21ogqQE 

Emprunte écologique:

«Mesure de l'impact de l'homme sur l'environnement et sur les surfaces nécessaires à son train de vie, à la dégragation de ses déchets, etc. »

Source: Internaute. Empreinte écologique. Récupéré sur:  https://www.linternaute.fr/dictionnaire/fr/definition/empreinte-ecologique/ 

Habitudes de vie: 

«Les habitudes de vie se définissent comme des comportements de nature durable, fondés sur un ensemble d'éléments incorporant l'héritage culturel, les relations sociales, les circonstances géographiques et socioéconomiques ainsi que la personnalité. » 

Source: Défi. Habitudes de vie. Récupéré sur: http://collections.banq.qc.ca/ark:/52327/bs48883 

Après le vidéo, l'enseignant présente l'évolution du phénomène de l'effet de serre afin que les élèves puissent le situer dans le temps. De ce fait, il amène les élèves à approfondir leur répertoire culturel. Il leur fait connaitre les premières découvertes de l'effet de serre et du changement climatique. À la fin de l'activité, les élèves vont pouvoir situer le phénomène et de cette manière ils réaliseront l'impact qu'ils peuvent avoir sur notre planète. De plus, ils seront en mesure de comprendre depuis quand ce phénomène existe et qui étudie ce phénomène.

Premièrement, l'enseignant présente les origines de l'effet de serre et du réchauffement climatique. Par exemple :

• Svante Arrhenius est le premier scientifique à faire des expériences pour comprendre l'effet de serre. Il découvre « qu'un air riche en gaz carbonique retient plus la chaleur des rayonnements solaires, ce qui conduit à une augmentation de la température de l'air Â». Avec ses différentes recherches, il arrive à la conclusion que les activités humaines qui rejettent du CO2  augmentent l'effet de serre ce qui amène un effet négatif sur notre planète. 
• C'est en 1901 que le terme d'effet de serre est utilisé pour la première fois par Gustaf Ekholm pour décrire le réchauffement climatique.

L'enseignant présente aux élèves les différentes conceptions, à cette époque, chez les scientifiques. Il explique que ceux-ci ne prenaient pas ce phénomène au sérieux, le considérant comme quelque chose de « normal Â». En d'autres mots, aucune recherche n'était faite pour étudier l'effet de serre. On ne le voyait pas comme quelque chose de néfaste à notre planète. L'impact des activités humaines était, selon eux, minime.

Par la suite, l'enseignant présente aux élèves les conceptions actuelles des scientifiques sur ce phénomène. En effet, c'est seulement en 1940 qu'un scientifique a pu faire des liens entre le phénomène du gaz à effet de serre et celui des réchauffements climatiques. Il a su prouver que les activités humaines avaient un impact direct sur l'augmentation du gaz à effet de serre ce qui amène le réchauffement climatique.

C'est à partir de cette prise de conscience, de l'impact négatif des activités humaines, que les scientifiques ont recueilli plusieurs preuves du réchauffement climatique. Dans les années 1980, « les 7 plus grandes puissances économiques mondiales (le G7) demandent à l'ONU de créer un groupe d'experts chargés d'étudier la question Â». C'est la première fois qu'il y a une vraie prise en compte et une vraie définition du réchauffement climatique comme problème public par les institutions internationales. Â» Dans ces années, les scientifiques ont réalisé que ce phénomène était plus grave que l'on ne l'imaginait et n'était plus quelque chose de normal et qu'il fallait faire quelque chose. Ce groupe d'expert appelé « le groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat Â» (1988) a comme objectif premier d'étudier le phénomène du réchauffement climatique et ses répercussions sur la planète. L'enseignant précise que ce groupe rassemble un grand nombre de scientifiques, soit des : « climatologues, géologues, océanographes, biologistes, mais aussi des économistes, sociologues, ou ingénieurs et d'autres spécialistes de divers domaines afin d'avoir une vision globale de ce phénomène Â».

Si l'enseignant désire aller plus loin avec ses élèves, il serait intéressant qu'il montre que ces groupes de scientifiques sont séparés en trois. Les trois groupes s'occupent d'étudier des éléments différents, mais tous sur le même phénomène.

• Le premier groupe de scientifiques s'occupe « d'étudier le changement climatique en tant que phénomène : le processus, son ampleur Â».
• Le deuxième groupe de scientifiques est spécialisé « sur les conséquences du réchauffement climatique, la vulnérabilité des écosystèmes et des sociétés et l'adaptation au réchauffement climatique Â».
• Le troisième groupe de scientifiques est « chargé d'étudier la question de la lutte contre le réchauffement climatique. Â»

C'est en présentant les repères que l'enseignant termine en disant que c'est grâce à toutes les recherches des scientifiques que nous avons pu analyser en profondeur les causes du réchauffement climatique et surtout l'impact qu'ils ont sur notre planète, plus précisément sur notre écosystème. De plus, les recherches ont fait réaliser l'importance de mettre en place différentes solutions pour contrer ce problème. Les pouvoirs publics, les entreprises, les actions individuelles, etc. peuvent changer certaines habitudes.

En apportant ces éléments historiques, les élèves vont comprendre l'évolution de ce phénomène et l'importance qu'on doit y apporter.

Après avoir présenté l'histoire du réchauffement climatique, l'enseignant pourra entamer la première activité afin que les élèves analysent leurs propres habitudes de vie et celles de leurs parents.  

*Toutes les citations dans ce texte sont prises de cette source*:

La plateforme de l'engagement RSE et du développement durable. Réchauffement climatique: définition, causes et conséquences. Récupéré le 22 novembre 2018 sur: https://e-rse.net/definitions/definition-rechauffement-climatique/#gs.cDnI2k4 

Plateforme answergarden: 

Lien: https://answergarden.ch/824143

Intention:  Découvrir les connaissances actuelles des élèves sur le sujet des changements climatiques.

Explication:

Une fois arrivée sur le site, les élèves écrivent, à tour de rôle un mot. Plus il est répété, plus il grossit.

Vidéo sur les changements climatiques:

Lien: https://www.youtube.com/watch?v=NfaeoCORuzk&t=5s 

Intention: Amener les élèves à comprendre ce qu'est  le gaz à effet de serre et son impact sur les changements climatiques. 

Explication:

Un vidéo présentant les causes et les conséquences du changement climatique. Au tout début, il présente ce qu'est le gaz à effet de serre et ses conséquences. Ce vidéo est adapté pour les élèves du 3e cycle et il permet de rendre ce phénomène imagé et plus simple à comprendre. 

Calculer l'empreinte écologique:

Lien:http://www.environnement.gouv.qc.ca/jeunesse/jeux/questionnaires/Empreinte/Questionnaire.htm 

Intention: Sensibiliser les élèves et leur famille à leur impact sur l'environnement. De plus, ils seront amenés à modifier certaines de leurs habitudes de vie afin de réduire leur empreinte écologique. 

Explication:

Ce site permet aux familles de calculer leur empreinte écologique afin de les conscientiser et de les informer sur l'impact leurs habitudes de vie. 

Powton : Nous avons conçue ce vidéo

Lien: https://vimeo.com/303177587 

Intention:  amener les élèves à découvrir le contexte du problème et leur mission à l'aide de l'application Powtoon

Explication: 

Nous avons avons utilisé l'application Powtoon pour créer une version animée de la mise en situation du contexte de notre SAÉ. Cette vidéo annonce la mission et l'expérience des élèves qui deviennent des experts scientifiques de l'équipe Scientimonde. Cette méthode de présentation simple et différente de la méthode traditionnelle d'amorce ou d'explication d'activité rend le tout plus ludique et dynamique. Il pique grandement la curiosité des élèves. À l'aide des multiples partages Powtoon qui se font, plusieurs enseignants peuvent se référer à cette application pour assurer l'engagement et la persévérance de leurs élèves.

Matériel nécessaire pour utiliser les ressources: 

- Ordinateur

- TNI

Ademe (2015). Le changement climatique: comprendre ses causes et ses conséquences pour mieux réagir. Récupéré le 22 novembre 2018 sur: https://www.youtube.com/watch?v=NfaeoCORuzk&t=5s

Alloprof. Les changements climatiques. Récupéré  sur: http://www.alloprof.qc.ca/BV/Pages/s1371.aspx

Alloprof. L'effet de serre. Repéré sur: http://www.alloprof.qc.ca/BV/Pages/s1353.aspx 

AnswerGardent. Les mots qui te font penser aux changements climatiques. Récupéré le 22 novembre 2018 sur:  https://answergarden.ch/824143 

Défi. Habitudes de vie. Récupéré sur: http://collections.banq.qc.ca/ark:/52327/bs48883 

Internaute. Empreinte écologique. Récupéré sur:  https://www.linternaute.fr/dictionnaire/fr/definition/empreinte-ecologique/ 

La plateforme de l'engagement RSE et du développement durable. Réchauffement climatique: définition, causes et conséquences. Récupéré le 22 novembre 2018 sur: https://e-rse.net/definitions/definition-rechauffement-climatique/#gs.cDnI2k4 

Internaute. Empreinte écologique. Récupéré sur:  https://www.linternaute.fr/dictionnaire/fr/definition/empreinte-ecologique/ 

Réchauffement climatique: définition, causes et conséquences. Récupéré sur: https://e-rse.net/definitions/definition-rechauffement-climatique/#gs.21ogqQE 

Ressources intéressantes:

Changements climatiques: fiche d'information. (2001). PNUE et  UNFCCC. Repéré à: http://unfccc.int/resource/iuckit/cckit2001fr.pdf

Davidson, Debra. (2011) Changements climatiques. L'encyclopédie Canadienne. Repéré à: https://www.thecanadianencyclopedia.ca/fr/article/changement-climatique

La science qui explique les changements climatiques. Équiterre. Repéré à: https://equiterre.org/fiche/la-science-du-climat-pour-expliquer-le-changement-climatique

 Les changements climatiques et la santé: effets sur la santé. (2018). Gouvernement du Canada. Repéré à: https://www.canada.ca/fr/sante-canada/services/changements-climatiques-sante.html