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L’écologie au programme… du lycée en SVT

Des éléments de réflexion, des propositions d’activités et un projet de didactique autour des notions d’Ecologie abordées par les nouveaux programmes du lycée

jeudi 16 avril 2020, par Nicolas Lieury

Dans les nouveaux programmes de SVT liés à la reforme du lycée 2019-2021, différents thèmes s’intéressent à des notions d’Ecologie, notamment en Seconde (Agrosystèmes), en Première Spécialité (Ecosystèmes) mais aussi en Terminale.

L’objectif de cet article est :

- de proposer des ressources d’accompagnement et des activités déjà testées pour aider à la préparation des séances liées à ces thèmes.

- de présenter la démarche scientifique de gestion des écosystèmes qu’il est recommandé d’utiliser avec les élèves.

- d’inviter à participer à un projet de recherche en didactique de l’Ecologie mis en place dans le cadre de ces nouveaux enseignements

La conservation de l'aigle de Bonelli, un exemple de gestion scientifique des écosystèmes

L’écologie, terme venant du grec οἶκος / oîkos (« maison, habitat ») et λόγος / lógos (« discours »), est la science de l’habitat, c’est-à-dire la science qui étudie les êtres vivants dans leur milieu en tenant compte de leurs interactions, autrement dit les écosystèmes. C’est une science relativement jeune : une centaine d’années pour les premières grandes notions (écosystèmes, chaine trophique, successions) bien que le terme d’écologie date de 1866. Au départ très descriptive, à l’image de l’ « Histoire naturelle » pratiquée aux 18ème et 19ème siècles, l’écologie a progressivement mué avec la recherche de mécanismes expliquant la dynamique spatio-temporelle des observations des espèces dans leur environnement. Depuis les années 1970, cette science a connu un développement spectaculaire en lien évident avec la prise de conscience des changements environnementaux majeurs d’origine anthropique et avec la montée de l’environnementalisme (ou écologie politique). De nos jours, l’écologie est par nature une science des systèmes complexes car il est évidemment très difficile de connaître la totalité des espèces, des individus et des interactions existant au sein d’un écosystème comme il est difficile de déchiffrer l’emboitement des liens de causes à effets entre la dynamique du biotope (environnement non vivant) et celle de la biocénose (environnement vivant). Elle a donc aujourd’hui recours aux stratégies d’échantillonnages, aux progrès de la génomique, aux développements des statistiques et des capacités de traitements de données de grandes ampleurs (big data) mais aussi à des stratégies expérimentales toujours innovantes pour éviter tout réductionnisme. Le dynamisme de cette science ainsi que son application directe qu’est la gestion des écosystèmes pour le bien vivre de nos sociétés aujourd’hui et demain, en font une science fondamentale à transmettre aux plus jeunes. En particulier, c’est l’occasion de transmettre aux élèves les grandes lignes de la démarche scientifique appliquée aux enjeux du quotidien, à travers la gestion éclairée et modulable des systèmes écologiques aujourd’hui menacés.

Anciennement bien présent dans les programmes de lycée, l’enseignement de l’écologie avait quasiment disparu au lycée dans les années 1990-2000 au profit de l’essor de la biologie cellulaire et moléculaire. Dans le cadre des nouveaux programmes de Sciences de la Vie et de le Terre (SVT) au lycée liés à la réforme du bac entamée en 2019, l’enseignement de l’écologie fait un retour important, réparti sur plusieurs niveaux et plusieurs thématiques :
-  En seconde : la gestion des agrosystèmes et l’évolution de la biodiversité
-  En première Spécialité SVT : la gestion des écosystèmes
-  En Terminale enseignement scientifique : la dynamique des populations
-  En Terminale Spécialité SVT : les conséquences des changements climatiques sur la biodiversité


Un projet de didactique de l’enseignement de l’Écologie au lycée

L’écologie étant une science de l’environnement, elle a évidemment pour vocation à être enseignée sur le terrain ou à partir de matériels collectés sur le terrain ou en interaction avec des personnes travaillant sur le terrain… Bien que le ministère de l’Éducation Nationale n’impose plus les écoles de terrain, les nouveaux programmes de SVT au lycée font explicitement référence, dans la liste des savoir-faire potentiels à acquérir, à la réalisation d’ activités plus concrètes, basées sur le terrain réel, que l’on pourrait appeler « in natura » par opposition aux études de documents ou aux petites manipulations traditionnellement réalisées en classe.

D’avantage qu’un catalogue de savoirs à accumuler sur les concepts et les mécanismes opérant dans les systèmes écologiques, la rédaction des programmes insiste sur la mise en œuvre d’une construction des savoirs scientifiques au travers d’observations de terrain (à l’extérieur ou à l’intérieur de l’enceinte du lycée), de protocoles d’échantillonnage (si possible, pluriannuels pour participer aux banques de données de suivi de la biodiversité), de protocoles expérimentaux (si possible, pluriannuels en extérieur avec répliquas), d’analyse de données (récoltées par les élèves) et de métadonnées (recherchées dans la littérature scientifique), d’intervention de chercheurs écologues ou de gestionnaires d’espaces ou d’espèces protégés, et enfin, de manière générale, au travers de démarche de projet visant à bien comprendre la complexité des mécanismes autour d’un problème précis (travaux de groupe type TPE sur l’année). Les documents « d’objectifs » proposés ci-après pour chaque partie proposent des pistes d’activités de ce type.

Cependant, la mise en place de telles activités exigent un fort investissement de l’enseignant et des élèves (préparation de sorties, recherches documentaires, travail à la maison, incertitudes des résultats, expériences pluriannuelles…) sans pour autant être certain des bénéfices d’un tel investissement sur la formation des élèves. C’est pourquoi un projet de didactique a été lancé afin de démontrer les éventuels bénéfices de la mise en place d’activités « in natura » pour la motivation, la compréhension et la réussite des élèves.

Pour les enseignants intéressés, il s’agit simplement de demander à leurs élèves de remplir un questionnaire en ligne, avant et après avoir abordé ces thématiques avec eux. Voici un tableau organisant les différents liens vers les questionnaires à transmettre aux élèves :

Niveau Thème Lien vers questionnaire a priori Lien vers questionnaires a postériori
Seconde Gestion des agrosystèmes Questionnaire Agrosystèmes a priori Questionnaire Agrosystèmes a posteriori
Seconde Evolution de la biodiversité A venir été 2020 A venir été 2020
Première Spécialité SVT Gestion des écosystèmes Questionnaire Écosystèmes a priori Questionnaire Écosystèmes a posteriori
Terminale Enseignement Scientifique Dynamique des populations A venir été 2021 A venir été 2021
Terminale Spécialité SVT Conséquences des changements climatiques sur la biodiversité A venir été 2021 A venir été 2021

Ensuite, les collègues les plus motivés sont invités à transmettre les résultats (sous forme de notes) de leurs élèves aux évaluations formatives ou sommatives réalisés sur ces notions et compétences en écologie.

Merci pour cela d’écrire et de contacter Nicolas Lieury à l’adresse nicolas.lieury.SVT@gmail.com

Un descriptif détaillé du projet de didactique est disponible ici


C’est quoi, une gestion scientifique, éclairée et modulable ?

Plusieurs thématiques d’écologie au programme font référence dans le BO à la compréhension, à l’application et à l’acquisition d’une gestion scientifique, c’est-à-dire éclairée et modulable des systèmes écologiques, qu’ils soient naturels ou transformés par l’espèce humaine. A quoi cette idée fait elle référence ?

L’idée provient d’un constat fait il y a une vingtaine d’années que les intérêts de la société comme les moyens alloués aux actions de préservation de l’environnement étaient en constante augmentation depuis les années 1970 alors que l’état même de la biodiversité ne semblait pas s’améliorer, comme si les plans de gestion des écosystèmes comme les politiques publiques en faveur de l’environnement n’avaient aucun effet. Des chercheurs sociologues et écologues ont alors étudié comment étaient réfléchies, décidées et menées les actions de gestion de l’environnement par les personnes qui en ont la charge (gestionnaires publics, communautés de communes, centres de recherches…) et ils ont constaté que l’immense majorité des actions menées étaient guidées par l’expérience, le vécu, les impressions des acteurs de la gestion sans qu’ils n’aient recours, ni aux connaissances acquises préalablement dans d’autres contextes (similaires ou différents), ni à des méthodologies de prise de décision formalisées, ni à des outils d’évaluation a posteriori des bénéfices de leurs actions.

C’est alors que des groupes d’écologues (à l’image de www.conservationevidence.com ou de www.environmentalevidence.org ) ont décidé de favoriser en écologie ce qui existait déjà depuis quelques temps en médecine humaine, à savoir la gestion éclairée et modulable des écosystèmes (traduction de l’anglais « evidence-based and adaptative biodiversity conservation or management »). Le terme d’« éclairée » fait référence à ce que toute prise de décision sur des actions à mener soit éclairée par les connaissances déjà acquises dans d’autres systèmes mais aussi par l’évaluation rigoureuse des actions déjà menées dans le système géré. Le terme « modulable » fait référence à l’idée que les décisions prises doivent être modifiées selon les résultats précédents et selon l’acquisition de connaissances au fur et à mesure du système.

Le schéma suivant synthétise ainsi la démarche de gestion, nourrie de la démarche scientifique, qu’il est important de suivre pour espérer répondre au fur et à mesure du temps et de l’acquisition des connaissances aux objectifs de la gestion :

Dans les propositions d’activités (ci-après), un exemple de TP à destination des élèves de Première Spécialité SVT est proposé en exemple sur la conservation du vautour percnoptère en France (voir aussi le lien suivant : TP Vautour). Une démarche, plus expérimentale, peut aussi être proposée à des élèves de Seconde (ici dans le cadre de la gestion des agrosystèmes avec des parcelles de 1 m² de 4 conditions différentes répliquées 24 fois sur 6 classes différentes : Expérience agrosystème). Cette démarche peut aussi être appliquée dans le cadre d’une démarche de projet type TPE sur des cas concrets de gestion (voir un exemple de démarche de projet proposés aux mêmes Première Spécialité SVT : Projets « gestion d’écosystème »)

Pour les collègues intéressés, une ressource détaillée sur la gestion des écosystèmes est disponible ici, de même que l’introduction de la thèse de doctorat suivante : Thèse Gestion des populations animales

Enfin, la société française d’Ecologie et d’Evolution (SFE²) peut être un bon média de renseignements sur les questions liées à l’écologie appliquée et elle peut vous mettre en contact avec des chercheurs ou des gestionnaires dans votre région (voir www.sfecologie.org ou contacter Fabien Laroche, fabien.laroche@irstea.fr ou Nicolas Lieury nicolas.lieury.SVT@gmail.com)


Des éléments de réflexions et des propositions d’activités sur les notions d’écologie au programme de lycée

Le tableau suivant organise pour chaque niveau et thématique abordée, les documents et les liens mis à disposition pour préparer vos séances, avec des documents ressources expliquant les objectifs des thématiques au programme, et des propositions de programmation et d’activités (TP, exercices, cours et évaluations).

Niveau ThèmeObjectifs et progressionDocuments de séances (TP, exercices, cours et évaluations)
Seconde Gestion des agrosystèmes Objectifs Agrosystèmes Activités Agrosystèmes
Seconde Evolution de la biodiversité A venir été 2020 A venir été 2020
Première Spécialité SVT Gestion des écosystèmes Objectifs Écosystèmes Activités Écosystèmes
Terminale Enseignement Scientifique Dynamique des populations A venir été 2021 A venir été 2021
Terminale Spécialité SVT Conséquences des changements climatiques sur la biodiversité A venir été 2021 A venir été 2021

Remarque :

Les activités proposées sont organisées en dossiers correspondant aux séances d’une semaine environ (1h30 en Seconde vs. 2h TP et 2h Cours en 1ère Spé SVT...). Dans chaque dossier, il y a un fichier .docx qui contient les fiches d’activités élèves, les fiches techniques ou documents nécessaires mais aussi le cours correspondant et certaines corrections d’activités. Les autres fichiers correspondent aux diaporamas, aux fichiers PDF pour impression et aux documents annexes.

En seconde, un livret d’activité est proposé aux élèves pour l’ensemble du chapitre. Il cumule donc l’ensemble des activités et des bilans de cours à compléter.

Attention :

L’ensemble de ces documents va évoluer avec le temps car les liens proposés correspondent à des fichiers de travail collaboratifs.

Ce sont évidemment des propositions à prendre avec recul. Chacun peut y piocher ce qui lui convient. Ces contenus devraient s’enrichir d’années en années avec le retour d’expériences de chacun.

Pour toutes questions, commentaires, suggestions et retour d’expériences pour améliorer cette page consacrée à l’enseignement de l’écologie, merci de contacter nicolas.lieury.SVT@gmail.com