Description

Enseignement apprentissage de la notion de photosynthèse chez les autotrophes (cas de Vigna unguiculata) en classe de seconde D : savoirs mis en jeu, analyse des difficultés d’apprenants et approches de solution au CEG HOUEGBO

Par Grâce Erline YABI

Mémoire de Master

Résumé

La photosynthèse est un mécanisme essentiel à la croissance des plantes vertes. Dès la classe de cinquième les apprenants ont découvert que les plantes vertes utilisent l’eau, les sels minéraux, le CO2 en présence de la lumière pour fabriquer leur propre matière organique. En classe de seconde, l’étude de cette notion est plus approfondie et a permis à l’apprenant de comprendre que la photosynthèse est un mécanisme diphasique : (1) La phase lumineuse ou phase claire au cours de laquelle l’énergie lumineuse est captée puis convertie en énergie chimique sous forme d’ATP et, (2) la phase sombre ou obscure au cours de laquelle cette énergie chimique (ATP) est utilisée pour incorporer le CO2 sous forme de glucide. Pour enseigner cette notion, des supports documentaires ont été utilisés. Ensuite une évaluation diagnostique a été faite pour relever d’éventuelles difficultés des apprenants. Cette évaluation a montré que près de 80% des apprenants attribuaient la phase sombre de la photosynthèse à l’absence de la lumière. Au cours de ce travail, nous avons effectué des essais axés sur la photosynthèse dans une classe de Seconde D pour corriger cette perception inexacte des apprenants. Ainsi, des plants de niébé ont été cultivés avec les apprenants dans trois conditions notées C1 (culture dans un milieu éclairé alterné d’obscurité), C2 (culture dans un milieu éclairé de façon permanente), C3 (culture en absence de lumière). Les résultats ne montrent aucune différence dans la hauteur et le nombre de feuilles des plants pour les conditions C1 et C2. La hauteur et le nombre de feuilles des plants en C1 et C2 était significativement différents de ce qui est obtenu en C3. Ces observations ont permis aux apprenants de constater que l’activité photosynthétique est nulle avec stagnation de la hauteur des plants et la chute des feuilles à la fin de la 2ème semaine pour les plantes C3, alors que celles des conditions C1 et C2 ont eu un développement normal. Ainsi, les apprenants ont pu conclure que la phase sombre de la photosynthèse peut également se dérouler en présence de lumière. Une deuxième évaluation effectuée à la suite des expérimentations a montré que plus de 90% des apprenants ont eu une note supérieure ou égale à 10/20. Cette étude a donc permis de comprendre que la difficulté des apprenants dans la compréhension de la notion de photosynthèse résidait au fait dans la terminologie ‘‘phase sombre’’ ou ‘‘phase obscure’’. La procédure d’enseignement basée sur les activités pratiques constitue une bonne approche pour pallier aux difficultés des apprenants dans l’apprentissage de la notion de photosynthèse.

Mots clés :

photosynthèse, Vigna unguiculata, enseignement /apprentissage.

Abstract

The concept of photosynthesis begins to be taught from the second year in secondary school. At such a level, students learn that green plants use water, mineral salts, CO2 in the presence of light to make their own organic matter. From the fifth year in secondary school this concept is deepened and the student learn that photosynthesis is a two-phase mechanism allowing the plant to capture and then convert light energy into chemical energy for the synthesis of organic compounds. During the light phase or clear phase during which the light energy is captured and converted into chemical energy as ATP and in the dark phase ATP combines with CO2 as a carbohydrate to generate organic compounds. Usually, only theoretical aspect of photosynthesis is taught to students. Hence, to evaluate to what extent the concepts of photosynthesis is being understood, we undertaken a diagnostic evaluation, to identify encountered difficulties in learning phase. Through evaluation, we found that almost 80% of students attributed the dark phase of photosynthesis to darkness. They believe this phase takes place exclusively in the absence of light. To overcome this wrong perception of students, we then cultivated cowpea plants under three experimental conditions as follows: (1) conditions C1: cowpea cultivated under alternating light and dark conditions, (2) conditions C2: cowpea cultivated in a permanently light environment, (3) conditions C3: cowpea cultivated in the absence of light. There was no significant difference in the height of cowpea and number of leaves cultivated under conditions C1 and C2. However, there was significant difference between height of cowpea and between number of leaves when comparing C1 and C2 with C3 conditions. Based on these results our students realized that, in contrast to condition C3, cowpea plants grow up normally under C1 and C2 conditions and that the dark phase of photosynthesis can also take place in the presence of light. A second assessment, further to these experimentations, showed that more than 90% of students scored 10/20 or more. In conclusion, photosynthesis concepts are better understood when theoretical learning phase is followed by self-learning practical activities. Additionally, we also realized that the student’s perception that the dark phase of the photosynthesis exclusively occurs in the absence of light is also explained by the terminology “dark phase”. The teaching procedure based on practical activities remains the best option to overcome difficulties of students in understanding photosynthesis concepts.

Keywords:

photosynthesis, Vigna unguiculata, teaching/learning