Graines de haricot : lumière ou obscurité ?
Quatre pots identiques sont préparés par des élèves de CM2. Pot A : trois graines de haricot dans du coton humide, près de la fenêtre. Pot B : trois graines dans du coton sec, près de la fenêtre. Pot C : trois graines dans du coton humide, dans un placard sombre. Pot D : trois graines dans du coton détrempé, près de la fenêtre. Après huit jours, les élèves observent : A, trois jeunes plants verts de 6 cm ; B, aucune germination ; C, trois plants jaunes de 9 cm ; D, une graine pourrie, aucune germination. Un élève conclut : « La lumière est indispensable à la germination, car dans le placard les plants sont jaunes. » La classe doit rédiger une conclusion et proposer une amélioration de l'expérience. Le maître veut faire distinguer germination et croissance.
1. La conclusion de l'élève est-elle valide ? Justifiez en comparant les pots deux à deux.
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Non, la conclusion n'est pas valide. L'élève confond germination et croissance, et il interprète la couleur jaune comme une absence de germination.
- A et C : les deux pots ont du coton humide et des graines ; seule la lumière change. Dans le pot C, les graines ont germé, puisque trois plants sont visibles. La lumière n'est donc pas nécessaire pour déclencher la germination. En revanche, les plants de C sont jaunes et plus hauts : l'obscurité a empêché la formation de chlorophylle et a peut-être provoqué un étiolement. La lumière est utile à la croissance verte, pas à la germination elle-même.
- A et B : même lumière, mais l'un est humide et l'autre sec. Seul A germe. L'eau est donc nécessaire à la germination.
- A et D : même lumière, mais D est détrempé. La graine pourrit : un excès d'eau nuit à la germination.
La conclusion correcte est donc : « L'eau est nécessaire à la germination ; la lumière n'est pas nécessaire pour germer, mais elle est nécessaire pour que les jeunes plants deviennent verts et se développent normalement ; un excès d'eau empêche la germination. » Il faut ajouter une limite : chaque condition n'a été testée qu'une fois, donc le résultat est indicatif.
2. Rédigez la conclusion que la classe peut légitimement tirer, en distinguant germination et croissance.
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Conclusion raisonnée :
- La germination est le début du développement de la graine, marqué par l'apparition de la jeune plantule. Elle nécessite de l'eau en quantité suffisante, mais pas trop : le coton humide de A permet la germination, le coton sec de B ne la permet pas, et le coton détrempé de D provoque la pourriture.
- La lumière n'est pas indispensable à la germination : les graines du pot C ont germé dans le placard sombre. Elle est en revanche nécessaire à la croissance normale : les plants de C sont jaunes, faute de chlorophylle, alors que ceux de A sont verts.
- L'excès d'eau est nuisible : il empêche la germination et favorise la pourriture.
La classe doit éviter deux formulations excessives : « la lumière est indispensable à la germination » (faux d'après C) et « la lumière ne sert à rien » (faux d'après la couleur des plants). Elle peut écrire : « Dans notre expérience, l'eau est nécessaire pour germer ; la lumière n'est pas nécessaire pour germer mais elle est nécessaire pour que le plant verdît et pousse normalement. » Cette conclusion reste limitée par le faible nombre de pots.
3. Proposez une amélioration de l'expérience pour rendre la conclusion plus fiable.
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Améliorations attendues :
- Répéter chaque condition avec au moins trois pots par situation (A, B, C, D), car un seul pot ne permet pas de savoir si le résultat est reproductible. On peut ainsi calculer une moyenne ou constater une régularité.
- Contrôler les variables autres que celle étudiée : même nombre de graines par pot, même variété, même quantité de coton, même quantité d'eau mesurée (par exemple 20 mL), même température. Le placard peut être plus chaud ou plus froid que la fenêtre : il faut placer les pots dans des conditions de température comparables ou mesurer la température.
- Mesurer régulièrement : noter chaque jour la date de germination, le nombre de graines germées, la hauteur et la couleur des plants. Une photo datée peut compléter le cahier d'observations.
- Ajouter une condition « lumière sans eau » et une condition « eau sans lumière » déjà présentes, mais aussi une condition « eau normale à la lumière » comme témoin de référence.
Ainsi, la classe pourra dire non seulement ce qu'elle a observé, mais aussi si l'observation se répète. La conclusion distinguera toujours germination et croissance.