sciences de la nature – msn 28-25: diversite du...

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Guide de l’enseignant

Animation HEP-VS et Service de l’enseignement

CHRISTIAN KEIM

Juin 2012

Sciences de la Nature – MSN 28-25: DIVERSITE DU VIVANT

Diversité du vivant Vivant 5H

Sciences - SN 28-25 Module 2

2

Fiche

2.6

Sciences de la nature 5e année Harmos (=3P)

Séquence d’enseignement LE VIVANT

MSN 28-25 Diversité du vivant (Le vivant : unité et diversité p.52)

TEXTE DE CADRAGE

En 5e, deux champs d’investigations ont été retenus pour améliorer la compréhension du réel. Il s’agit tout d’abord du vivant (unité et diversité) et ensuite des cycles de vie des animaux (avec leurs comparaisons). Ces deux champs permettent d’affiner la démarche scientifique amorcée durant le cycle 1 et de construire progressivement des concepts de biologie et d’écologie à la portée des élèves entrant dans le second cycle.

Ces deux champs peuvent être travaillés séparément ; cependant, ils sont liés car chacun apporte sa contribution à la compréhension de l’autre. Par exemple, l’organisation et l’observation d’un élevage permet à l’élève de constater que ce qui vit, sous ses yeux, en classe, se reproduit, se nourrit, bouge, puis aussi, meurt : cette mise en évidence de ces caractéristiques des êtres vivants permet de trier ce qui est vivant de ce qui ne l’est pas. De même que l’observation, le tri puis le classement de collections d’images, amènent un lot de précisions supplémentaires à réinvestir dans la discrimination des sujets d’élevage : ce sont des insectes car ils sont divisés en trois parties distinctes ; ce sont des coléoptères car ils sont construits comme la coccinelle ou le ténébrion meunier… que j’ai classés dans le règne animal sous l’étiquette « à six pattes ».

Ce travail sur le classement du réel commence par une séparation vivant/non-vivant, en répondant par oui ou non à la question : est-ce que c’est vivant ? Pour ce qui est du non-vivant, il convient de trier (séparer en deux catégories) ce qui est manufacturé de ce qui ne l’est pas, donc naturel : le règne minéral. Aux élèves de construire, d’utiliser des critères de classement et d’organiser leurs résultats à l’aide de tableaux, d’arbres de classement (dichotomique pour ce cas), de diagrammes,…

Il est important d’accepter, au début, des critères d’ordre affectif (j’aime, je n’aime pas/même couleur/même grandeur apparente) ou des critères peu scientifiques du type : domestique-sauvage/qui nage, qui rampe,qui vole/même habitat que les élèves proposent. Ce qui est attendu et qui valide



3

Fiche

2.6

les classements doit mûrir ; à l’enseignant de guider les réflexions avec bienveillance en gardant en mémoire que les inexactitudes, voire les erreurs, sont sources de progrès en sciences de la nature : elles permettent souvent de se mettre d’accord sur les catégories de classement. Ne pas perdre d’idée que les critères définissant le vivant doivent être observables à l’échelle de l’organisme, visibles donc à l’œil nu (naître, se nourrir, se développer, se reproduire, mourir).

Idéalement, 3-4 périodes pourraient être proposées en début d’année : séparation du vivant et du non-vivant déjà abordée au cycle 1, distinction des trois règnes du vivant et discrimination au sein des vertébrés, souvent cités dans les animaux préférés des élèves (module 0), des cinq classes principales : mammifères, poissons, oiseaux, reptiles et batraciens1…

En fin d’année, retour sur les critères qui ont sûrement évolué grâce aux élevages pour classer, sans trop de détails, ce que l’on appelle communément les invertébrés (à six, huit ou plus de pattes, corps mou,…).

En 6ème année, le concept de « vivant » s’affinera avec une intégration plus consciente des végétaux dans les être vivants, suite aux expériences sur la germination. De même, les classements seront souvent remobilisés lors de l’approche d’un milieu naturel.

En résumé, l’ambition de cette séquence est double : - développer la capacité des élèves à mettre de l’ordre (classer, différencier,

construire des groupes, choisir des étiquettes, etc.),

- leur permettre de s’approprier les caractéristiques du vivant et du non-vivant, caractéristiques sur lesquelles se fonde le classement de tout ce qui nous entoure.

Deux prolongements peuvent être imaginés pour stimuler le questionnement et l’observation tout au long de l’année (par ex. 1 par mois, en lien avec l’expression orale en Français):

- l’intrigue nature : amener un élément naturel qui intrigue, formuler des hypothèses et faire des recherches (l’animation se tient à disposition pour répondre à vos questions) ;

1 Voir le Magnard (page de garde intérieure) pour constater l’évolution du classement des vertébrés, à

comparer avec celui retenu par le livre de sciences 5P, paru en 1989…



4

Fiche

2.6

- les différences : dessiner, pour comparer deux à deux, divers éléments naturels (feuilles, rameaux, fruits, fleurs, racines, troncs, insectes, etc.).



5

Fiche

2.6

SCHEMA DE LA STRUCTURE LE VIVANT

PRINCIPALES ABREVIATIONS

MSN2 Maths et sciences de la nature

FG CT

Formation générale Capacités transversales

Ens Enseignant E Elève(s) TN Tableau noir3 FE Fiche de l’élève

FE SY Fiche de synthèse FE PRO Fiche prolongement PPT Power Point SN D Diapositive (slide) du

PPT MG Magnard4 MG p.63 Magnard p. 63

2Voir la terminologie du PER explicitée sur le signet Symboles et abréviations présent dans chaque coffret

3 Ou tableau interactif…

4Odysséo, Sciences, Cycle 3, 64 enquêtes pour comprendre le monde, MAGNARD 2008.

Module 0 (1/2période)

PROBLEMATISATION Comment définir le vivant ?

Module 1 (1 période)

Comment séparer le vivant du non-vivant ?

Module 3(11/2 période)

SYNTHESE + EVALUATION

Module 2 (31/2 périodes)

Comment classer le vivant ?



6

Fiche

2.6

Séquence VIVANT / NON VIVANT MODULE 0 (1 période)

Comment définir le vivant?

Enjeux de l’apprentissage

Faire émerger des questions sur cette thématique pour orienter le travail d’observation, de tri et de classement. Mettre à jour les conceptions des élèves pour les faire évoluer…

Démarche scientifique Formulation d’hypothèses Formulation de quelques questions et

hypothèses

Connaissances acquises par les élèves

Vocabulaire : règne animal

Opportunités de liens ou contributions principales à d’autres

disciplines

CT-Communication : …en adoptant une attitude réceptive CM 24 : ...en s’impliquant dans l’organisation d’une action collective, cohérente et solidaire

Etapes Description Matériel

1 Questionnement Faire émerger les conceptions des E. Prendre note de toutes idées, hypothèses, questions concernant la manière de définir ce qui vit et comment classer ce qui vit (animaux, plantes, champignons). Remplir la FE ou conserver une trace sur un poster…

FE 1

2 Relance Questionner les E à propos de leur animal favori. Argumenter son choix (J’aime bien le chat, car il est tout doux et j’en ai un à la maison).

3 Dessin Dessiner sur une feuille son animal favori, puis le colorier.

Feuille de dessin



7

Fiche

2.6

(1/4 de page)

4 Classement intuitif Circuler dans la classe et se mettre avec les camarades qui possèdent un animal qui ressemble au sien : Pourquoi peut-on les classer ensemble dans le règne des

animaux ? Pourquoi ne peut-on pas les réunir dans le même ensemble ?....

Coller provisoirement sur un poster les groupes ainsi créés (classement provisoire à revisiter tout au long de la séquence).

Poster

(5) Prolongement Amener des photos d’animaux pour travailler les classements.



8

Fiche

2.6


Comment séparer le vivant du non-vivant ?


Clarifier sa compréhension du vivant : trier une collection d’images en répondant à la question : Est-ce vivant ?

Démarche scientifique

Formulation d’hypothèses Formulation de quelques questions et

hypothèses Détermination des facteurs à observer,

impliquant de déterminer des invariants


Vocabulaire : non-vivant (artificiel/manufacturé)et naturel (règne minéral), règne animal Concept du « vivant » : Je classe dans le non-vivant ce qui ne bouge5 pas ou ce qui est fabriqué par l’homme.


disciplines

CT-Communication : …en adoptant une attitude réceptive CM 24 :…en s’impliquant dans l’organisation d’une action collective, cohérente et solidaire


1 Problématique Observer les images, les découper puis les trier selon le critère : vivant/non-vivant, travail en duos.

FE 3 et 4

2 Critères Réfléchir aux critères qui ont permis de séparer la collection en deux (ceux-ci concordent-ils à ceux déjà évoqués lors du module 0?).

Retour sur FE 1

5 Ce critère imprécis va évoluer en même temps que les élèves observent leurs élevages où ils sont confrontés

aux besoins fondamentaux du vivant : se nourrir, se reproduire,…



9

Fiche

2.6

3 Echanges Découvrir le tri des autres duos et prendre connaissance de leurs critères, échanger, argumenter lors de désaccords (Je ne mettrais pas cette photo dans le vivant car on dirait des cailloux et ceux-ci ne bougent pas…).

4 Catégorisation Lorsque le tri est entériné, se pencher sur la collection du non-vivant. Se mettre d’accord sur une manière de la subdiviser en deux parties. En fin de discussion, proposer de retenir : règne minéral (cailloux, pierres, eaux,…) et produits manufacturés (fabriqués par l’homme par opposition à “fabriqués” par la nature).

5 Synthèse no1 « Qu’avons-nous appris ? » Composer une synthèse à l’oral de ce qui semble, pour l’instant, justifier le tri vivant/non-vivant. Dans le non-vivant, je trouve des éléments fabriqués par l’homme6 (artificiels) et des éléments naturels comme les cailloux (règne minéral). Mon animal favori (le cobaye) fait partie du vivant.

FE 19

6 Application Finaliser la FE en complétant les étiquettes.

FE 2

7 Prolongement Créer un panneau collectif avec un jeu d’images (soit avec un diagramme sagittal, soit avec des ensembles étiquetés, style diagrammes de Venn…).7Amener d’autres images pour compléter le panneau (cf.PPT D2).

PPT D2

6 La photo des hyéroglyphes égyptiens questionne les élèves. Cet élément, la pierre, appartient au règne

minéral mais, utilisé par l’homme, devient ensuite un objet manufacturé… 7 Ce travail peut être amorcé lors d’une leçon de dessin ou d’AC&M… Ce travail (de groupe) peut être poursuivi

lors des modules 2.1 et 2.2 et faire l’objet d’une évaluation pour le 1er

semestre.



10

Fiche

2.6

Séquence VIVANT / NON VIVANT MODULE 2 (3.5 périodes)

Comment classer le vivant ?


Affiner ses clés de tri pour mettre de l’ordre dans le vivant, en s’appuyant sur des critères partagés.


Formulation de questions, d’hypothèses Formulation de quelques questions et

hypothèses au sujet des classements Détermination des facteurs à observer,

impliquant de déterminer des invariants Récolte et mise en forme des données Organisation des données à l’aide de diverses

représentations Analyse des données et élaboration d’un modèle explicatif Confrontation des données à d’autres situations Proposition d’une explication ; élaboration d’un

modèle


Vocabulaire : règne animal, règne végétal, règne des champignons Concept : Le vivant se divise en trois règnes (animaux, végétaux, champignons). Le règne animal se subdivise à son tour en deux ensembles : vertébrés et invertébrés.


disciplines

CT-Communication : …en adoptant une attitude réceptive CM 24 :…en s’impliquant dans l’organisation d’une action collective, cohérente et solidaire

Séquence VIVANT / NON VIVANT MODULE 2.1


1 Problématique



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Fiche

2.6

Observer les nouvelles images, les découper, puis séparer le vivant selon les trois catégories que les scientifiques ont adoptées: règne animal, règne, végétal, règne des champignons. Comparer son classement à la D3 (quel règne manque-t-il ?).8.

FE 5 à 8

PPT D3

2 Critères Réfléchir aux critères qui ont permis de séparer la collection en trois, puis réfléchir aux critères partagés au sein du vivant. Qu’est-ce qui fait l’unité au sein des ces trois règnes? (se

nourrir, croître, se reproduire, mourir) Qu’est-ce qui les différencie?(les champignons, les plantes

ne bougent pas, ne se déplacent pas, ne communiquent pas,…, les animaux ont une bouche, des yeux,…)

Revenir sur le questionnement du module 0, rajouter des pastilles vertes pour ce qui est (momentanément) résolu.

(FE 1)

3 Classement Remplir les FE. Chercher des noms d’animaux (non évoqués jusqu’alors), de végétaux et de champignons pour la compléter.

FE 9 et 10

4 Synthèse no2 « Qu’avons-nous appris ? » Je peux classer ce qui vit en trois catégories: règne animal, règne végétal et règne des champignons. Ils partagent des points communs: ils grandissent, se nourrissent, se reproduisent… Les animaux possèdent une bouche, des yeux,…

FE 19

5 Prolongement Compléter et affiner le classement des panneaux collectifs avec les photos présentant les trois règnes. Les enrichir avec des photos amenées depuis la maison.



1 Problématique Reprendre les images découpées, puis trier les représentants du règne animal en deux catégories : vertébrés9/autres.

FE 5 à 8

8 Mentionner les champignons comme règne à part entière. Il est donc à séparer des végétaux car ils n’ont pas

de chlorophylle. Ils sont hétérotrophes comme les animaux car ils ne fabriquent pas eux-mêmes de nourriture contrairement aux autotrophes (plantes vertes).



12

Fiche

2.6

2 Critères Réfléchir aux critères qui ont permis de séparer la collection en deux (ils ont un squelette comme nous; je sens que c’est dur dans mon corps, il y a des os; j’ai vu des os de chamois dans la montagne avec mon oncle chasseur, je sens la colonne vertébrale du cheval quand je fais de l’équitation…).

Nouveau questionnement Peut-on observer ou trouver des critères permettant de

classer les animaux vertébrés? Prendre connaissance d’une façon de classer les animaux, comparer et réinvestir les nouveaux éléments (si besoin).

MG p.92-93

3 Classement Remplir la FE. Vérifier en recherchant sur Internet par mots-clés si ce qui a été classé est exact. Les noms des espèces sont présentés à la fin de ce dossier, en annexe ; toutes les photos sont aussi disponibles dans le dossier « photos légendées ». Visionner la D4

FE 11

Internet PPT D4

4 Synthèse no3 « Qu’avons-nous appris ? » Dans le règne animal, je peux trier ma collection en deux catégories : les animaux qui possèdent un squelette (comme le chat, la grenouille, la truite,…) et les autres. Parmi les vertébrés, je reconnais les mammifères, les oiseaux, les poissons,…

FE 20

5 Prolongement Compléter et affiner le classement des panneaux collectifs en séparant les cinq classes principales de vertébrés, les enrichir avec des critères observables (pelage, écailles, quatre pattes,…) et des photos amenées depuis la maison.



1 Problématique Réunir puis observer les images déjà découpées, puis trier les représentants du règne animal en deux catégories :

FE 5 à 9

9 Un travail de palpation pour sentir ses os, sa colonne vertébrale est initié en MSN 27, le corps humain.



13

Fiche

2.6

vertébrés/autres. Après le tri, se pencher sur les animaux dépourvus de squelette interne (notamment ces animaux ressemblant à ceux des élevages et ceux qui ne sont pas rentrés dans la catégorie des vertébrés classés au module 2.2). Ajouter les nouvelles images, ne conserver que celles qui concernent les animaux à squelette externe ou à corps mou… (les autres permettent un nouveau questionnement et peuvent enrichir les panneaux précédents).

FE 12, 13 et 14

2 Critères Réfléchir aux critères qui permettent de séparer cette collection: Je vois six pattes, je compte 8 pattes, il y a plus de pattes, le corps paraît mou,… Consulter de nouveau le Magnard.

MG p.93

3 Classement Remplir les FE Vérifier, en recherchant sur Internet, par mots-clés si ce qui a été classé est exact. Enrichir le vocabulaire (mais sans excès).

FE 15 ET 16

Internet

4 Synthèse no4 « Qu’avons-nous appris ? » Les animaux qui possèdent un squelette externe rigide et six pattes articulées sont des insectes (mouche, ténébrion meunier, vanesse du chardon, fourmi). D’autres animaux ont huit pattes, dix pattes ou plus. Certains animaux sont mous comme la limace et l’escargot…

FE 20

5 Prolongement Finaliser les panneaux collectifs en séparant par rapport au nombre de pattes (6,8,10 et plus/ sans pattes/ avec ou sans coquille). Compléter avec des images supplémentaires.



14

Fiche

2.6


SYNTHESE / EVALUATION

L’Ens profite de cette période pour finaliser certains travaux et approfondir certains aspects qui ont intéressé les E. Deux propositions de travail : - consolidation en complétant un schéma où toutes les parties traitées dans la séquence prennent place (résumé, vue d’ensemble) - consolidation par répétition à l’aide de différents supports Des fiches de synthèse sur les fourmis sont proposées en guise d’exemple. Les fiches de cette séquence peuvent être réunies en un dossier à l’intention des parents. L’évaluation a lieu à la fin des travaux de synthèse.


1 Analyse de documents Consulter le Magnard : Classification simplifiée du monde animal. Comparer avec le classement du livre de Sciences 5P : Il y a des différences/Les scientifiques font encore des progrès pour classer les animaux…

MG p.de garde

(intérieure) Livre de

Sciences 5P10

Proposition A: consolidation par la réalisation d’une vue d’ensemble

2A Vue d’ensemble Revoir tous les documents réalisés durant la séquence (classeur) et les utiliser pour construire l’arbre de classement (individuellement ou par deux).

3A Panneaux collectifs Terminer (améliorer) les panneaux ; revoir les critères qui ont permis de séparer les règnes puis les classes du monde animal.

PPT D2, 3, 5, 7,

8

4A Synthèses Trouver des critères qui rendent compte de l’unité du vivant, FE 17 - 18. Elaboration des synthèses FE 19, 20 (elles peuvent également

FE 17 - 18

FE 19 - 20

10

Pour découvrir les plantes à fleurs et les vertébrés, DIP VS, 1989



15

Fiche

2.6

être complétées et distribuées par l’Ens afin de gagner du temps…).

5A Coup d’œil dans le rétroviseur Revenir sur les idées de départ, constater les évolutions, remarquer que toutes les idées n’ont pas pu être testées. Echanger sur le travail des scientifiques qui étaient confrontés au même problème que nous : mettre de l’ordre dans le vivant.

FE 1

Proposition B: consolidation par répétition à l’aide de différents supports

2B Site Internet Consulter sur eduMedia les animations : classification des êtres vivants et classification des vertébrés (dans notre catalogue, cliquer sur évolution des espèces) http://www.edumedia-sciences.com/fr/n48-animaux

Ordinateur

3B Panneaux collectifs Terminer (améliorer) les panneaux ; revoir les critères qui ont permis de séparer les règnes puis les classes du monde animal. Trouver des critères qui rendent compte de l’unité du vivant.

PPT D

4B Synthèses Remplir les FE 17 La FE 18 peut être remplie à titre de renforcement avec ou sans les étiquettes proposées. Elle peut être distribuée déjà complétée (à photocopier du Dos Ens) pour servir de base à l’élaboration des synthèses FE M3.3 (elles peuvent également être complétées et distribuées par l’Ens afin de gagner du temps…).

FE 17 - 18

5B Coup d’œil dans le rétroviseur Revenir sur les idées de départ, constater les évolutions, remarquer que toutes les idées n’ont pas pu être testées. Echanger sur le travail des scientifiques qui étaient confrontés au même problème que nous : mettre de l’ordre dans le vivant.

FE 1

Evaluation

Evaluation

http://www.edumedia-sciences.com/fr/n48-animaux



16

Fiche

2.6

Consignes de passation Exercice 3 : attribuer 1 point sur la première description est choisie. Exercice 4 : enlever un demi-point si les animaux et végétaux sont entourés individuellement et non dans un ensemble collectivement… Exercice 7 : les critères non-vivant et règne minéral sont attendus, accepter ensuite comme troisième critère précieux / vient de la nature / fait par l’homme (manufacturé) / coûte cher… Exercice 8 : aménager le temps et l’espace-classe pour vérifier les compétences informatiques de l’E (départ du bureau, retour vers celui-ci).

Evaluation à

imprimer (voir doc ci-dessous).

Cette évaluation

peut être modifiée en

téléchargeant le format Word

Annexes :

PHOTO AVEC NOM



17

Fiche

2.6



18

Fiche

2.6



19

Fiche

2.6



20

Fiche

2.6

Donne quelques exemples de représentants dans chaque règne.

Règne animal Règne végétal Règne de champignons

___________________

___________________

___________________

___________________

___________________

___________________

___________________

___________________

___________________

___________________

___________________

___________________

___________________

___________________

___________________

___________________

___________________

___________________

Propositions de réponses.

Se déplace…

Se nourrit…

Naît d’un œuf…

Meurt…

Donne des fruits…

A besoin d’eau…

Naît d’une graine…

A des feuilles…

Ne bouge pas…

Peut être mangé…

Est dans la

forêt…_________________

Proposition de réponse



21

Fiche

3.3

Recopie ou colle ta synthèse 1.



Dans le non-vivant, je trouve des éléments fabriqués par

l’homme (on dit qu’ils sont artificiels) et des éléments

naturels comme les cailloux qui appartiennent au règne

minéral. Mon animal favori, le cobaye, fait partie du vivant.

Je peux classer ce qui vit en trois

catégories : règne animal, règne

végétal et règne des champignons.

Ils partagent des points communs :

ils grandissent, se nourrissent, se

reproduisent… Les animaux

possèdent une bouche, des yeux,…



22

Fiche

3.3


Dans le règne animal, je peux

trier ma collection en deux

catégories : les animaux qui

possèdent un squelette (comme

le chat, la grenouille, la truite,…)

et les autres. Parmi les vertébrés,

je reconnais les mammifères, les

oiseaux, les poissons,…

Les animaux qui possèdent un squelette externe rigide et

six pattes articulées sont des insectes (mouche, ténébrion

meunier, vanesse du chardon, fourmi). D’autres animaux

ont huit pattes, dix pattes ou plus. Certains animaux sont

mous comme la limace et l’escargot…



23

Fiche

3.2

(Proposition de réponse)

Ce qui nous entoure

Non-vivant Vivant

Artificiel Naturel Champignons Végétaux Animaux

Invertébrés Vertébrés

Naturel

Mam

mif

ères

Rep

tile

s

Po

isso

ns

Bat

raci

ens

Ois

eau

x

Inse

ctes

Au

tres


Sciences - SN 28-25 EVALUATION

Fiche

3.5

Nom :__________________________________________

1. Parmi ces critères, entoure ceux qui concernent le non-vivant.

Se reproduit… Est fabriqué par l’homme…

Donne des fruits…

Sert à fabriquer un mur…

Fabrique des graines…

Roule et consomme de la benzine…

2. Observe cette fourmi. Quel critère

observable te permet de dire que c’est un

insecte ?

___________________________________

3. Deux élèves de 5e donnent une description de ce poisson. Souligne

la meilleure des trois propositions.

- C’est un invertébré qui pond des œufs dans l’eau.

- Cet animal recouvert d’écailles vit dans l’eau et pond des œufs.

- C’est un représentant du vivant qui appartient au règne végétal.

_____/ 3 points

_____/ 2 points

_____/ 3 points

4. Entoure en rouge l’ensemble des vertébrés et en vert tout ce qui

appartient au règne végétal.

5. Complète les étiquettes de

cet arbre de classement en

observant les images.

VIVANT

_____/ 3 points

_____/ 3 points

6. Dessine deux éléments du monde réel qui t’entoure en respectant

la description proposée par Antoine, un élève de 5e.

7. Selon son modèle donne trois critères qui correspondent à son

dessin.

Description Dessin

Appartient au vivant… Possède quatre pattes… Vit dans la maison…

Est dans le non-vivant… Bouge grâce à de l’essence… Transporte des personnes…

1. ____________________________

2. ____________________________ 3. ____________________________

8. Utilise l’ordinateur pour

rechercher par mots-clés le

squelette d’une poule. Fais

apparaître son image à l’écran.

TOTAL : ________/20 points

_____/ 3 points

_____/ 3 points

27



OLIVIER SOLIOZ

NILS CARRUPT

Juin 2012

Sciences de la Nature – MSN 27-25: CORPS HUMAIN

MSN 27-25 CORPS HUMAIN

C2

5e-3P

28


Séquence d’enseignement CORPS HUMAIN

MSN 27-25 PER p.40 à 47

Préambule:

La séquence sur le corps humain se veut une porte d'entrée sur la compréhension du fonctionnement de son corps. Fidèle à l’esprit donné par le MSN 27, elle présente également les conséquences positives ou négatives que peuvent avoir certains comportements, sans tomber dans la stigmatisation.

Le but n’est pas de former des spécialistes en anatomie ou médecine (éviter les leçons de vocabulaire !) mais bien d’intéresser les enfants au fonctionnement de notre corps et au moyen que nous avons de le comprendre (approche scientifique). Pour information, le corps humain est travaillé en enfantine, en 1-2P, en 3P, en 5P et dans les trois années du CO. Il ne faut donc pas aller trop vite ni trop loin ; par contre, on essayera à chaque chapitre de mettre en œuvre de l’expérimentation et de l’observation (MSN 25).

L'entrée de la séquence va se faire sur le corps humain dans sa globalité en abordant certains thèmes qui seront développés par la suite. Ce seront donc les enquêtes ultérieures qui amèneront les connaissances du corps qui manqueront aux élèves dans la première partie. On y reviendra donc souvent.

Les activités du module 7 sont à faire à chaque trois moi durant toute l'année scolaire. Ce module demande aussi d'être attentif et réactif pour certaines situations particulières vécues par l'un ou l'autre élève de la classe (jambe ou bras cassé p. ex.).

Ressources: Il est aussi possible de prendre en classe des squelettes humains de différentes grandeurs (faire attention aux attaches entre les os: mouvements réalistes/farfelus). Les kiosques NAVILLE proposent une collection en plusieurs livrets pour reconstituer l'anatomie humaine (le coût est élevé) Certaines écoles (CO), des médecins, des groupes de samaritains peuvent fournir des squelettes.


C2

5e-3P

29

Quelques informations théoriques :

Le corps humain est une « machine » complexe dont on n’aura jamais fini de comprendre le fonctionnement. Durant tout le Moyen-âge où la dissection était interdite, on essayait de comprendre le corps de l’extérieur, par palpation ou en étudiant ce qui en sort (urines, humeurs, …) et avec les idées de ce temps (punitions divines, etc.). C’est seulement ensuite qu’on a pu dresser une anatomie précise du corps humain grâce à la dissection de cadavre, travail que les médecins en formation pratiquent encore. Le rôle des éléments anatomiques observés a également été étudié.

Cela a débouché sur une description du corps à plusieurs niveaux d’organisation (voir schéma ci-dessous):

- systèmes ou appareils qui regroupent divers organes concourant à une même fonction (système respiratoire : amener l’oxygène dans le sang et en extraire le CO2 ; système circulatoire : assurer le transport des nutriments, de l’oxygène, des anticorps, des hormones, etc. dans toutes les cellules du corps ; système immunitaire : assurer la défense du corps contre les maladies ; etc.)

- organes qui représentent un élément bien délimité (poumon, cœur, estomac, etc.). Ils sont composés de :

- tissus qui peuvent avoir différentes propriétés selon les besoins : tissus protecteurs de la peau, tissus musculaires, tissus osseux, etc. Ils sont composés de :

- cellules qui constituent l’unité de base de tout le corps : c’est à chaque cellule du corps humain que le sang livre l’oxygène qui va permettre de brûler les nutriments et ainsi dégager l’énergie nécessaire au fonctionnement de la cellule. Les cellules sont spécialisées selon les organes et les tissus : les cellules de l’intérieur de l’œil transforment le signal lumineux en influx nerveux. Celles des muscles peuvent s’allonger et se contracter, etc.

Cette brève présentation aura montré que dans le corps humain, tout est lié, toutes les cellules, les organes et les systèmes sont en interaction et sont interdépendants.

PS : le schéma suivant présente de façon globale les niveaux d’organisations du monde Vivant ; si l’on évite de tomber dans une comparaison entre les communautés humaines et les populations animales, il permet de bien cerner l’emboîtement des niveaux d’organisation, notamment les 4 derniers dont il est question ci-dessus.


C2

5e-3P

30


C2

5e-3P

31

Schéma tiré de Bertrand-Renauld, S. et Mols, J. (2001). Je construis mes apprentissages en sciences au premier degré, Manuel. De Boeck.


C2

5e-3P

32

SCHEMA DE LA STRUCTURE DE LA SEQUENCE CORPS HUMAIN

Module 1 (2 périodes)

Comment bouge mon corps ?


Comment respirer?


Comment c'est fait à l'intérieur de notre corps?


De quoi mon corps a-t-il besoin pour

fonctionner ? à prolonger avec Senso 5


Comment percevoir les choses autour de moi ?


Comment éviter les dangers pour ma santé ?

Quels sont les comportements à risques pour mon corps ?


Comment se transforme, évolue

mon corps ?


EVALUATION


C2

5e-3P

33


MSN11 Math et sciences de la nature

FG CT


Ens Enseignant E Elève(s)

TN Tableau noir12 FE Fiche de l’élève FE SY Fiche de synthèse FE PRO Fiche prolongement

PPT Power Point SN D Diapositive (slide) du PPT

MG Mangard MGp.63 Mangard p.63

11

Voir la terminologie du PER explicitée sur le signet Symboles et abréviations présent dans chaque coffret 12

Ou tableau interactif…


C2

5e-3P

34

Séquence CORPS HUMAIN MODULE 0 (1 période)


Comment est fait l’intérieur de mon corps?


Imaginer et tester une méthode d’exploration pour connaître l’intérieur de son corps. Représenter et modéliser l’intérieur de son corps sur la base de cette méthode et de ses représentations.


Formulation d’hypothèses développer des liens entre perception et réalité imaginer des stratégies d’exploration pour

connaître l’intérieur du corps humain Récolte et mise en forme des données relever des observations Analyser des données et élaborer un modèle explicatif distinguer les constats des intreprétations Communication présentation orale de certaines phases de la recherche


S’approprier le vocabulaire de base pour parler du corps humain (parties et quelques os) sachant que les autres éléments seront amenés au fur et à mesure des modules. Vocabulaire : tête – thorax (tronc) – membres (bras-jambes) – mains – pieds - colonne vertébrale – crâne – côtes – bassin – tibia. Cf. Synthèse, étape 5

Opportunités de liens ou contributions principales à

d’autres disciplines

MSN 26 Phénomènes naturels et techniques; A 22 AV - AC&M - Mu Perception; CM 25 Sens et besoins physiologiques


C2

5e-3P

35

1 Hypothèses Formuler quelques hypothèses sur la composition de

l’intérieur du corps (à vérifier au fil des modules suivants).

FE 21

2 Questionnement Se questionner sur la composition de l’intérieur du corps. Où est-ce que j’ai pu voir des informations à ce sujet ? Est-ce que j’ai vécu des situations qui pourraient me

renseigner sur la composition de mon corps ?

Amener des radios, des

scans ou des IRM si les élèves en ont chez eux

(cf. étape 4).

3 Expérimentation Développer des stratégies d’exploration (observation méthodique, palpation…) pour analyser la composition de son corps et les expérimenter. Mobiliser ces stratégies pour représenter l’intérieur du corps humain tel qu’imaginé. Identifier la présence d’éléments mous (organes, muscles

…) et d’éléments durs (os/squelette).

FE 22

4 Résultats Comparer sa production avec celles d’autres élèves. Identifier les points communs et les différences puis les analyser en utilisant la méthode de palpation, pour se mettre d’accord. Nos corps sont-ils différents ou notre méthode de

recherche a-t-elle des limites ? Distinguer ce qui relève des résultats, des constats et de l’interprétation qu’on en fait et qui doit être remise en question (avantages et limites de la méthode de recherche). Comment dépasser ces obstacles ? Analyser un livre sur les corps humain et réfléchir aux méthodes qui ont permis aux scientifiques de dépasser les limites rencontrées par les élèves pour fournir des résultats précis et fiables (ne pas analyser les composantes du corps humain, ce travail sera fait durant les modules suivants). Identifer la nécessité d’ « ouvrir » le corps pour aboutir à des constats scientifiques et découvrir brièvement l’histoire de la méthode de dissection. Découvrir les méthodes modernes pour « voir à l’intérieur du corps » (scanner, IRM, radio) et montrer des exemples. Synthétiser les questions qui sont apparues et les organiser

en fonction des modules suivants.

FE 23

FE 24

5 Synthèse « Qu’avons-nous appris ? »


C2

5e-3P

36

Indications pour compléter la FE 24 : Je ne peux pas voir l’intérieur de mon corps. La méthode de palpation m’a permis de découvrir des parties dures et des parties molles. Cette méthode est efficace pour trouver l’emplacement de certains os mais elle ne permet pas d’analyser les parties molles. Pour résoudre ce problème, les scientifiques ont utilisé la méthode de dissection qui permet d’observer, d’analyser et de mesurer chaque partie du corps en détail pour obtenir des résultats précis et fiables.

FE 24 - 25


C2

5e-3P

37

Comment bouge mon corps ? MODULE 1 (2 périodeS


Construire sa représentation du squelette par la palpation et à l’aide de sources scientifiques. Définir et expérimenter le fonctionnement des principales articulations ainsi que le rôle des muscles. Mettre en évidence les différents mouvements possibles et impossibles du corps et les catégoriser suite à leur expérimentation.


Formulation d’hypothèses formuler des questions et hypothèses développement des liens entre perception et

réalité Récolte et mise en forme des données relevé fidèle des observations Analyse des données interpréter les données en les confrontant à

d’autres sources proposer une explication, un modèle Communication présenter certaines phases de la recherche à

l’aide de différents supports


Fonctionnement des articulations (os, muscles), mouvements possibles ou impossibles et catégorisation des mouvements (plier, tourner). Vocabulaire spécifique: colonne vertébrale - épaules - coudes - poignets -doigts - hanches - genoux - chevilles - orteils - rotules - flexion - extension - rotation.



MSN 26 Phénomènes naturels et techniques (Forces: levier) MSN 28 Diversité du vivant (relation morphologie et physiologie) CM 21 Condition physique et sportive CM 22 Activités motrices


C2

5e-3P

38


1 Problématique Identifier le lien entre mouvement et squelette ainsi que les possibilités et les limites que cela implique. Pourquoi mon corps peut-il bouger ?

2 Hypothèses Formuler des hypothèses et questions sur les endroits du corps qui permettent le mouvement.

FE 26

3 Discussion Par deux, confronter ses hypothèses. Prendre note des avis de la classe. Lister au TN les articulations proposées par les élèves ; les situer et les nommer sur le squelette (utiliser une autre couleur que pour les hypothèses). Par palpation, trouver ce qui fait l’originalité des articulations : endroit où deux os se touchent.

FE26

3 Observation de la radiographie d’un genou Observer la radiographie d’une articulation de genou ; constater le contact entre les os. Palper son genou pour établir des liens avec ce que la radio permet de voir. Nommer les os palpés.

FE 27

4 Expérimentation du mouvement de diverses articulations Comprendre la différence entre une flexion/extension ou une rotation. SANS ESSAYER, uniquement en y réfléchissant, noter le mouvement que l’on pense pouvoir faire avec quelques articulations du corps (faire ses hypothèses). Vérifier en effectuant le mouvement (sans modifier ses hypothèses… il est normal de ne pas savoir avant d’avoir expérimenter, comme tous les scientifiques !!) Eventuellement recueillir des traces de ces mouvements (photographies, vidéos). Attention : certains mouvements complexes impliquent plusieurs articulations. Les mouvements de la nuque et la colonne vertébrale sont le cumul des déplacements entre chaque vertèbre.

FE 28


C2

5e-3P

39

5 Observation : mouvements impossibles Débattre de certains mouvements impossibles (coudes pliés vers l’arrière, genoux pliés vers l’avant…)

FE 29

Réinvestissement -> év. échauffement en salle de gym Pour asseoir la compréhension des articuluations et des mouvements qui y sont liés, les élèves peuvent jouer par deux (voir bas de fiche 1.3).

FE 29

6 Expérimentation squelette et mouvements Formuler des hypothèses sur les questions suivantes : Comment les os tiennent-ils ensemble ? Qu’est-ce qui les fait bouger ? Expérimenter le rôle des muscles pour permettre au squelette de bouger par la méthode de palpation. Que se passe-t-il lorsque je plie mon bras, les os sont-ils les seuls à bouger? Identifier le rôle des muscles (faire bouger les articulations) Info pour l’enseignant : on ne parlera pas des ligaments (tenir les os ensembles vers les articulations) et des tendons (relier les musles aux os), sauf si des questions sont posées par les élèves. Comparer ses interprétations avec des schémas et des animations scientifiques. Ev. visionner: http://www.edumedia-sciences.com/fr/a85-biceps-et-triceps

FE 30

Synthèse no1 « Qu’avons-nous appris ? » Exemple: Dans mon corps, les mouvements sont possibles grâce aux articulations. Une articulation est l’endroit où deux os se touchent et peuvent bouger l’un par rapport à l’autre. Aux articulations, les os sont reliés par des muscles qui commandent les mouvements. Les muscles sont à leurs tours commandés par notre cerveau. Certaines articulations ne bougent que dans un sens par flexion et extension (le coude, le genou) ; d’autres bougent dans tous les sens par rotation (l’épaule, la hanche). Si nous forçons sur ces mouvements ou articulations, nous risquons des blessures (foulures, entorses, fractures).

FE 30

http://www.edumedia-sciences.com/fr/a85-biceps-et-triceps

http://www.edumedia-sciences.com/fr/a85-biceps-et-triceps


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Comment respirer? MODULE 2 (2 périodeS)


Se représenter la circulation de l’air dans le corps humain et comparer ses idées à des schémas scientifiques. Situer, ordonner et décrire sommairement le fonctionnement des principaux organes de l’appareil respiratoire (bouche, nez, trachée, poumons). Montrer que le fonctionnement de la respiratoire et de la circulation sanguine sont liés ; ils changent en fonction de l’activité physique. Mesurer le volume d’air expiré.


Formulation d’hypothèses formuler des hypothèses

Récole et mise en forme des données relevé fidèle des observations utilisation d’outils ou d’instruments adéquats prises de mesures

Analyse de données et élaboration d’un modèle interprétation des données en les confrontant à

d’autes sources.


Vocabulaire spécifique: inspiration, expiration, bouche, nez, trachée, poumons, diaphragme, battement du coeur. Cf. Synthèse



MSN 24 Grandeurs et mesures MSN 26 phénomènes naturels: Matière = air CM 21 Condition physique et santé ; CM 25 Sens et besoins physiologiques ; FG 22 Santé et bien-être


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5e-3P

41

1 Problématisation Observer la différence entre l’air qui entre et celui qui sort de notre bouche au travers de trois expériences : L’air inspiré est à température ambiante, mais lorsque

j’expire sur ma main, je sens que l’air est chaud. Lorsque j’expire de l’air sur une vitre, il y a de la buée qui

apparaît alors que ce n’est pas le cas avec l’air ambiant.

FE 31

2 Hypothèses Formuler des hypothèses sur les raisons de ces changements (air devient plus chaud et plus humide). Pour pouvoir en discuter, il faut d’abord dire où va l’air qui entre et d’où vient l’air qui sort de la bouche. Chaque élève dessine son idée sur l’esquisse du bas de la fiche 31

FE 31

3 Expérimentation : parties du corps impliquées dans la respiration Comme on ne peut pas voir à l’intérieur de notre corps, observons-le du dehors : essayer de comprendre les parties du corps liées à la respiration en inspirant/expirant de diverses manières (nez bouché,… très vite, lentement). Etablir des constats à chaque étape. Utiliser ces observations pour répondre à la question de départ : où va l’air qui entre et d’où vient l’air qui sort de la bouche ? et pourquoi l’air qui sort est chaud et humide ? Comparer sa vision de la circulation de l’air dans le corps avec un schéma dressé par les scientifiques qui ont disséqué le corps humain pour voir « à l’intérieur ». Par ex : http://www.edumedia-sciences.com /fr/a398-organes-du-corps-humain - http://www.edumedia-sciences.com/fr/a797-inspiration-expiration Observer l’existence des poumons, des sortes de sacs qui se gonflent et se dégonflent à chaque respiration. Noter ces informations sur le bas de la fiche 32 (év. dessiner). Noter les constats sur la fiche de synthèse 32: où va l’air qui entre et d’où vient l’air qui sort de la bouche ? et pourquoi l’air qui sort est chaud et humide ?

FE 32

FE 32

4 Expérimentation du lien entre poumons et cœur > à faire en partie lors d’un échauffement en salle de gym Formulation d’hypothèse : Est-ce que tu respires toujours de la même façon ? Explique. Discussion sur une manière scientifique de le montrer.

FE 33

http://www.edumedia-sciences.com/fr/a797-inspiration-expiration

http://www.edumedia-sciences.com/fr/a797-inspiration-expiration


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42

Expérimenter et comptabiliser les inspirations puis, dans un second temps, les battements du cœur dans différentes situations (repos, marche, course, escaliers,…). Pour mesurer le pouls vous pouvez montrer 2 techniques: - la mesure à la carotide (pression sur les côtés du cou) - la mesure au poignet (pression index et majeur à travers du poignet ; plus délicate). Vous pouvez aussi prévoir ou demander aux élèves de prendre un stéthoscope (d'un jeu de médecin-infirmière). Analyser les informations récoltées et établir le lien entre rythme cardiaque, respiration et effort afin d’identifier les situations qui les font augmenter. Vérifier les hypothèses de la FE 33. Compléter FE 34 les constats suite à l’expérience 3 en montrant que le fonctionnement des poumons est lié au fonctionnement de la circulation sanguine (et du cœur). Le cœur bat vite les poumons se gonflent beaucoup et souvent Le cœur bat lentement les poumons se gonflent peu et moins souvent

FE 33

FE 33

FE 34

6 Résultats Reporter les constat des expériences 1 et 2 sur la fiche de synthèse 34. Exemple : Exp. 1 : L’air qui sort est plus chaud et plus humide. Exp. 2 : L’air entre par la bouche et/ou par le nez. Exp. 2 : Il descend dans la trachée et va dans les poumons. Relire toute la fiche 34 et faire le bilan de ce qui a été compris au travers de toutes les expériences. Dresser une synthèse sur la respiration

FE 34

Proposition de synthèse : « Qu’avons-nous appris ? » A composer ensemble et à intégrer dans la fiche 35. Lorsque nous respirons, l’air entre par le nez et la bouche et va dans les poumons. Les poumons vont faire passer cet air dans le sang qui va le transporter dans tout le corps. En comptant les battements du cœur et les respirations, nous avons observé que c’est lié. Plus on fait des efforts, plus le corps a besoin d’air, plus le sang circule vite et plus les poumons se gonflent vite.

FE 35


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43

Dans notre corps, l’air va se chauffer et se charger d’humidité. C’est pourquoi l’air expiré est plus chaud et plus humide que l’air inspiré.


1 Hypothèse S’interroger sur les besoins du corps humain et sur leur variabilité.

FE 36

De quoi mon corps a-t-il besoin pour fonctionner ? MODULE 3 (1 période)


Identifier ce qui est nécessaire au fonctionnement du corps (dormir, bouger, boire, manger, respirer, etc.). Constater des variations entre individus par rapport à ces besoins.


Formulation d’hypothèses formuler des questions et hypothèses Analyse des données interpréter les données en les confrontant à

d’autres sources (graphiques)


Les besoins du corps : dormir, bouger, boire, manger, respirer. L’alimentation permet de construire le corps, de lui donner de l’énergie et de le faire fonctionner.



MSN 26 Phénomènes naturels et techniques (forces et énergie); MSN 28 Diversité du vivant (relation morphologie et physiologie) CM 21 Condition physique et santé; CM 25 sens et besoins physiologiques; CM 26 Equilibre alimentaire; FG 22 Santé et bien-être.


C2

5e-3P

44

2 Exploitation d’un document de référence Lecture et compréhension des deux informations (schéma fléché et graphique).

FE 37

3 Confrontation avec les hypothèses Retour individuel sur ses hypothèses, comparaison avec le document de référence. Discussion sur les éléments déjà compris par les élèves et les éléments nouveaux.

FE 36-37

4 Proposition de synthèse à noter en bas de p. 37 Pour fonctionner, le corps humain a besoin de bouger, dormir, manger et boire, respirer. L’alimentation permet de construire le corps, de lui donner de l’énergie et de le faire fonctionner. Les besoins en énergie varient d’une personne à une autre.

FE 37

SENSO 5 : La question d’une alimentation équilibrée n’est volontairement pas traitée ici. Les documents SENSO 5 abordent cet aspect avec nuance et en tenant compte des connaissances à jour dans ce domaine. La fiche pédagogique 609 concerne précisément cet aspect (disque alimentaire). Tous les renseignements utiles à l’enseignant se trouvent dans les fiches techniques.


C2

5e-3P

45


1 Problématique Etablir un lien entre les sens et la perception du monde au travers de différentes situations de la vie courante puis identifier les 5 sens.

2 Hypothèses Formuler des hypothèses sur les informations captées par chacun des 5 sens ainsi que les organes concernés. Formuler des questions et hypothèses sur les conséquences de la perte de l’un des 5 sens.

FE 38

Comment percevoir les choses autour de moi? MODULE 4 (1 périodes)


Catégoriser les informations captées par le corps en fonction des 5 sens et identifier les organes concernés Analyser les conséquences de l’absence d’un sens et les moyens pour s’adapter


Formulation d’hypothèses formuler des questions et hypothèses anticiper des résultats Récolte et mise en forme des données relevé fidèle des observations dans un tableau Analyse des données confronter des données à des situations vécues interprétation des observations en les confrontant à des observations de scientifiques


Vocabulaire spécifique: les 5 sens: 1 la vue - les yeux, 2 l'odorat - le nez, 3 le goût - la langue, 4 l'ouïe - les oreilles, 5 le toucher - la peau. Cf) synthèse



MSN 26 Phénomènes naturels et techniques; A 22 AV - AC&M - Mu Perception; CM 25 Sens et besoins physiologiques ;


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5e-3P

46

3 Expérimentation Expérimenter une situation de handicap durant les activités quotidiennes de la classe en étant encadré par un camarade. Diviser la classe en 3 groupes (les élèves sont par 2) : Groupe 1: Aveugle Groupe 2: Sourd Groupe 3: Sans le toucher. Relever de manière précise ses observations. La malette Insieme (qui contient du matériel utilisable pour la sensibilisation aux handicaps) doit être à disposition de l'école, se renseigner chez l'enseignant spécialisé ou à la direction.

Remarque : même avec ces bouchons, il est difficile de ne plus rien entendre…

Malette Insieme

FE 39

cache yeux -

lunette simulation - bouchons

protège ouïe - gants protection

cf illustrations

4 Résultats Communiquer ses observations et les conséquences observées lors de la perte d’un sens puis les comparer à celles de ses camarades. Quels sont les conséquences lorsque je perds le sens le la

vue, l’ouïe, le toucher? Anticiper les résultats de la perte de l’odorat ou du goût (expérimenter, par exemple, la dégustation d’aliments en étant attentif aux informations captées par chacun des sens). Identifier la fonction des 5 sens dans la vie de l’homme et les stratégies pour dépasser une situation de handicap (expérimenter au besoin). Catégoriser les informations captées par les 5 sens et associer une information captée par le corps à un organe sensoriel. Pour me priver d’un sens, quel organe ai-je dû empêcher

de fonctionner correctement ? Lorsque j’ai perdu le sens de la vue, l’ouïe, le toucher, à

quelles informations ne pouvais-je plus avoir accès ? Comparer ses résultats avec des apports scientifiques et vérifier ses hypothèses de départ. Retour sur la fiche 38 pour vérifier les hypothèses des élèves :

FE 39

FE 39

FE 38


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5e-3P

47

1 la vue - les yeux : voir la couleur, la forme, la taille des objets, … 2 l'odorat - le nez : reconnaître des odeurs familières, des odeurs agréables ou désabréables, … 3 le goût - la langue : reconnaître le goût des aliments familiers, reconnaître le sucré, le salé, l’acide, l’amer, … 4 l'ouïe - les oreilles : entendre un bruit aigu ou grave, faible ou fort, court ou long, répété, … 5 le toucher - la peau : sentir si un objet est mou ou dur, doux ou piquant, lisse ou rugueux, froid ou chaud, …

5 Proposition de synthèse « Qu’avons-nous appris ? » Notre corps perçoit le monde qui l'entoure à travers 5 sens. Chaque sens a un organe qui lui sert de capteur et il transmet des informations particulières au cerveau qui les analyse et fait réagir le corps. Si, suite à un accident ou une maladie, nous perdons un sens, notre corps est privé de certaines informations et nous ressentons le monde d'une manière différente. Une personne privée d'un sens pourra davantage développer ses autres sens pour compenser les informations qui lui manquent.

Sur feuille complémentaire


C2

5e-3P

48


1 Hypothèses Formuler des questions et hypothèses sur le lien entre leurs autres comportements quotidiens et les conséquences sur leurs corps. Je ne me sens pas toujours dans la même forme. Existe-t-il une explication à cela ?

FE 40

Comment éviter les dangers pour ma santé ? Quels sont les comportements à risques pour mon corps ? MODULE 5 (1 période)


Repérer et identifier les conséquences de quelques comportements sur le corps et définir les situations à risque pour la santé.


Formulation d’hypothèses Formuler des questions et hypothèses Mettre en évidence des facteurs qui peuvent

intervenir dans un phénomène. Récolte et mise en forme des données Organiser des informations à l’aide d’un schéma

fléché. Analyse des données Interpréter des données en les confrontant à des sources scientifiques


Les comportements (sommeil, activité physique, respirer des produits chimiques, écouter de la musique trop forte, …) ont une influence bénéfique ou néfaste sur les organes et les fonctions du corps humain. Localiser les organes touchés et expliquer leurs fonctions.



CM 21 Condition physique et santé CM 25 Sens et besoins physiologiques FG 22 Santé et bien-être CM 26 Equilibre alimentaire FG 22 Santé et bien-être


C2

5e-3P

49

2 Expérimentation et analyse Identifier les comportements de base nécessaires au fonctionnement du corps (se nourrir, dormir,…) et des comportements qui ont une influence à plus ou moins long terme sur le corps (expériences personnelles, recherches). Identifier les conséquences positives et négatives de ces différents comportements sur leur corps (attention : un même comportement peut avoir des conséquences différentes en fonction de sa fréquence). Il est possible de répartir les situations entre les groupes et de permettre aux élèves de consulter toutes les fiches déjà réalisées. Eviter de s'attarder sur les problèmes (alcool, tabac, drogue,...) mais recentrer sur ceux rencontrés par les élèves de 5H (sommeil, alimentation, activité physique, musique dans les écouteurs), et surtout, ceux qui mettent en jeu les organes étudiés (poumons, squelette, organes des sens).

FE 40

Fiches 21 à 39

4 Résultats Mettre en commun les résultats des différents groupes et discuter des conséquences pour mon corps. Organiser les données obtenues à l’aide de représentations en utilisant le schéma fléché proposé (causes/conséquences) ou en créant un autre. Analyser, confirmer ou infirmer les hypothèses de départ.

FE 40

Schéma fleche sur feuille

annexe

5 Synthèse no1 « Qu’avons-nous appris ? » Dans la vie de tous les jours, certains de nos comportements influencent POSITIVEMENT ou NEGATIVEMENT notre santé. En étudiant notre corps, nous pouvons mieux comprendre ce dont il a besoin et y être plus attentifs. Notre environnement, notre alimentation, nos activités quotidiennes influencent notre santé. En réfléchissant à nos actions, nous pouvons favoriser les comportements bons pour notre corps et éviter les comportements à risque qui peuvent causer des problèmes. La frontière entre les deux est fine et l’abus d’un comportement peut le faire basculer du côté positif au côté négatif.

Feuille annexe


C2

5e-3P

50

Quels changements se passent dans mon corps ? MODULE 6 (1 période)


Repérer et identifier les évolutions de mon corps durant une année de façon organisée et systématique (observation scientifique) en procédant à des mesures régulières consignées dans un carnet personnel. Observer la faculté du corps à se regénérer.


Formulation d’hypothèses formuler des questions et hypothèses développement des liens entre perception et

réalité Développer des stratégies d’exploration mise en place d’un dispositif d’exploration qui

permet de répondre à une problématique détermination des facteurs à observer,

impliquant de déterminer des invariants anticiper les résultats Récolte et mise en forme des données relevé fidèle des mesures et des observations

effectuées à l’aide d’unités et d’outils adéquats

tenue d’un journal des observations et organisation des données à l’aide d’un graphique

Analyse des données confronter des données à d’autres relevés


Le corps évolue sans cesse et il est possible de mesurer cette évolution à l’aide de différentes unités d’observation ( taille = m et cm, poids = kg et gr, pointure = cm, âge = ans, jours) et différentes indications (dentition - couleurs des cheveux, yeux, peau).

Le corps se régénère (repousse des cheveux, des ongles, cicatrisation - hématome - plaie -cicatrice - fracture - plâtre - points de suture).



MSN 24 grandeurs et mesures MSN 28 diversité du vivant (cycle de vie, croissance) CM 25 Sens et besoins physiologiques FG 22 Santé et bien-être


C2

5e-3P

51


1 Problématisation Identifier les sources de changement pour le corps (croissance et régénération) ainsi que le besoin d’une méthode fiable pour pouvoir les observer.

2 Hypothèses Formuler des questions, des hypothèses sur la transformation du corps durant l’année scolaire : Quelles sont les transformations visibles et mesurables que

mon corps va subir pendant cette année scolaire (croissance et régénération)?

Peux-tu donner une estimation pour chacun ?

FE 41

3 Organisation de l’observation Définir les facteurs à observer (taille, pointure, cheveux, dents..) et les opportunités de constater la capacité du corps à se régénérer (ongles, cicatrisation, hématome, recalcification d’un os cassé,…). Eviter de trop stigmatiser le poids. Etablir des règles et des conditions-cadres pour les mesures: Taille = mesure sans les pantoufles, toujours au même

endroit, appuyé contre un mur. Cicatrisation = identification et photographies à intervalles

réguliers. Ongle = mm, faire un trait droit et indélébile… Etablir un dispositif de recueil des données et le moyen de les conserver. Comment puis-je organiser mon travail pour avoir suffisamment de données à comparer (ex. mesure de départ puis tous les 2 mois, mesure finale puis bilan).

FE 42

Double-mètre Ruban métrique

Photo datée …

4 Observation systématique et répétée de l’évolution du corps Relever et mesurer les changements (croissance et régénération) à l’aide des unités et des outils adéquats, puis consigner les résultats dans le tableau (relevés à faire en : septembre - décembre – mars – juin). Anticiper l’évolution du corps entre chaque mesure puis évaluer ses hypothèses lors de la récolte des nouveaux résultats. Pour la régénération du corps, il est possible de comparer les radiographies d’un élève avec les informations présentes sur le site : http://www.jeanduperrex.ch/Site/Os_pathologie.html

FE 43 à 46

http://www.jeanduperrex.ch/Site/Os_pathologie.html


C2

5e-3P

52

5 Résultats Faire un bilan des observations menées pendant l’année et revenir sur ses hypothèses de la FE 41. Expliquer les résultats particuliers, qui ne respectent pas la logique. Ex : Mes cheveux n'ont pas poussés, sont plus courts: je suis allé chez le coiffeur. Comparer les résultats et discuter de l'évolution, du changement des corps en privilégiant l’aspect scientifique : Combien de cm de plus, en combien de temps? Pousse, croissance régulière ou irrégulière? Synthétiser ses connaissances sur l’évolution du corps. Formuler des hypothèses sur l’évolution future de son corps sur la base des données récoltées en prenant en compte les différentes étapes (adolescence, âge adulte).

FE 47

FE 48

6 Synthèse no1 « Qu’avons-nous appris ? » Notre corps évolue pendant une année scolaire. En observant et en mesurant régulièrement les mêmes points, je peux établir une fiche personnelle qui montre mon évolution. Pour les mesures, j’utilise des unités précises et adaptées : les centimètres pour la taille, etc. Je peux établir des liens entre les mesures et déterminer si les transformations sont régulières ou irrégulières . Durant cette année scolaire, j’ai grandi de ____ cm… etc.

FE 48

MSN 28-25 DIVERSITE DU VIVANT

53

C2

5e- 6e



CHRISTIAN KEIM

Juin 2012

Sciences de la Nature – MSN 28-25:

CYCLE DE VIE


54

C2

5e- 6e

Sciences de la nature 5e année Harmos (=3P) Séquence d’enseignement CYCLES DE VIE DES ANIMAUX

MSN 28-25 Diversité du vivant (Cycles de vie des animaux, des végétaux et leur comparaison p.54)

TEXTE DE CADRAGE

En 5e, deux champs d’investigations ont été retenus pour améliorer la compréhension du réel qui nous entoure. Il s’agit tout d’abord du vivant (unité et diversité) et ensuite des cycles de vie des animaux (avec leur comparaison). Ces deux champs permettent d’affiner la démarche scientifique amorcée durant le cycle 1 et de construire progressivement des concepts de biologie et d’écologie à la portée des élèves entrant dans le second cycle.

Ces deux champs peuvent être travaillés séparément ; cependant, ils sont liés car chacun apporte sa contribution à la compréhension de l’autre. Par exemple, l’organisation et l’observation d’un élevage permet à l’élève de constater que ce qui vit, sous ses yeux, en classe, se reproduit, se nourrit, bouge puis aussi parfois, meurt : cette mise en évidence de ces quelques caractéristiques des êtres vivants permet de séparer ce qui est vivant de ce qui ne l’est pas. De même que l’observation, le tri puis le classement de collections d’images, amène un lot de précisions supplémentaires à réinvestir dans la discrimination des sujets d’élevage : ce sont des insectes car ils ont six pattes ; ce sont des coléoptères car ils sont construits comme la coccinelle ou le ténébrion meunier… que j’ai classés dans le règne animal sous l’étiquette « à six pattes13 ».

Il est souvent délicat d’expérimenter sur le vivant, cependant, la mise en place de petits élevages permet toute une série de manipulations et d’expérimentations simples, à commencer par l’aménagement et la pérennisation de l’élevage proprement dit :

Dans quel contenant ? Bocal, boîte en plastique, petit terrarium ?…

Faut-il y placer de la terre, des cailloux ?

Peut-on laisser les pensionnaires dans le kit d’origine ?

Que donner à manger aux insectes ?

13

Pour classer, il faut favoriser l’utilisation de critères observables afin d’éviter des notions telles qu’invertébrés (absence de…).


55

C2

5e- 6e

Où placer l’élevage dans la classe ? Près des fenêtres, près des radiateurs ?…

Le travail d’observation peut alors réellement commencer. Il est important d’aménager l’espace de la classe, certes, mais aussi la gestion du temps. En effet, le développement des différents stades ne s’accommode pas forcément des horaires scolaires préétablis. Il faut dès lors saisir les opportunités, lors de changements intervenant dans le cycle, pour enfiler un costume de scientifique et noter la nature des changements, les dessiner, les transcrire. Dans ce contexte, du temps peut être emprunté aux leçons de dessin et d’écriture tissant ainsi des liens cohérents vers Expression et représentation (A 21 AV) et vers Production de l’écrit (L1 22). Dans l’idéal, un ou deux élevages en début d’année14 (asticots, vers de farine, fourmis15) avec une piqûre de rappel dès le mois d’avril suivant (vanesses du chardon) devraient permettre aux élèves de bien saisir cette notion de cycle afin de la réinvestir dans la compréhension de tout ce qui procède de façon cyclique. Ensuite, la confrontation avec d’autres formes de cycles devrait asseoir momentanément leur connaissance du sujet, à savoir que tout ce qui vit (rattaché au règne animal) naît, se transforme, bouge, se nourrit, se reproduit, meurt. Le point commun étant, au départ16, l’œuf qui détient l’information pour développer un futur individu.

En 6ème année, le concept de « cycle » s’étendra au monde végétal avec les expériences sur la germination. En 7 et 8ème, c’est le cycle complet de reproduction de la plante qui sera abordé.

De même, l’étude d’un milieu à 2 ou 3 moments de l’année (6ème et 8ème) permettra d’aborder les cycles annuels ou diurnes de certains êtres vivants.

En résumé, l’ambition de cette séquence est double :

- développer la capacité des élèves à s’interroger sur le développement des animaux, à expérimenter et observer ce développement, puis à tirer des conclusions,

- affiner leur compréhension des divers cycles de développement animal à partir d’un œuf.

14

Pour ceux qui se sentent à l’aise, un élevage de chenilles de sphinx fait aussi très bien l’affaire (cf Résonances 9, juin 2007, c’est la chenile qui redémarre, voir le PDF dans Doc Ens). Dès mi-avril, il est possible de prélever des chenilles sur les orties ; il s’agit généralement de chenilles de petites tortues ou de paons de jour. 15

Consulter le PDF dans Doc Ens de l’article de Résonances 2, février 2007, ça fourmille d’idées. 16

Sans entrer dans la controverse de savoir qui de l’œuf ou de la poule est arrivé en premier…


56

C2

5e- 6e

Renseignements pour se procurer les espèces animales adaptées

Quoi? Stades ? Quand ? Mais encore ? Où se les procurer ?

Asticots 4 Toute l’année Rapide, facile Animaleries, magasins de pêche Vers de farine 4 Toute l’année Rapide. Facile

Fourmis 4 Toute l’année Indigène*, à nourrir www.fourmix.ch

Vanesses (papillon)

4 Dès avril Indigène*, à nourrir www.biogarten.ch

* L’espèce indigène peut être relâchée sans risque dans notre environnement. Relâcher une espèce exotique peut mettre en danger la faune indigène, comme cela s’est vu avec les tortues de floride.

Plus de renseignement et images sur le PPT « cycle »


57

C2

5e- 6e

SCHEMA DE LA STRUCTURE CYCLES DE VIE DES ANIMAUX



FG CT





17


Ou tableau interactif… 19

Odysséo, Sciences, Cycle 3, 64 enquêtes pour comprendre le monde, MAGNARD 2008.


PROBLEMATISATION Comment pratiquer un élevage ?

Module 1 (21/2 périodes)

Comment observer et rendre

compte d’un cycle de vie ?



Module 2 (11/2 période)

Comment comparer différents

cycles de vie ?


58

C2

5e- 6e

Séquence CYCLES DE VIE MODULE 0 (1période)

Pour cette séquence, l’élevage que nous préconisons est le ténébrion meunier (ver de

farine).

> on peut se les procurer facilement dans les magasins de pêche (ou animaleries)

pour un prix modique ;

> une boîte contient de nombreuses larves qui permettent à chaque élève (ou par

deux) d’avoir un petit élevage de 3-4 larves (observation individuelle, év. dans une

boite loupe) en marge d’un élevage collectif ;

> la nourriture est simple : un peu de pain et de la farine ;

> les adultes peuvent être relâchés dans la nature sans danger pour les écosystèmes

puique c’est une espèce indigène.

Au printemps, on peut facilement prélever des larves sur le orties aux printemps (souvent

des larves du papillon appelé petites tortues) qui peuvent faire l’objet d’un second élevage,

encore plus entousiasmant pour les élèves, l’imago étant plus beau que ce petit coléoptère.

On peut aussi commander à Biogarten (Andermatt) des sets d’élevage de la vanesse du

chardon ou de la coccinelle, mais c’est plus cher.

Comment pratiquer un élevage?


Faire émerger des questions sur cette thématique pour orienter le travail d’observation. Mettre à jour les conceptions des élèves pour les faire évoluer…

Démarche scientifique Formulation d’hypothèses Formulation de quelques questions et hypothèses Mise en place d’un dispositif expérimental


Vocabulaire : représentants du vivant, règne animal, insectes


CT-Communication : …en adoptant une attitude réceptive


59

C2

5e- 6e


1 Présentation Présenter l’élevage aux E et les questionner : De quoi s’agit-il ? Comment faire pour garder cet élevage en classe ? Comment aménager un espace plus adapté ?....

2 Questionnement Répertorier toutes les questions au sujet de cet (ces) élevage(s) individuellement puis échanger avec les autres élèves. Remplir la FE (ou l’Ens recopie les questions sur le fichier Word correspondant).

FE 49

3 Expérimentation Revenir sur les questions concernant la mise en place de l’élevage. Discuter les modalités : Qui prend quoi ? Que faut-il leur donner à manger ? Où placer l’élevage dans la classe ?...

4 Premières observations Que voit-on ? Est-ce que tout est pareil ? Y a-t-il plusieurs stades visibles dans l’élevage ?

(5) Prolongement Réfléchir puis réunir du matériel pour faciliter les observations (loupe, livre sur les insectes,…) et de quoi nourrir les insectes présents…

PPT D2

d’autres disciplines CM 24 : ...en s’impliquant dans l’organisation d’une action collective, cohérente et solidaire


60

C2

5e- 6e

Séquence CYCLES DE VIE MODULE 1 (2.5 périodeS)


1 Observation Repérer dans l’élevage ce qui est pareil et différent par rapport au stade initial (module 0). Répéter cette phase lors de chaque période de ce module 1.

2 Questionnement Se poser de nouvelles questions, compléter la fiche. Répondre oralement, si c’est déjà possible, aux questions formulées au module 0

FE 49

3 Schématisation Réaliser un dessin d’observation du stade présent dans l’élevage et l’annoter avec le vocabulaire disponible (à étayer

Comment observer et rendre compte d’un cycle de vie ?


Aiguiser la curiosité et affiner l’observation pour comprendre la nature des changements et leur durée approximative


Formulation d’hypothèses Développement de stratégies d’expérimentation Récolte et mise en forme des données Utilisation d’outils ou instruments adéquats

pour les observations Prises de mesures (longueur, durée) avec unités

conventionnelles Organisations des données à l’aide de schémas


Vocabulaire : œuf, larve, nymphe, adulte Concept : certaines phases du développement sont mobiles, d’autres immobiles



MSN 24 : Utiliser la mesure pour comparer des grandeurs... A 21 AV : …en inventant, produisant et composant des images, librement ou à partir de consignes


61

C2

5e- 6e

au fur et à mesure).

4 Application20 : observation à plusieurs reprises Compléter les fiches du module 1; d’autres observations peuvent être conservées en vue de la synthèse finale.

FE 50 à 56

(5) Prolongement Réaliser des photos numériques; tenir un calendrier des observations avec les dates et changements importants remarqués.

Panneau collectif

20

Logiquement 3 fiches sont suffisantes étant donné qu’il est difficile d’observer les œufs des différents élevages proposés. Ceux-ci sont souvent présents chez les vers de farine mais difficilement discernables.


62

C2

5e- 6e

Séquence CYCLES DE VIE MODULE 2 (1.5 périodeS)


1 Procédure 1 Mettre en place une procédure pour trouver par mots-clés des éléments observés lors des élevages (ténébrion, ver de farine, nymphe,…). Tirer des renseignements de ces recherches, compléter et améliorer les fiches d’observation. Remarques : avec toute la classe (si c’est la 1ère fois) ou par groupes (selon le parc informatique à disposition)21

Internet

(moteur de recherche)

21

Travail déjà amorcé en SHS 21, séquence Habitat, module 0.

Comment comparer différents cycles de vie ?


Confronter ses propres observations à d’autres sources afin de les valider grâce à des modèles éprouvés.


Analyse de données et élaboration d’un modèle explicatif Interprétation des données en les confrontant à

d’autres sources


Vocabulaire : tête, thorax, abdomen, pattes, antennes/asticot et ver de farine=larves, chrysalide et pupe=nymphes, imago=adulte Procédure : être capable de rechercher l’information par mots-clés à partir d’un moteur de recherche Concept : Les animaux se développent selon un cycle très précis qui commence toujours par un œuf.



MSN 24 : Utiliser la mesure pour comparer des grandeurs... A 21 AV : …en inventant, produisant et composant des images, librement ou à partir de consignes MITIC FG 21/L1 28 : …en distinguant et en utilisant les outils de navigation d’Internet


63

C2

5e- 6e

2 Recherches Effectuer des recherches dans des livres pour compléter les observations (initier une visite à la bibliothèque communale ou à la médiathèque).

Bibliothèque de

classe…

3 Procédures 2 Mettre en place une procédure pour visualiser un montage PPT. Tirer des renseignements pour finaliser les fiches d’observation (en priorité les coléoptères pour élevages ver de farine et coccinelles, les diptères pour les asticots, les hyménoptères pour les fourmis, les lépidoptères pour les vanesses du chardon ou autre papillon en second lieu, les odonates ou orthoptères pour comparer avec des cycles à trois stades).

PPT insectes à télécharger

(dossier “Docs de classe”)

4 Procédures 3 Rechercher sur eduMedia puis dérouler les animations suivantes : La métamorphose du papillon/cycle de vie de la truite/de l’œuf au poussin http://www.edumedia-sciences.com/fr/a578-la-metamorphose-du-papillon http://www.edumedia-sciences.com/fr/a507-de-l-oeuf-au-poussin http://www.edumedia-sciences.com/fr/a761-cycle-de-vie-de-la-truite

4 Résumé des informations récoltées lors de l’observation Résumer les observations faites sur le ténébrion meunier en utilisant les images de la fiche 57 à coller et commenter sur la fiche 58. Résumer les expériences faites sur l’élevage (démarche de recherche et d’observation) en complétant les fiches 59 à 61.

FE 57 FE 58

FE 59 à 61

5 Construction de l’idée de CYCLE Comparer les cycle du ténébrion avec celui de la coccinelle et du capricorne, deux autres coléoptères (coller les images de la fiche 57).

FE 57 FE 62-63

http://www.edumedia-sciences.com/fr/a578-la-metamorphose-du-papillon

http://www.edumedia-sciences.com/fr/a507-de-l-oeuf-au-poussin

http://www.edumedia-sciences.com/fr/a761-cycle-de-vie-de-la-truite


64

C2

5e- 6e

Séquence CYCLES DE VIE MODULE 3 (1 période + 1 p. évaluation)


L’Ens profite de cette période pour finaliser certains travaux et approfondir certains aspects qui ont intéressé les E. Des fiches de synthèse sur les fourmis sont proposées en guise d’exemple. Les fiches de cette séquence peuvent être réunies en un dossier à l’intention des parents. L’évaluation a lieu à la fin des travaux de synthèse.


1 Analyse de document Consulter le Magnard : comment se reproduisent les oiseaux ?

MG p.38

2 Approfondissement Donner l’occasion de revoir la procédure pour visualiser certains montages PPT. Revoir le cycle naturel d’une guêpe (hyménoptère comme la fourmi et l’abeille).

PPT insectes

PPT D3

3 Synthèse Effectuer la fiche 64 pour montrer que d’autres animaux se développent par cycle (œuf, …)

FE 64

4 Comment parle-t-on des stades de développement dans les livres… Constater que les stades portent parfois des noms différents selon les espèces (fiche 65).

FE 65

4 Evaluation Elle se déroule de manière classique pour les exercices 1 à 5. Pour l’exercice 5, les réponses suivantes sont à prendre en compte: ce sont deux habitations d’insectes/ces maisons abritent toutes deux des hyménoptères/il y a une reine à l’intérieur/des ouvrières travaillent à l’intérieur L’exercice 6 nécessite découpage et collage. Pour l’exercice 7, les compétences informatiques de l’E sont mises à contribution. UN COMPLEMENT EST A DISPOSTITION SUR INTERNET (élevage fourmi).

Fiche Evaluation (voir ci-dessous)

+ciseaux, colle

+ordinateur

Diversité du vivant Cycles de vie 5H

Sciences - SN 28-25 Module1

65

Fiche

1.5

Je me pose des questions sur les insectes

de mon/mes élevage(s). Je recopie aussi

quelques questions empruntées à mes

camarades.

Les fourmis ont-elles un thorax ?

Où vivent les vers de farine ?

Combien de jours dure le développement complet de ces vers ?

Combien y a-t-il de stades de développement chez les asticots ?

Les vers de farine ont-ils une reine ?

Est-ce que nymphe et chrysalide sont pareilles ?

Quel est le nom des stades de développement des fourmis ?

Les asticots deviennent-ils des papillons ?

Quelle est la couleur des larves de fourmis ?

Que peuvent manger les asticots dans leur bocal ?

Quelle est la couleur d’un ver de farine à l’éclosion ?

Les vers de farine adultes ont-ils des ailes ? Comment une fourmi devient-elle une reine ?

Colorie en rouge les cases en face des questions que tu as résolues

grâce à l’observation de ton/tes élevage(s).

Colorie en jaune les cases en face des questions qui ont trouvé

réponse grâce aux renseignements des montages PPT.

Colorie en vert les cases en face des questions pour lesquelles tu

as trouvé une solution dans un livre.

Tu peux questionner une personne-ressource pour les questions

restées sans réponse à l’adresse suivante : [email protected]

mailto:[email protected]


Sciences - SN 28-25 Module1

Fiche

1.5

Je colorie les cases concernant ce que j’ai observé.

STADES fourmi mouche ténébrion coccinelle vanesse autres

oeuf

larve = asticot = ver = chenille

nymphe = pupe = chrysalide

adulte = imago = imago = imago = imago = imago

J’illustre ce schéma avec un

insecte observé ; j’utilise le

vocabulaire précis. Je place des

flèches pour indiquer le sens du

développement.

oeuf

larve

imago

pupe

CYCLES (Proposition de réponse) Module 2.3


Sciences - SN 28-25 Evaluation

67

Fiche

3.3

Nom :__________________________________________

1. Dans ton élevage, tu as sûrement observé des larves. Selon les

insectes étudiés, ce stade peut également s’appeler autrement.

Colorie les cases où la réponse est identique au mot larve.

chrysalide ver blanc imago

chenille nymphe asticot

2. Un élève de 5e

affirme ce qui suit. Ecris vrai ou faux après ce qu’il a dit.

Dans mon élevage, toutes les fourmis pondent des œufs.

Chez les insectes, le stade d’imago correspond à l’adulte chez l’Homme.

Les libellules passent toujours par quatre stades de développement.

Chrysalide et nymphe correspondent au même stade de développement.

3. Entoure parmi

ces quatre stades, ceux où tu peux constater du mouvement et

une prise de nourriture.

Imago Œuf

Nymphe Larve

_____/ 3 points

_____/ 4 points

_____/ 2 points



68

Fiche

3.3

4. O

bserve ces images. Ecris quel sera le stade suivant.

5. Trouve deux points communs à ces images.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

_____/ 2 points

_____/ 2 points



69

Fiche

3.3

6. Colle les images de la fiche. Indique le sens dans lequel s’effectue

le cycle de vie du petit paon de nuit. Complète les étiquettes.

_____/ 5 points



70

Fiche

3.3

Images à découper pour exercice 6.



71

Fiche

3.3

7. Utilise

l’ordinateur et un

moteur de

recherche pour

trouver une photo

du ténébrion

meunier.

8. Mets en route le PPT sur les odonates (=libellules) et mentionne

quel est le numéro de diapositive où l’on présente le cycle de

vie de la libellule.

Diapositive no_________________

9. Quel est le plus grand danger qui guette les libellules ? Trouve

ce renseignement à la diapositive no 6.

______________________________________________________

______________________________________________________

TOTAL : ________/ 25 points

_____/ 2 points

_____/ 3 points

_____/ 2 points

72



CHRISTIAN KEIM

Juin 2012

Sciences de la Nature – MSN 28-25: ELECTRICITE

MSN 26-25 PHENOMENES NATURELS ET TECHNIQUES

Animation HEPVS et Service de l’Enseignement, Christian Keim

C2

5e- 6e

73

Animation pédagogique VS


Séquence d’enseignement ELECTRICITE

MSN 26-25 Phénomènes naturels et techniques (Forces et énergie électricité-formes d’énergie p.38)

TEXTE DE CADRAGE

Rédigé par Romain Roduit, ingénieur HEVs et HEP

L'électricité a quelque chose de magique et de mystérieux. Le caractère évanescent de

l'électricité a retardé sa compréhension par les hommes jusqu'au début des années 1800.

Voici quelques concepts pour entrer en contact avec elle.

L'électricité est une affaire d'électrons22. L'électron est une particule présente dans tous les

matériaux. Quand des électrons se déplacent, on parle de courant électrique. L'unité du

courant est l'Ampère [A] du nom de M. André-Marie Ampère, physicien français (1775 –

1836).

Le courant électrique se déplace toujours à la même vitesse, environ la vitesse de la lumière.

Par contre, plus le courant est fort, plus il y a d'électrons qui se déplacent.

Dans certains matériaux, les électrons peuvent se déplacer librement. On appelle ces

matériaux des conducteurs électriques. Les métaux sont tous des conducteurs électriques.

Dans les matériaux isolants, par contre, les électrons ne peuvent pas se

déplacer. La plupart des plastiques ou des céramiques sont des isolants.

Pour que des électrons veuillent bien se déplacer, il leur faut une raison: la

tension électrique. Le mot tension sous-entend que quelque chose est

prêt à se mettre en mouvement. De même qu'un élastique tendu peut

soudainement se relâcher, en présence d'une tension électrique, il suffit

d'un conducteur électrique pour voir apparaître un courant électrique.

22

Électron, en grec, veut dire "ambre jaune", premier matériaux sur lequel ont été observés des phénomènes électriques.



C2

5e- 6e

74

L'unité de la tension est le Volt [V] (du nom de M. Alessandro Volta, physicien italien (1745 -

1827) qui a inventé la pile électrique). Sur chaque pile est inscrite la tension qu'elle contient

(entre 1,5 V et 9V pour la plupart des piles). Le réseau électrique domestique fonctionne

avec une tension de 230V environ. Une tension de plus de 50V peut être mortelle. Les

expérimentations avec des enfants ne se feront donc qu'à l'aide de piles, avec lesquelles on

ne risque absolument rien (sauf si on les mange…) !

Les piles ont un pôle positif et un pôle négatif. Le courant électrique qui sera généré

circulera toujours du (+) vers le (-). On parle donc de courant continu. Le sens du courant n'a

aucune importance si l'on veut allumer une ampoule à filament. Par contre un moteur

tournera dans un sens ou l'autre selon le sens du courant qui le parcourt. Une LED ne

s'allumera que si elle est parcourue par un courant circulant dans le bon sens.

Une fois que sont correctement reliés les éléments suivants:

source de tension (p.ex. pile)

conducteur (p.ex. fil)

consommateur (p.ex. ampoule)

on parle de circuit électrique.

Le mot circuit n'est pas choisi au hasard: l'électricité doit pouvoir

circuler tout au long, sans interruption. S'il y a des travaux sur un

circuit de F1, les voitures ne circulent plus. De la même manière, si

l'on interrompt le circuit électrique (fil non connecté, fil ou filament

d'ampoule cassé) alors le courant électrique ne peut plus circuler non

plus.

Chaque consommateur (ampoule, moteur etc. ) oppose une

certaine résistance au passage du courant. On parle de la

résistance électrique d'un objet pour caractériser sa capacité à

laisser passer ou non le courant électrique. Les fils électriques

ont une résistance quasiment nulle (quoique mesurable). Les

consommateurs usuels ont une résistance modérée et les

isolants ont une résistance quasiment infinie.

Plus on ajoute d'éléments ayant une grande résistance le long d'un circuit électrique, moins

le courant peut passer. La quantité de courant qui circule dans un circuit électrique est donc

définie par la tension de la pile d'une part (plus la tension est grande, plus il peut y avoir de

courant qui circule) et par la résistance opposée par les éléments du circuit d'autre part (plus

grande est la résistance, moins important sera le courant).

Pile Volta



C2

5e- 6e

75

L'électricité a une tendance, toute naturelle, à appliquer la loi du moindre effort. Si une pile

est reliée à deux circuits simultanément, la majorité du courant suivra le circuit de résistance

moindre.

C'est pour cela que si l'on relie directement les deux pôles de la pile avec un fil (aucune

résistance électrique), plus aucun autre circuit relié à cette pile ne pourra fonctionner. On

parle alors de court-circuit. En effet, le circuit n'est pas bien long si l'on passe directement

du départ (pôle +) à l'arrivé (pôle -)

Une pile en court-circuit va délivrer tout le courant qu'elle peut, elle va chauffer et se

décharger très rapidement.

Dans la vie de tous les jours, un court-circuit est associé à un fusible qui lâche et la lumière

qui s'éteint. Le fusible est en effet une sécurité pour éviter que l'augmentation du courant

électrique ne fasse chauffer les fils électriques au point de mettre le feu à la maison. Et ça,

c'est du bon boulot d'ingénieur!



C2

5e- 6e

76

SCHEMA DE LA STRUCTURE DE LA SEQUENCE ELECTRICITE


MSN23 Maths et sciences de la nature

FG CT





23




PROBLEMATISATION Pourquoi ça s’allume ?


CIRCUITS Comment allumer l’ampoule ?


CONDUCTEUR Qui conduit l’électricité ?

MODULE 3 (1 période)

OBJETS TECHNIQUES Pourquoi ça péclote ?

MODULE 4 (1 période)




C2

5e- 6e

77

Séquence ELECTRICITE MODULE 0 (1période)

Pourquoi ça s’allume ?


Faire émerger des questions sur cette thématique pour orienter le travail de recherche. Mettre à jour les conceptions des élèves pour les faire évoluer…


Formulation d’hypothèses Développement de stratégies

d’expérimentation Analyse des données Interprétation des données en les

confrontant à d’autres sources

Connaissances acquises par les élèves Procédure : accéder à une dia de PPT

Opportunités de liens ou contributions principales à d’autres disciplines

L1 24 : …en organisant son propos pour tenir compte de la situation de communication FG 21 : Décoder la mise en scène de divers types de messages…


1 Questionnement Questionner les E sur ce qu’ils savent ou croient savoir sur l’électricité ; les questionner aussi sur les sources de ce qu’ils savent (Papa me l’a dit, je l’ai lu,...) Noter sur la fiche E, sur un panneau ou au TN26 les conceptions ou les questions des E

FE 66

2 Problématisation Comment se fait-il que l’ampoule (que le néon) de ma classe s’allume lorsque j’appuie sur l’interrupteur ?

3 Hypothèses Emettre des hypothèses (sans avoir de matériel à disposition), individuellement, par un schéma annoté.

FE 67

25

Odysséo, Sciences, Cycle 3, 64 enquêtes pour comprendre le monde, MAGNARD 2008. 26

Garder une trace de ce qui est écrit au TN par une ou des photos numériques.



C2

5e- 6e

78

4 Mise en commun Présenter son schéma, l’expliquer. Ecouter les hypothèses des autres E.

5 Mise en place d’une expérimentation Quel matériel pourrait servir de modèle pour vérifier les hypothèses formulées ? (préciser qu’il s’agit d’un matériel simple permettant d’expérimenter sans danger ; matériel que l’on peut acheter dans les grands magasins,...)

PPT D2/3

6 Complément Mettre en place une procédure permettant de visualiser une dia d’un montage PPT. Visualiser la dia 4. Avez-vous déjà reçu une petite décharge électrique ? Où et

quand ? Amorcer une brève discussion sur l’électricité statique.

PPT D4

(7) Prolongement Amener du matériel susceptible de réaliser l’expérimentation.27

27

Les dias 2 et 3 du PPT mettent en exergue le matériel minimum qui permet de mener à bien cette séquence.



C2

5e- 6e

79

Séquence ELECTRICITE MODULE 1 (2 périodes)

Comment allumer l’ampoule ?


Anticiper les résultats d’une expérimentation, vérifier des hypothèses. Expérimenter puis interpréter des résultats.

Démarche scientifique Formulation d’hypothèses Développement de stratégies d’expérimentation Anticipation des résultats


Vocabulaire : pile, borne, volt, court-circuit, ampoule, culot, plot, filament Concept : L’électricité contenue dans la pile doit effectuer un circuit ininterrompu pour allumer l’ampoule. Lorsque le circuit est fermé, l’ampoule s’allume. Procédure : accéder à un site Internet et visualiser une animation


disciplines

FG 21 : Décoder la mise en scène de divers types de messages…


1 Problématique Comment allumer une ampoule grâce à une pile plate ?

Ampoule/ pile plate

2 Hypothèses Emettre des hypothèses oralement, puis individuellement par le schéma sur la fiche.

FE 68

3 Expérimentation Essayer les différentes variantes grâce au matériel. Travailler en tenant l’ampoule par le verre pour toutes les manipulations : lorsque les E bloquent le culot avec les deux bornes, le courant électrique ne monte plus dans l’ampoule, la

Ampoule pile plate



C2

5e- 6e

80

douille chauffe → c’est en fait un court-circuit !

4 Résultat Démontrer comment allumer l’ampoule, puis dessiner sur la fiche.

FE 68

5 Interprétation Que faut-il pour que l’ampoule s’allume ? Mettre en exergue les endroits où pile et ampoule sont en contact.

6 Edumedia Permettre de réaliser l’animation Courant électrique sur Edumedia

Internet Edumedia28

7 Synthèse no1 « Qu’avons-nous appris ? » L’ampoule s’allume lorsque les bornes de la pile sont en contact avec le plot et le culot de l’ampoule.

FE 77 FE 78

(8) Questionnement Comment se manifeste un court-circuit à la maison ou en

classe? Découvrir un panneau électrique, soit celui de la classe ou celui du bâtiment (en demandant l’autorisation au concierge…) Amener des fusibles en classe pour la période suivante.

PPT D5

Séquence ELECTRICITE MODULE 1.2


1 Problématique Comment allumer une ampoule grâce à une pile ronde ?

Ampoule pile ronde

2 Hypothèses 1 Hugo, un élève de 5e affirme qu’il est capable d’allumer

l’ampoule grâce à une pile ronde. Qu’en penses-tu ? Emettre des hypothèses oralement, puis individuellement par le schéma sur la fiche.

FE 69

3 Expérimentation 1 Essayer les différentes variantes grâce au matériel. Travailler en tenant l’ampoule par le verre pour toutes les

Ampoule/ pile ronde

28

http://junior.edumedia-sciences.com/fr/a102-courant-electrique




C2

5e- 6e

81

manipulations. Constater qu’il est impossible d’allumer l’ampoule.

FE 69

4 Hypothèses 2 Nicole fait une suggestion pour débloquer la situation : et

si nous allumions l’ampoule grâce à une pile ronde et différents fils ?

Emettre des hypothèses à ce sujet oralement, puis individuellement par le schéma sur la fiche.

FE 70

5 Expérimentation 2 Essayer les différentes variantes grâce au matériel. Travailler en tenant l’ampoule par le verre pour toutes les manipulations Constater que certains fils ne permettent pas d’allumer l’ampoule.

6 Edumedia Permettre de réaliser l’animation AD/CD et Ampoule électrique sur Edumedia.

7 Synthèse no2 « Qu’avons-nous appris ? » Pour allumer l’ampoule avec une pile ronde, il faut un fil qui conduise le courant électrique comme le fil de fer. Lorsque le circuit est fermé (ininterrompu), le courant circule et l’ampoule brille.

FE 77 FE 78

(8) Prolongement Comment utiliser 2 puis 3 piles rondes pour allumer

l’ampoule? Qu’est-ce que tu constates? L’intensité augmente : avec trois piles rondes, j’obtiens la même intensité qu’avec une pile plate (1,5 volt x 3 = 4,5 volts). Ce prolongement peut être initié grâce à l’exercice 1 de la page 166 du Magnard.

3 piles rondes PPT D6

MG p.166


Qui conduit l’électricité ?


Anticiper les résultats d’une expérimentation, vérifier des hypothèses. Expérimenter puis interpréter des résultats.



C2

5e- 6e

82


Formulation d’hypothèses Développement de stratégies d’expérimentation Imagination d’une piste de recherche, d’un

dispositif d’exploration, qui permettent de répondre à une problématique, à une question de recherche

Mise en évidence de quelques facteurs (variables) qui interviennent dans l’explication d’une expérimentation

Détermination des facteurs à observer, impliquant de déterminer des invariants


Concept : certaines matières conduisent l’électricité comme les métaux ; d’autres ne la conduisent pas, ils sont isolants comme le bois, le plastique,...


disciplines

FG 21 : Décoder la mise en scène de divers types de messages…


1 Relance Souvenez-vous de l’idée de Nicole : « il faut mettre un fil

jusqu’à la pile, par exemple un fil de fer, un fil de laine ou un fil de coton ». Est-ce que vous êtes d’accords avec elle ? Est-ce que tous les fils fonctionneraient ? Quels autres fils ou matières peux-tu utiliser pour allumer l’ampoule ?

Dresser une liste.

2 Dispositif Inventer puis mettre en place un dispositif permettant de vérifier la conductivité des matériaux proposés et de certains objets usuels de la classe (ciseaux, crayons, stylos,…). Voir aussi D5. Expérimenter en travaillant par groupe (question de matériel à disposition), échanger avec les autres groupes. En cas de blocage, consulter le Magnard en page 162 : un exemple de dispositif y est présenté (voir également le PPT qui comporte d’autres exemples testés en classe).29

Pile/ampoule/ différents fils/

support d’ampoule/

carton/agrafes parisiennes,…

MG p.162 PPT D7/15

29

Les différents éléments du dispositif mis en place constituent les invariants de la situation. Les différents fils ou matériaux testés font partie des variables de l’expérimentation. L’ampoule s’allume ou ne s’allume pas :



C2

5e- 6e

83

3 Résultats Faire le schéma d’un dispositif. Noter les résultats de l’expérimentation.

FE 71 - 72

4 Synthèse no3 « Qu’avons-nous appris ? » Ce n’est pas le fil qui conduit l’électricité mais la matière qui le constitue. Le fer, le cuivre, l’alu sont conducteurs car ils laissent passer le courant électrique. Le bois, le plastique, le verre sont isolants.

FE 77 FE 78

5 Edumedia Permettre de réaliser l’animation Conducteurs et isolants sur Edumedia. Compléter la FE72.

Internet Edumedia30

FE 72

(6) Prolongement Amener des jouets ou objets depuis la maison fonctionnant grâce à des piles.

c’est un résultat. L’aluminium, le fer conduisent le courant électrique, le plastique pas : ce sont des interprétations sur les propriétés de la matière. 30





C2

5e- 6e

84


Pourquoi ça péclote?


Repérer dans le quotidien tout ce qui fonctionne grâce aux piles électriques et à leur faible voltage (sans risque pour la santé contrairement à tout ce qui touche à l’électricité à la maison…)


Formulation d’hypothèses Développement de stratégies

d’expérimentation Mise en œuvre du démontage d’un objet

technique Analyse des données Interprétation des données en les

confrontant à d’autres sources


Procédure : enlever et remettre des piles dans une lampe de poche, dévisser et revisser son ampoule Concept : l’électricité devient dangereuse dès que son voltage atteint 24 volts. Les piles peuvent être manipulées sans danger. A la maison ou à l’école, le voltage est de 230 volts : en touchant à des prises ou fils dénudés, je suis en danger de mort. Vocabulaire : plot, culot, filament, recyclage

Opportunités de liens ou contributions principales à d’autres disciplines

L1 24 : …en organisant son propos pour tenir compte de la situation de communication FG 21 : Décoder la mise en scène de divers types de messages…


1 Inventaire Réceptionner le matériel fonctionnant avec des piles. De quoi s’agit-il ?

Objets techniques



C2

5e- 6e

85

A quoi ça sert ? Quels mouvements peut-il faire ?...



C2

5e- 6e

86

2 Hypothèses Deviner combien de piles renferme l’objet et quelle est leur voltage.

3 Prévention Ouvrir les objets, contrôler le nombre de piles et leur voltage. Lire le Magnard à la p. 170 et discuter des dangers liés à l’électricité.

MG p. 170

4 Jeu de la panne Travailler par groupes et préparer un objet afin qu’il ne fonctionne pas (lui mettre une pile usagée31, une ampoule avec un filament cassé, des piles de formes inadaptées, déplacer une borne, fixer un fil électrique faux intentionnellement,…). Visiter les différents ateliers par groupe et déterminer les causes de la panne ou du dysfonctionnement uniquement par l’observation. Mettre en commun les réponses. Chaque groupe entérine ou réfute les hypothèses concernant son intervention sur l’objet.

Piles en plus/ampoules défectueuses…

5 Application Réaliser les FE.

FE 73 - 74

6 Synthèse no3 « Qu’avons-nous appris ? » Des contacts mal établis, une ampoule au filament cassé, des piles de mauvais voltages ou plates peuvent empêcher un appareil de fonctionner correctement. Les piles de 1,5 à 9 volts peuvent être manipulées sans danger. A la maison ou à l’école, le voltage des appareils et des prises est de 230 volts : toucher à des fils dénudés ou des prises endommagées représente un danger de mort.

FE 77 FE 78

(7) Prolongement Que faire de mes piles usagées? Initier une discussion à ce sujet (je les récupère, je les amène au magasin, je recharge mes piles grâce à un appareil,…).

PPT D17/18

31

Une ou deux piles plates et une ou deux ampoules à filament cassé à conserver à part pour ce type d’exercice…



C2

5e- 6e

87



L’Ens profite de cette période pour finaliser certains travaux et approfondir certains aspects qui ont intéressé les E. Des fiches de synthèse sont proposées en guise d’exemple. Les fiches de cette séquence peuvent être réunies en un dossier à l’intention des parents. L’évaluation a lieu à la fin des travaux de synthèse.

Etapes Description MODULE 4 Matériel

1 Application Réaliser la FE 75 qui prépare l’item 3 de l’évaluation (le courant passe du pôle positif au pôle négatif, ne pas en tenir compte lors de l’évaluation...).

FE 75

2 Analyse de documents Lire la fiche de renseignements complémentaires. Consulter éventuellement le montage PPT sur l’énergie I.

FE 76

PPT ENERGIE

3 Synthèse Prendre connaissance des fiches de synthèse. Surligner les passages importants. Ajouter un ou deux dessins.

FE 77 FE 78

4 Evaluation Pour les exercices 1 et 3, mettre à disposition du matériel

pour vérifier les réponses. Pour l’exercice 3, attribuer 2 points pour le vocabulaire, 1

point pour les bornes placées correctement et un point pour le circuit complété et dessiné.

Pour l’exercice 6, aménager le temps et l’espace selon le parc informatique à disposition.

Phénomènes naturels et techniques Electricité 5H


Fiche

4.4

Nom :__________________________________________

1. Voici des montages imaginés par des élèves de 5h. Entoure

au crayon rouge les montages qui permettent à l’ampoule de

s’allumer.

Vérifie ensuite avec du matériel.

SEQUENCE ELECTRICITE EVALUATION

________/ 3 pts



Fiche

4.5

2. Entoure ce qui fonctionne grâce à l’électricité.

3. Annote ce schéma avec les termes corrects.

Vérifie avec une vraie pile plate, puis dessine le circuit du

courant électrique en bleu.

________/ 3 pts

________/ 4 pts



Fiche

4.6

Nom :__________________________________________

4. Cite deux problèmes qui peuvent empêcher une lampe

électrique à piles de fonctionner.

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

5. Réponds par vrai ou faux.

Il n’y a pas de danger à manipuler des piles électriques.

Le bois est un excellent conducteur pour l’électricité.

Toucher des fils électriques dénudés ou une prise défectueuse représente un danger de mort.

Ce dessin veut dire que l’on peut recycler les piles

6. Utilise l’ordinateur et fais

défiler l’animation de la

D4 du PPT Electricité.

________/ 2 pts

________/ 2 pts

________/ 2 pts



Fiche

4.7

Observe ces dispositifs qui testent quatre objets : une vis en fer,

un lacet de chaussure, un stylo en plastique et un fouet

métallique. Allume l’ampoule où le courant passe grâce aux

bons conducteurs.

Si l’ampoule ne s’allume pas, on dit que la matière des objets

(entre les plaquettes d’aluminium) est __________________________.

TOTAL : ______/ 20 points

________/ 4 pts

92



JEAN-MICHEL MAY

Juin 2012

Sciences de la Nature – MSN 28-25: MATIERE : L’EAU


Séquence d’enseignement MATIERE

MSN 26-25 Phénomènes naturels et techniques

(Matière propriétés générales - eau p.36)

TEXTE DE CADRAGE - Par Romain Roduit (ingénieur, HEVs et HEP-Vs)

Pourquoi, alors que - presque - tout le monde connaît le tableau de Mendeleïev, parle-t-on

encore si souvent des 4 éléments que sont la terre, l'air, l'eau et le feu comme constituants

de la matière? Peut-être parce qu'il y a en chacun de nous une part de "scientifique naïf" qui

a du mal à faire des abstractions. En effet, quand une bûche a fini de se consumer dans ma

cheminée, ce que j'observe, c'est sa disparition et je dois faire un effort pour imaginer sa

transformation en gaz et en cendres.

Lorsque Lavoisier propose sa vision de la matière, constituée d'un nombre fini d'éléments

qui se lient ou se séparent au gré de réactions, mais sans jamais disparaître, ses

contemporains ont bien du mal à l'accepter. N'oublions pas que les enfants vivent avec, dans

leur tête, une idée de la chimie qui ressemble

peut-être à celle des scientifiques d'avant Lavoisier

et que nous leur demandons de tout remettre en

question pour accepter la théorie de la chimie

moderne. C'est-à-dire d'accepter des concepts qui

ne vont pas forcément de soi comme par exemple:

en combinant deux gaz (l'oxygène et l'hydrogène)

on peut obtenir de l'eau, il y a partout dans l'air

des molécules d'eau ou encore, l'air pèse quelque

chose. Lavoisier s'amusant à peser la respiration humaine.

On le sait maintenant avec certitude, la matière, dont nous faisons partie, est

constituée d'atomes. Le plus simple et le mieux représenté d'entre eux est

l'atome d'hydrogène: un proton et un électron qui tourne autour.

Comme il est le plus simple, c'est le premier à avoir été crée

atome d'hydrogène

atome d'hélium


Animation HEPVS et Service de l’Enseignement, Jean-Michel May

C2

5e- 6e

1

après le big bang. Le deuxième élément le plus présent dans l'univers est l'hélium (deux

protons, deux neutron deux électrons) l'hydrogène et l'hélium représentent à eux deux le

99% de la masse connue de notre univers. Il a ensuite fallu attendre que les premières

étoiles s'allument pour voir apparaître les 116 autres éléments en ajoutant chaque fois un

proton, un neutron et un électron. Certains (au-delà du n°94 du tableau périodique) ont

même été créés par l'homme et n'existent pas dans la nature.

Tous ces atomes peuvent se lier entre eux grâce à des réactions chimiques

pour former des corps composés. Ces atomes liés s'appellent

des molécules. Dans le sel de table par exemple, un atome de

sodium (Na) s'est lié à un atome de chlore (Cl) pour former la molécule NaCl.

Ces liaisons peuvent être très fortes ou plus faibles. Par exemple, si l'on veut

casser la molécule d'eau (H2O) il faut beaucoup d'énergie électrique (la réaction H2O H2 +

½O2 se fait par électrolyse). En revanche, on obtient facilement de l'eau normale en

chauffant un peu de l'eau oxygénée (H2O2 H2O + ½O2)

Pour former la matière telle que nous la connaissons, les atomes (pour les corps simples) ou

les molécules (pour les corps composés) s'organisent entre eux de différentes manières:

Dans les solides:

- Lorsque l'arrangement est régulier on parle de cristaux (p. ex. dans les métaux)

- Lorsque les atomes et molécules sont en désordre on parle de structure amorphe (dans le verre par exemple)

Dans les liquides, les molécules se "tiennent ensemble" grâce à des forces très faibles. C'est

pourquoi une grosse goutte d'eau sur une table va former une bosse ; comme la force est

cependant faible, on peut facilement la séparer en plus petites gouttelettes.

Dans les gaz, les molécules se baladent comme bon leur semble et prennent ainsi tout

l'espace disponible.

molécule d'eau

molécule d'eau oxygénée



C2

5e- 6e

2

Les différents états de la matière dépendent de la température. A -273°C les molécules ne

sont animées d'aucun mouvement. Elles sont inertes: on ne peut pas refroidir plus la

matière. C'est le zéro absolu (0°Kelvin) et toute matière est solide à cette température.

En augmentant la température, c'est-à-dire en donnant de l'énergie aux molécules, elles

commencent à s'agiter, tout en restant fortement liées les unes aux autres. Notre solide

commence à chauffer. Passée une certaine température (qui varie d'une matière à l'autre)

les liaisons entre les molécules commencent à se rompre. L'énergie que l'on donne ne sert

plus à agiter les molécules, mais à rompre ces liaisons: la matière ne chauffe plus, mais elle

fond.

Il se passe la même chose lorsque le liquide se

transforme en vapeur: la plaque a beau

chauffer sous la casserole, l'eau ne dépasse pas

100°C. La vapeur par contre, peut avoir une

température bien plus élevée.

En général, les matériaux augmentent de

volume lorsque la température augmente.

Ceci est dû au fait que les molécules, en

s'agitant plus ont besoin de plus d'espace.

Donc, les métaux se dilatent et prennent plus de place en chauffant. Il en va de même pour

l'air et donc, l'air chaud "flotte" sur l'air froid. On dit que l'air chaud monte… et c'est bien

utile pour faire voler les ballons à air chaud (montgolfières).



C2

5e- 6e

3

Il existe pourtant un contre-exemple fameux à cette règle:

c'est le cas de l'eau. L'eau a une masse volumique maximale à

la température de

4°C. On peut dire

que c'est là qu'elle

est la plus "lourde".

Dans un lac qui se refroidit en hiver, il se passe la

chose suivante: l'eau de surface, en contact avec

l'air froid, perd de son énergie et se refroidit. Donc

sa densité augmente et elle coule au fond du lac. C'est seulement quand tout le lac32 a

atteint la température de 4°C qu'une couche de glace peut se former à sa surface.

La glace est la forme non-gazeuse de l'eau qui a la

masse volumique la plus faible. C'est pour

cela que les icebergs flottent, mais aussi que les

bouteilles d'eau éclatent au congélateur. Ceci est

dû au fait que la glace s'arrange en structure

cristalline peu compacte (hexagonale). Comme

quoi, ce n'est pas forcément en rangeant les choses qu'on

obtient plus de place…

32

C'est pour cela qu'un lac profond mettra plus de temps à geler.

eau liquide glace



C2

5e- 6e

4

SCHEMA DE LA STRUCTURE DE LA SEQUENCE EAU


Passage de l’état solide à liquide. (fusion)


Passage de l’état liquide à solide. (solidification)


Passage de l’état liquide à gazeux. (évaporation)


Passage de l’état gazeux à liquide. (condensation)

Le cycle de l’eau dans la nature.


Les mélanges dans l’eau : homogène ou

hétérogène ?


EVALUATION



C2

5e- 6e

5

MATERIEL PROPOSE POUR LA SEQUENCE EAU.

MATERIEL POUR 4 A 5 GROUPES D’ELEVES.

NE SE TROUVE PAS DANS LES GRANDS MAGASINS.

4-5 THERMOMETRES (BEURRE-SERE-FROMAGE) GRADUES DE -20 0C à 110 0C. A COMMANDER DANS UNE QUINCAILLERIE AU PRIX DE 15 FRANCS PIECE (CATALOGUE E+H SERVICE A6)

4-5 EPROUVETTES GRADUÉES EN VERRE DE 50 ML AVEC PIED A COMMANDER DANS UNE PHARMACIE AU PRIX DE 20 FRANCS PIECE ENVIRON.

LE SOLDE DU MATERIEL FAIT PARTIE DE L’EQUIPEMENT DE MENAGE BOCAUX, CUILLERES, BALANCE DE CUISINE, LINGE, GROS SEL, …



C2

5e- 6e

6



FG CT




PPT

MG GDM Magnard Guide du maître

MG 64 Magnard 64 enquêtes

MG EV Magnard Evaluations

33





C2

5e- 6e

7

Séquence MATIERE MODULE 1 (1période)

Passage de l’état solide à liquide.


Dans le changement d’état de la matière « eau » (solide liquide), constater que: - la température est constante (0°C), - le poids ne change pas (donc la quantité de matière ne change pas) - la glace prend plus de place que l’eau.


Formulation d’hypothèses Formuler des questions sur le changement d’état émettre des hypothèses quant à la température

de fusion de la glace, au poids et au volume de l’eau qui résulte de la fonte de la glace

Imagination d’un dispositif d’exploration Récolte et mise en forme des données utilisation d’un instrument adéquat : le

thermomètre, la balance. relevé des mesures organisation des données à l’aide d’un graphique

et d’un tableau


Lecture d’un thermomètre Température de fusion de la glace Passage de l’état solide à liquide avec :

Conservation du poids

Modification du volume

Opportunités de liens MSN 24 grandeurs et mesures


1 Problématique35 J’ai de l’eau gelée au fond d’une éprouvette : qu’est-ce qui va ou pourrait changer lorsqu’elle fondra ? (Exemple : elle devient liquide, plus chaude, plus lourde,

FE 79

35

Précisions scientifiques MG GDM pp 65-66



C2

5e- 6e

8

transparente, etc.) Comment vérifier chacune de ces idées ?

2 Hypothèses Proposer de choisir précisément trois questions que l’on veut surveiller durant la fonte et anticiper les résultats: à quelle température la glace fond ? L’eau issue de la glace fondue a-t-elle le même poids que la glace? L’eau occupe-t-elle la même place que la glace dans le récipient ? Emettre des hypothèses et les noter sur la FE 79. Préciser le dispositif expérimental pour répondre aux trois questions : - thermomètre pour mesurer la température36 - trait ou scotch pour marquer le niveau de glace dans le récipient - balance électronique pour peser le récipient et la glace.

FE 79

3 Expérimentation37 Préparer des récipients contenant de l’eau gelée avec dans chacun d’eux un thermomètre pris dans la glace. (Placer le réservoir du thermomètre au centre de la glace en le calant dans le récipient) Faire un trait ou coller un morceau de scotch pour délimiter la hauteur. (Si le récipient n’est pas gradué) Peser le récipient à chaque observation. Observer la fonte de la glace à intervalles réguliers. Demander chaque fois à un élève différent du groupe de prendre les mesures de poids et de température.

Récipients d’eau glacée,

thermomètres, scotch ou bande

à masquer, 1 balance

électronique

4 Mise en forme 38 Relever les différentes températures sur le graphique - attention, il s’agit d’une sensibilisation39. Comparer le niveau de la glace et celui de l’eau. Noter le poids du récipient avec l’eau glacée et le thermomètre tout au long de l’expérience.

FE 80 Pour éprouvette proposée de 50 ml, avec 20 ml d’eau avant la

congélation

36

Il arrive que les thermomètres n’indiquent pas tous la même température. Les E peuvent en chercher les raisons : erreurs de lecture, défauts de la graduation… En plongeant tous les thermomètres dans un même verre d’eau, les E peuvent découvrir les écarts. Des thermomètres même légèrement faux donnent des courbes de variation de température correctes. Il est possible de comparer les indications des thermomètres avec celles d’un thermomètre médical plongé dans une eau entre 35

0 et 42

0. En effet, ces derniers ne tolèrent qu’un

manque de justesse de l’ordre du dixième de degré. La même expérience peut être réalisée avec un thermomètre à affichage numérique utilisé en cuisine. 37

Prévoir un dispositif d’expérimentation par groupes de 3 à 4 élèves. 38

Comme l’expérimentation va durer environ deux heures, répartir les observations sur cette durée. 39

Attention, il s’agit ici d’une sensibilisation aux graphiques et tableaux. En effet, en math, l’utilisation d’un tableau de correspondance est introduite en 7H et la construction d’un graphique en 8H.



C2

5e- 6e

9

Compléter la partie de la FE 81 sur les diverses formes de l’eau à l’état solide dans l’environnement.

5 Synthèse Confronter les hypothèses de départ et les résultats de l’expérience sur la FE 80 Compléter le texte au fond de la FE 81. La glace fond quand sa température atteint 0o C. L’eau qui vient de la glace fondue garde le même poids que la glace (il y a donc toujours la même quantité de matière « eau »). Quand la glace se transforme en eau, elle prend moins de place.

FE 81

6 Prolongement proposé selon les possibilités des élèves, de la classe, etc. Mettre en évidence une constante : la glace fond toujours à 0 degré quelle que soit la température du lieu. Poser la question aux élèves : « La température de fonte serait-elle modifiée si l’expérience était réalisée sur un radiateur ou dehors ? » Demander aux E de donner leur avis en le justifiant. Réaliser une expérience40 en hiver avec trois récipients identiques contenant de la glace en petits morceaux. Placer un récipient sur une table dans la classe, un autre sur un radiateur et le troisième sur le bord extérieur de la fenêtre à l’ombre. Noter les hypothèses sur un cahier de travail. Relever les résultats et écrire la conclusion.

40

MG 64 p. 32



C2

5e- 6e

10

MATIERE PROPOSITIONS DE REPONSES FE MODULE 1.3

Dans la nature, l’eau peut se trouver sous forme solide.

Cherche avec tes camarades quatre exemples.

Essaie de dessiner ces quatre exemples de l’eau à l’état solide.

1. neige 2. glace

3. givre 4. grêle

Ce que j’ai découvert avec l’expérience :

- La glace fond à 0 degré.

- L’eau qui provient de la fonte de la glace - a le même poids que la glace

- est plus lourde que la glace

- est plus légère que la glace.

- La glace occupe - plus de place que l’eau dans le récipient

- moins de place que l’eau dans le récipient

- autant de place que l’eau dans le récipient.

Qu’avons-nous appris ?

Glace ou eau : c’est la même matière, mais à l’état solide ou liquide.

La glace fond quand sa température atteint 0o C.

L’eau garde le même poids que la glace. La quantité de matière reste donc la

même.

Quand la glace se transforme en eau, elle prend moins de place.



C2

5e- 6e

11


Passage de l’état liquide à solide.


Dans le changement d’état de la matière « eau » (liquide solide), constater que: - la température de congélation est constante (0°C), - le poids ne change pas (donc la quantité de matière ne change pas) - la glace prend plus de place que l’eau. - c’est donc exactement l’inverse de la trans-formation solide liquide.


Formulation d’hypothèses détermination des facteurs à observer Imagination d’un dispositif d’exploration émettre des hypothèses quant à la température

de solidification de l’eau, au poids et au volume de glace qui seront observés lors de la congélation de l’eau

Récolte et mise en forme des données utilisation d’un instrument adéquat : le

thermomètre et la balance relevé des mesures organisation des données à l’aide d’un graphique

et d’un tableau


Lecture d’un thermomètre Température de solidification de l’eau Passage de l’état liquide à solide

Conservation du poids

Modification du volume

Opportunités de liens MSN 24 grandeurs et mesures



C2

5e- 6e

12


1 Problème Enoncer aux E la question : « Faire fondre de la glace ou geler de l’eau, est-ce le contraire ? Y aura-t-il des changements ? »41

2 Hypothèses Demander aux E de reprendre les diverses observations faites lors du module 1 sur la fusion de la glace. Noter individuellement ou collectivement sur la FE 82 les observations à faire et l’expérimentation prévue pour répondre aux questions. - Le poids va-t-il changer ? - Le volume va-t-il rester le même ? - A quelle température l’eau va-t-elle geler ? Dessiner le dispositif d’expérimentation.

FE 82

3 Expérimentation (Recette détaillée et photos du déroulement de l’expérience sur le PPT séquence_eau_module_2) Préparer le matériel et le mélange réfrigérant42 . Mener l’expérience en contrôlant la température de l’eau et celle du mélange réfrigérant. Observer que la glace se forme à partir des parois et de la surface ; elle repousse l’eau liquide vers le haut qui, en gelant, va donner une surface convexe. Observer que le niveau n’est pas horizontal.

Glace pilée, sel, tubes à essai,

verres ou bocaux à confiture,

thermomètres, balance, cuillères

41

Les élèves pensent que ce sera évidemment le contraire. Mais, du point de vue scientifique, rien ne permet de l’affirmer. Comme le résultat est celui que les E attendent, l’expérimentation peut leur sembler inutile. Le M insistera donc sur la rigueur scientifique qui exige des preuves par l’expérimentation. 42

Notes sur le mélange réfrigérant . Mélanger 4 parties de glace pilée pour une partie de sel de cuisine. Ce mélange réalisé juste avant son emploi permettra d’obtenir une température de -15 à -20

0C en quelques minutes.

Eviter d’expliquer le fonctionnement de ce mélange réfrigérant ; dire simplement aux élèves – qui seront certes curieux de comprendre cet étrange phénomène - que ce mélange a le même effet qu’un congélateur car sa température s’abaisse à -15 -20°C. Explications pour le maître. L’eau salée gèle à une température inférieure à 0

0C. Si l’on ajoute du sel à des

glaçons, on fabrique un mélange d’eau et de sel qui ne peut pas être à l’état solide à 0 0C : la glace fond. Or, un

corps passant de l’état solide à liquide par fusion absorbe de la chaleur. Il en est de même dans de nombreux cas de dissolution. Cette chaleur est prise dans le milieu environnant, provoquant ainsi un fort abaissement de température. Il est prudent de réaliser l’expérience avant pour régler la quantité de mélange réfrigérant à préparer et l’intervalle des mesures. Le graphique est prévu pour des tubes éprouvettes en verre de 3 cm de diamètre, de 50 ml de capacité et remplis de 20 ml d’eau. Enfoncer les récipients pour que l’eau qu’ils contiennent soit totalement dans le mélange. La glace ne doit pas cacher les graduations du thermomètre. Ne pas mettre trop d’eau, le temps de solidification serait trop long.



C2

5e- 6e

13

4 Mise en forme Relever les différentes températures sur le graphique. Noter le poids du bocal. Dessiner le niveau de la glace et celui de l’eau. Noter les différents états de l’eau.

4 Synthèse Rédige la synthèse sur la FE 83 L’eau gèle à 0 degré. Quand l’eau gèle, elle occupe plus de place dans le récipient. L’eau et la glace ont le même poids. Mettre en évidence par oral le lien entre expérimentation et ce qui se passe dans la nature ; ceci prépare et facilite la compréhension du module 4 sur le cycle de l’eau qui est abordé pour la première fois.

FE 83

5 Prolongement Travail à domicile : faire geler de l’eau dans divers récipients en plastique, en verre, bouchés ou ouverts, pleins ou à moitié remplis et noter les observations. Placer les bouteilles en verre dans un sac en plastique pour ne pas avoir de morceaux dispersés au cas où la bouteille casse.



C2

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14

MATIERE PROPOSITION DE REPONSES FE MODULE 2.1

Faire fondre de la glace ou geler de l’eau,

est-ce le contraire ?

A. Je veux vérifier si l’eau gèle à 0 degré ___ Dessin du dispositif

___________________________________

___________________________________

Pour contrôler, je vais faire geler de l’eau __

et mesurer la température avec un thermo-

mètre ______________________________

B. Je veux vérifier si l’eau en gelant tient __ Dessin du dispositif

plus de place dans le récipient ___________

___________________________________

Pour contrôler, je vais faire geler de l’eau et

placer un repère pour observer le change- _

ment de niveau. ______________________

C. Je veux vérifier si la glace a le même poids Dessin du dispositif

que l’eau ____________________________

___________________________________

Pour contrôler, je vais peser le récipient ___

avec l’eau qui gèle pendant l’expérience ___

___________________________________



C2

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15


Note dans le graphique les températures que tu observes sur le thermomètre.

Complète également le tableau.


A : L’eau gèle à 0 degré ____________________________________________

B : Quand l’eau gèle, elle occupe plus de place dans le récipient ____________

C : L’eau et la glace ont le même poids ________________________________

Temps en minutes 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Poids en grammes Observation (dessin)

niveau eau / niveau glace

Etat de l’eau : solide = S liquide = L



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16


Passage de l’état liquide à gazeux.


Comprendre que la vapeur d’eau issue de l’évaporation – qui devient invisible et imperceptible – est de l’eau à l’état gazeux.


Formulation d’hypothèses émettre des hypothèses sur la disparition de

l’eau lors de l’évaporation Imagination de dispositifs expérimentaux pour

déterminer les facteurs qui influent sur l’évaporation

Récolte et mise en forme des données Relevé des observations sous formes de textes et

schémas


L’eau s’évapore au contact de l’air et devient gazeux. L’évaporation est accélérée par la chaleur, le vent, la grandeur de la surface en contact avec l’air.


disciplines

MSN 24 Mesure de grandeurs


1 Problème Enoncer aux élèves la question suivante : « Après la pluie, les flaques d’eau dans la cour ou la rue ont disparu. Qu’est devenue cette eau ? ». 43

2 Hypothèses Demander aux E d’émettre des hypothèses : - L’eau s’est infiltrée dans le sol (en partie vrai). - L’eau a disparu dans l’air, etc… Prenons cette seconde hypothèse… Par groupes, proposer aux

FE 84 FE 85 FE 86

43

Dans l’évaporation, le passage à l’état gazeux se fait à la surface du liquide. Dans l’ébullition qui sera traitée dans le module 4, ce passage a lieu dans le liquide. Des bulles de vapeur se forment dans l’eau et montent à sa surface.



C2

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17

E de chercher des idées d’expériences pour reproduire ce phénomène en classe. (Faire évaporer de l’eau dans un récipient). Un élève de chaque groupe présente l’idée d’expérience à la classe. Imaginer qu’est-ce qui pourrait influencer l’évaporation ? Qu’est-ce qui la fait s’évaporer plus vite ? (la chaleur, le vent, la quantité d’eau, la forme du récipient, la couleur du récipient, la matière du récipient, l’endroit où on le met, etc.) Imaginer quelles expériences permettraient de vérifier ces suppositions et voir dans quelle situation l’eau disparaît plus vite. Expériences souhaitées44 (on pourrait en imaginer d’autres, selon les propositions des E ; dans ce cas, modifier les fiches 85 et 86 en les téléchargeant sur le site de l’animation – attention à pousser les élèves dans leur raisonnement car l’idée que l’endroit où on le met a une influence, revient en fait à déterminer l’effet de la chaleur, ou du vent…): - remplir de la même quantité d’eau des récipients de formes différentes (variable : surface de l’eau en contact avec l’air) - avec des récipients de même forme, en laisser quelques-uns ouverts et en boucher d’autres (bouchons, film alimentaire plastique,…) (variable : renouvellement de l’air en contact avec l’eau = vent) - placer des récipients semblables à différents endroits, sur le radiateur, au fond de la classe, dans une armoire, sur le bord de la fenêtre… (variable : chaleur) Insister pour que l’expérience se déroule toujours avec la même quantité d’eau. Demander aux E de prévoir ce qui va se passer dans chaque cas, quel sera le récipient vide en premier. Demander également comment les E s’apercevront que le niveau d’eau a baissé. Faire découvrir la nécessité de noter des repères sur les récipients (feutres, bandes de papier,…) Sur les FE 85 et 86, dessiner les trois propositions d’expérience retenues par la classe, répondre aux deux questions, compléter les lignes mon hypothèse et je pense ça.

3 Expérimentation A effectuer sur plusieurs moments de la semaine en raison de la lenteur du phénomène d’évaporation.

Récipients de formes diverses

transparents,

44

Les 3 expériences décrites sont souhaitées afin de mettre en évidence les facteurs qui influent sur la vitesse d’évaporation de l’eau : a) la chaleur - la surface en contact avec l’air - l’aération (changement de l’air en contact avec l’eau (plus rapide avec du vent).



C2

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18

Définir un rythme d’observation, par exemple deux fois par jour, le matin et l’après-midi. Se répartir les expériences par groupes et rassembler le matériel en prenant des récipients de la maison. Mener les différentes observations au sein de chaque groupe. Un E de chaque groupe rapporte les observations à la classe.

bouchons, couvercles, film

alimentaire

4 Mise en forme Rédiger les constats de chaque expérience.

FE 85 et 86

4 Synthèse Rédiger la synthèse sur la FE 86 Au contact de l’air, l’eau s’évapore : elle devient invisible et se transforme en gaz. La chaleur, le vent et la surface du récipient accélèrent l’évaporation. Autour de nous, dans l’air, il y a donc partout de l’eau, mais on ne la voit pas car elle s’est changée en gaz (vapeur d’eau).

Etablir le lien entre expérimentation et réalité du terrain (Evaporation de l’eau dans la nature).

FE 86



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Problème : après la pluie, les flaques d’eau

disparaissent. Qu’est devenue cette eau ?

Nos propositions d’expérience.

Expérience 1

Même quantité d’eau dans des récipients d’ouvertures différentes.

Qu’est-ce qui est pareil ?

La quantité d’eau.

Qu’est-ce qui change ?

La surface de l’eau qui touche l’air.

Mon hypothèse : l’eau du récipient ____ aura disparu en premier.

Mon explication : _________________________________________________

_______________________________________________________________

Constat à la fin de l’expérience : L’eau s’évapore plus vite quand la surface en

contact avec l’air est grande.

Expérience 2

Récipients posés à différentes endroits de la classe.


La quantité d’eau, le récipient.


L’endroit, la chaleur.


Mon explication : _________________________________________________

_______________________________________________________________



C2

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Constat à la fin de l’expérience : La chaleur permet à l’eau de s’évaporer plus

rapidement. MATIERE PROPOSITION DE REPONSES FE MODULE 3.2

Expérience 3

Récipients ouverts – récipients fermés.


La quantité d’eau, les récipients,

l’endroit.


Récipients ouverts, d’autres fermés.


Mon explication : _________________________________________________

_______________________________________________________________

Constat à la fin de l’expérience : Quand l’air ne change pas, l’eau s’évapore plus

lentement.


Au contact de l’air, l’eau s’évapore : elle devient invisible et se transforme en

gaz. La chaleur, le vent et la surface du récipient accélèrent l’évaporation.

Autour de nous, dans l’air, il y a donc partout de l’eau, mais on ne la voit pas

car elle s’est changée en gaz (vapeur d’eau).



C2

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Passage de l’état gazeux à liquide Le cycle de l’eau


Comprendre la condensation comme le changement inverse de l’évaporation. Mettre en parallèle une situation expérimentale et le phénomène du cycle de l’eau


Formulation d’hypothèses Imagination de pistes de recherche Mise en œuvre d’un dispositif expérimental Récolte et mise en forme des données Relevé des observations dans un tableau Présentation écrite des observations


L’air contient de l’eau sous forme de vapeur invisible. Quand l’air se refroidit, la vapeur se condense et se transforme en fines gouttelettes.

Opportunités de liens L1 22 Production de l’écrit FG 21 - MITIC consulter des animations sur ordinateur. MSN 24 grandeurs et mesures


1 Problème1 Comment faire évaporer l’eau plus vite ? A quelle température s’évapore-t-elle ?45

2 Hypothèses Emettre des hypothèses et imaginer une expérimentation qui permettra de mieux comprendre le cycle de l’eau. Proposition des élèves : chauffer l’eau dans une casserole.

45

Voir les précisions scientifiques dans Magnard GDM pp 66 à 67



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3 Expérimentation 1 Sous la conduite du M, porter à ébullition de l’eau et observer ce qui se passe : présence de bulles qui deviennent de plus en plus nombreuses et grossissent. Noter la température d’ébullition à intervalles réguliers sur la FE 87 dans le tableau. Augmenter ensuite la puissance de chauffage. Demander aux élèves ce qui va se passer. Observer ensuite l’ébullition : les bulles sont plus grosses et plus nombreuses mais la température ne change pas.46 Prolonger la durée de chauffage. Constater que la température ne change pas.

Réchaud de camping car ou

plaque électrique, casserole,

thermomètre gradué à plus de

100 0C

FE 87

4 Problème 2 Que devient l’eau après l’évaporation ? Comment la faire apparaître de nouveau ? Fabriquons de la pluie.

5 Hypothèses 2 Emettre de nouvelles hypothèses et imaginer une deuxième expérimentation qui permettra de revoir l’eau qui s’est évaporée.

6 Expérimentation 2 Poursuivre l’expérience précédente en tenant au-dessus de la casserole contenant de l’eau bouillante un carreau de verre ou une assiette ou un film alimentaire transparent. Afin de faciliter la condensation, poser quelques glaçons sur le carreau ou l’assiette afin de refroidir la surface. Observer la condensation qui s’y produit. Remarquer que les gouttes grossissent puis finissent par retomber. Etablir le parallèle entre l’eau qui s’évapore de la mer, des lacs, de la transpiration des plantes et qui va se condenser au contact de l’air froid et former ainsi des nuages puis la pluie. La plaque chauffante joue le rôle du soleil. Compléter la FE 87 sur les différentes formes de condensation que l’on trouve dans la nature.

7 Synthèse Compléter la FE 88 -89 sur le cycle de l’eau. Découper et coller les étiquettes du fond de la page 89 sur les schémas. Faire le lien entre les notions découvertes dans les modules

FE 88 - 89

46

Le « nuage » qui s’échappe de la casserole d’eau en ébullition n’est pas de la vapeur. La vapeur est invisible. Il s’agit en réalité de vapeur d’eau condensée en fines gouttelettes, donc d’eau à l’état liquide et non gazeux.



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23

précédents, évaporation, solidification, fusion et cycle de l’eau, consulter les deux animations du site edumedia-sciences.com/environnement et écologie/l’eau/le cycle de l’eau http://www.edumedia-sciences.com/fr/n351-l-eau , répondre individuellement ou tous ensemble aux questions du quizz à la même adresse.

8 Prolongements Regarder sur le site www.youtube.com le film sur le cycle de l’eau de Yann Arthus Bertrand ou encore www.curiosphere.tv/MINTE/MINTE10977/page_10977_71571.cfm

Explication interactive et ludique du cycle et des états de l'eau à travers l'observation et l'expérience.47

47

Note sur le fonctionnement de l’explication interactive : après avoir déposé le verre dans le congélateur ou la casserole sur la plaque, attendre quelques instants que le bouton rouge s’allume puis cliquer dessus pour la suite de l’animation.

http://www.edumedia-sciences.com/fr/n351-l-eau

http://www.curiosphere.tv/MINTE/MINTE10977/page_10977_71571.cfm



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Découpe les étiquettes du fond de la feuille et colle-les sur les schémas du cycle

de l’eau. Complète ensuite le texte à trous.

Sous l’action du soleil, l’eau s’évapore

dans l’atmosphère. Elle se transforme

en vapeur d’eau, invisible.

La vapeur d’eau monte dans l’atmos-

phère, se refroidit. Elle se condense en

très fines gouttelettes ou cristaux de

glace. Ces gouttelettes forment les

nuages.

Les nuages sont transportés par le vent.

Les gouttelettes et les cristaux

grossissent puis tombent sous forme

de pluie, de neige, de grêle.

Une faible partie de l’eau ruisselle dans

les cours d’eau et retourne à la mer. La

plus grande partie s’accumule dans les

glaciers ou s’infiltre dans le sol.

PRECIPITATIONS CONDENSATION TRANSPIRATION EVAPORATION RUISSELLEMENT INFILTRATION


TRANSPIRATION

EVAPORATION

CONDENSATION

PRECIPITATIONS

RUISSELLEMENT

INFILTRATION



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25


Les mélanges : homogènes, hétérogènes


Réaliser de petites expériences pour déterminer si une matière est soluble ou non dans de l’eau


Formulation d’hypothèses Mise en œuvre d’un dispositif expérimental Récolte et mise en forme des données Relevé des observations Présentation écrite des observations


Certaines matières, liquides ou solides sont solubles dans l’eau, d’autres ne le sont pas.

Opportunités de liens L1 22 Production de l’écrit


1 Problème Demander aux E un ou deux jours avant la leçon, ce que l’on peut mélanger à de l’eau. Après discussion, retenir parmi les propositions des E quelques matières liquides et solides qui seront mélangées à l’eau en classe48. Former des groupes qui expérimenteront chacun un mélange et demander éventuellement aux E d’apporter ces substances ainsi que le matériel nécessaire. Informations pour le M : MG GDM p.82

Eau, gobelets ou verres

transparents, cuillères, fouets,

substances retenues après

discussion

2 Hypothèses Avant l’expérimentation, anticiper les résultats en émettant des hypothèses sur le résultat attendu et les noter sur les FE 90 - 91.

FE 90 et 91.

3 Expérimentation Par groupe de deux à trois élèves, faire les mélanges. Observer les résultats sitôt les mélanges faits puis après 10, 20 et 30 minutes afin de permettre l’observation suivante :

48

Propositions pour les matières liquides : huile, sirop, encre, vinaigre, etc. Propositions pour les matières solides : sel, sable, craie, farine, terre, sucre, … café soluble, café moulu, etc.



C2

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26

certains mélanges homogènes au début vont décanter après un certain temps. Par groupe, présenter à la classe les résultats des mélanges aux différents moments de l’expérimentation. Dessiner chaque situation sur les FE 90 et 91. Noter les résultats finaux de chaque expérience puis comparer les hypothèses initiales avec les résultats de l’expérience.

4 Synthèse Rédiger la synthèse sur la FE 91. (Proposition) Le sirop, l’encre, le sel, …… se mélangent bien à l’eau, ces matières sont solubles. L’huile, le sable, la terre, …… sont non solubles.



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Après discussion, la classe a imaginé plusieurs expériences de comparaison.

Expérience 1

Même quantité d’eau dans des récipients d’ouvertures différentes.


La quantité d’eau.


La surface de l’eau qui touche l’air.


Je pense ça parce que _____________________________________________

_______________________________________________________________

Constat à la fin de l’expérience : L’eau s’évapore plus vite quand la surface en

contact avec l’air est grande.

Expérience 2

Récipients posés à différentes endroits de la classe.


La quantité d’eau, le récipient.


L’endroit, la chaleur.


Je pense ça parce que : ____________________________________________

_______________________________________________________________

Constat à la fin de l’expérience : La chaleur permet à l’eau de s’évaporer plus

rapidement.



C2

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Expérience 3

Récipients ouverts – récipients fermés.


La quantité d’eau, les récipients,

l’endroit.


Récipients ouverts, d’autres fermés.


Je pense ça parce que _____________________________________________

_______________________________________________________________

Constat à la fin de l’expérience : Quand l’air ne change pas, l’eau s’évapore plus

lentement.


Au contact de l’air, l’eau s’évapore : elle devient invisible et se transforme en

gaz. La chaleur, le vent et la surface du récipient accélèrent l’évaporation.

Autour de nous, dans l’air, il y a donc partout de l’eau, mais on ne la voit pas

car elle s’est changée en gaz (vapeur d’eau).



C2

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MATIERE FE MODULE 6 CORRIGE EVALUATION 1

Prénom : ____________________ Nom : _____________________ /20

1. Voici l’histoire en images de glaçons en train de fondre. Classe les photos

dans l’ordre en les numérotant de 1 à 4. /2

2. Le verre est rempli d’eau et placé au congélateur pendant toute une nuit.

Comment sera-t-il le lendemain ? Dessine le verre et ce qu’il contient. /1

Sur quoi te bases-tu pour faire ton dessin ? Donne une explication.

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

1 point pour « la glace prend plus de place que l’eau » ou pour « je l’ai vu dans

l’expérience de congélation de l’eau ».

4 1 2 3



C2

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30


3. Sur ce thermomètre, colorie

- en bleu les températures de l’eau à l’état solide

- en jaune les températures de l’eau à l’état liquide

- en rouge les températures de l’eau à l’état gazeux. /1

0.5 point pour le changement de couleur à 0 0C et 0.5 point pour le changement

à 100 0C.

4. Comme l’eau, la cire est une matière qui peut être liquide ou solide. Si tu

devais maintenant commencer une étude de la cire, quelles questions te

poserais-tu ? Ecris au moins trois questions. /3

_______________________________________________________________

1pt par idée (au moins trois questions… pas d’attentes précises) : à quelle

température fond-elle ? Augmente-t-elle de volume quand elle durcit ? A-t-elle

toujours le même poids ? En combien de temps devient-elle dure ? Change-t-elle

de couleur lorsqu’elle devient liquide ? Peut-elle s’évaporer, comme l’eau ?

Peut-elle entrer en ébullition ? ….

5. Voici trois schémas d’expériences sur l’évaporation de l’eau. Entoure dans

chaque situation le récipient qui sera vide le premier. /3



C2

5e- 6e

31


6. Pour accélérer l’évaporation, on peut chauffer l’eau. A quelle température

l’eau entre-t-elle en ébullition et s’évapore-t-elle totalement? 100° (moins si

l’on est en altitude) /1

Si l’on rajoute du sel dans l’eau et que l’on chauffe cette eau salée, la

température d’ébullition sera-t-elle la même qu’avec de l’eau sans sel ?

Mon hypothèse : (n’accorder aucun point pour la réponse qui sera validée par

l’expérience menée en classe lors de la correction)

Imagine une expérience pour vérifier ton hypothèse.

Etablis la liste de tout ce dont tu auras besoin pour ton expérience :

Casserole, eau, sel, cuillère, réchaud ou plaque électrique, thermomètre

(enlever 0.5 pt par élément manquant) /2

Décris les étapes que tu vas suivre pour réaliser cette expérience :

a) ______________________________________________________________

b) _____________________________________________________________

c) _____________________________________________________________

d) _____________________________________________________________

e) _____________________________________________________________

..) ____________________________________________________________ /3

Lors de la correction, ton expérience sera réalisée par ton maître ou ta

maîtresse devant la classe et tu pourras ainsi voir si ton hypothèse était exacte.

Mon hypothèse était ______________________ .

1 point par étape

présence de 3 des 4 étapes suivantes:

- mélange

- chauffage du mélange

- mesure de la température lors de

l’ébullition

- Comparaison avec la température

d’ébullition de l’eau pure



C2

5e- 6e

32


7. Observe le schéma du cycle de l’eau. /4

Place dans chaque rond le numéro qui correspond aux phrases sous le dessin.

1. L’eau s’infiltre dans la terre. 2. Il pleut sur l’océan.

3. L’eau s’évapore des lacs. 4. Il pleut, il neige ou il grêle.

5. L’eau s’évapore de la végétation. 6. L’eau s’évapore des océans.

7. L’eau coule dans le sous-sol.

8. La vapeur d’eau se condense et forme des nuages.

9. L’eau ruisselle et forme les rivières et les fleuves.

Enlever 1 pt par erreur.

1

2

3

4

5

6 7

8

9

J’espère qu’il

ne va pas tout

mélanger…

Phénomènes naturels et techniques Matière Eau 5H


y

Fiche

6.1

Prénom : ____________________ Nom : _____________________ /20

1. Voici l’histoire en images de glaçons en train de fondre. Classe les photos

dans l’ordre en les numérotant de 1 à 4. /2

2. Le verre est rempli d’eau et placé au congélateur pendant toute une nuit.

Comment sera-t-il le lendemain ? Dessine le verre et ce qu’il contient. /1

Sur quoi te bases-tu pour faire ton dessin ? Donne une explication.

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________



y

Fiche

6.2

3. Sur ce thermomètre, colorie

- en bleu les températures de l’eau à l’état solide

- en jaune les températures de l’eau à l’état liquide

- en rouge les températures de l’eau à l’état gazeux. /1

4. Comme l’eau, la cire est une matière qui peut être liquide ou solide. Si tu

devais maintenant commencer une étude de la cire, quelles questions te

poserais-tu ? Ecris au moins trois questions. /3

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

5. Voici trois schémas d’expériences sur l’évaporation de l’eau. Entoure dans

chaque situation le récipient qui sera vide le premier. /3



y

Fiche

6.3

6. Pour accélérer l’évaporation, on peut chauffer l’eau. A quelle température

l’eau entre-t-elle en ébullition et s’évapore-t-elle complètement? _____ /1

Si l’on rajoute du sel dans l’eau et que l’on chauffe cette eau salée, la

température d’ébullition sera-t-elle la même qu’avec de l’eau sans sel ?

Mon hypothèse : _________________________________________________

Imagine une expérience pour vérifier ton hypothèse.

Etablis la liste de tout ce dont tu auras besoin pour cette expérience :

_______________________________________________________________

_____________________________________________________________ /2

Décris les étapes que tu vas suivre pour réaliser cette expérience :

a) ______________________________________________________________

b) _____________________________________________________________

c) _____________________________________________________________

d) _____________________________________________________________

e) _____________________________________________________________

..) ____________________________________________________________ /3

Lors de la correction, cette expérience sera réalisée par ton maître ou ta

maîtresse devant la classe et tu pourras ainsi voir si ton hypothèse était exacte.

Mon hypothèse était ______________________ .



y

Fiche

6.4

7. Observe le schéma du cycle de l’eau. /4

Place dans chaque rond le numéro qui correspond aux phrases sous le dessin.

1

1. L’eau s’infiltre dans la terre. 2. Il pleut sur l’océan.

3. L’eau s’évapore des lacs. 4. Il pleut, il neige ou il grêle.

5. L’eau s’évapore de la végétation. 6. L’eau s’évapore des océans.

7. L’eau coule dans le sous-sol.

8. La vapeur d’eau se condense et forme des nuages.

9. L’eau ruisselle et forme les rivières et les fleuves.

1 3 5

7

J’espère qu’il

ne va pas tout

mélanger…

sciences de la nature – msn 28-25: diversite du...

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