un exemple de séquence « eau

SEQUENCE L'EAU DANS LA VIE QUOTIDIENNE:
module de 5 séances
PROGRAMMES OFFICIELS CYCLE 2 :
Distinguer les solides et les liquides et percevoir les changements d'état de la
matière.
OBJECTIFS DE CONNAISSANCES :
Distinguer les états liquide et solide de la matière.
La surface de l'eau au repos est horizontale.
Pour faire fondre un glaçon, il faut du chaud. Pour transformer de l'eau liquide
en glaçon, il faut du froid. Liquide et glaçon constituent deux états de l'eau.
L'eau liquide devient solide à 0°C.
On peut également trouver l'eau à l'état gazeux, mise en évidence grâce à la
condensation.
PREREQUIS:
Utilisation du thermomètre.
MATERIEL POUR UNE CLASSE DE 30 ELEVES :
Séance n°1:
Différents récipients (taille et forme).
Huile. Eau. Sable. Farine. Cailloux. Petit entonnoir.
Séance n°2:
Quelques bacs transparents de longueur minimum 40 cm.
Quelques plaques de polystyrène.
Quelques balles (par exemple de ping-pong).
Séance n°3:
Un bac à glaçons rempli.
Sources de chaleur :radiateur, bac d'eau chaude.
Divers morceaux de tissu (écharpe,vêtements...).
Un thermomètre.
Quelques sacs en plastiques, papier journal,papier essuie-tout.
Séance n°4:
Un bac transparent de longueur minimum 40 cm.
Du film plastique.
Un verre.
Séance 1 : Distinction liquide/solide.
Situation de départ :
Petit défi : « Avec l'entonnoir, essayez de faire couler les
différents matériaux (chaque groupe a un matériau liquide et
un matériau solide) dans un des récipients. »
Chaque groupe expérimente.
Puis mise en commun et vérification/validation avec
l'ensemble de la classe.
Première conclusion : Tous les matériaux coulent à travers
l'entonnoir sauf les cailloux.
Deuxième petit défi: « Avec les matériaux qui coulent,
essayez de faire des tas. »
Chaque groupe expérimente.
Puis mise en commun et vérification/validation avec
l'ensemble de la classe.
Deuxième conclusion: On ne peut pas faire de tas avec l'eau
ou avec l'huile qui prennent directement la forme du récipient:
ce sont des liquides. Attention, ce n'est pas le cas de la farine
et du sable qui coulent mais qu'on peut mettre en tas: ce sont
des solides.
Trace écrite : Un liquide prend la forme du récipient dans
lequel on le verse. L'eau que nous buvons est un liquide.
Farine
Eau
Séance 2 :Horizontalité de l'eau.
Situation de départ.
Le maître place dans un bac vide une plaque de polystyrène. Le
bac est posé sur une table horizontale et on met une balle de pingpong au milieu de la plaque.
Question: « Si j'incline le bac, que va-t-il se passer?
Hypothèses et vérification: la balle roule.
Deuxième question: « Que va-t-il se passer si on refait cette
expérience avec de l'eau dans le bac? »
Emission d'hypothèses et expérimentation par groupe.
Mise en commun : La balle ne roule pas car la plaque de
polystyrène ne s'incline pas.
« Qu'est-ce que cette expérience montre? »
Trace écrite : La surface de l'eau (et des liquides en général) reste
horizontale au repos.
Schéma avec un bac horizontal et un bac incliné, la surface de
l'eau étant représentée dans les deux cas par un trait horizontal.
Séance 3 :
Situations de départ :
1) Il y a de la neige dehors.
Où mettre ma boule de neige pour la conserver?
OU
2) Apportez cet après-midi un glaçon de chez vous.
Débat:
« La boule de neige (ou le glaçon) fond. Pourquoi? »
C'est la chaleur qui est responsable.
Défis:
« La moitié de la classe (par groupes de trois) devra faire fondre le
glaçon le plus vite possible. L'autre moitié (toujours par groupes de
trois) devra trouver un moyen pour le conserver le plus longtemps
possible ». Montrer le matériel à disposition.
Travail par groupe: Chaque groupe formule ses hypothèses, va
chercher le matériel dont il a besoin et essaye de valider son
hypothèse. Le concours est lancé au même moment avec des
glaçons « neufs » fournis par le maître.
Mise en commun:
Chaque groupe explique sa procédure, analyse des solutions les
plus efficaces (les gagnants de chaque défi).
Prolongement: « A quelle température le glaçon devient-il de l'eau
liquide? »
Le maître met quelques glaçons dans un verre, y place le
thermomètre et pose le verre près d'une source de chaleur (par
exemple un radiateur). On relève la température à intervalles
réguliers. On constate que tant qu'il reste de la glace mélangée
avec de l'eau liquide, la température reste à environ 0°C. On peut
en conclure qu'en dessous de 0°C, l'eau est sous fo rme de glace.
Trace écrite:
Pour faire fondre un glaçon, il faut du chaud.
Pour transformer de l'eau liquide en glaçon, il faut du froid.
On peut trouver l'eau sous forme solide (glaçon) ou liquide (celle que l'on
boit).
L'eau liquide devient solide à environ 0°C.
Séance 4 : La condensation.
Situation de départ :
Le maître propose aux enfants de fabriquer de la pluie. Il montre le
matériel disponible et leur demande d'émettre des hypothèses sur
le dispositif à réaliser.
Suite au débat, on dégage un protocole expérimental à suivre :
1) Placer le verre vide dans le bac.
2) Demander au maître de verser de l'eau chaude dans le bac.
3) Recouvrir le bac avec le film plastique.
4) Placer quelques glaçons sur le film plastique.
5) Attendre quelques minutes et observer.
Expérimentation par groupe.
Avec cette expérience, des enfants peuvent penser que le film transparent
n'est pas imperméable et laisse passer l'eau provenant de la fonte des
glaçons (attention, cela peut arriver puisque maintenant on trouve des films
pour four micro-ondes, qui ont de micros trous). Il est important d'essayer de
réfléchir avec eux pour savoir comment vérifier cela.
L'idée peut venir de prendre des glaçons colorés (cola ou grenadine,
colorants alimentaires…). Les enfants s'aperçoivent alors que « leur eau de
pluie » est incolore et non colorée.
De même, avec cette expérience, on peut aussi étudier les mélanges et
l'évaporation. Il suffit de mettre (dans le bac) un verre vide au milieu du bac
puis de remplir le bac (et non le verre) d'eau sucrée ou salée ou bien du thé
par exemple. On obtient dans le verre de l'eau incolore et qui n'est ni sucrée,
ni salée ou qui n'a pas le goût de thé, etc.
Mise en commun :
« D'où vient l'eau dans le verre ? » Pas des glaçons (cf ci-dessus),
donc elle vient de l'intérieur du bac.
« Comment est-elle passée du bac au verre ? »
« Que fait l'eau chaude ? » Elle s'évapore.
« Que devient la vapeur d'eau quand elle entre en contact avec le
film plastique? Pourquoi?» Elle forme des gouttelettes parce que le
film est froid. On dit que la vapeur d'eau se condense.
Trace écrite : Schéma de l'expérience
L'eau chaude du bac s'évapore. La vapeur d'eau (invisible) se
transforme à nouveau en eau liquide quand elle entre en contact
avec du froid (film avec glaçons). Cette eau (pluie) tombe dans le
verre.
La transformation de la vapeur d'eau en eau liquide s'appelle la
condensation.
glaçons
évaporation
eau chaude
L'EAU DANS LA VIE QUOTIDIENNE.
EVALUATION.
1) Entoure si c'est liquide.
Du sable
De la limonade
Du lait
Un élastique
Du sucre en poudre
Une gomme
2) Entoure ce qui est possible.
Insérer des schémas avec différents bacs inclinés ou non, avec la
surface de l'eau inclinée ou non.
3) Ecris VRAI ou FAUX.
. Un glaçon, c'est de l'eau.
.........................
. Pour faire un glaçon, il faut du chaud.
.........................
. Un glaçon est liquide.
.........................
. L'eau liquide devient solide à environ 0°C. ...... ...................