Sciences de la vie : Les besoins fondamentaux du corps et le

Transcription

SCIENCES DE LA VIE : LES BESOINS FONDAMENTAUX DU CORPS ET LE MAINTIEN D’UN CORPS EN SANTÉ
5e année
Sciences de la vie : Les besoins
fondamentaux du corps et le maintien
d’un corps en santé
SCIENCES 4-6 : PROGRAMME D’ÉTUDES 5E ANNÉE
99
Vue d’ensemble de l’unité
Introduction
Les élèves comprendront que le corps possède des organes et des
systèmes qui fonctionnent ensemble pour aider les humains et autres
animaux à satisfaire leurs besoins fondamentaux. Il faudrait donner aux
élèves la possibilité d'explorer les principaux organes internes par
l'entremise de modèles et de simulations, et d'apprendre où ils sont
situés. Il est important que l'élève sache qu'un grand nombre de
facteurs peuvent nuire à la santé. Le corps possède son propre système
de défense contre les microbes, mais l'élève doit comprendre qu’il lui
appartient de répondre aux besoins de son corps en matière de
nutrition et d'exercice.
Orientation et
contenu
Cette unité pourrait être intégrée au programme de santé/vie familiale,
mais elle doit aller au-delà de ce qui se fait normalement pour une
approche plus orientée vers la recherche scientifique. Par exemple, les
élèves doivent découvrir par eux-même les facteurs qui font accélérer le
rythme cardiaque, construire des modèles d’organes et de systèmes
pour voir comment ils fonctionnent et faire des expériences pour voir
le rôle de la salive dans la digestion. Il ne suffit pas que les élèves
sachent dessiner les différents organes ou en nommer les parties,
ils doivent aussi découvrir par l’expérience les facteurs qui influent sur
leur fonctionnement. L’intégration de cette unité au programme de
santé/vie familiale lui donnera une optique de prise de décisions et doit
s’inscrire dans un contexte de choix qui conduit au choix d’un mode
de vie actif et sain. Les élèves sont à un âge où ils auront bientôt à
prendre d’importantes décisions au sujet du tabac, des drogues et de
l’alcool. Cette unité leur donnera l’occasion de voir comment leurs
organes fonctionnent et comment ces organes, et les systèmes qu’ils
forment, peuvent subir les répercussions des choix que fait l'élève.
Liens avec le
programme de
sciences
Arrivés à la fin du primaire, les élèves auront déjà découvert par la
recherche les besoins et les caractéristiques des êtres vivants, ainsi que
le cycle de croissance et le cycle biologique. Dans cette unité, ils vont
commencer à voir les systèmes du corps humain, ce qui mènera à une
étude plus approfondie des cellules, des tissus, des organes et des
appareils et systèmes dans le programme de sciences intermédiaire.
100
SCIENCES 4-6 : PROGRAMME D’ÉTUDES, 5E ANNÉE
Résultats d’apprentissage
STSE
Il est attendu que l’élève sera apte à :
Nature des sciences et de la
technolo gie
104-2 démontrer et décrire
l’utilisation de d émarches dan s le
cadre d’études de questions
scientifiques et de résolution de
problèmes technologiques
105-2 identifier des exemples de
questions scientifiques et de
problèmes technologiques qui ont été
considérés autrefois
Interactions entre les sciences et la
technolo gie
106-2 décrire des exem ples d’outils
et de techniques qui ont contribué à
des découvertes scientifiques
106-4 décrire des situations où des
idées et des découvertes scientifiques
ont mené à de nouvelles inventions
et applications
Contextes social et environnemental
des sciences et de la tech nolo gie
107-2 décrire et comparer des outils,
des techniques et des matériaux
utilisés par différentes personnes
dans sa commun auté et sa région
pour répondre à leurs besoins
107-5 donner des exemples par
lesquels les sciences et la techn ologie
ont été utilisées pour résoudre des
problèm es dans sa com mun auté et sa
région
107-8 donner des exemples de
technologies qui ont été développées
pour améliorer ses conditions de vie
Canadiennes et Canadiens qui ont
contribué aux sciences et à la
technologie
107-14 identifier des découvertes
scientifiques et des innovations
technologiques réalisées par des
personnes de cultures différentes
Habiletés
Identification du problème et
planification
204-1 proposer des questions à
étudier et des problèm es pratiques à
résoudre
204-2 reformuler des questions sous
une forme permettant une mise à
l’épreuve
Réalisation et enregistrement de
données
205-1 effectuer des procédures pour
étudier un problème donné et pour
assurer une m ise à l’épreuve juste
d’une idée proposée, contrôlant les
variables importantes
205-2 choisir et utiliser des outils
pour manipuler des substances et des
objets et pour construire des modèles
205-7 enregistrer des observations au
moyen d’un seu l mot, en style
télégraphique, en phrases complètes
ou au moyen de diagrammes ou de
tableaux simples
Analyse et interprétation
206-2 compiler et afficher des
données, manuellement ou par
ordinateur, sous forma ts, y comp ris
des calculs de fréquence, des tableaux
et des histogrammes
206-3 identifier et suggérer des
explications pour des régularités et
des divergences dans des données
206-4 évaluer l’utilité de diverses
sources de renseignements pour
formuler une réponse à une question
donnée
Comm unication et travail d’équipe
207-5 identifier des problèmes
lorsqu’ils surviennent et travailler en
collaboration avec autrui pour
trouver des solutions
Connaissances
301-8 établir un rapport entre des
changemen ts du corps spécifiques,
tels que l’acné et le développement
des poils, et la croissan ce et le
développement
302-4 décrire le rôle que jouent les
systèmes du corps pour aider les
humains et les autres animaux à
croître, à se reproduire et à satisfaire
à leurs besoins de b ase
302-5 décrire la structure et la
fonction des principaux organes des
systèmes digestif, excréteur,
respiratoire, circulatoire et nerveux
302-6 démontrer comm ent les
systèmes squelettique, musculaire et
nerveux s’allient pour effectuer un
mouvement
302-8 décrire des systèmes de
défense du corps contre les
infections, y com pris les larm es, la
salive, la peau, certaines cellules
sanguines et des sécrétions de
l’estomac
302-7 décrire le rôle de la peau
302-9 décrire des exigences
nutritionnelles et autres nécessaires
au m aintien d’un corps en santé
101
Croissance et développement
Résultats
d’apprentissage
Élaboration - Stratégies d’apprentissage et
d’enseignement
L’élève doit pouvoir
• proposer des questions
pour étudier le
fonctionnement de notre
corps et son anatomie
(204-1)
Cette unité pourrait être intégrée aux unités de Santé et vie familiale du
programme élémentaire. L'enseignant se servira de ressources sur vidéo
ou support informatique pour illustrer les résultats d'apprentissage de la
section Croissance et développement.
Faire une liste de questions lancées par les élèves, sur les fonctions et les
parties de leur corps. Types de questions : « Pourquoi faut-il manger? »
« Comment les aliments nous donnent-ils de l’énergie?», « Qu’est-ce que
mes poumons font et comment fonctionnent-ils? », « Qu’arrive-t-il
aux aliments quand je les ai mangés? », « Comment fonctionne le corps
humain? ». Cet exercice a pour but de faire réfléchir les élèves à la façon
dont les grandes fonctions du corps se déroulent et de donner une
orientation au reste de l’unité. Conformément à l’orientation de prise de
décisions de cette unité, les élèves discuteront des effets de l’alcool, du
tabac et des stupéfiants sur la croissance et le développement du corps.
L'enseignant doit se préparer à répondre aux questions et préoccupations
des élèves concernant les parents qui fument ou consomment de l’alcool.
• établir le rapport entre les
différents changements qui
se produisent dans notre
corps, comme l’acné et le
developpement du système
pileux d’une part, et la
croissance et le
développement d’autre part
(301-8)
Les élèves font, individuellement ou en groupes, une liste des
changements que subit leur corps au fil des ans. Lorsque la liste est
terminée, l'enseignant lance la discussion sur la raison de ces
changements. Certains des changements qui se produisent à la puberté
sont graduels (l’enfant grandit et prend du poids), mais d’autres sont
plus soudains (apparition d’acné et de poils).
Les élèves étudieront la structure et les fonctions des organes principaux
du système reproducteur (normalement appelé « appareil génital »). On
trouvera des informations sur ces organes dans diverses sources (livres,
supports électroniques, logiciels).
• décrire le rôle que jouent
les systèmes corporels pour
aider les humains et les
autres animaux à se
développer et à se
reproduire, mais aussi à
subvenir à leurs besoins
fondamentaux (302-4)
102
Croissance et développement
Quelques stratégies d’appréciation
Ressources
Rendement
• L’élève note dans un tableau les étapes de sa croissance (il grandit). Il
réunit des données sur la taille de ses camarades et indique sur un
graphique les changements de taille sur une période donnée. Il signale
aussi les différences entre garçons et filles, ainsi que d’autres
changements du corps. (301-8)
Fascicule de l’élève
Le corps en action
(204-1)
Guide Leçon 1,
FE
1,
p. 19-24
p. 4-5
Journal
• Je me demande comment mon corps grandit. Je voudrais
particulièrement savoir ... (204-1) Nota : Il est essentiel que ce que dit
l’élève reste confidentiel.
Papier-crayon
• L’élève fait de la recherche sur l’évolution du corps, de la naissance à la
puberté. Il présente ses résultats dans le tableau ci-dessous. (301-8)
Des questions pourraient être posées
pour présenter toute leçon.
Le corps change
Changement
Début
Jusqu’à quand
Je grandis
naissance
variable; jusque vers
l’âge de 17 ans
Apparition des dents
de lait
autour de 6 mois
variable; courte durée
(environ 3 ans)
:
:
(301-8)
Guide Leçon 1,
FE
1,
p. 19-24
p. 4-5
(302-4)
Guide Leçon 15,
FE
15,
p. 131-141
p. 58-63
Présentation
• L’élève réunit sur une affiche des photos ou des dessins de personnes à
différents stades de la vie (bébé, enfant, adolescent, jeune adulte, adulte
d’âge moyen, personne âgée) et décrit ce qui se produit à chaque stade.
(301-8)
103
L’appareil digestif et les organes excréteurs
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
• décrire la structure et la
fonction des principaux
organes du système digestif
(302-5a)
• mener à bien des
procédures pour étudier
comment la salive
artificielle peut déclencher
le processus de digestion en
transformant des substances
comme l’amidon en sucres
simples, et enregistrer les
observations au moyen de
phrases rédigées ou de
tableaux (205-1, 205-7)
Le système digestif (de son vrai nom « appareil digestif ») a pour rôle
d’alimenter les fonctions du corps, et les élèves découvriront son
fonctionnement. Les organes principaux de l’appareil digestif sont les dents,
la langue, l’œsophage, l’estomac, l’intestin grêle et le gros intestin. Il est
conseillé de montrer le plus possible comment se font la digestion et
l’excrétion, car cela rendra l’unité vivante, intéressante et pertinente. Cette
étude peut être faite à l’aide de logiciels ou bien de documentation
imprimée ou électronique.
Cette étude commencera par la découverte de l’effet de salive simulée
(amylase) sur de l’amidon. On se servira d’iode comme indicateur. En effet,
en présence d’amidon, l’iode vire au bleu foncé. Attention : l’iode est
toxique. Les élèves mélangeront un biscuit soda à de l’eau dans un gobelet
en carton et ajouteront une goutte de solution d’iode. La couleur bleu foncé
du mélange indique qu’il y a de l’amidon dans le mélange. Les élèves
ajouteront alors de la salive simulée (solution d’amylase qu’on peut se
procurer dans les catalogues de sciences ou dans les magasins de produits
naturels) au mélange et verront le bleu foncé disparaître, car la salive simulée
dégrade l’amidon en sucres simples. Attention : pour éviter la propagation
des germes porteurs de maladies, utiliser de l’amylase et non de la salive
réelle.
fonction des organes
principaux du système
excréteur (302-5b)
Lors d’une discussion en classe, les élèves proposent des explications au rôle
des dents dans la digestion et formulent leurs explications sous forme de
questions vérifiables. Ils pourraient prétendre qu’une bonne mastication des
aliments accélère la digestion. Exemple de question vérifiable : « Est-ce que
les petits morceaux se digèrent plus vite que les gros morceaux? » Pour le
savoir, les élèves refont l’expérience de la salive simulée. Dans un gobelet en
carton, il mettent un biscuit soda entier, et dans l’autre un biscuit émietté
pour simuler l’action des dents. Ils voient alors combien de temps il faut
pour que la couleur bleue disparaisse.
• décrire des exemples de
produits et de technologies
qui ont été crées pour
répondre à un besoin relatif
à l’élimination, au contrôle
et au confinement des
excréments (107-8)
Les élèves étudient ensuite le rôle des organes excréteurs, soit débarrasser le
corps des matières inutiles et nocives. Ce sont les reins, la vessie, les uretères
et l’urètre, ainsi que la peau et les poumons. Les organes excréteurs
débarrassent le corps des matières toxiques dont il n’a plus besoin. Les
déchets sont transportés par le sang jusqu’aux reins, puis sont envoyés à la
vessie par les uretères et évacués par l’urètre. Les poumons sont aussi des
organes excréteurs, puisqu’ils évacuent les gaz dont le corps n’a pas besoin.
La peau est aussi un organe excréteur, car de nombreuses substances
chimiques sont éliminées par la transpiration. Les élèves savent, d’après leur
propre expérience en éducation physique, que l’activité physique fait
transpirer.
Les élèves réfléchiront aux produits et appareils qui ont été conçus pour
éliminer, maîtriser ou recevoir les excréments et autres déchets du corps
(p. ex. couches, papier hygiénique, toilette à chasse d’eau, déodorants).
104
L’appareil digestif et les organes excréteurs
Ressources
Rendement
• L’élève note ses observations dans le tableau ci-dessous. L'enseignant
pose la question « Pourquoi penses-tu qu’il a fallu plus de temps à la
couleur pour virer dans un cas que dans l’autre? » (205-1, 205-7)
(302-5a)
Guide Leçon
FE
Guide Leçon
FE
4,
4,
5,
5,
p. 45-51
p. 14-17
p. 53-59
p. 18-21
La digestion commence!
Opération
Observations
Temps mis pour
changement de
couleur
biscuit soda entier +
eau
biscuit soda entier +
eau et amylase
biscuit soda émietté
+ eau
biscuit soda émietté
+ eau et amylase
Journal
• Mes reins me sont très utiles... (302-5b)
Papier-crayon
L’élève :
• fait un schéma de l’appareil digestif, ou en nomme les organes, (dents,
langue, œsophage, estomac, intestin grêle, gros intestin) et s’en sert
pour illustrer sa réponse. (302-5a)
• fait un schéma des organes excréteurs (reins, vessie, uretères, urètre,
peau et poumons), ou nomme ces organes, et s’en sert pour illustrer sa
réponse. (302-5b)
(205-1)
Guide
FE
Guide
FE
Guide
FE
Guide
FE
Guide
FE
Leçon 4,
4,
Leçon 6,
6,
Leçon 7,
7,
Leçon 8,
8,
Leçon 13,
13,
p. 45-51
p. 14-17
p. 61-68
p. 22-25
p. 69-76
p. 26-29
p. 77-81
p. 30-31
p. 113-122
p. 50-53
(205-7)
Guide Leçon 4,
FE
4,
p. 45-51
p. 14-17
(302-5b)
Guide Leçon 9,
FE
9,
p. 83-87
p. 34-37
(107-8)
Guide Leçon 9,
FE
9,
p. 83-87
p. 34-37
Entrevue
• Pourquoi avons-nous besoin de manger? (302-5a)
• Combien de produits et d’appareils connais-tu qui réduisent ou
éliminent les substances évacuées par les organes excréteurs? (107-8)
105
L’appareil respiratoire et l’appareil circulatoire
Résultats
d’apprentissage
Élaboration - Stratégies d’apprentissage et d’enseignement
fonction des organes
principaux du système
respiratoire (302-5c)
organes du système
circulatoire (302-5d)
• suggérer des questions sur
les facteurs qui influent sur
la respiration et le rythme
cardiaque, et reformuler ces
questions permettant une
mise à l’épruve (204-1,
204-2)
• suivre une méthode
permettant d’étudier les
facteurs influant sur la
respiration et le rythme
cardiaque, en s’assurant de
contrôler les variables, et
compiler et présenter les
données recueillies au cours
de ces recherches sous la
forme d’un graphique (2051, 206-2)
• démontrer et décrire les
méthodes scientifiques
utilisées pour étudier les
facteurs influant sur la
respiration et le rythme
cardiaque (104-2)
106
Les élèves chercheront à découvrir les structures et les fonctions des organes
principaux du système respiratoire (normalement appelé
« l’appareil respiratoire »), soit : nez, trachée, poumons et diaphragme. Les
élèves auront accès à une foule d’ouvrages de référence (livres, sources
électroniques, logiciels) pour cette étude.
Les élèves chercheront à découvrir les structures et les fonctions des organes
principaux du système respiratoire (normalement appelé
« l’appareil circulatoire »), soit le cœur et les vaisseaux sanguins (artères,
veines, capillaires, sang). Les élèves auront accès à une foule d’ouvrages de
référence (livres, sources électroniques, logiciels) pour cette étude.
Pour comprendre l’appareil circulatoire et l’appareil respiratoire, les élèves
étudieront le pouls et le rythme cardiaque. Ils poseront des questions sur les
facteurs qu’ils veulent étudier et concevront des expériences pertinentes. Dans
le cadre de leur investigation, les élèves pourraient voir l’effet qu’a l’exercice
sur le pouls et le rythme respiratoire, ce qui leur donnerait une excellente
occasion de contrôler les variables et de recueillir des résultats, qu’ils
présenteront. Attention : si certains élèves ont des problèmes de santé (p.
ex. asthme), l’enseignant doit veiller à ce qu’ils ne se fatiguent pas trop.
Cette étude pourrait être reliée à la section sur les organes excréteurs qui a été
étudiée précédemment. Les élèves remarqueront peut-être que l’intensité de
l’activité fait augmenter la transpiration.
Pour mesurer le pouls et le rythme respiratoire, les élèves peuvent utiliser un
chronomètre, un spiromètre ou une interface ordinateur (avec capteur).
Pour mesurer leur capacité pulmonaire, les élèves soufflent dans un tuyau en
plastique relié à un bocal plein d’eau, inversé et partiellement submergé dans une
cuvette d’eau pour em pêcher l’eau de s’éch apper. L’air expiré pa r l'élève déplace
l’eau qui se trouvait dans le bocal, et on peut mesurer la quantité d’eau déplacée.
Autre possibilité : les élèves soufflent dans un ballon et comparent l’augmentation
de circonférence des ballons qu’ils obtiennent en soufflant une seule fois. Le
prob lème est que certains b allons sont plus élastiques que d ’autres et qu’ils
peuvent devenir plus élastiques avec le temps. Les élèves pourraient aussi souffler
sur un objet léger placé sur une table et voir de quelle distance l’objet se déplace.
Les élèves penseront peut-être à d’autres m éthodes. Il leur sera peut-être possible
d’em prun ter un sp iromètre à l’Association pulm onaire ou au laboratoire de l’école
secondaire.
Les élèves doivent comprendre le processus scientifique sur lequel reposent leurs
investigations. Ils viennent de procéder à une « mise à l’essai juste », c’est-à-dire à
un test valable, dans lequel certaines variables étaient contrôlées et d’autres
mesurées. Les élèves auront découvert ce qu’est un test valable et ils devraient être
capables de dire si un test est valable ou non. Ils doivent s’assurer que toutes les
variables sont contrôlées, sauf celle qui est mesurée. Les élèves ont fait l’expérience
du concep t des variables; il est temps de leur faire connaître le terme « variable ».
L’appareil respiratoire et l’appareil circulatoire
Ressources
Rendement
• Travaillant avec un partenaire, l’élève prend son pouls pendant 15
secondes et compte combien de fois il respire en deux minutes et il
inscrit les résultats dans le tableau. Il fait ensuite un peu d’exercice
physique (court sur place, saute à la corde, fait quelques tractions, etc.)
et recompte ses pulsations et son rythme respiratoire. (Nota :
substituer d’autres méthodes selon les facteurs à mesurer.) L'élève
présente ses résultats sous forme de graphique à barres. (204-1, 204-2,
205-1, 206-2)
(302-5c)
Guide Leçon
FE
Guide Leçon
FE
Essai
Pouls
(avant)
Pouls
(après)
Respiration
(avant)
Respiration
(après)
Personne 1
Essai 1
6,
6,
8,
8,
p. 61-68
p. 22-25
p. 60-64
p. 30-33
(302-5d)
Guide Leçon 7,
FE
7,
p. 69-76
p. 26-29
(204-2)
Guide Leçon 6,
FE
6,
p. 61-68
p. 22-25
Personne 1
Essai 2
Personne 2
Essai 1
:
:
(205-1, 206-2)
Plusieurs références dans l’unité
Journal
• L’élève imagine qu’il voyage dans l’appareil circulatoire à bord d’une
capsule. Il décrit les organes par lesquels il passe (après avoir quitté le
cœur, où il reviendra). (302-5d)
Entrevue
• Cite quelques variables qui doivent être contrôlées pour que la mesure
du pouls et du rythme respiratoire soient valables? (104-2) Si nous
n’avions pas de diaphragme, pourrions-nous respirer? Pourquoi?
(302-5c)
(104-2)
Guide Leçon 6,
FE
6,
Guide Leçon 8,
FE
8,
p. 61-68
p. 22-25
p. 77-81
p. 30-33
Présentation
• L'élève construit un modèle fonctionnel de l’appareil respiratoire à
l’aide d’objets domestiques. (302-5c)
107
Le squelette, les muscles et le système nerveux
Résultats
d’apprentissage
organes du système nerveux
(302-5e)
Les élèves chercheront à découvrir les structures et les fonctions des
organes principaux du système nerveux, soit le cerveau, la colonne
vertébrale et les nerfs. Les élèves auront accès à une foule d’ouvrages de
référence (livres, sources électroniques, logiciels) pour cette étude.
• démontrer comment les
systèmes squelettique,
musculaire et nerveux,
fonctionnent ensemble
pour produire le
mouvement (302-6)
Les élèves construisent un modèle du « système squelettique », soit le
squelette et les muscles squelettiques, qui montre comment les
mouvements sont assurés par les muscles, mais aussi que le système
nerveux est le poste de commandement de tous les mouvements.
L'enseignant pourrait montrer aux élèves – sur des pattes, des cuisses ou
des ailes de poulet – un muscle entier, un tendon, un ligament et un os,
et il pourrait écarter le tissu musculaire pour montrer les os en-dessous.
Les élèves comparent les os de l’aile de poulet à ceux de la main et du
bras humain et font remarquer les différences. L'enseignant pourrait
emprunter des radiographies à l’hôpital et les montrer aux élèves.
Attention : l'enseignant doit faire cuire et bien essuyer les morceaux de
poulet avant de les apporter en classe.
• suivre une méthode pour
étudier le temps de réponse,
et trouver et avancer des
explications qui peuvent
expliquer les constantes et
les écarts existant au niveau
des données recueillies
(205-1, 206-3)
Les élèves font des activités pour mesurer le temps de réaction, par
exemple : un élève fait tomber un objet long (crayon ou mètre rigide) et
mesure à quelle distance un autre élève, dont le bras est stationnaire,
attrape l’objet. Les élèves prendront en note, analyseront et exprimeront
sous forme de graphique les résultats obtenus. Plus l’objet couvre de
distance, plus le temps de réaction est lent. Cette activité permet de
montrer que l’élève n’attrape pas l’objet au même endroit à chaque fois,
car la vigilance et le temps de réaction varient. Il faudra donc répéter
l’exercice plusieurs fois et faire une moyenne. On pourra à ce moment
faire le lien avec le résultat d’apprentissage de mathématiques sur la
moyenne.
• décrire diverses
technologies médicales,
comme les appareils de
rééducation ou les membres
artificiels, qui ont découlé
de l’étude du mouvement
du corps (106-4)
Les élèves étudieront l’évolution des membres artificiels au cours des ans
et remarqueront les progrès réalisés. Ils pourront aussi faire de la
recherche sur les différents appareils d’exercice qui ont été conçus pour
développer la force et l’endurance. Ceci favorisera l’apparition d’attitudes
positives sur le rôle et la contribution des sciences et de la technologie au
monde qui les entoure. Les élèves pourront se renseigner auprès de
centres de réadaptation ou de fabricants de prothèses.
108
Le squelette, les muscles et le système nerveux
Ressources
Rendement
• L’élève conçoit une expérience permettant de tester le temps de
réaction ou l’activité musculaire pendant l’effort physique. Il compare
et analyse les résultats obtenus et les exprime sous forme de graphique.
(205-1, 206-3)
(302-5e)
Guide Leçon
FE
Guide Leçon
FE
12,
12,
13,
13,
p. 105-111
p. 46-49
p. 113-122
p. 50-53
(302-6)
Guide Leçon
FE
Guide Leçon
FE
Guide Leçon
FE
11,
11,
12,
12,
13,
13,
p. 97-103
p. 42-45
p. 105-111
p. 46-49
p. 113-122
p. 50-53
Papier-crayon
L’élève :
• écrit une chanson ou un poème sur l’interconnexion des parties du
squelette. (302-6)
• fait un rapport sur l’évolution de diverses technologies à partir de
l’étude des mouvements du corps. (106-4)
Entrevue
• Pourquoi certaines personnes sont-elles paralysées à la suite d’un
accident? (302-5e)
Présentation
• L’élève construit un modèle de bras et montre comment le squelette,
les muscles et le système nerveux ont des effets complémentaires. Il
rédige des notes pour une présentation orale pour expliquer comment
ces trois systèmes s'allient pour effectuer un mouvement. Après avoir
montré son modèle et ses notes à l’enseignant, l’élève pourra emporter
le modèle chez lui et refaire sa présentation devant un membre de la
famille ou un voisin, à qui il demandera d’évaluer sa présentation.
(302-5e, 302-6)
(205-1, 206-3)
Plusieurs références dans l’unité.
(106-4)
Guide Leçon 10, p. 89-95
FE
10, p. 38-41
109
Les systèmes du corps
Résultats
d’apprentissage
• choisir et utiliser des outils
pour construire des modèles
d’organes ou de systèmes
corporels (205-2)
• soulever des problèmes et
travailler en collaboration
avec d’autres élèves pour
affiner la conception de son
modèle d’un organe ou
d’un système (207-5)
Les élèves construisent un modèle, ou en utilise un déjà fait, des
différents systèmes, appareils et organes, ce qui les aidera à identifier les
organes et à indiquer la fonction de chacun. Ils indiqueront le nom de
chaque partie de l’appareil ou du système. Il n’est pas impératif que le
modèle soit fonctionnel. À l’aide de tuyaux de diamètres différents, ils
illustrent comment le diamètre du tuyau (veine) influe sur le débit de
l’eau (du sang). Ils construisent un modèle et, à l’aide de pompes à
bicyclette, ils montrent comment l’eau passe d’une chambre à l’autre.
Ces deux derniers modèles ne ressembleront peut-être pas à un cœur,
mais ils montreront le fonctionnement des parties de l’appareil
circulatoire.
Autres possibilités : fabriquer un modèle de l’appareil respiratoire à l’aide
d’une bouteille en plastique transparent et d’un ballon. Pour simuler
l’effet du diaphragme, les élèves appuient sur la bouteille et observent ce
qui arrive au ballon. L'enseignant pourrait faire une démonstration du
fonctionnement de l’appareil digestif à l’aide d’une solution diluée
d’acide chlorhydrique pour simuler l’acide de l’estomac. Cette solution
d’acide est placée dans une bouteille transparente, on y ajoute des
aliments et on observe la réaction. On simule les intestins avec des bas
nylon. À l’aide de modèles, l'enseignant montre le fonctionnement
conjugué des muscles et des os. L'enseignant pourrait se procurer des
spécimens de boucherie (cœur de bœuf ou de poulet, squelette de poulet)
et les montrer aux élèves.
• énumérer des Canadiennes
et des Canadiens qui ont
contribué au
développement de la
science et de la technologie
liées aux systèmes et aux
organes du corps, ainsi qu’à
la santé (107-12)
110
Les élèves font un exposé sur une personne de la région (médecin,
inventeur ou scientifique, homme ou femme, de n’importe quel milieu
ethnique) qui travaille dans le domaine de la médecine. Ils peuvent
choisir un chercheur d’une université de la région. De nombreux
Canadiens sont devenus célèbres : Wilfred Bigelow, qui a inventé le
stimulateur cardiaque; Banting et Best, qui, ensemble, ont découvert
l’insuline, Ray Chu-Jeng Chiu, pionnier d’une technique chirurgicale
pour patients souffrant d’insuffisance cardiaque, D. Harold Copp, qui a
découvert un traitement efficace de l’ostéoporose (maladie des os), Phil
Gold, qui a mis au point le premier test de dépistage de certains types de
cancer et Maude Abbott, auteure d’une classification des maladies
cardiaques.
Les systèmes du corps
Ressources
Papier-crayon
• L’élève choisit un des Canadiens étudiés dans cette unité et explique
en un paragraphe comment cette personne a contribué à la santé de
l’humanité ou bien à notre compréhension des organes et
appareils/systèmes. (107-12)
(205-2)
(207-5)
Entrevue
• Décris comment l’appareil respiratoire et l’appareil circulatoire
s’allient pour apporter de l’oxygène à ton corps. (302-4)
• Décris comment l’appareil digestif et les organes excréteurs s’allient
pour que les aliments que tu manges soient transformés comme il
faut. (302-4)
Présentation
• L’élève fabrique un modèle d’un des organes étudiés dans l’unité. Il
peut ressembler à l’organe ou montrer tout simplement comment cet
organe fonctionne. Les élèves peuvent travailler en petits
groupes.(205-2)
Observation informelle/formelle
• Pendant l’activité de conception de modèles, l’enseignant observe les
élèves travaillant en groupes et leur aptitude à résoudre des problèmes
afin d’améliorer le modèle. (207-5)
(107-12)
Guide Leçon 5,
FE
5,
p. 53-59
p. 18-21
111
Comment rester en bonne santé
Résultats
d’apprentissage
• décrire les défenses que le
corps bâtit pour se protéger
des infections (302-8)
• décrire le rôle de la peau
(302-7)
• décrire des éléments
nutritifs et d’autres
éléments indispensables au
maintien d’un corps en
bonne santé (302-9)
• évaluer l’utilité de sources
d’information diverses pour
répondre aux questions sur
la santé et sur le régime
alimentaire (206-4)
• décrire des possibilités de
programmes de sport et de
santé qui lui sont offertes
dans sa communauté et
dans sa région (107-5)
• décrire et comparer les
techniques auxquelles ont
recours des personnes de sa
communauté ou de sa
région pour subvenir à ses
besoins en matière de santé
(107-2)
112
Cette section pourrait elle aussi être intégrée aux résultats d'apprentissage
de la section santé et vie familiale.
Les élèves feront de la recherche sur les mécanismes naturels de défense
du corps humain contre les maladies (larmes, salive, peau, certains
globules sanguins, secrétions gastriques) et en discuteront. Les élèves ne
se rendent peut-être pas compte du nombre de germes avec lesquels ils
sont en contact en une seule journée. Il serait donc souhaitable qu’ils
fassent de la recherche sur les différents modes de propagation des
germes. Ils apprendront comment leur propre corps se défend contre les
bactéries, les virus et les germes et se compareront à des personnes dont
le système immunitaire ne fonctionne pas bien. Ils comprendront alors
que lorsque notre système fonctionne bien, nous le tenons pour acquis.
Pour savoir comment rester en bonne santé physique, les élèves liront le
Guide alimentaire canadien pour manger sainement.
Les élèves exploreront, par des discussions, comment le mode de vie
influe sur la santé. Ils réfléchiront à l’influence qu’a la publicité « mode
de vie » sur les choix qu’ils font en matière de nutrition, de bonne forme
physique et d’autres soins de santé. Ils choisiront une annonce
publicitaire ou un article de magazine et en discuteront. Ceci conduira à
d’importantes discussions sur ce qu’est un mode de vie sain et sur le
choix de bons modèles de comportement.
L'enseignant pourra organiser une excursion dans un centre de
conditionnement physique ou bien inviter un spécialiste à venir parler
aux élèves.
Par la recherche, grâce à des excursions ou aux informations données par
des spécialistes invités, ou encore en consultant le professeur d’éducation
physique de l’école, les élèves exploreront ce que les gens de leur localité
font pour se mettre et rester en forme.
Comment rester en bonne santé
Ressources
Journal
• L'élève répond à une question du genre « Peux-tu me citer certains des
aliments que tu manges qui sont nutritifs? » (302-9)
(302-8)
FE
14, p. 54-57
Papier-crayon
• L'élève fait un exposé sur un programme de santé ou de
conditionnement physique de sa région. Il décrit en quoi consiste le
programme et à qui il s’adresse. (107-5)
(302-7)
FE
10, p. 38-41
Entrevue
• Quelles stratégies les gens de notre localité utilisent-ils pour rester en
bonne santé. (107-2)
Présentation
• L'élève fait de la recherche sur un des sujets suivants afin de connaître
ses effets sur le développement de son corps : tabac, alcool, stéroïdes,
marijuana, salons de bronzage, malbouffe (aliments sans valeur
nutritive). (302-9, 206-4)
(302-9)
Plusieurs références dans l’unité
(107-5)
FE
11, p. 42-45
L’enseignant / l’élève auront à
identifier d’exemples de la
communauté.
(107-2)
FE
3, p. 10-13
L’enseignant / l’élève auront à
identifier d’exemples de la
communauté.
113
Comment rester en bonne santé (suite)
Résultats
d’apprentissage
techniques médicales qui
ont été élaborées par
d’autres cultures, présentes
et passées, et qui ont
contribué au
développement de
connaissances destinées à
maintenir le corps humain
en bonne santé (105-2,
107-14, 106-2)
Les élèves font de la recherche sur des techniques médicales inventées par
d’autres cultures, dans le passé ou à notre époque, par exemple
l’acupuncture (Chine), les sueries (Amérindiens) la chiropratique
(diverses cultures), les saunas, les bains tourbillons et les plantes
médicinales; ils découvriront d’où vient la technique en question et
comment elle prévient ou guérit les maladies. Les élèves choisissent une
culture et font de la recherche sur ses pratiques et techniques médicales
traditionnelles.
La médecine a évolué au fil du temps. Les élèves ne savent peut-être pas
d’où viennent certains médicaments et certaines techniques médicales. Ils
feront de la recherche sur la médecine, les médecins, les herbes
médicinales et montreront comment, dans certains cas, les techniques
médicales et les médicaments sont tirés de remèdes anciens. Les élèves
pourraient étudier ce qui s’est produit dans la forêt dense où les coupes à
blanc ont fait disparaître certaines espèces de plantes et d’animaux
exotiques qui avaient des propriétés médicales importantes. Jadis, les
médecins faisaient ingérer à leurs patients une pierre précieuse moulue; si
(ou quand) le patient mourait, on disait que la pierre précieuse n’était
pas pure ou que le patient n’en avait pas pris assez. On ne le fait plus de
nos jours.
L’enseignant fait participer les élèves à une séance de yoga, de tai chi, ou
de chi quong.
Attention : L’enseignant doit tenir compte des limitations physiques
des élèves.
114
Comment rester en bonne santé (suite)
Ressources
Présentation
• L’élève prépare un sketch, une vidéo ou une chanson sur l’importance,
pour le maintien de la santé, du fonctionnement harmonieux de tous
les organes. (302-4)
(105-2, 107-14, 106-2)
FE
7, p. 54-57
Portfolio
• L’élève choisit un travail de cette unité pour son portfolio. Il remplit
une autoévaluation.
Entrevue
• L’élève fait l’entrevue d’un professionnel de la santé et lui demande ce
qui a changé dans les soins de santé de diverses cultures. (105-2)
Journal
• Je m’intéresse à une technique médicale/culturelle ... parce que….
115
116
SCIENCES PHYSIQUES : LES PROPRIÉTÉS ET LES CHANGEMENTS DE SUBSTANCE
5e année
Sciences physiques:
Les propriétés et les changements de
substance
117
Introduction
Les matières et substances qui nous entourent ont des propriétés
importantes pour leur utilisation. En étudiant les substances utilisées
dans diverses applications, les élèves prendront conscience de
propriétés comme la solubilité, la dureté et la flottabilité. Ils
apprendront aussi comment on tire parti de ces propriétés à des fins
bien précises et comment une réaction chimique transforme ces
substances et leur donne de nouvelles propriétés.
Orientation et
contenu
Cette unité repose sur la recherche scientifique et l’investigation. Il
faudra donc encourager les élèves à explorer toute une gamme de
changements physiques et chimiques, à chercher à savoir comment
séparer des mélanges et à examiner de près la composition d’objets qui
les entourent. L'enseignant pourrait choisir le contexte de la chimie
domestique, car beaucoup de changements physiques et chimiques se
produisent pendant que nous mangeons, que nous faisons de la
pâtisserie, que nous nettoyons et que nous réparons ou rénovons la
maison. Les élèves doivent donc faire le rapprochement entre ce qu’ils
apprennent dans cette unité et les tâches domestiques; ils doivent aussi
chercher à comprendre les changements qui se produisent ainsi qu’à
savoir d’où viennent les substances et objets.
Liens avec le
programme de
sciences
Les matières et leurs propriétés ont été abordées au primaire. Les
résultats d'apprentissage portent sur les matières, la flottabilité et les
changements physiques et chimiques; les élèves appliqueront les
connaissances qu’ils ont acquises dans des unités antérieures pour bâtir
des structures. Les concepts de changements physiques et chimiques
sont développés dans cette unité, ce qui préparera les élèves aux unités
Mélanges et solutions, Fluides et atomes et éléments dans le
programme de sciences intermédiaire.
118
STSE
Habiletés
Connaissances
technologie
104-5 décrire comment les
résultats de recherches semblables
et répétées peuvent varier et
proposer des explications
possibles pour des variations
104-7 démontrer l’importance
d’utiliser les langages des sciences
et de la technologie pour
communiquer des idées, des
démarches et des résultats
planification
204-5 identifier et contrôler les
variables prédominantes dans ses
recherches
204-7 planifier un ensemble
d’étapes à suivre pour résoudre
un problème pratique et pour
une mise à l’épreuve juste d’une
idée liée aux sciences
300-10 identifier des propriétés
telles que la texture, la dureté, la
flexibilité, la robustesse, la
flottabilité et la solubilité qui
permettent aux objets et aux
substances d’être distingués les
uns des autres
300-9 regrouper des objets et des
substances en tant que solide,
liquide ou gaz, selon leurs
propriétés
301-9 identifier des changements
qui peuvent être apportés à un
objet sans que l’on change les
propriétés des substances dont est
fait l’objet
301-10 identifier et décrire
certains changements apportés à
des objets et des substances, qui
sont réversibles et certains qui ne
le sont pas
301-12 décrire des exemples
d’interactions entre des
substances qui résultent en la
production d’un gaz
301-11 décrire des changements
qui surviennent aux propriétés
des substances lorsque ces
substances interagissent
300-12 identifier la source des
substances retrouvées dans un
objet et décrire les changements
qui ont dû être apportés à ces
substances pour le fabriquer
300-11 établir des liens entre la
masse d’un objet entier et la
somme des masses de ses parties
Contextes social et
environnemental des sciences et
de la technologie
technologies qui ont été
développées pour améliorer ses
conditions de vie
données
205-3 suivre une série de
procédures données
205-5 faire des observations et
recueillir des données qui sont
pertinentes à une question ou un
problème donnée
205-8 identifier et utiliser
diverses sources et technologies
pour recueillir des
renseignements pertinents
206-1 classifier en fonction de
plusieurs attributs et créer un
tableau ou un diagramme qui
illustre la méthode de
classification
206-2 compiler et afficher des
ordinateur, sous différents
formats, y compris des calculs de
fréquence, des tableaux et des
histogrammes
Communication et travail
d’équipe
207-3 travailler avec des
membres de l’équipe pour mettre
au point et réaliser un plan
119
Propriétés des objets et des substances
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
• reconnaître des propriétés
qui permettent de
distinguer les matériaux les
uns des autres (104-7,
300-10)
• classer les matériaux selon
qu’ils sont solides, liquides
ou gazeux, et d’illustrer
cette classification dans un
tableau indiquant leurs
propriétés (206-1, 300-9)
Dans cette section, les élèves détermineront et décriront les propriétés de
divers objets et substances.
Ils exploreront un grand nombre d’objets et de substances (solides,
liquides et gaz) et décriront les caractéristiques qui les distinguent des
autres. Les élèves exploreront les propriétés des solides (couleur, dureté,
coulabilité, flottabilité, odeur, solubilité, magnétisme) et des liquides
(couleur, odeur, viscosité, solubilité dans l’eau, flottabilité, tension
superficielle). Exemples de solides que les élèves peuvent étudier : solides
en poudre ou granulés (sucre, sel, bicarbonate de soude) et objets comme
crayons, tasses ou pièces de monnaie. Exemples de liquides : eau, huile
végétale, savon liquide, mélasse ou vinaigre. Pour étudier les propriétés
des gaz, on prendra des ballons, des bocaux ou des bulles d’air, ou bien
on étudiera des réactions qui dégagent des gaz, par exemple un mélange
de vinaigre et de bicarbonate de soude.
Attention : Toute expérience qui dégage un gaz doit être faite dans un
contenant ouvert à l’air. Si on la faisait dans un bocal fermé, le bocal
pourrait exploser.
Les élèves font du remue-méninges pour trouver les propriétés des
solides, des liquides et des gaz. Les élèves classifient les objets et les
substances en fonction de leurs propriétés distinctives, soit :
S les solides ont une forme déterminée et un volume déterminé
S les liquides ont un volume déterminé mais pas de forme déterminée
S les gaz n’ont ni forme ni volume déterminé
L’enseignant peut aider les élèves par une démonstration de certaines
propriétés des substances (il fait tourner un liquide dans un récipient
pour montrer qu’il ne garde pas sa forme) et en ouvrant la discussion par
des questions comme : « Est-ce qu’on peut comprimer un liquide ou un
solide? »
120
Propriétés des objets et des substances
Ressources
Rendement
• Les élèves explorent les caractéristiques, ou les propriétés de solides et
de liquides, et ils notent ce qu’ils ont observé dans le tableau cidessous. (On peut faire un tableau semblable pour les liquides.)
(104-7, 300-10)
Matière à changement
Propriétés des solides
Propriété
couleur
apparence une
fois grossi
sel
sucre
...
blanc
cristaux
minuscules
(l’élève peut
joindre un
dessin)
:
:
(104-7, 300-10)
Guide
Leçon 3,
FE
3,
Guide
Leçon 4,
FE
4,
Guide
Leçon 6,
FE
6,
p. 33-40
p. 10-11
p. 41-50
p. 12-15
p. 61-68
p. 20-21
(206-1, 300-9)
Guide
Leçon
FE
Guide
Leçon
FE
p. 17-22
p. 4-5
p. 23-32
p. 6-9
1,
1,
2,
2,
L’élève fait des essais pour savoir si les substances ci-dessous sont
solubles. Il note ses résultats dans un tableau (104-7, 300-10)
Substances : sel, sucre, bicarbonate de soude, poivre, levure chimique.
Entrevue
• Comment sais-tu si quelque chose est un liquide? Donne-moi
quelques propriétés des liquides. Compare-les à celles des solides.
(206-1, 300-9)
Présentation
• L'élève produit une vidéo ou un collage d’images illustrant les
propriétés des solides, des liquides et des gaz. (206-1, 300-9)
121
Changements physiques
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
• observer et reconnaître les
modifications physiques
qui se produisent au niveau
de la taille ou de la forme
des matériaux composant
un objet, sans toutefois
créer de nouveaux
matériaux (301-9, 205-5)
Dans cette partie de l’unité, les élèves se renseigneront sur les
changements physiques, c’est-à-dire les phénomènes qui changent
l’apparence, le toucher, la texture, la résistance d’un objet, mais qui ne le
transforme pas en quelque chose de totalement différent. Par exemple,
couper du bois entraîne un changement physique, mais brûler du bois est
un changement chimique.
• identifier et décrire des
changements physiques
réversibles, et des
irréversibles (301-10)
Les élèves exploreront les changements physiques de toute une gamme de
substances, ainsi que leurs changements de propriétés, par exemple pour
répondre aux questions « Est-ce que la forme d’un objet (pâte à modeler,
papier d’aluminium) change sa flottabilité? » ou « Est-ce que la
température d’une substance change sa malléabilité? »
L'enseignant et les élèves doivent comprendre que les changements
physiques sont parfois évidents, mais pas toujours. Par exemple, si on
pétrit du mastic, si on casse un morceau de bois, si on plie un papier ou
si on taille un crayon, il est évident qu’un changement physique s’est
produit mais le papier ou le crayon n’est pas transformé en autre chose.
Par contre, les changements d’état que constituent l’ébullition ou le gel
de l’eau, ou encore la dissolution d’une substance dans l’eau, ne sont
manifestement pas des changements physiques puisque, dans ces cas, on
obtient des substances qui ont des propriétés différentes.
Certains changements physiques sont réversibles (p. ex. ébullition de
l’eau), mais d’autres ne le sont pas (poncer le bois et le transformer en
sciure). L'enseignant doit se garder d’utiliser la réversibilité comme
caractéristique distinctive des changements physiques, car il y a aussi
beaucoup de changements chimiques qui sont réversibles (le papier de
tournesol passe du rose au bleu, puis de nouveau au rose) et que certains
changements réversibles sont chimiques et non physiques (changement
de couleur du papier).
122
Changements physiques
Ressources
Rendement
• En groupes, les élèves conçoivent une expérience permettant de
mesurer à quel point la température influe sur la vitesse d’écoulement
de l’eau, de la mélasse, du sirop de maïs ou du lait. Ils doivent
identifier et contrôler les variables; ils doivent aussi faire part de leurs
résultats à leurs camarades. Ils exprimeront les résultats de la classe
sous forme de graphique et en tireront des conclusions. Attention :
ne pas chauffer à plus de 20 /C. (301-9, 205-5)
(104-7, 300-10)
Guide
Leçon 2,
FE
2,
Guide
Leçon 5,
FE
5,
Guide
Leçon 8,
FE
8,
p. 23-32
p. 6-9
p. 51-60
p. 16-19
p. 77-86
p. 26-29
(104-7, 300-10)
Guide
Leçon 6,
FE
6,
Guide
Leçon 8,
FE
8,
Guide
Leçon 10,
FE
10,
p. 61-68
p. 20-21
p. 77-86
p. 26-29
p.93-100
p. 34-37
Journal
• Certains changements physiques sont réversibles, mais d’autres ne le
sont pas. Par exemple… (301-10)
Papier-crayon
• L'élève note « physique » ou « chimique » à côté de chaque
changement de la liste ci-dessus et explique pourquoi. (301-9, 205-5)
Nota : Cette activité peut être faite après la section « Changements
chimiques ».
– froisser du papier
– verser de l’eau sur le sol
– frotter une allumette
– mélanger du vinaigre et du bicarbonate de soude
– faire bouillir de l’eau
– faire fondre un crayon en cire pour faire une bougie
123
Changements chimiques
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
• décrire des changements
chimiques, y compris ceux
qui découlent de la
production d’un gaz, qui se
produisent en cas
d’interaction entre divers
matériaux afin d’en créer
de nouveaux (301-11,
301-12)
• identifier et décrire des
réversibles, et des
irréversibles (301-10)
• travailler en équipe pour
élaborer ou mettre en
oeuvre un plan afin de
distinguer
systématiquement un
matériau en fonction de ses
propriétés chimiques
(204-7, 207-3, 204-5)
• recueillir et présenter des
informations afin d’exposer
les résultats de tests
chimiques effectués pour
distinguer les matériaux les
uns des autres (206-2)
124
Les élèves explorent les changements chimiques de différentes substances.
De nombreuses réactions chimiques se font avec des substances
domestiques : pomme qui noircit après avoir été pelée, vinaigre, ou
yoghourt, et bicarbonate de soude, lait et vinaigre.
À première vue, ces changements chimiques ne sont pas réversibles, mais
l'enseignant ne doit pas encourager cette impression. En effet, certains
réactions sont réversibles, tandis que d’autres ne le sont pas. Encourager
plutôt les élèves à réfléchir aux nouvelles substances qui sont formées par
la réaction.
Un indicateur est un produit chimique qui subit facilement une réaction
chimique réversible et qui, pendant la réaction, change de couleur. Les
élèves exploreront les réactions chimiques, à l’aide de papier de tournesol
qui vire au rose au contact de vinaigre, de jus de citron ou d’un autre
acide, et qui devient bleu au contact de bicarbonate de soude, de levure
chimique, d’un comprimé d’antiacide dissous dans l’eau ou d’une autre
base (alcali). Les élèves peuvent faire des indicateurs à l’aide de produits
naturels (framboises, bleuets, rhubarbe, chou rouge, thé fort, jus de
carottes ou de betterave) qu’ils mélangeront à de l’eau chaude (plus l’eau
se colore, mieux c’est). L'enseignant préférera peut-être préparer
lui-même certaines de ces solutions avec de l’eau bouillante, et les élèves
essaieront de faire virer la couleur de la solution au contact d’acides ou
de bases.
Lien avec l’unité de 5e année Les systèmes du corps humain : De
nombreuses réactions chimiques qui se produisent dans le corps humain
sont réversibles, par exemple, l’oxygène se mélange au sang dans les
poumons, puis il est relâché dans d’autres parties du corps, car le sang ne
peut se mélanger à l’oxygène de façon permanente.
Par contre, l’oxyde de carbone se mélange au sang, mais cette réaction
chimique n’est pas réversible et entraîne la mort par asphyxie si on en
absorbe trop.
Les élèves doivent trouver un moyen de distinguer une substance d’une
autre à partir de ses propriétés chimiques. Les élèves feront un tableau de
substances domestiques qui réagissent au contact d’autres (p. ex. la levure
chimique, le bicarbonate de soude et la craie, qui réagissent au contact de
vinaigre.)
Il faut alors donner aux élèves des échantillons anonymes de levure
chimique, de sel et de bicarbonate de soude. Les élèves détermineront
alors, d’après les réactions chimiques, de quoi il s’agit. N. B. : Bien
rappeler aux élèves qu’ils ne doivent pas goûter les produits chimiques.
Changements chimiques
Ressources
Rendement
• L’élève explore les changements chimiques que provoquent certains
produits chimiques approuvés. Il note dans un tableau ce qu’il a
observé. (301-12, 301-11, 301-10)
(301-12, 301-11)
Guide Leçon 11, p.101-110
FE
11, p. 38-41
• Après avoir rempli son tableau, l’élève refait les mêmes expériences
avec la substance inconnue (pour l’élève). Il doit essayer d’identifier la
substance. N. B. : L'enseignant devrait laisser certaines expériences au
choix des élèves. (204-7, 207-3, 204-5, 206-2)
(301-10)
FE
10, p. 34-37
(204-7, 207-3, 204-5)
FE
11, p. 38-41
(206-2)
FE
11, p. 38-41
125
Source et masse des matières qui composent les objets
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
• suivre un ensemble de
procédures pour établir le
rapport entre la masse d’un
objet entier et la somme
des masses de ses parties, et
de suggérer des explications
aux écarts dans les résultats
(104-5, 205-3, 300-11)
Les élèves utilisent une balance pour déterminer la masse d’un objet.
Les élèves doivent comprendre que la masse totale d’un objet est égale à
la somme de la masse de chacune de ses parties, p. ex. une banane dans
un bocal ou un trousse d’écolier pleine de crayons, stylos, gommes à
effacer, etc., ou encore du carton ou du tissu coupé en morceaux. La
somme des morceaux devrait peser à peu près autant que l’objet, mais il
peut y avoir une légère variation, due à un équilibrage imparfait de la
balance ou à une mauvaise lecture. L'enseignant pourrait demander :
Que se passe-t-il quand on brûle un papier? Qu’arrive-t-il à ses
caractéristiques chimiques et physiques? Peut-on mesurer les
changements de masse? L’exactitude est de rigueur dans cette activité. Les
élèves doivent mesurer de leur mieux. La masse d’un objet ne se crée ni se
perd, mais elle peut être transformée en composants plus petits qui ont
des propriétés chimiques et physiques différentes (principe de la
conservation de la masse).
biens manufacturés,
produits pour améliorer
nos conditions de vie
(107-8)
• identifier la source des
matériaux dont un objet est
composé, et d’avoir recours
à diverses sources et
technologies pour recueillir
l’information en vue de
décrire les modifications
que doivent subir les
matières premières pour
fabriquer l’objet (205-8,
300-12)
Les élèves feront de la recherche sur divers types de produits
manufacturés qui ont pour but d’améliorer les conditions de vie. Les
élèves doivent se concentrer sur la composition de ces produits (de quoi
ils sont faits) et sur la façon dont les matières ont été traitées.
Les élèves choisiront des matières de la vie quotidienne, par ex. nylon,
caoutchouc synthétique, latex, GortexMD , pellicule d’emballage
domestique. Veiller à ce que les élèves ne se perdent pas dans les détails
techniques de la fabrication et ne se contentent pas de copier des mots
dans une encyclopédie. Il suffit qu’ils sachent de quelle matière première
l’objet est tiré et qu’ils aient une idée générale de la transformation
nécessaire. Les élèves examineront divers minerais qui contiennent des
métaux courants et doivent comprendre que si le métal y est présent à
l’état pur (p. ex. or), la séparation du minerai et de la roche est surtout
une opération physique. Le plus souvent, le métal est présent dans le
minerai à l’état de composé et il doit être purifié par des réactions
chimiques.
Les élèves voudront peut-être essayer de transformer eux-mêmes certaines
matières premières (p. ex. faire leur propre papier). L'enseignant peut
inviter des gens de la localité à montrer aux élèves comment on file la
laine des moutons. Les élèves pourraient visiter une scierie, une raffinerie
ou une usine de transformation. S’il n’y en a pas dans la région, les élèves
pourront regarder une présentation de ces procédés sur vidéo ou sur un
autre support électronique.
126
Source et masse des matières qui composent les objets
Ressources
Journal
• Pourquoi les matières sont-elles importantes? Qu’est-ce que tu as
appris sur les matières et sur leurs changements physiques et
chimiques? (205-8, 300-12)
(104-5, 205-3, 300-11)
FE
8, p. 26-29
FE
9, p. 30-33
Papier-crayon
• L’élève indique si les objets ci-dessous sont naturels ou fabriqués. S’ils
sont fabriqués, l'élève identifie la source des matières qui le
composent : roche/minéral, hydrocarbures ou bois/plante. (107-8,
205-8, 300-12)
S papier, verre, tente en nylon, orange, pneus d’auto, briques,
chemise en coton, rocher, chaise
Présentation
L’élève :
• fait de la recherche sur un produit pour savoir de quelles matières
premières il est fait et comment ces matières premières sont
transformées pour fabriquer l’objet. (205-8, 300-12)
• fait une exposition d’objets et des matières dont ils sont tirés.
Portfolio
• Voici un échantillon du papier que j’ai fabriqué. J’ai commencé par…
(décrire les matières premières et le processus de fabrication du
papier). (105-8, 300-12)
(107-8)
Guide Leçon
FE
Guide Leçon
FE
Guide Leçon
FE
3,
3,
5,
5,
9,
9,
p. 33-40
p. 10-11
p. 51-60
p. 16-19
p. 87-92
p. 30-33
(205-8, 300-12)
Guide Leçon 4,
FE
4,
p. 41-50
p. 12-15
127
128
SCIENCES PHYSIQUES : LES FORCES ET LES MACHINES SIMPLES
5e année
Sciences physiques:
Les forces et les machines simples
129
Introduction
L'étude du mouvement et des forces qui causent le mouvement aide les
élèves à approfondir leur compréhension des forces. Ils apprennent à
passer de descriptions qualitatives à des descriptions quantitatives
simples des forces qui agissent sur des objets lorsque l'on manipule des
machines simples. Ils exploreront aussi les effets de la friction sur le
mouvement d'objets. Les élèves exploreront la capacité de machines
simples à alléger l’effort nécessaire pour accomplir certaines tâches et
ils compareront et amélioreront le fonctionnement de ces machines.
Les machines simples sont utilisées dans bien des aspects de la vie
courante, et les élèves devraient se familiariser avec leur conception
ainsi qu'avec leurs avantages.
Orientation et
contenu
Cette unité a pour objectif principal de développer la résolution de
problèmes. Il faut donner aux élèves de nombreuses occasions
d’explorer par eux-mêmes, et de découvrir, comment certaines
machines simples diminuent l’effort nécessaire. On commencera donc
par des problèmes à réponses libres auxquels les élèves trouveront des
solutions en fabriquant des machines simples et les utilisant, seules ou
avec d’autres. L’évaluation doit porter sur l’aptitude de l'élève à trouver
des solutions créatives plutôt que la « bonne » solution. La recherche
scientifique joue un rôle dans cette unité, surtout au début, lorsque les
élèves explorent les effets des forces sur le déplacement.
Cette unité pourrait être abordée dans plusieurs optiques. On pourrait
relier les résultats d'apprentissage à des machines simples qu’on a chez
soi (clous, clé anglaise, brouette), et cela la rendrait utile et pertinente.
On pourrait aussi en relier les résultats d'apprentissage au corps
humain et à la façon dont la biotechnologie permet d’inventer des
machines qui remplacent les membres ou en améliorent les fonctions.
Dans les deux cas, les élèves définissent les problèmes à résoudre puis
leur trouvent des solutions faisant appel à des machines simples.
Liens avec le
programme de
sciences
Les élèves ont exploré les facteurs qui influent sur le déplacement et le
magnétisme au primaire. Dans cette unité, on entreprend une
exploration plus large des forces, notamment l’application des forces et
l’utilisation des machines.
Le concept de force, en relation avec les fluides, est abordé dans le
programme de sciences du primaire. Le mouvement sera étudié plus
quantitativement en 10e année, et les rapports entre force, mouvement
et travail seront étudiés en physique, au secondaire.
130
STSE
technologie
104-7 démontrer l’importance
d’utiliser les langages des sciences
et de la technologie pour
communiquer des idées, des
démarches et des résultats
connaissances scientifiques qui se
sont développées grâce à
l’accumulation graduelle de
données
Interactions antre les sciences et la
technologie
idées et des découvertes
scientifiques ont mené à de
nouvelles inventions et
applications
Contextes social et
environnemental des sciences et
de la technologie
107-1 décrire des exemples, au
foyer et à l’école, d’outils, de
techniques et des matériaux qui
peuvent être utilisés pour répondre
à ses besoins
technologies qui ont été
développées pour améliorer ses
conditions de vie
Habiletés
planification
204-1 proposer des questions à
étudier et des problèmes pratiques
à résoudre
204-3 énoncer une prédiction et
une hypothèse basées sur un
schéma d’événements observés
204-5 identifier et contrôler les
variables prédominantes dans ses
recherches
204-7 planifier un ensemble
d’étapes à suivre pour résoudre un
problème pratique et pour une
mise à l’épreuve juste d’une idée
liée aux sciences
Réalisation et enregistrement
205-2 choisir et utiliser des outils
pour manipuler des substances et
des objets et pour construire des
modèles
205-4 sélectionner et utiliser des
instruments de mesure
205-5 faire des observations et
recueillir des données qui sont
pertinentes à une question ou un
problème donnée
205-6 estimer des mesures
205-8 identifier et utiliser diverses
sources et technologies pour
recueillir des renseignements
pertinents
206-6 suggérer des améliorations à
un plan conceptuel ou à un objet
construit
206-9 identifier de nouvelles
questions ou de nouveaux
problèmes découlant de ce qui a
été appris
Communication et travail
d’équipe
207-1 communiquer des
questions, des idées et des
intentions et écouter autrui tout en
poursuivant des recherches
Connaissances
303-12 étudier divers types de
forces utilisées pour déplacer des
objets ou les maintenir en place
303-13 observer et décrire
comment diverses forces, telles que
les forces magnétique, éolienne,
mécanique et de gravitation,
peuvent agir directement ou à
partir d’une certaine distance pour
déplacer des objets
303-14 démontrer et décrire l’effet
d’une augmentation et d’une
diminution de la quantité de force
appliquée sur un objet
303-15 étudier et comparer l’effet
de la friction sur le mouvement
d’objets sur une variété de surfaces
303-16 démontrer l’utilisation de
rouleaux, de roues et d’axes sur le
mouvement d’objets
303-17 comparer la force
nécessaire pour soulever une
charge manuellement plutôt que
de la soulever à l’aide d’une
machine simple
303-18 différencier la position du
pivot, de la charge et de la force
d’effort dans l’utilisation d’un
levier pour accomplir une tâche
particulière
303-19 concevoir le levier le plus
efficace pour accomplir une tâche
donnée
303-20 comparer la force
nécessaire pour soulever une
charge avec une poulie simple
plutôt qu’avec un système de
poulies multiples
131
Les forces et leurs effets
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
• observer, de faire des
recherches et décrire
comment les forces peuvent
agir directement ou à
distance de façon à déplacer
des objets ou à les
maintenir immobiles (30312, 303-13)
Pour commencer cette unité, l'enseignant cherche à savoir ce que les
élèves veulent apprendre au sujet des forces. Ainsi, il verra comment les
élèves conçoivent les forces, et cela donnera une direction aux recherches
qui seront faites dans l’unité. Une force est une poussée ou une traction.
Dans cette première section, il devrait être possible de faire découvrir aux
élèves plusieurs types de forces avec contact (force mécanique, vent) et
sans contact (force magnétique, force gravitationnelle). Les élèves seront
invités à explorer ces forces par diverses activités à réponses libres :
•
De combien de façons peut-on déplacer un trombone?
•
Peut-on déplacer un livre de 0,5 m sans le toucher?
• distinguer entre la force
contact et la force noncontact (104-7)
Autre possibilité : rotation des élèves entre différents centres d’activité
visant à leur faire découvrir, par des expériences structurées, différents
types de forces. Un centre pourrait être consacré aux aimants, un autre
aux forces mécaniques, un autre aux effets de la force du vent.
• démontrer et décrire les
effets de l’augmentation et
de la diminution de
l’intensité de la force sur un
objet (303-14)
Pendant que les élèves découvrent, par des expériences, les différents
types de forces, il faut les encourager à chercher comment ils pourraient
augmenter ou diminuer l’intensité de la force exercée et à prendre en
note ce qui se passe. Lors d’une discussion en classe, par la suite,
l'enseignant demandera aux élèves ce qu’ils ont appris. La plupart auront
découvert que l’augmentation ou la diminution de l’intensité de la force
augmente ou diminue la vitesse de déplacement de l’objet. Cependant,
dans certains cas, cela n’a aucun effet sur le déplacement. Par exemple,
un mur qu’on pousse ne se déplace pas.
Les élèves devraient être capables de reconnaître les forces avec contact et
les forces sans contact, Par exemple si un élève soulève un trombone à
l’aide d’un aimant, il doit savoir qu’il s’agit de la force gravitationnelle et
de la force magnétique. Les élèves croient souvent, à tort, que s’il n’y a
pas de mouvement, il n’y a pas de force. L'enseignant leur fera alors
identifier les forces qui s’exercent sur un livre posé sur une table. S’ils
n’arrivent pas à conceptualiser la force qu’exerce la table sur le livre (égale
mais opposée à la pesanteur qui tire le livre vers le bas), l'enseignant leur
demandera de tendre la main à l’horizontale et d’y poser le livre. Ils
sentiront alors la force du livre sur leur main et devront faire un effort
pour ne pas laisser tomber le livre.
132
Les forces et leurs effets
Ressources
Rendement
• L’élève déplace un trombone de 0,5 m sur son bureau quatre fois, à
l’aide de quatre forces différentes et décrit comment il a déplacé le
trombone. Il précisera s’il s’agit de force avec contact ou sans contact.
(303-12, 303-13, 104-7)
• L’élève décrit comment il pourrait faire sortir une agrafe d’un bocal
sans renverser le bocal. (303-13)
Fascicule de l’élève :
Les corps en mouvement
(303-12, 303-13)
Entrevue
• Est-ce que le vent est une force avec ou sans contact? Pourquoi?
(104-7)
• Quelle est la force qui fait rester un livre sur un bureau? (303-13)
(104-7)
Guide Leçon 5,
FE
5,
(303-14)
Guide Leçon
FE
Guide Leçon
FE
p. 45-52
p. 18-21
3, p. 31-38
3, p. 10-13
15, p. 115-125
15, p. 58-63
133
Les forces et leurs effets (suite)
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
• établir des observations afin
de décrire la force de façon
qualitative et de façon
quantitative (205-4, 205-5)
Lorsque les élèves se seront familiarisés avec le concept de force et
sauront comment augmenter ou diminuer l’intensité d’une force (à l’aide
des termes « plus » ou « moins »), ils pourront mesurer des forces
quantitativement (à l’aide d’un dynamomètre ou de bandes élastiques).
Les élèves pourront construire leurs propres instruments de mesure, par
exemple à l’aide de bandes élastiques (on mesure de combien la bande
s’étire) ou de SlinkiesMC (on mesure de combien le Slinky s’étire sous
l’effet de la pesanteur et de la force exercée). Attention : des élèves
pourraient être blessés par un élastique qui se brise.
Les élèves utiliseront, si possible, des capteurs de force reliés à une
interface d’ordinateur pour mesurer et exprimer sous forme de graphique
la force qui s’exerce sur un objet qu’on soulève ou qu’on tire sur un plan
incliné.
À l’aide d’un dynamomètre gradué en newtons, expliquer aux élèves que
l’unité de force est le newton. Il n’est pas important que les élèves
connaissent la définition d’unité, mais ils doivent savoir que l’intensité
d’une force s’exprime en newtons. Plus la force est grande, plus elle
compte de newtons. À l’aide d’un dynamomètre, les élèves soulèveront
ou tireront divers objets et noteront le nombre de newtons qu’il faut
chaque fois.
• estimer la force utilisée
pour soulever ou tirer une
charge précise dans des
unités standard ou non
(205-6)
134
Ensuite, les élèves évalueront la force requise pour soulever divers objets
et répondront à des questions du genre « Est-ce que l’angle d’un plan
incliné change l’intensité de la force requise pour pousser ou tirer un
objet jusqu’en haut du plan? », « Faut-il plus de force pour ouvrir une
porte en la poussant près des charnières ou près de la poignée? », « Faut-il
plus de force pour déplacer un objet vite que lentement? ». Les élèves
estimeront l’intensité d’une force de façon standard (en newtons) ou de
façon non-standard (longueur de l’élastique, étirement du SlinkyMC ).
Ces activités font apprécier aux élèves l’importance de l’exactitude et du
travail en équipe dans la recherche.
Les forces et leurs effets (suite)
Ressources
Rendement
• L’élève note l’intensité de la force requise pour soulever les objets
ci-dessous. S’il utilise un dynamomètre, il la notera en newtons. S’il
utilise une bande élastique ou un ressort, il en mesurera la longueur
en centimètres. (205-4 205-5)
S
livre de sciences, trousse à crayons, cahier, ciseaux, etc.
(205-4, 205-5)
Guide Leçon 7,
FE
7,
Guide Leçon 12,
FE
12,
p. 61-68
p. 26-29
p. 97-102
p. 46-49
(205-6)
Guide Leçon 8,
FE
8,
p. 69-74
p. 30-33
Papier-crayon
• L’élève soulève plusieurs objets à l’aide d’un élastique et note la force
utilisée de la façon suivante :
S
Il estime de combien de centimètres l’élastique s’étirerait s’il
soulevait une orange. (205-6)
S
À l’aide d’un dynamomètre, il mesure la force requise pour
déplacer un chariot (vide). Puis, il répète l’expérience après
avoir ajouté divers poids au chariot; il note le résultat chaque
fois. (205-4)
135
La friction
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
• formuler des questions
pour effectuer des
recherches, identifier des
variables de contrôle, et
planifier une série d’étapes
pour identifier les facteurs
qui influent sur la friction
(204-1, 204-5, 204-7)
• étudier et comparer l’effet
de la friction sur le
mouvement d’objets sur
une variété de surfaces
(303-15)
• démontrer l’utilisation de
rouleaux, de roues et d’axes
sur le mouvement d’objets
(303-16)
• décrire comment la
compréhension du concept
de friction a conduit à
l’élaboration de produits
qui réduisent ou
augmentent la friction
(106-4, 107-1)
136
Pendant des activités en classe dans le cadre desquelles les élèves doivent
nommer les forces qui s’exercent sur divers objets dans diverses situations
(en mouvement, stationnaire), l'enseignant mentionne le cas d’un objet tiré
(et non soulevé) sur le plancher par une force dont on a mesuré l’intensité.
Pourquoi, à leur avis, a-t-il fallu autant de force pour déplacer l’objet?
Comment pourraient-ils le faire avec moins de force? L'enseignant
introduira le terme « friction » dans la discussion. Les élèves peuvent-ils
décrire la friction? Savent-ils comment on peut augmenter ou diminuer la
friction?
Pendant ces activités, l'enseignant encouragera les élèves à proposer des
sujets de recherche sur les facteurs qui ont un effet sur la friction. Par
exemple, si des élèves suggèrent que les objets lourds subissent plus de
friction, l'enseignant leur demandera de formuler leur question sous forme
de question vérifiable : « Est-ce que les objets lourds subissent plus de
friction que les objets légers? ». Les élèves se mettront en groupes pour
planifier ce qu’ils feront pour répondre aux questions proposées. Ces
activités peuvent permettre aux élèves de mieux comprendre ce qu’est un
test valable et d’apprendre comment contrôler les variables. Ils pourront
essayer de déterminer si la masse de l’objet, la surface en contact (p. ex. y
a-t-il plus de friction entre un cube de bois d’1 kg et une surface ou entre un
bloc de bois d’1 kg, mais de forme rectangulaire, et la même surface?), la
vitesse à laquelle on tire l’objet (dans toutes ces expériences, il serait bon de
maintenir une vitesse constante) et le type de surface contribuent à la
friction. Les seuls facteurs qui devraient avoir un effet sur le résultat sont la
masse et le type de surface.
D’après leur définition de « friction » et leur connaissance des facteurs qui
influent sur la friction, les élèves suggèreront des façons de réduire la
friction. Aux Olympiques des sciences, par exemple, les élèves doivent faire
monter un objet à l’aide d’un plan incliné avec le moins de force possible,
soit en réduisant la friction. Ceci pourrait être un excellent moyen de mieux
faire comprendre aux élèves ce qu’est la friction et ce qui l’augmente ou la
diminue. Parler aux élèves de mécanismes possibles de réduction de la
friction : lubrifiants, surfaces lisses, rouleaux, roues et axes. Ils pourraient
mesurer la force requise pour tirer un livre sur un plan incliné, puis refaire la
même expérience avec des pailles pour boissons sous le livre.
Ensuite, les élèves pourraient réfléchir et trouver des cas où la friction est
nécessaire ou utile et des cas où la friction est inutile ou nuisible. Bien des
types d’exercices d’écriture, dont des récits imaginaires de ce qui se passerait
si la friction n’existait pas, peuvent être utilisés pour permettre aux élèves
d’élargir leur connaissance du sujet. On pourrait par exemple leur faire faire
une rédaction sur le sujet « La friction : elle accélère ou ralentit le
déplacement » et leur demander de donner des exemples de cas où la friction
est utile ou nuisible.
La friction
Ressources
Rendement
L’élève :
• planifie une expérience visant à explorer les facteurs qui augmentent
ou diminuent la friction. Il fait sa recherche, marque les résultats dans
un tableau et remplit une fiche « Expérimentons! ». (204-7, 303-15)
• tire un bloc sur différentes surfaces et note les résultats dans un
tableau. Exemples de surfaces : tapis, carrelage, herbe et planche
savonneuse. (303-15)
• tire un bloc à l’aide de divers objets roulants et note les résultats dans
un tableau. Exemples : blocs sans roues ni roulettes, bloc posé sur des
crayons ou des pailles, bloc posé sur une planche à roulettes, bloc
posé sur un ballon. (106-4, 107-1)
(204-1, 204-5, 204-7)
FE
6, p. 22-25
Veuiller noter l’erreur : p. 8
(Guide de l’enseignant) Leçon 6 :
204-1, 204-5, 204-7
(303-15)
Guide Leçon
FE
Guide Leçon
FE
6,
6,
7,
7,
p. 53-60
p. 22-25
p. 61-68
p. 26-29
Papier-crayon
• L’élève répond à une question du genre « Si tu devais tirer un jouet,
sur laquelle des surfaces suivantes penses-tu qu’il y aurait le moins de
friction : tapis, glace, gravier, plancher de bois? ». (303-15)
• L’élève fait un dessin représentant comment il imagine la friction.
(107-1)
Entrevue
• Pourquoi est-ce qu’une voiture miniature ralentit puis s’arrête quand
on ne la pousse plus? (303-15)
• Est-ce que tu pourrais marcher s’il n’y avait pas de friction? Pourquoi?
Imagine que tu portes des gants sans friction. Que se passerait-il?
(303-15)
Journal
• L'élève décrit une invention : une machine qui utilise la friction de
façon originale.
(107-8)
Guide Leçon 7,
FE
7,
Guide Leçon 8,
FE
8,
Guide Leçon 11,
FE
11,
p. 61-68
p. 26-29
p. 69-74
p. 30-33
p. 91-96
p. 42-45
(106-4, 107-1)
Guide Leçon 6,
FE
6,
Guide Leçon 7,
FE
7,
p. 53-60
p. 22-25
p. 61-68
p. 26-29
137
Les machines simples : Introduction
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
• utiliser des machines
simples pour réduire
l’effort ou augmenter la
distance qu’un corps
parcourt (205-2)
• comparer a force nécessaire
pour soulever ou déplacer
une charge manuellement
avec l’effort nécessaire pour
la soulever avec une
machine simple (303-17)
• identifier le problème
relatif au fait de fournir un
effort de forte intensité
pour soulever ou déplacer
des corps lourds sur de
courtes distances, ou de
petits corps sur de longues
distances, et qui émane de
l’étude des forces (206-9)
138
Les machines simples servent à réduire l’effort ou bien à augmenter la
distance de déplacement d’un objet. Les élèves passeront les uns après les
autres à des centres d’activités où l'enseignant aura placé des machines
simples (ciseaux, ouvre-bouteille, ouvre-boîte, batteur à oeufs, pince de
cuisine, marteau, poulie de corde à linge, pince, tournevis ou clé anglaise.
Ces machines simples seront des objets d’usage courant à la maison ou à
l’école et donneront aux élèves l’occasion d’interagir; les élèves pourront les
manipuler afin d’apprendre ce qu’elles font.
Pendant que les élèves explorent ces machines, il faut mettre l’accent sur les
concepts de charge et d’effort et sur la distance sur laquelle la force est
exercée. La charge est l’intensité de la force qu’il faudrait exercer pour
déplacer un objet sans l’aide d’une machine simple, et l’effort est la force
qu’il faut pour le faire avec l’aide d’une machine simple. Les élèves pourront
déterminer, à l’aide d’un dynamomètre ou de l’instrument qu’ils ont
inventé, la force requise pour déplacer l’objet sans machine (charge), puis ils
mesureront la force requise pour déplacer l’objet avec la machine. Ils
mesureront, par exemple, la force requise pour soulever un objet, à la
verticale, de 0,5 m, puis pour le soulever de la même hauteur, mais à l’aide
d’un plan incliné de 2 m. Ils remarqueront que, même si l’objet était plus
facile à déplacer, ils ont dû le tirer sur une plus grande distance. Si une
machine réduit l’effort requis pour soulever un objet (avantage force), il faut
toujours exercer l’effort sur une plus grande distance. Par contre, si une
machine augmente l’effort requis pour soulever un objet, l’effort doit être
exercé sur une distance plus courte, mais l’objet sera soulevé sur une plus
grande distance (avantage distance).
Les élèves devraient maintenant mieux comprendre combien de force il faut
pour déplacer des objets et quelle masse ils peuvent soulever sans aide.
Jusqu’ici, ils ont utilisé un dynamomètre, ou un instrument qu’ils avaient
construit, pour déplacer de petits objets ou pour déplacer des objets sur de
courtes distances. Lors d’une discussion en classe, l'enseignant demandera
aux élèves comment ils soulèveraient quelque chose de très lourd ou quelque
chose sur une longue distance. Par exemple, comment pourraient-ils
déplacer une boîte lourde? Mieux, comment pourraient-ils la monter au
dixième étage? Les élèves ont vu des machines lourdes (grues, tracteurs) et
pourraient suggérer d’en utiliser une. Ils pourraient aussi suggérer d’utiliser
une poulie ou d’autres machines simples qu’ils connaissent. Il faut
encourager les élèves à apporter à l’école des objets de chez eux (clé anglaise,
marteau, tournevis) ou bien des photos ou dessins de machines plus
compliquées afin de les exposer dans la classe. L’exploration des machines
simples conduit les élèves à analyser les illustrations de machines plus
compliquées et à essayer de déterminer à partir de quelles machines simples
elles sont faites et comment ces machines sont reliées.
Les machines simples : Introduction
Ressources
Rendement
• L’élève apporte avec lui le tableau ci-dessous à chacun des centres
d’activité. À l’aide d’une machine simple, il détermine si la force
requise pour déplacer ou soulever un objet est inférieure, égale ou
supérieure au poids de l’objet. Il marque les résultats obtenus dans le
tableau, pour chaque centre d’activité. (104-7, 205-2, 303-7)
(205-2)
FE
10, p. 38-41
FE
12, p. 46-49
Les machines simples peuvent nous simplifier la vie
Centre
d’activité no
Machine simple
1
Pas de machine
2
Poulie
3
Roues sur un axe
4
Plan incliné
5
Levier
6
:
:
Force requise
(303-17)
FE
10, p. 38-41
• Les élèves comparent leurs résultats. Quelle machine simple exige le
moins de force pour déplacer la masse? Laquelle exige le plus de force?
Voient-ils un avantage à utiliser une machine simple pour déplacer
une masse?
Journal
• Je trouverais très difficile de déplacer certaines choses par moi-même,
par exemple… Pour m’aider à déplacer ces objets, j’utilise ... (206-9)
(107-8)
Guide Leçon 8,
FE
8,
p. 69-74
p. 30-33
139
Machines simples : Les leviers
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
• différencier la position du
pivot, de la charge et de la
force d’effort dans
l’utilisation d’un levier
pour accomplir une tâche
particulière (303-18)
Il faut encourager les élèves à explorer les avantages et les désavantages de
changer la position du pivot d’un levier. Les élèves doivent se familiariser
avec les termes utilisés dans le domaine des leviers : charge, pivot (ou
point d’appui) et effort. On pourra montrer en classe divers leviers
domestiques : casse-noix, brouette, etc. Il ne faut pas demander aux
élèves de mémoriser les caractéristiques d’un levier de première,
deuxième ou troisième catégorie, mais il faut leur faire explorer ce qui se
passe quand on déplace le pivot d’un levier. Les élèves doivent faire
attention à l’intensité de l’effort requis pour soulever des objets et à la
distance dont les objets sont soulevés. Les élèves déplaceront le pivot et
verront s’il faut un plus grand effort lorsque l’objet est près ou loin du
pivot (1 et 2). Ils peuvent aussi soulever l’objet depuis le côté du pivot en
se mettant d’abord entre l’objet et le pivot (4), puis en plaçant l’objet
entre eux et le pivot (3). Ils peuvent aussi essayer de soulever deux objets
(5 et 6).
Pour cet exercice, on peut utiliser un levier ressemblant à une balançoire
à bascule.
• concevoir le levier le plus
efficace pour accomplir une
tâche donnée (303-19)
140
Donner aux élèves différentes tâches. Ils varieront la position du pivot
selon qu’ils recherchent un avantage force (p. ex. pour lever quelque
chose de très lourd) ou un avantage distance (p. ex. pour déplacer
quelque chose sur une grande distance).
Machines simples : Les leviers
Ressources
Rendement
• L’élève fabrique un levier pour : (i) soulever un livre sur une distance
de 0,5 m en utilisant le moins de force possible, (ii) lancer une
guimauve sur une cible ou (iii) casser une noix. (303-19)
(303-18, 303-19)
Guide Leçon 9,
FE
9,
p. 75-82
p. 34-37
Papier-crayon
• L’élève décrit, par écrit, l’image illustrant la façon la plus facile de
lever une boîte lourde, puis la façon la plus difficile. Laquelle montre
le déplacement de la boîte sur la plus grande distance? (303-18,
303-19)
Entrevue
• Avec ce marteau, enlève un clou d’une planche. Montre-moi le pivot,
la charge et l’effort quand tu fais cela. (303-19)
141
Les machines simples : Poulies et systèmes mécaniques
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
• comparer la force nécessaire
pour soulever une charge
en utilisant un système de
poulies simples avec celle
qui est nécessaire pour
soulever une charge en
utilisant un système de
poulies multiples, et
prédire quel serait l’effet
sur la capacité de levage si
on ajoutait une poulie
supplémentaire (303-20,
204-3)
• concevoir un système de
machines pour résoudre un
problème (204-7)
• formuler des questions,
communiquer des idées et
des intentions, écouter
d’autres élèves et proposer
des améliorations aux
systèmes de machines
conçus par des élèves en
classe (207-1, 206-6)
• donner des exemples
expliquant comment les
machines simples ont
contribué à améliorer les
conditions de vie (107-8)
Les élèves continuent leur étude des machines simples par l’étude des
poulies. Ils explorent différentes façons de lever des objets à l’aide de
poulies et comparent, à l’aide d’un dynamomètre ou d’un appareil de
mesure de leur fabrication, les différences entre une seule poulie et deux
ou plusieurs poulies combinées de différentes façons. Ici encore, les élèves
devront prendre note de la distance sur laquelle l’effort est exercé. Avec
des poulies, c’est facile : il suffit de mesurer la longueur de la corde qui a
permis de soulever l’objet. Les élèves remarqueront que, même s’ils n’ont
soulevé l’objet que de 0,5 m, selon la combinaison de poulies utilisée, ils
auront peut-être utilisé de 2 à 4 fois cette longueur de corde. Ils noteront
leurs observations dans un tableau. Cette analyse doit être avant tout
qualitative : plus il est facile de soulever un objet, plus il faut de corde.
• donner des exemples à
partir de sources diverses
comme des livres, des
logiciels, et Internet des
machines qui étaient
utilisées dans le passé et qui
ont évolué dans le temps
(205-8, 105-5)
Les élèves font de la recherche sur l’utilisation des machines simples dans
le passé. Ils pourraient être intrigués par les pyramides d’Égypte,
Stonehenge, en Angleterre, les totems des Amérindiens et les inuksuit de
la culture inuit.
142
Lorsque les élèves se seront familiarisés avec les machines simples, on
pourra leur en faire explorer un certain nombre. On peut les encourager
à utiliser deux ou plusieurs machines simples en conjonction. Pour
essayer ces diverses combinaisons de machines, ils pourront travailler en
groupes. À la fin de cette activité, les élèves pourront faire la
démonstration de ce qu’ils ont construit et discuter des stratégies et des
machines simples qu’ils ont utilisées. Ils feront fonctionner leurs
inventions et verront quel groupe a fabriqué le système qui correspond le
mieux à ce qu’avait demandé l'enseignant.
Les élèves démontent de vieux appareils mécaniques (pèse-personne,
canne à pêche, pendule), étiquettent les différentes pièces et observent le
fonctionnement des machines simples à l’intérieur. Attention : ne pas
utiliser d’appareils électriques. L'enseignant doit encourager les élèves à
chercher, chez eux et aux alentours, des exemples de machines qui
facilitent le transport des objets et des produits (p. ex. brouette,
convoyeur) ou de poulies (corde à linge ou plate-forme utilisée par les
laveurs de vitres). Les élèves analysent les photos de tracteurs, grues,
bicyclettes, patinettes, planches à roulettes et autres machines, afin de
trouver les machines simples qui se trouvent à l’intérieur.
Pendant des excursions, l'enseignant demandera aux élèves de signaler
des applications de machines simples.
Les machines simples : Poulies et systèmes mécaniques
Ressources
Observation
• L’enseignant évalue la participation de l’élève au travail du groupe.
(201-1, 206-6)
(303-20, 204-3)
FE
12, p. 46-49
Rendement
• L’élève remplit le tableau ci-dessous pendant qu’il explore les poulies.
Qu’arrive-t-il à la force lorsque le nombre de poulies augmente? Et à la
longueur de la corde utilisée? L’élève choisit deux machines simples
parmi celles qu’il a étudiées et les utilise conjointement pour fabriquer
un système mécanique. Il se sert de ce système pour soulever un livre
d’un mètre. L'élève doit faire l’essai de sa solution pour voir combien
de force il a fallu et aussi pour voir si ce système pourrait être amélioré.
(Critères d’appréciation : usage de plusieurs machines, créativité, de
combien l’effort a-t-il été réduit, place occupée par ce système)
(204-7)
Poulies
Nombre
de poulies
Force pour lever
un poids d’1 m
Longueur de corde pour
lever l’objet d’1 m
0
1
2
3
Journal
• Mon groupe a eu deux problèmes aujourd’hui pendant que nous
fabriquions notre système mécanique. Ce sont… Nous avons essayé de
les régler en ... (204-7)
(204-7)
FE
15, p. 58-63
(207-1, 206-6)
Guide Leçon 8,
FE
8,
Guide Leçon 15,
FE
15,
p. 69-74
p. 30-33
p. 115-125
p. 58-63
(107-8)
Guide Leçon 8,
FE
8,
Guide Leçon 11,
FE
11,
p. 69-74
p. 30-33
p. 91-96
p. 42-45
(205-8, 105-5)
FE
13, p. 50-53
Présentation
• L’élève compose une pièce de théâtre, un sketch, ou un travail de
recherche (page Web, présentation orale, affiche) sur les machines. Il
explique comment ces machines sont utilisées de nos jours et
comment elles l’étaient autrefois. (107-8, 205-8, 105-5)
Portfolio
• L’élève choisit un de ses meilleurs travaux de cette unité pour son
portfolio.
143
144
SCIENCES DE L’ESPACE ET DE LA TERRE : LE TEMPS QU’IL FAIT
5e année
Sciences de l’espace et de la Terre :
Le temps qu’il fait
145
Introduction
Le temps est un aspect important du quotidien. Il faudra donner aux
élèves l'occasion de se rendre compte que les conditions
météorologiques quotidiennes ne résultent pas de phénomènes
aléatoires, mais qu'elles font partie de systèmes et de régularités plus
vastes qui peuvent être prédits à court terme et selon les saisons. Pour
étudier le temps, il est très important de comprendre les
caractéristiques de l'air, de ses mouvements et de sa capacité de
rétention d'eau. Les élèves étudieront divers aspects du temps
(température, vitesse du vent, précipitations et formation de nuages) et
commenceront à reconnaître le rôle que jouent ces éléments dans les
systèmes météorologiques.
Orientation et
contenu
Dans cette unité, on veut développer la recherche scientifique. Les
élèves se familiariseront aussi avec deux démarches : la collecte de
données et la prévision. Il serait utile de construire, pour cette unité,
une station météorologique à l’école. Les élèves auront ainsi de
nombreuses occasions de faire des relevés météorologiques à l’aide des
instruments qu’ils auront construits eux-mêmes. Ils interagiront avec
beaucoup de personnes différentes et consulteront diverses sources afin
de savoir de quelles techniques, de quels instruments et de quels
indices on se sert pour prévoir le temps qu’il fera.
Liens avec le
programme de
sciences
Les élèves ont commencé à étudier l’air, l’eau et le temps au primaire.
Dans cette unité sur le temps qu’il fait, ils approfondiront leurs
connaissances des facteurs qui influencent le temps. Ce sujet sera
développé en Sciences 1206, dans l’unité Dynamique du temps.
146
STSE
technolo gie
104-4 com parer les résultats de ses
recherches avec celui d’autrui et
reconnaître que les résultats peuvent
varier
104 -7 dém ontrer l’importan ce
d’utiliser les langages des sciences et
de la technologie pour comm uniquer
des idées, des démarches et des
résultats
problèmes technologiques
actuellement à l’étude
problèmes technologiques qui ont été
considérés autrefois
Interactions en tre les sciences et la
technologie
idées et des découvertes scientifiques
ont mené à de nouvelles inventions
et applications
Contextes social et environnemental
des sciences et de la technologie
107 -2 décrire et comp arer des outils,
des techniques et des matériaux
utilisés par différentes personnes
dans sa commun auté et sa région
pour répondre à leurs besoins
107-5 donner des exemples par
lesquels les sciences et la techn ologie
ont été utilisées pour résoudre des
problèm es dans sa com mun auté et sa
région
107-10 identifier des femm es et des
hommes de sa communauté qui
oeuvrent dans des domaines liés aux
sciences et à la technologie
107-14 identifier des découvertes
scientifiques et des innovations
technologiques réalisées par des
personn es de cultures différentes
108-1 identifier des effets positifs et
négatifs de technologies familières
Habiletés
planification
204-3 énoncer une prédiction et une
hypothèse basées sur un schéma
d’événem ents observés
204-8 identifier des outils, des
instruments et du matériel
convenables pour réaliser ses
recherches
données
205-4 sélectionner et utiliser des
instruments de mesure
205-6 estimer des m esures
205-7 enregistrer des observations au
moyen d’un seu l mot, en style
télégraphique, en phrases complètes
ou au moyen de diagrammes ou de
tableaux simples
205-10 construire et utiliser des
dispositifs dans un but p récis
205-8 identifier et utiliser diverses
sources et techn ologies pour recueillir
des renseignements pertin ents
206-1 classifier en fonction de
plusieurs attributs et créer un tableau
ou un diagramm e qui illustre la
méthode de classification
206-2 com piler et afficher des
ordinateur, sous différentes forma ts,
y compris des calculs de fréquence,
des tableaux et des histogramm es
206-3 identifier et suggérer des
explications pour des régularités et
des divergences dans des données
206-5 tirer une conclusion découlant
de données fournies par des
recherches et des observations
personnelles, qui répond à les
question initiale
Comm unication et travail d’équipe
207-4 demander l’avis et les opinions
d’autrui
Connaissances
300-13 décrire le temps qu’il fait en
termes de température, vitesse et
direction du vent, précipitation et
néb ulosité
302-11 décrire les principales
caractéristiques de divers systèmes
météorologiques
303 -21 établir un rapport entre le
transfert d’énergie du Soleil et les
conditions météorologiques
300-14 décrire des situations
démontrant que l’air occupe de
l’espace, a une masse et se dilate
lorsque chau ffé
302-10 identifier des régularités dans
les mouvements de l’air à l’intérieur
et à l’extérieur
301 -13 établir un rapport entre le
cycle de l’eau sur Terre et les
processus d’évaporation, de
condensation et de précipitation
301-14 décrire et prévoir des
régularités dans des conditions
atmosphériques locales
147
Mesure et description des conditions météorologiques
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
• répertorier et employer des
dictons populaires pour
prédire le temps (105-2)
Note sur les résultats d'apprentissage : Bien des activités prévues pour
cette section répondront aussi aux résultats d'apprentissage de prévision
du temps, que nous verrons plus loin dans l’unité.
• reconnaître et/ou construire
des appareils mesurant la
température, la vitesse, la
direction des flux, les
précipitations, le taux
d’humidité et la pression
atmosphérique (204-8,
205-4, 205-10)
L'enseignant commencera par parler des dictons, des croyances
populaires et des indices qu’utilisaient les gens autrefois pour prévoir le
temps (p. ex. « Ciel rouge au soir, bon espoir. Ciel rouge au matin, la
pluie est en chemin. »). Les élèves verront si on peut s’y fier.
• avoir recours aux termes
appropriés pour nommer
les appareils
météorologiques et
recueillir des données
météorologiques (104-7)
Les élèves monteront un glossaire illustré de termes de météorologie,
contenant le nom d’instruments météorologiques, de systèmes
météorologiques et de descripteurs comme « humidité » et « facteur de
refroidissement du vent ».
• noter ses observations
relatives à son utilisation
d’instruments de mesure
pour décrire les conditions
météorologiques en termes
de température, de vitesse et
de direction du vent, de
précipitations et de
couverture nuageuse (2057, 300-13)
• classer les nuages en leur
qualité de stratus, de
cumulus, de cirrus ou autre,
et comparer les résultats
avec d’autres élèves, en
reconnaissant que ceux-ci
peuvent varier (104-4, 2061)
148
Les élèves construiront ou réuniront des instruments qui permettent de
mesurer la vitesse et la direction du vent, les précipitations, l’humidité et
la pression atmosphérique. Ils construiront aussi des thermomètres pour
l’air et pour l’eau, des baromètres et d’autres instruments
météorologiques, puis ils s’en serviront pendant toute l’unité pour faire
des relevés de conditions locales.
Les élèves commenceront à exprimer leurs observations et leurs relevés
sous forme de tableaux, qui leur serviront à décrire le temps qu’il fait et à
prendre note des tendances météorologiques et, un peu plus loin dans
l’unité, à prévoir le temps qu’il fera.
Il serait bon que les élèves observent les nuages. Ils auront peut-être du
mal à les classifier, car les formations nuageuses peuvent changer
rapidement. Les élèves pourraient toutefois regarder des images de
nuages afin de se faire une idée de ce que sont les stratus, les cumulus ou
les cirrus. Certains nuages n’entrent dans aucune classification, mais il est
important de chercher à savoir quels types de nuages sont associés à quels
régimes météorologiques. En outre, c’est un élément important des
prévisions météorologiques. Certains élèves voudront peut-être faire de la
recherche sur les types de nuages afin d’approfondir leur système de
classification et de classifier les nuages en fonction de leur hauteur dans
le ciel. Ils pourront ainsi reconnaître des « nimbostratus » ou des «
cumulonimbus ».
Mesure et description des conditions météorologiques
Ressources
Rendement
• L’élève fait des observations à l’aide d’instruments météorologiques. Il
les note dans le tableau. (205-7, 300-13, 104-4, 206-1)
J’observe la météo
Observation du temps
Instrument
Jour 1
Jour 2
Jour 3
....
Baromètre
Girouette
Anémomètre
Précipitation
(105-2)
Guide
FE
Leçon 9,
9,
p. 75-82
p. 34-37
(204-8, 205-4, 205-10)
Guide
Leçon 8,
p. 67-74
FE
8,
p. 30-33
Guide
Leçon 9,
p. 75-82
FE
9,
p. 34-37
Thermomètre
Type de nuage
Journal
• J’ai déjà entendu certains dictons au sujet du temps, comme… J’ai
découvert qu’ils (ne sont pas vrais/sont vrais/sont quelquefois vrais)....
(105-2, 107-2, 207-4, 107-10 à la section « La prévision du temps »)
Papier-crayon
• L’élève marque la lettre qui décrit chaque instrument en face de la
description correspondante. (On pourrait aussi montrer des images de
ces instruments) (204-8, 205-4, 205-10, 104-7)
a) girouette
____ indique la direction du vent
b) thermomètre ____ indique si la pression atmosphérique est haute
ou basse
c) pluviomètre ____ mesure la vitesse du vent
d) anémomètre ____ mesure la quantité de pluie
e) baromètre
____ mesure la température
(104-7)
Guide
FE
Guide
FE
Guide
FE
Leçon 4,
4,
Leçon 8,
8,
Leçon 9,
9,
p. 35-44
p. 14-17
p. 67-74
p. 30-33
p. 75-82
p. 34-37
(205-7, 300-13)
Guide
Leçon 8,
FE
8,
Guide
Leçon 9,
FE
9,
p. 67-74
p. 30-33
p. 75-82
p. 34-37
(104-4, 206-1)
Guide
Leçon
FE
Guide
Leçon
FE
p. 35-44
p. 14-17
p. 75-82
p. 34-37
4,
4,
9,
9,
149
Mesure et description des conditions météorologiques (suite)
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
• utiliser des sources diverses
pour recueillir des
informations afin de décrire
les caractéristiques
fondamentales de différents
systèmes météorologiques
(205-8, 302-11)
• prédire des mesures
météorologiques à
différents moments du jour
ou de la semaine, ou pour
divers systèmes
météorologiques (205-6)
• identifier des innovations et
des produits technologiques
relatifs au temps, qui ont
été développés par diverses
cultures pour faire face aux
conditions météorologiques
(107-14)
150
Les ouragans, les tornades, la grêle et les orages sont tous des systèmes
météorologiques, mais il y en a d’autres. Beaucoup d’élèves ont l’occasion
de regarder The Weather Channel ou Météo Média à la télévision. Ce
poste diffuse des vidéoclips très intéressants sur le fonctionnement de
divers instruments et donne des tas d’informations, ainsi que les
caractéristiques principales des systèmes météorologiques. Il y a aussi
beaucoup de sites Internet très intéressants (p.ex.,
http://weatheroffice.ec.gc.ca/canada_f.html et
http://www.meteomedia.com/).
À l’aide des renseignements qu’ils auront tirés de diverses sources, les
élèves estimeront la vitesse du vent, la quantité et les types de
précipitations, quand différents systèmes météorologiques sont prévus ou
se produisent, à l’échelle locale ou mondiale. Il faut encourager les élèves
à estimer la température et la vitesse du vent afin de savoir comment
s’habiller pour sortir. Il faut aussi les encourager à estimer la vitesse du
vent pendant une tempête ou encore la quantité de précipitations
déversée par une tempête de pluie ou de neige.
Il faut encourager les élèves à découvrir le rôle qu’ont joué les sciences et
la technologie dans la conception de produits qui nous protègent des
intempéries. Ils feront de la recherche à la télévision, sur Internet, ainsi
que dans des livres pour trouver ces produits, p. ex. : contre-portes,
vêtements imperméables, suroîts, barrières à neige, digues dans les
régions inondables, volets anti-ouragan, igloos, raquettes à neige, toitures
inclinées. L'enseignant voudra peut-être faire faire de la recherche à des
élèves, individuellement ou par deux, puis exposer ce qu’ils auront trouvé
dans un collage ou une exposition sur les conditions météorologiques.
Mesure et description des conditions météorologiques (suite)
Ressources
Rendement
• L'enseignant fait estimer à l'élève la vitesse du vent et la température.
L'élève mesure ensuite ces deux données et compare les résultats à ses
prévisions. (104-4, 205-6, 205-7)
(205-8, 302-11)
Guide
Leçon 7,
FE
7,
Guide
Leçon 8,
FE
8,
p. 59-66
p. 26-29
p. 67-74
p. 30-33
(205-6)
Guide
FE
Leçon 8,
8,
p. 67-74
p. 30-33
(107-14)
Guide
Leçon 8,
FE
8,
Guide
Leçon 9,
FE
9,
p. 67-74
p. 30-33
p. 75-82
p. 34-37
Papier-crayon
L’élève :
• réfléchit aux nombreux objets que les humains ont inventé pour
s’adapter aux différentes conditions météorologiques. Y a-t-il quelque
chose qu’il voudrait voir inventer (p. ex. lunettes qui ne s’embuent pas
quand on rentre dans une pièce chauffée, par temps froid).
• se documente, dans différentes sources d’information, sur des
phénomènes météorologiques comme les ouragans, les tornades, la
grêle, les orages et les vagues de chaleur, à l’aide d’indices comme
fourchettes de précipitation, vitesse du vent, type de nuage,
température. (205-8, 302-11)
Entrevue
• À ton avis, quelle est la vitesse du vent en plein milieu d’un blizzard?
(205-6)
• À ton avis, quelle est notre température moyenne pendant la journée,
en février? (205-6)
• Un ouragan doit atteindre la côte mercredi. De quel ordre penses-tu
que la vitesse du vent sera? (205-6)
Présentation
• L’élève consultera des magazines, des livres ou de la documentation
électronique pour trouver des produits mis au point par différentes
cultures pour se protéger des intempéries. Il pourrait s’agir de
vêtements spéciaux, de matériaux pour toitures, de formes et de
structures des bâtiments, de modes de transport spéciaux, etc. L'élève
découpera ou dessinera des images pour un collage fait par toute la
classe sur les conditions météorologiques. (107-14)
151
L’énergie solaire réchauffe la Terre
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
• établir un rapport entre le
transfert d’énergie solaire et
les conditions climatiques
(303-21)
Les élèves ont appris à mesurer des données et à décrire diverses
conditions météorologiques. Dans cette section, on abordera certaines
des causes des phénomènes météorologiques, en particulier les
précipitations et les vents. Les élèves devront découvrir par la recherche
deux processus reliés aux mouvements de l’air et de l’eau : le cycle de
l’eau et les vents d’origine thermique, ou convection atmosphérique. Ces
deux processus feront comprendre aux élèves le rôle important que joue
le Soleil dans les conditions météorologiques.
Les élèves expliqueront que l’énergie solaire permet l’évaporation de l’eau
et que c’est elle qui réchauffe les masses terrestres et les océans de la
Terre. Le Soleil joue un rôle important dans le cycle de l’eau et dans les
conditions météorologiques. En effet, c’est l’énergie du Soleil qui
réchauffe la terre et l’eau. Les élèves découvriront que plus l’eau reçoit de
chaleur, plus elle s’évapore vite et plus il y a de vapeur d’eau dans l’air.
Par contre, lorsque l’air se refroidit, il y a de la condensation et l’eau
retombe sous forme de diverses formes de précipitations.
• reconnaître et utiliser les
outils, les instruments de
mesure et les matériaux
appropriés afin de mesurer
la température du sol et de
l’eau après les avoir exposés
au soleil pendant une durée
égale, puis parvenir à des
conclusions à partir de ces
observations (204-8, 205-4,
206-5)
152
Les élèves mettront de la terre et de l’eau sous une lampe et observeront
l’élévation de température des deux après la même durée sous la lampe.
Ils observeront aussi les changements de température après que la lampe
aura été retirée, et ils tireront des conclusions de leurs observations. L’eau
se réchauffe et se refroidit plus lentement que la terre.
Lorsque la température de l’eau et de la terre augmente, l’air qui se
trouve au-dessus se réchauffe aussi. Comme les terres et les océans ne se
réchauffent pas au même rythme, il y a des différences de température
entre l’air qui se trouve au-dessus des terres et l’air qui se trouve
au-dessus de la mer. Ce sont ces différences qui causent la convection,
que nous étudierons dans la prochaine section.
L’énergie solaire réchauffe la Terre
Ressources
Rendement
• Avec un partenaire, l’élève planifie une expérience destinée à montrer
laquelle se réchauffe la plus vite : la terre ou l’eau. Il marque les
résultats obtenus dans un tableau et présente les résultats sous forme
de graphique linéaire. (204-8, 205-4, 206-5)
(303-21)
Papier-crayon
• L’élève fait un schéma pour montrer la relation qui existe entre
l’énergie, le Soleil, l’eau, la terre, l’évaporation, la condensation et les
précipitations (le cycle de l’eau). (303-21)
Entrevue
• C’est l’été et il fait chaud. Entre l’eau du lac, les galets de la plage ou le
sable du rivage, lequel restera le plus frais? Lequel serait le plus frais le
matin avant le lever du soleil? Pourquoi? (204-8, 205-4, 206-5)
(204-8, 205-4, 206-5)
Guide
Leçon 3, p. 29-34
FE
3, p. 10-13
153
Les propriétés de l’air
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
• décrire des situations
démontrant que l’aire
occupe un espace, possède
une masse et a des facultés
d’expansion quand il est
chauffé (300-14)
L’air en mouvement (le vent) est un élément visible de la plupart des
systèmes météorologiques. Il existe beaucoup d’activités qui démontrent
les propriétés de l’air. Les élèves pourraient, par exemple, gonfler des
ballons, soulever une boîte en soufflant dans des sacs qui ont été placés
sous les coins de la boîte, remplir une bouteille en la plongeant dans un
bac rempli d’eau (les bulles d’air doivent s’échapper avant que la
bouteille ne se remplisse); tout cela démontre que l’air occupe de la place.
Pour démontrer que l’air a de la masse, les élèves déterminent la masse de
ballons ou de matelas pneumatiques non gonflés, puis déterminent de
nouveau cette masse lorsque les ballons ou les matelas sont gonflés. La
masse de l’air se remarque aussi à la différence de pression atmosphérique
à différentes altitudes de la surface de la Terre. Pour en faire la
démonstration, on peut faire des piles de papier de plus en plus hautes
pour montrer que la masse augmente. De même, la pression
atmosphérique est plus forte près du niveau de la mer qu’en altitude à
cause de tout l’air qui « s’empile » au-dessus.
• parvenir à une conclusion
d’après les éléments
recueillis au cours de ses
recherches et de ses
observations sur les flux
d’air et d’eau, comment ils
découlent de la rencontre
de deux masses d’air ou
d’eau de températures
différentes (206-5)
154
Afin de montrer que l’air se dilate quand il se réchauffe et se contracte
quand il se refroidit, plonger une bouteille ou un tube dans un bac d’eau
jusqu’à ce qu’il soit à moitié plein d’eau (l’autre moitié est occupée par
de l’air). Placer la bouteille ou le tube la tête en bas, le goulot dans le bac
d’eau. Faire une marque sur le tube ou la bouteille pour indiquer le
niveau d’eau; cette marque indique aussi combien de place occupe l’air
qui se trouve au-dessus. Avec un séchoir à cheveux, réchauffer l’air de la
bouteille, ou bien placer tout le matériel dehors, où il fait plus froid, et
noter que l’air occupe plus ou moins de place qu’avant. Autre expérience
: gonfler un petit ballon et l’immerger complètement dans un bac d’eau à
température ambiante. Marquer le niveau de l’eau avec le ballon
immergé. Puis immerger de nouveau le ballon dans la même quantité
d’eau chaude, attendre quelques minutes et marquer le niveau de l’eau
avec le ballon immergé. Celui-ci devrait occuper plus de place lorsqu’il
est chaud. On peut faire la même expérience, mais avec de l’eau froide.
On peut aussi placer le ballon sous une lampe ou dans le réfrigérateur.
Les propriétés de l’air
Ressources
Rendement
• L’élève place du film
étirable sur l’embouchure
d’un bocal, qu’il tient avec
un élastique. Il place
ensuite le bocal dans un
bac d’eau chaude. Au bout de 3 minutes, il prend en note ce qui est
arrivé au film étirable, refait l’expérience mais dans de l’eau glacée.
Qu’arrive-t-il à l’air lorsqu’il se réchauffe? et lorsqu’il se refroidit?
(300-14, 206-5)
(300-14)
Guide
Leçon 2,
FE
2,
p. 21-28
p. 6-9
(206-5)
Guide
FE
Guide
FE
Guide
FE
p. 45-52
p. 18-21
p. 53-58
p. 22-25
p. 59-66
p. 26-29
Papier-crayon
• L'élève répond à une question du genre « Pourquoi la pression
atmosphérique est-elle plus forte au niveau de la mer qu’au sommet
d’une montagne? » et il fait un schéma pour expliquer son
raisonnement. » (300-14)
Entrevue
• « Comment pourrais-tu me montrer que l’air occupe de l’espace? »
(300-14)
Leçon 5,
5,
Leçon 6,
6,
Leçon 7,
7,
155
Le mouvement de l’air et de l’eau
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
• identifier des régularités
dans les mouvement de l’air
à l’intérieur et à l’extérieur
(302-10)
• établir un rapport entre le
cycle de l’eau sur la Terre et
les processus d’évaporation,
de condensation et de
précipitations (301-13)
156
Les régularités des mouvements de l’air intérieur sont beaucoup moins
marquées que les mouvements de l’air extérieur. Les élèves placeront leurs
mains à environ 0,5 m au-dessus d’un radiateur et observeront que l’air
chaud monte. Ils taperont un chiffon à craie, ou lâcheront les plumes d’un
coussin, au-dessus du radiateur afin de détecter la direction du mouvement
d’air. Attention : la poussière de craie ou les plumes sont déconseillées s’il
y a des élèves asthmatiques. Ils remarqueront aussi les mouvements d’air
produits par un ventilateur ou une fenêtre ouverte. À l’extérieur, les
mouvements de l’air sont bien plus prononcés. Les élèves sentent facilement
le vent. Ils peuvent déterminer sa direction à l’aide d’une girouette et
mesurer sa vitesse à l’aide d’un anémomètre. Les images satellites permettent
de voir les flux d’air sur une partie du monde.
Pour illustrer les mouvements de l’air, l'enseignant explique aux élèves que
l’air et l’eau sont considérés comme des fluides et se comportent donc de
façon semblable. Il est préférable de faire explorer aux élèves les flux de l’eau,
car les résultats sont plus parlants. Les élèves réchauffent un côté d’un grand
bêcher ou d’un aquarium avec une lampe comme source de chaleur, ou bien
ils placent un sac de glace à un bout de l’aquarium et font flotter un bol
d’eau chaude à l’autre bout. Pendant que l’eau se réchauffe à un bout, on y
met une goutte de colorant alimentaire afin de pouvoir voir le mouvement
de l’eau. Les élèves verront que l’eau chaude monte à la surface et remplace
l’eau froide. Pendant ce temps, l’eau froide descend et prend la place de
l’eau chaude. Ce mouvement circulaire, appelé convection, se produit aussi
dans l’air : l’air chaud s’élève et l’air froid descend et remplace l’air chaud.
Ces convections expliquent comment le vent se forme. Plus la différence de
température entre deux masses d’air est grande, plus la convection est forte,
donc plus le vent est fort. Les élèves peuvent maintenant revoir l’effet du
soleil sur les conditions météorologiques et proposer une explication de la
« brise de mer » : la terre se réchauffe plus vite que l’eau. Pendant la journée,
l’air qui se trouve au-dessus des terres se réchauffe plus vite que l’air qui est
au-dessus de l’eau. L’air chaud s’élève, et il est remplacé par l’air froid qui est
au-dessus de l’eau. La nuit, le contraire se produit, car les terres se
refroidissent rapidement dès que le soleil s’est couché, mais l’eau se refroidit
plus lentement.
Les élèves auront exploré les changements d’état dans l’unité « Les
propriétés et les changements de substance ». Ils pourront maintenant
étudier le cycle de l’eau en faisant des nuages dans un bocal, en distillant de
l’eau, en explorant l’évaporation de l’eau dans un verre ou en faisant
condenser de la vapeur d’eau sur une fenêtre ou sur un verre. On pourra
faire le lien avec les masses d’eau de la Terre et avec l’humidité qui se trouve
dans l’atmosphère : les cours d’eau, les lacs et les océans sont une source
d’eau pour la pluie, la neige et les autres formes de précipitations. En
s’évaporant de ces masses d’eau, l’eau forme des nuages, et les précipitations
produites par ces nuages complètent le cycle de l’eau.
Le mouvement de l’air et de l’eau
Ressources
Rendement
• Est-ce que le vent change souvent de direction et de vitesse? L'élève
note ses observations dans un tableau, pendant une semaine.
(302-10)
Le vent
(302-10)
Guide Leçon
FE
Guide Leçon
FE
Guide Leçon
FE
5,
5,
7,
7,
11,
11,
p. 45-52
p. 18-21
p. 59-66
p. 26-29
p. 89-100
p. 42-47
(301-13)
Guide Leçon
FE
Guide Leçon
FE
4,
4,
11,
11,
p. 35-44
p. 14-17
p. 89-100
p. 42-47
Quand
Jour 1
Avant
l’école
Jour 2
Récréation
Midi
Après
l’école
Avant
l’école
Direction
du vent
Vitesse du
vent
Journal
• Un jour il fait soleil, et le lendemain, le ciel est nuageux et il pleut.
D’où vient l’eau? D’où viennent les nuages? Je crois que je le sais. Ils
viennent de ... (301-13)
• Quand je suis à l’intérieur, il y a des endroits où je sens le
mouvement de l’air. Ce sont… L’air …. (décrire le mouvement de
l’air). (302-10)
• Quand je suis à l’extérieur, je sens le mouvement de l’air quand je
sens le vent. Pendant une semaine… (l'élève décrit ce qu’il a observé
et tire des conclusions sur les mouvements de l’air extérieur).
(302-10)
Papier-crayon
•
À partir de ses observations,
l’élève indique par des flèches
le mouvement du colorant
alimentaire. Il tire une
conclusion du mouvement
qu’il observe à différentes
températures. Il décrit ce qui lui prouve que l’air se déplace de la
même façon. (206-5)
• L’élève indique par des flèches la direction du vent au milieu d’une
chaude journée d’été. Il explique pourquoi les flèches sont où elles
sont. (206-5)
157
La prévision du temps
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
•
rassembler et présenter des
données météorologiques
recueillies sur une période
définie sous forme de
tableau et/ou de
graphique, et reconnaître
et avancer des raisons
pour expliquer les
constantes ou les écarts
dans les données (206-2,
206-3)
•
demander à des personnes
de sa communauté ou de
sa région de conseils sur la
façon de prédire le temps
qu’il fera, et comparer
leurs instruments et leurs
techniques (107-2, 10710, 207-4)
•
donner des exemples
illustrant la façon dont les
bulletins météorologiques
sont utilisés par différentes
personnes de sa
communauté (107-5)
décrire comment des
études sur la destruction
de la couche d’ozone, le
réchauffement climatique
et l’augmentation des
pluies acides ont conduit à
de nouvelles inventions et
à une réglementation plus
sévère sur les émissions de
gaz par les véhicules, les
usines et autres
technologies polluantes
(106-4)
•
158
Les élèves peuvent continuer à faire des relevés de données météorologiques
pendant toute l’unité. Ils auront exploré une partie de la théorie qu’on a sur
les causes du vent et des précipitations. Ils commenceront par analyser les
données, en cherchant ce qui se répète avec une certaine régularité. Ils vont
maintenant apprendre comment on prévoit le temps et comment les
prévisions météorologiques ont évolué au cours des années.
Les élèves interrogeront des membres de leur famille, des voisins, des élèves
d’autres écoles par courriel, des agriculteurs, des pêcheurs, des chroniqueurs
météo ou des météorologues pour savoir comment on prévoit le temps. Il y
a de nombreux sites Internet où on explique comment divers groupes
prévoient le temps; certains permettent même de poser des questions
directement à un météorologue.
À la lumière de ces entrevues et de leur recherche, les élèves devraient se
rendre compte qu’il y existe une foule d’indices qui permettent de prévoir le
temps. Pour illustrer le degré d’incertitude que comportent les prévisions
météorologiques, les élèves en enregistreront certaines (à court et à long
terme) et les compareront au temps qu’il fait vraiment. Ceci encourage les
élèves à s’intéresser à ce que font ceux qui travaillent dans les domaines des
sciences et de la technologie. Cette activité peut être reliée au travail que les
élèves ont fait sur les croyances populaires en matière de prévision du temps.
Les élèves pourraient parler à des gens de leur quartier ou de leur localité
pour savoir comment ces gens utilisent les prévisions météorologiques dans
leur vie de tous les jours. Ils pourraient parler à des agriculteurs, à des
pêcheurs, à des skieurs, à des personnes qui doivent décider si les écoles
seront fermées ou non à cause du mauvais temps ou à des gens qui
travaillent dans les transports.
Les élèves pourront alors faire des prévisions, en se fondant sur les indices et
les dictons qu’ils ont recueillis. Étant donné qu’ils n’auront fait des relevés
météorologiques que depuis peu, ils seront en mesure d’observer une
certaine régularité dans les conditions météorologiques, et d’expliquer une
partie de cette régularité à partir de la théorie étudiée à la dernière section,
mais ces données leur seront d’une utilité limitée dans leurs prévisions. Ils
découvriront qu’ils peuvent faire des prévisions à court terme avec une
certaine exactitude, à l’aide des indices et des dictons, mais qu’ils ont de la
difficulté à faire des prévisions à long terme. Les élèves feront de meilleures
prévisions s’ils regardent les images satellites qu’on trouve sur Internet.
La prévision du temps
Ressources
Rendement
• Dans la première ligne du tableau ci-dessous, l’élève marquera
certains indices permettant de prévoir le temps, que lui ont donnés
les gens auxquels il a parlé. Il remplira son tableau pendant une
semaine et rédigera un paragraphe pour décrire ses résultats. (107-2,
107-10, 204-3, 207-4, 301-14)
(206-2, 206-3)
Guide Leçon
FE
Guide Leçon
FE
9,
9,
11,
11,
p. 75-82
p. 34-37
p. 89-100
p. 42-47
Prévision du temps
Indices ou prédiction
Lundi
Prévisions
météo
Lever/ coucher
du soleil
Vaches,
araignées
...
Prédiction
Temps qu’il fait
Mardi
Prédiction
Temps qu’il fait
:
:
(107-2, 107-10, 207-4)
Guide Leçon 8,
p. 67-74
FE
8,
p. 30-33
Guide Leçon 9,
p. 75-82
FE
9,
p. 34-37
Prédiction
Temps qu’il fait
Papier-crayon
L’élève :
• décrit certains des instruments utilisés par le météorologue pour faire
ses prévisions. (107-2, 107-10, 207-4)
• nomme trois groupes de gens ou trois professions de la communauté
qui utilisent les prévisions météorologiques, et ensuite explique
pourquoi il est si important d’avoir des prévisions météorologiques
précises. (107-5)
(107-5)
Guide Leçon
FE
9,
9,
(204-3, 301-4)
Présentation
• L’élève met sur une affiche les différents relevés météorologiques qui Guide Leçon 9,
FE
9,
ont été obtenus pendant l’unité. Il rédigera une description de ce
qu’il a découvert et suggérera des explications à toute régularité ou
élément inhabituel qu’il remarque. Quelques exemples de
questions-guide : Est-ce que la température a augmenté ou diminué
progressivement? Pourrais-tu prévoir la température avec exactitude si
tu connaissais la température de la veille? Est-ce que les conditions
météorologiques sont reliées à la pression atmosphérique, mesurée à
l’aide d’un baromètre? (204-3, 206-2, 206-3, 301-14)
p. 75-82
p. 34-37
p. 75-82
p. 34-37
159
Problèmes environnementaux
Résultats
d’apprentissage
d’enseignement
•
énumérer des exemples de
phénomènes
météorologiques qui font
actuellement l’objet à
l’étude (105-1)
•
identifier les effets positifs
et négatifs des
technologies qui influent
sur la météo et
l’environnement (108-1)
•
décrire comment des
études sur la destruction
de la couche d’ozone, le
réchauffement climatique
et l’augmentation des
pluies acides ont conduit à
de nouvelles inventions et
à une réglementation plus
sévère sur les émissions de
gaz par les véhicules, les
usines et autres
technologies polluantes
(106-4)
160
Entre autres phénomènes météorologiques, on pourrait étudier les effets
attribués à l’effet de serre ou, réchauffement planétaire, les pluies acides,
El Niño ou La Niña. Dans cette partie de l’unité, les élèves prendront
conscience de problèmes d’actualité reliés aux conditions
météorologiques et au climat. Les élèves se familiariseront avec les causes
et les effets du réchauffement planétaire, de l’amincissement de la couche
d’ozone et des pluies acides. D’autres problèmes d’ordre climatique ou
environnemental seront abordés, par exemple les émissions volcaniques
et la déforestation. L’ampleur du traitement des causes se limitera à
l’identification des types d’activités qui contribuent à ces problèmes
(raffinage de minerais, combustion de carburants fossiles), et on ne
parlera pas de réactions chimiques. Les élèves devraient toutefois se
familiariser avec la terminologie propre à ces questions. Ils doivent
notamment savoir que « l’ozone » est un gaz de la « haute atmosphère »
et que l’ozone empêche certains des « rayons ultra-violets » nocifs de
parvenir jusqu’à la Terre. Les élèves exploreront aussi les effets de ces
phénomènes, p. ex. parhélies (ou faux soleils), arcs-en-ciel, halos lunaires,
à l’aide d’informations glanées dans différentes sources : vidéos,
documentaires télévisés, articles de magazines ou de journaux,
informations de presse. Les élèves voudront peut-être simuler les effets
des pluies acides à l’aide de modèles. Ils pourraient, par exemple, simuler
les effets des pluies acides sur la croissance des plantes. Pour simuler
l’effet de serre, ils comparent la température dans deux bocaux
identiques, un couvert de film plastique et un non couvert.
Les élèves devraient découvrir par la recherche les effets positifs et
négatifs des technologies qui contribuent à la pollution atmosphérique,
notamment les gaz à effet de serre, les gaz destructeurs de l’ozone, les
produits chimiques acides. Par exemple, les produits chimiques qui
détruisent l’ozone de la haute atmosphère sont des produits peu coûteux,
stables et non toxiques qui ont été mis au point pour remplacer les
produits utilisés auparavant pour la climatisation. Les pluies acides sont
causées, en grande partie, par les gaz d’échappement des automobiles,
mais bien des gens ne peuvent se passer de voiture. Les élèves devraient se
rendre compte qu’à cause des avantages des automobiles, il n’est pas
facile de trouver une solution au problème.
Enfin, les élèves devraient explorer des solutions ou des produits qui ont
été conçus pour réduire l’effet de ces problèmes. Ils pourraient se
renseigner sur ce que font les gouvernements fédéral, provinciaux et
locaux ainsi que les organismes internationaux pour trouver des
solutions.
Cette partie de l’unité amènera les élèves à se rendre compte que
l'application des sciences et de la technologie peut entraîner des effets
tant prévus qu'imprévus.
Problèmes environnementaux
Quelques stratégies d’évaluation
Ressources
Présentation
• L’élève fait une présentation (bande dessinée, brochure, affiche,
rapport, page Web) sur un des sujets d’actualité ci-dessous. Il fait
une description de cette menace pour l’environnement et suggère
des inventions ou des innovations qui ont été inventées à cause de ce
problème. (105-1, 106-4, 108-1)
– pluies acides
– réchauffement planétaire
– le trou dans la couche d’ozone
– El Niño ou La Niña
– émissions volcaniques
– autres
(105-1)
Guide Leçon
FE
6,
6,
(108-1)
Guide Leçon
FE
10, p. 83-88
10, p. 38-41
(106-4)
Guide Leçon
FE
10, p. 83-88
10, p. 38-41
p. 53-58
p. 22-25
Portfolio
• L’élève choisit un de ses meilleurs travaux de cette unité pour son
portfolio.
161
162

Sciences de la vie : Les besoins fondamentaux du corps et le

Transcription

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