COMMENT RECONNAÎTRE L'EAU D'ÉVIAN ET L'EAU D'HÉPAR

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1 COMMENT RECONNAÎTRE L'EAU D'ÉVIAN ET L'EAU D'HÉPAR réponse au défi scientifique lancé à Gentilly (94) en 2009/2010 aux classes de CM1 des écoles élémentaires et à la classe de 4ème «option sciences» du collège Rosa Parks Quelques traces écrites proposées Démarche Unité des démarches La plupart des classes a commencé le travail par la lecture des étiquettes des bouteilles, et cherché la définition de «minéral» pour mieux appréhender ce terme. Beaucoup d'entre elles se sont ensuite intéressées aux différences de composition. Puis les élèves se sont demandés comment mettre en évidence ces différences. Ils ont préparé et mené les investigations par petits groupes d'élèves défendant la même idée.

2 Ils ont conclu à la réussite ou pas de ces investigations. Des recherches documentaires ont complété les résultats d'expériences ou permis une nouvelle formulation d hypothèses et d'autres propositions d expériences (étiquettes des bouteilles d eau, cycle de l eau, les différents types d eau, d où vient l eau minérale ). Chaque petit groupe a partagé ses résultats avec l'ensemble de la classe, qui en a tiré les savoirs scientifiques à retenir de ce travail. Il a fallu pour terminer présenter sur des affiches les différentes étapes suivies afin de rendre compréhensible par tous la façon d'arriver aux conclusions proposées.

3 Diversité des hypothèses et des investigations proposées *mettre du sable dans l'eau : on piègera les minéraux au fond du récipient et/ou ça fera des bulles *observer au microscope : on verra les minéraux *observer à la loupe, à la lampe : on comptera les bulles *filtrer : on recueillera les minéraux *utiliser un bébé «cobaye» : il aura la diarrhée (expérimentation non retenue!) *sentir : les odeurs seront différentes *goûter : les goûts seront différents *faire des recherches documentaires *faire évaporer l'eau : les résidus seront plus importants pour la plus minéralisée *peser : la plus minéralisée sera la plus lourde *laisser décanter : les minéraux vont se déposer *faire dissoudre du sel : ce sera plus difficile dans l'eau la plus minéralisée *faire infiltrer l'eau dans la terre : la plus lourde va s'infiltrer plus vite *agiter : il y aura apparition de plus de bulles dans un cas que dans l'autre *faire chauffer : l'évaporation sera plus rapide pour la moins minéralisée *regarder : les couleurs seront différentes *faire bouillir l'eau : elle sera bonne pour les bébés

4 Diversité des présentations Lors des visites, les élèves ont été particulièrement attentifs aux différences et points communs entre les différentes démarches et présentations. Les traces écrites présentées sont très variées, tant par la forme (textes, dessins, schémas, photos...) que par la fonction qu'elles remplissent (exprimer sa pensée, prévoir les investigations, consigner les résultats et les réflexions des groupes, synthétiser les recherches documentaires, formuler des conclusions...) traces manuscrites

5 avec l'aide d'un traitement de texte avec présentation du matériel expérimental avec utilisation d'un logiciel spécifique

6 présentation d'expérimentations aux élèves de CM1 par ceux de 4ème La présence des collégiens lors de la visite a favorisé le liaison primaire collège en permettant une communication directe entre élèves de niveaux différents autour d une même problématique. Diversité des connaissances travaillées *la situation géographique des sources *le trajet de l'eau dans la nature *les différentes eaux : de source, minérales, du robinet *les états de l'eau *les mélanges et les solutions *l'importance de l'eau et des sels minéraux sur la santé *ce qu'est un minéral *la fabrication du sel *des poésies

7 Réponse au défi (synthèse des différentes conclusions des classes) Pour reconnaître les eaux minérales d'évian et d'hépar sans les étiquettes, on peut : comparer leur goût car celui-ci dépend de la quantité de sels minéraux dissous dans l'eau (l'eau d'hépar a un goût plus fort car elle contient plus de sels minéraux) ; faire évaporer la même quantité de chaque eau pour mesurer la quantité de sels minéraux restant dans le récipient (l'eau d'évian sera celle pour laquelle il y aura le moins de résidus) ; comparer les masses des deux eaux (1,5l d'eau d'hépar pèse environ 3 g de plus que la même quantité d'eau d'évian à cause des minéraux qu'elle contient) Défi scientifique du REP Gentilly éclairages et commentaires de la coordonnatrice REP de la circonscription Le contexte Depuis trois ans, dans le cadre de la liaison école-collège, un défi scientifique est proposé aux élèves du Collège Rosa Parks, tête du réseau d éducation prioritaire, et des classes de CM1 des écoles de Gentilly. Au premier trimestre le défi est choisi, au deuxième les séances sont menées et enfin au troisième une exposition commune est réalisée dans l enceinte du collège. Cette exposition est visitée par chaque classe participante et animée par la coordonnatrice et quelques élèves du collège qui montrent des expériences et présentent les affiches. Après avoir cherché à expliquer les phases de la lune en , puis à séparer du sel et du poivre en , tous les élèves de CM1 et de la quatrième «option sciences» du collège du Réseau d Éducation Prioritaire de Gentilly ont répondu au défi scientifique de cette année, en réfléchissant à une expérience qui permettrait de faire la différence entre deux eaux minérales : l eau d Hépar et l eau d Évian. Le sujet du défi a été choisi en début d année scolaire en concertation entre les professeurs des écoles des classes de CM1, des professeurs de sciences du collège, du conseiller pédagogique de la circonscription, de la coordonnatrice REP et enfin du maître formateur pour l enseignement des sciences, de la technologie et de l EDD. Le défi devait porter à la fois sur le programme du cycle 3 des écoles (Ici : La matière : L'eau : états et changements d'état ; Mélanges et solutions) et sur celui du collège. Par ailleurs, il devait permettre la mise en place d une démarche d expérimentation. L eau d Hépar et d'évian ont été choisi en raison de leur grande différence de minéralisation (l eau d Hépar étant beaucoup plus fortement minéralisée que celle d'évian). Les expériences pour être concluantes devaient mettre en évidence cette différence. L attitude des élèves pendant le défi Un défi scientifique entre l'école primaire et le collège stimule les élèves et maintien leur mobilisation du début à la fin : relever le défi, proposer des hypothèses et les expérimenter rencontrent l adhésion de la grande majorité des élèves.

8 Le passage à l écrit nécessaire pour formuler les hypothèses, faire la liste du matériel ou bien décrire ce qu on observe, en est d autant plus facilité. Le cahier de sciences individuel a permis à chacun de garder en mémoire sa démarche, et alimenté la rédaction des affiches. L'exposition finale, annoncée dès le début du défi, donne du sens au passage par l'écrit, car chaque production est destinée à être lue par d autres élèves qui devront comprendre la démarche suivie. D où le soin apporté à la qualité des affichages : orthographe, formulation, mise en page. Le travail de groupe pour les expériences encourage la participation de chacun, et permet l'acquisition de compétences en matière d'organisation et de respect des règles de vie de la classe. Les mises en commun nécessaires pour connaître les propositions ou les résultats des uns et des autres améliorent la prise de parole, l écoute des autres, l argumentation et la remise en cause de chacun. Le point de vue des enseignants Au début, les enseignants étaient un peu dubitatifs face à la notion de sels minéraux dissous dans l eau, celle-ci étant éloignée des préoccupations quotidiennes des élèves. Certains enseignants ont même dû faire des recherches préalables sur le sujet afin de se rassurer. Les freins rencontrés chez les enseignants peuvent se situer à deux moments : avant le lancement du défi en raison de l inconnu concernant les hypothèses des élèves : Que vont-ils proposer? Comment alors vérifier leurs hypothèses? Quel matériel va être nécessaire? après les premières expériences qui n ont pas immédiatement permis la résolution du défi, aucune nouvelle proposition n'est venue des élèves : Comment débloquer la situation sans dévoiler la solution? Quels documents adaptés au niveau des élèves proposer pour inciter à l élaboration de nouvelles hypothèses? Les premières réticences sont tombées dès que les élèves se sont emparés du défi en proposant les expériences. Une fois la liste du matériel élaborée, l enseignant a pu se le procurer soit en puisant dans les ressources de l école, soit en empruntant au collège ou dans la malle science de la circonscription. Les manuels scolaires et Internet ont été les principales sources documentaires, conciliant informations utiles sur le sujet et niveau de formulation adapté. Commentaires Pour la troisième année, la liaison école/collège a pris appui sur un défi scientifique lancé par la circonscription. Grâce à la reconduite de cette action, aux constats faits par les enseignants les années précédentes, au concours des professeurs du collège, de la coordonnatrice ZEP et des formateurs suivant ce projet, on constate chaque année une implication de plus en plus importante dans la démarche d'investigation préconisée par les programmes, ainsi qu'une nette amélioration et une diversification dans les productions écrites présentant les travaux. Document réalisé par Claude Chat, animateur départemental pour l'enseignement des sciences, de la technologie et de l'edd Pour tout commentaire : claude.chat@ac-creteil.fr juin 2010