LES VASES COMMUNICANTS

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1 1 LES SITUATIONS SIMPLES, MISE EN ŒUVRE LES VASES COMMUNICANTS Objectif de ce document : Vous aider à réussir cette séance en analysant dans le détail votre rôle d enseignant. En espérant que, vous appuyant sur ce savoir faire, vous n aurez plus crainte de mettre en œuvre des sciences expérimentales dans vos classes..

2 2 1- Points de départ possible et mise en place Classiquement cette séance est motivée par l étude de l arrivée d eau dans les maisons d habitation, l étude du fonctionnement du château d eau. On pourra donc questionner les élèves à ce propos à partir de photos, de dessins explicatifs dans les manuels etc. Voir aussi le site suivant : Le tableau ci-dessus, permet aux élèves de faire le lien entre le montage qui leur sera fourni et la réalité des choses Plus généralement le principe des vases communicants s applique lorsque que deux récipients contenant un liquide ( le plus souvent de l eau) communiquent par un tuyau. Les écluses, le siphon, sont régis par la même loi physique. Il est aussi possible de partir du vidage de l aquarium de la classe ou de la visite d une écluse. 2- Objectifs de la séance Vous entendrez parfois dire qu il n y a qu un seul objectif par séance, je souscrit à cette affirmation mais en la modulant : - l objectif des élèves c est «comprendre comment l eau arrive à la maison» ou «à quoi sert un château d eau», c est l objectif de connaissance qui est mis en exergue au début et à la conclusion de la séance. - Au service de cet objectif de connaissance, le maître tentera de mettre la compétence suivante : «REALISER UN DESSIN D EXPERIENCE CONFORME A LA REALITE», concrètement on cherchera à obtenir une vue en coupe permettant de comparer les niveaux des liquides. Cet objectif de nature transdisciplinaire est fondamental. Il faut faire comprendre aux élèves que si le dessin n est pas bon, c est que l on n a pas bien observé. Remarque : on ne peut reprocher à un PE2 en stage de polariser son attention sur les connaissances qu il veut «faire passer». Mais à mesure que le jeune enseignant progresse dans la carrière, il doit infléchir sa pratique en insistant davantage sur les compétences dont les élèves auront besoin à l avenir.

3 3 3- La phase de manipulation a- Le matériel : dans l idéal il faut préparer un montage pour deux élèves. Et pour chacun de quoi réaliser un ou plusieurs dessin : sous-main, feuille, crayon à papier 1. La séance est d autant plus facile à mettre en œuvre que le matériel est adéquat et en nombre suffisant. b- Il est recommandé de travailler dehors afin d éviter que la classe soit inondée. Ce qui implique un déplacement c est à dire une source d agitation. Donnez votre consigne avant de partir, répartissez clairement le transport du matériel, soyez vigilants. De l eau sur la cour ce n est pas bien grave à condition de faire attention aux instruments de l écrit c- Consigne : plusieurs possibilités Consigne 1 : un récipient (A) représente le château d eau ( étiquette ), l autre (B) l arrivée d eau dans la maison ; on étudie alors trois cas : - A plus haut que B, - B plus haut que A, - A et B au même niveau Il y aura donc trois dessins. Avantages : Cette consigne est parlante pour les élèves, elle facile donc la tâche de l enseignant débutant. Inconvénients : il faudra à terme se détacher des niveaux des récipients pour envisager le niveau de la surface libre des liquides! Consigne 2 : ayant présenté les montages on souhaite directement savoir dans quelles conditions «ça coule» et dans quelles autres cela ne coule pas 2 dessins ( ou plus ) Consigne 3 : pour ceux qui gèrent très bien le groupe classe et n ont donc aucun mal à stopper une phase de manipulation : - Première consigne assez libre «essayez» - La vraie consigne plus précise sera mise au point avec les élèves au cours d un mini-bilan. 1 En sciences on dessine toujours au crayon à papier, c est un rituel qui peut être institué dès la grande section et qui établit une distinction concrète avec les arts plastiques.

4 4 Cette manière de procéder est celle qui permet la meilleure implication possible des élèves. Mais un débutant a tout à fait le droit, par prudence, de choisir la consigne 1. d- A ne pas négliger la distribution du matériel et de l eau phase délicate! C est au fond la phase la plus délicate, il faudrait que les élèves soient tous servis en même temps! Vous avez clairement réparties les tâches et rappelé la consigne. Chaque binôme dispose d un montage et d une bouteille d eau. A votre signal et sous votre regard tous mettent la moitié 2 du contenu de la bouteille dans l un des récipients. Bouteilles pour le remplissage e- Le rôle du maître durant la phase de manipulation. Par ordre de priorité : - L enseignant doit toujours garder une vue d ensemble de sa classe et veille constamment au respect de la consigne. Attention tous les enseignants débutants ont le réflexe d aller travailler avec l un des groupes et perdent ainsi le contrôle. Il faut circuler pour faire sentir sa présence et observer ( cette observation permet de commencer à concevoir la mise en commun 3 ) Bien observer tout le groupe classe! 2 Pourquoi la moitié? Afin de pouvoir en cas de besoin (chahut, agitation, non respect de la consigne) tout arrêter en faisant vider l eau. Après nouveau «briefing» de la classe on pourra calmement recommencer grâce à l autre moitié de la bouteille ; il faut penser à tout! 3 Il arrive que certains élèves ayant observé des choses intéressantes oublient d en faire mention lors de la mise en commun collective. C est donc vous qui les solliciterez.à condition d avoir observé!

5 5 Vos interventions consisteront à : - Rappeler, Ré expliquer ou aménager la consigne au besoin. - Relancer le travail de certains groupes si besoin, mais de manière courte. Attention à ne pas rester longtemps avec un groupe en négligeant le reste de la classe! ( je le répète.) - Rappeler les exigences. - Donner du rythme, changer les rôles : manipulateur/dessinateur, faire dessiner un peu plus vite), procéder à des mini-bilans. - Clore l activité. f- Quand met-on fin à cette étape? Durée de la manipulation 15 minutes environ : Les débutants accordent toujours un temps trop long. Signe à prendre en compte : quand certains élèves commencent à faire autre chose que l activité proposée 4- L élaboration de la trace écrite Avec quels outils? - Les Dessins des élèves qui doivent être visibles par tous 4 - Un montage avec de l eau pour une vérification collective 5 sous la conduite du maître. Comment faire? On va donner au groupe classe pour objectif l élaboration d un dessin avec lequel tout le monde sera d accord, en cas de divergence c est l expérience qui tranchera 4 Il existe plusieurs solutions : les élèves regroupés près du tableau où vous affichez les productions, certains élèves reproduisent leur dessin en grand au tableau, faire réaliser de grandes affiches, profiter d une coupure de récréation pour réaliser des photocopies agrandies de certains dessins etc. Vous pouvez en imaginer d autres. Aucun échange n est possible si l objet du débat n est pas visible par tous! 5 Lorsqu on travaille en électricité, le retour à l expérience pour vérifier la conformité du dessin est mis aisément en œuvre. Dans le cas présent c est moins facile, en conséquence cela doit être préparé minutieusement.

6 6 Ne pas examiner trop longuement chaque dessin dans le détail ( défauts, qualités). Cette phase ne doit pas trop s éterniser sous peine de perdre l attention et la participation des élèves. Il faut trouver un angle d attaque, par exemple : - Choisissez deux dessins et afin que les élèves comparent demandez leur d en citer les différences Qui a raison? Comment savoir? Encore et toujours : l expérience! - Faites mettre ensemble les dessins similaires - Demandez quel est le meilleur dessin et bien sûr il faut justifier son choix - Etc. Vous pouvez aussi dessiner vous même au tableau en partant d un dessin «moyen» élaboré plus ou moins comme une vue en coupe Ce que les élèves vont retenir Dans l absolu, il est tout à fait possible de faire élaborer la trace écrite par les élèves eux mêmes : mais pour une première fois pour vous rassurer, rien ne vous interdit de préparer une feuille polycopiée à compléter du type de celle ci 6 Vous en démontrerez la pertinence dans la mesure où ce type de dessin permet de comparer les niveaux des liquides.

7 7 6- Elargir le champ d application ou d expérimentation Réinvestissement L une des situations suivantes : pourra être étudiée, généralement à la suite de la question d un élève. Par contre c est l enseignant qui devra attirer, l attention des enfants sur la situation (1) car spontanément ceux-ci ne s intéressent qu aux récipients et à leur contenu. La situation 3 fait le lien avec le travail sur l horizontale Crayon à papier et gomme! La 2 peut être montrée en fin de séance les sciences ce sont aussi quelques images spectaculaires qui marquent Toutes ces situations permettent de généraliser : Lorsque les récipients communiquent, l eau coule du niveau haut vers le niveau bas jusqu à ce que les deux surfaces libres se situent sur un même horizontale

8 8 7- Evaluation possible Les connaissances ne sont pas seules visées dans ce travail, cela ne signifie pas qu elles ne doivent pas être évaluées : cicontre, un exemple d évaluation sommative en liaison avec un travail effectué parallèlement à propos de la verticale. Ceci étant dit les dessins réalisés au cours de la séance ( premier et deuxième jet éventuel) constituent un élément d évaluation primordial.

9 8- Construction du montage 9 Matériel : un tuyau souple transparent de diamètre extérieur 1cm 7, deux bouteilles en plastique. Etapes de construction : - enlever les étiquettes de la bouteille, et les couper (près du fond grands récipients), - percer le bouchon en son milieu à l aide d un clou et d un marteau, - en s en servant comme d un foret (on tourne sans arrêt) agrandir le trou du bouchon qui doit rester de diamètre inférieur à celui-du tuyau, Attention, tournez sans arrêt, ne pas enfoncer trop vite!! - on taille le tuyau en biseau afin de pouvoir le faire entrer dans le bouchon «à force» (pas besoin de colle!) Une fois le tuyau enfoncé, retaillez-le en section droite et ajustez-le, sinon les élèves le dessineront dans le récipient CONCLUSION : Je rappelle que cette séance est l une des plus emblématiques de ce que doivent être les sciences à l école primaire. L une des meilleures pour apprendre! M Chantal centre Iufm de Melun version remaniée en juin Si ce diamètre est D > 1cm alors le tuyau sera difficile a couper, si D trop < 1 cm alors, ça ne coulera pas assez vite et les élèves ne concluront pas à l égalité de niveau des liquides.

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