Comment motiver les élèves autour du test de l eau par le sulfate de cuivre? Collège. Fabienne LOISEAU

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1 COLLÈGE 1127 Comment motiver les élèves autour du test de l eau par le sulfate de cuivre? par Collège Lou Castellas Marguerittes christophe.loiseau@libertysurf.fr RÉSUMÉ L article propose un exemple de situation déclenchante dans le cadre d une activité du programme de cinquième. Elle est destinée à motiver les élèves et à les rendre actifs dans l analyse d un test souvent difficile à introduire naturellement. Collège 1. PLACE DE L ACTIVITÉ PROPOSÉE DANS LE PROGRAMME La séquence d enseignement dans laquelle j utilise le sulfate de cuivre s intitule : «Les aliments contiennent-ils tous de l eau?». La fiche élève est donnée en annexe, et je vais y faire par la suite plusieurs fois référence. Elle s inscrit dans la partie du programme portant sur «L eau dans l environnement». Je la fais précéder de la leçon : «L eau sur Terre dans tous ses états». Je la fais suivre de la leçon : «L eau dans l alimentation et les organismes vivants». 2. LA SITUATION DÉCLENCHANTE J introduis l activité en utilisant un personnage récurrent tout au long de l année : «ma grand-mère». Je m adresse à la classe en ces termes : «Ma grand-mère a des soucis de santé en ce moment : son organisme, suite à une prise prolongée de diurétiques, contient trop d eau par rapport à sa quantité de sel : aussi son médecin lui a-t-il demandé, pendant deux jours, de réduire sa consommation en eau et de ne plus consommer d aliments contenant d eau» (je me suis renseignée auprès de mon médecin sur la véracité de cette situation). «Je suis passée aujourd hui chez ma grand-mère pour récupérer un échantillon de ce qu elle a l habitude de consommer : du pain, du sucre, une orange, «Ma grand-mère». Vol Juillet / Août / Septembre 2003

2 1128 UNION DES PROFESSEURS DE PHYSIQUE ET DE CHIMIE une pomme de terre, de l huile et du lait» (que je sors d un cabas et que je place sur le chariot). Après un silence général, les élèves du fond commencent à se soulever des chaises pour distinguer un peu mieux les aliments et on peut déjà voir des yeux briller. «Il va falloir l aider à trouver parmi ces aliments, ceux qui ne contiennent pas d eau et qu elle pourra donc consommer pendant ses deux jours de régime qui vont commencer la semaine prochaine». 3.DÉROULEMENT DE L ACTIVITÉ 3.1. Conception des élèves Je commence l activité en les interrogeant : «Dans un premier temps, quels sont à votre avis, parmi les aliments présents sur le chariot, ceux qui contiennent de l eau»? Préparée à l avance sur la partie repliée du tableau ou sur transparent, une grille est présentée aux élèves : Lait Huile Sucre Pomme de terre Pain Orange Oui Non Je ne sais pas Le professeur remplit au fur et à mesure après avoir comptabilisé les doigts levés. La classe manifeste un vif intérêt lors de cette première phase. On teste ainsi les conceptions des élèves, qui émettent des hypothèses. Il est très important de leur faire prendre conscience que leurs affirmations doivent être vérifiées (il en va de la santé de ma grand-mère!). Le problème étant posé sous cet angle, la démarche scientifique s impose à eux naturellement Introduction du test du sulfate de cuivre, outil de résolution de l activité Dans un second temps, on leur distribue la fiche élève (cf. annexe) les conduisant à valider ou invalider leurs hypothèses. Le problème est qu ils n ont pas en main l outil (test d identification de l eau) leur permettant de passer directement à une manipulation sur les aliments. On peut leur donner directement cet outil ou les maintenir dans une phase de réflexion en leur faisant analyser une expérience qui leur permettra de trouver eux-mêmes cet outil. J ai choisi cette alternative. Comment motiver les élèves autour du test... Le Bup n o 856

3 COLLÈGE 1129 Je leur explique que «voulant aider ma grand-mère, j ai rédigé cette activité, afin que nous trouvions la solution ensemble, et que j y ai intégré au tout début une expérience issue d un livre de chimie, qui pourrait nous aider à condition de l analyser». Les élèves se sentent investis d une mission. Cela fonctionne vraiment. Cette expérience préliminaire, figurant au début de l activité, est réalisée au bureau par deux élèves volontaires (il n en manque pas!). Le matériel utilisé par les volontaires est strictement le même que celui figurant sur la photo du polycopié (cf. annexe). L ensemble de la classe suit les manipulations sur l écran de télévision à laquelle une caméra est reliée. Nous marquons ensemble les observations sur les pointillés : «Ils deviennent blancs. De plus, un liquide incolore se dépose sur les parois du tube à essais» (pour la première phase de l expérience) et «Seul le deuxième tas bleuit» (pour la seconde). La photocopie étant en noir et blanc, les élèves colorient en bleu le deuxième tas. J ai volontairement utilisé trois liquides incolores lors de la deuxième phase de l expérience (l alcool n est pas de l alcool de pharmacie qui contient de l eau, mais un simple alcool primaire pur) car les élèves commentent la première phase, immanquablement en disant : «C est de l eau qui s est déposée sur les parois du tube à essais!». Je leur rétorque alors que «c est seulement un liquide incolore : reste à vérifier que c est de l eau et la deuxième phase est sûrement là pour que nous puissions nous en assurer». L analyse (paragraphe 1 de la fiche élève) est cherchée collectivement. Les élèves arrivent facilement à analyser les expériences et à trouver le réactif à utiliser pour le test. Ils en sont souvent fiers. La correction commune de ce paragraphe est du style : Sulfate de cuivre bleu déshydratation hydratation sulfate de cuivre blanc (anhydre) Collège Donc le sulfate de cuivre anhydre permet de mettre en évidence la présence d eau dans une substance : si le sulfate de cuivre anhydre devient bleu, la substance testée contient de l eau ; si le sulfate de cuivre anhydre reste blanc, la substance testée ne contient pas d eau. Dans les deux classes où j ai pu tester l activité, j ai demandé, avant d aborder le deuxième paragraphe de la fiche élève, ce que la deuxième phase de l expérience nous apportait, mis à part de trouver le test d identification de l eau. La plupart des élèves m ont répondu qu elle nous permettait de conclure qu il n y avait pas d eau dans le cyclohexane et dans l alcool, et qu elle nous permettait de découvrir qu un liquide incolore n était pas forcément de l eau. J ai peut-être eu de la chance, mais si les enfants ne le trouvent pas d eux-mêmes, je pense qu il est bon que le professeur le leur dise Déroulement de la suite de l activité Le deuxième paragraphe est cherché en autonomie, en groupe de quatre élèves, avec facilité en général. Notons que j ai toujours travaillé avec des groupes de quatre collégiens, n ayant aucune classe de cinquième dédoublée. Un élève volontaire par groupe Vol Juillet / Août / Septembre 2003

4 1130 UNION DES PROFESSEURS DE PHYSIQUE ET DE CHIMIE résume le travail de l équipe sur un transparent de rétroprojection que je lui distribue, et le présente pendant quelques minutes devant la classe. Il y a ainsi confrontation des réflexions engagées au sein des équipes ce qui nous permet de retenir le protocole et le tableau (cf. troisième paragraphe de la fiche élève) qui a «le plus de succès». Le professeur est là pour les guider dans leur choix. Cette phase est très riche en interventions car chaque groupe défend sa version, et accepte ensuite de la modifier après avoir écouté les autres. En ce sens là elle est très constructive. De plus, les enfants en difficulté reçoivent mieux, me semble-t-il, le savoir quand il est transmis par leurs pairs que par l enseignant. Il ne reste plus aux élèves qu à passer à la phase de validation ou d invalidation de leurs hypothèses en suivant un protocole commun. Le tableau le plus souvent retenu par la classe est : Aliment testé Lait Huile Sucre Pain Orange Couleur du sulfate de cuivre anhydre L aliment contient de l eau ou pas (oui/non) Pomme de terre Une synthèse est faite avec l aide du professeur en fin d activité : (cf. paragraphe 5 de la fiche élève). Elle est du style : Le sulfate de cuivre anhydre est une substance utilisée pour le test de l eau : s il bleuit en présence de l aliment, celui-ci contient de l eau : c est le cas du lait, de la pomme de terre, du pain frais et de l orange. s il reste blanc, en présence de l aliment, celui-ci ne contient pas d eau : c est le cas de l huile et du sucre. Remarque : Oralement, je reprends le raisonnement du début de l activité, et je leur demande de me donner la liste des aliments que ma grand-mère peut consommer pendant son régime. Cette activité s étend sur un peu moins de deux séances (soit moins de deux heures). Immanquablement, en début de deuxième séance, les élèves me demandent des nouvelles de ma grand-mère! Quant à l évaluation portant sur cette leçon, elle est mieux réussie que celles se rapportant à des notions introduites de façon magistrale. L investissement de l élève y est sûrement pour beaucoup. CONCLUSION J ai eu l idée d introduire un personnage fictif et récurrent, ma grand-mère, en me rappelant le plaisir qu avaient mes élèves de lycée à visionner les cassettes de la collection «Dis Jérôme». Jérôme BONALDI, durant ses séquences d apprentissage, abordait des concepts de façon distrayante en faisant référence à sa grand-mère, ce qui lui permettait de prendre du recul dans son enseignement. Cela m a servi de piste de réflexion dans la Comment motiver les élèves autour du test... Le Bup n o 856

5 COLLÈGE 1131 construction de cours un peu particuliers que je place à différents moments de l année. Bien sûr, cette façon d exposer, plus motivante pour l élève, demande parfois d improviser voire de jouer un peu la comédie. Mais n y a-t-il pas un acteur qui sommeille en chaque enseignant? Laissez vous tenter par l expérience. Elle risque de vous surprendre. REMERCIEMENTS Je tiens à remercier Mathieu RUFFENACH, enseignant à Sète pour sa formation sur les situations problèmes ; Mado REVERSAT, Danièle BOUSQUET et Serge RÉVOL, enseignants dans mon collège, pour leurs conseils et leur aide ; et enfin Olivier BOUTIN, préparateur dans mon collège, pour avoir donné trait avec talent à ma grand-mère. Collège Professeur de physique-chimie Collège Lou Castellas Marguerittes (Gard) Vol Juillet / Août / Septembre 2003

6 1132 UNION DES PROFESSEURS DE PHYSIQUE ET DE CHIMIE Annexe Fiche élève Comment motiver les élèves autour du test... Le Bup n o 856