Mais où va donc toute cette eau? 3 e année

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1 Mais où va donc toute cette eau? 3 e année Créé par Cynthia Gibeault GUIDE DE L ENSEIGNANT Cap sur les sciences au primaire Page 1

2 Discipline (s) au primaire ou domaine (s) de développement au préscolaire : Sciences et technologie Cycle : 2 e Degré : 1 er Durée prévue : 220 minutes (une période de 90 minutes, une période de 100 minutes, une période de 30 minutes) Activité : de départ d approfondissement SAÉ Matériel requis : - cahier de l élève tableau ou tableau numérique interactif - ordinateur et connexion Internet - papier brun ou papier essuie-tout - loupes - bécher 500 ml ou plus ou tasse à mesurer, - cylindre gradué 100 ml - tamis (de cuisine) - filtre à café - compte-goutte - montre ou chronomètre - contenant pour apporter de l eau (si nécessaire) - cuillères ou contenant pour manipuler le sol - différents types de sol (sable, terre noire, terreau d empotage, gravier, compost, feuilles séchées, etc.) Facultatif : - microscope DOMAINES GÉNÉRAUX DE FORMATION Environnement et consommation Intention éducative Amener l élève à entretenir un rapport dynamique avec son milieu, tout en gardant une distance critique à l égard de l exploitation de l environnement, du développement technologique et des biens de consommation. COMPÉTENCES TRANSVERSALES (cocher les compétences concernées) Compétences d ordre intellectuel Résoudre des problèmes Compétences d ordre personnel et social Coopérer Compétences d ordre méthodologique Se donner des méthodes de travail efficaces Compétence de l ordre de la communication Communiquer de façon appropriée Compétence (s) : Compétence 1 Proposer des explications ou des solutions à des problèmes d ordre scientifique ou technologique. Composantes : - Identifier un problème ou cerner une problématique. - Recourir à des stratégies d exploration variées. - Évaluer sa démarche. Cap sur les sciences au primaire Page 2

3 Compétence 2 mettre à profit les outils, objets et procédés de la science et de la technologie. Composantes : - S approprier les rôles et fonctions des outils, techniques, instruments et procédés de la science et de la technologie Compétence 3 Communiquer à l aide des langages utilisés en science et en technologie. Composantes : - Exploiter les langages courant et symbolique pour formuler une question, expliquer un point de vue ou donner une explication Savoirs essentiels : Matière : Les propriétés et caractéristiques de la matière terrestre - sol, eau et air La transformation de la matière - cycle de l eau Systèmes et interaction : Les systèmes météorologiques - nuages, précipitations Techniques et instrumentation : Utilisation d instruments de mesure simples (cylindre gradué) Langage approprié : Terminologie liée à la compréhension de la Terre et de l univers : cycle de l eau, évaporation, condensation, précipitation, la transpiration, infiltration, ruissellement, nuage. Stratégies Stratégies d exploration : - Émettre des hypothèses - Anticiper les résultats de sa démarche. - Prendre en considération les contraintes en jeu dans la résolution d un problème ou la réalisation d un objet (ressources disponibles, temps alloué). Stratégie d instrumentation : - Recourir à des outils de consignation (cahier de l élève). Contexte : Cette situation d évaluation et d apprentissage a été créée pour une classe ordinaire de deuxième cycle, plus particulièrement pour des élèves de troisième année. Dans la classe sur laquelle je me suis basée, il y avait 26 élèves. Ceux-ci, malgré leur propension au bavardage, participent bien. Intention didactique ou pédagogique : Cette situation a comme but de : faire découvrir aux élèves différentes étapes du cycle de l eau; faire expérimenter les élèves sur la phase d infiltration du cycle de l eau. Cap sur les sciences au primaire Page 3

4 Planification des phases de l activité et de l évaluation (ce que fait l enseignante et ce que doivent faire les élèves) Différenciation pédagogique PHASE DE PRÉPARATION Durée approximative : 90 minutes PREMIÈRE PÉRIODE Durée approximative : 90 minutes Déclencheur L enseignante se rend sur la cour de l école avec les élèves un jour où il a plu un peu plus tôt dans la journée, alors que le sol est encore humide, mais qu il commence à sécher. Elle leur fait remarquer que l eau semble avoir «disparu» à certains endroits. Mais où peut donc bien être allée toute cette eau? Ensemble, ils se promènent afin d examiner les différentes surfaces, comme la partie asphaltée, le terrain gazonné, le carré de sable, etc. Connaissances antérieures L enseignante fait une carte d exploration avec les élèves sur le thème du cycle de l eau. Le but de cette activité est évidemment d activer les connaissances antérieures des élèves, mais également d avoir un portrait des conceptions erronées en lien avec le cycle de l eau. Afin de conserver une trace de la carte d exploration, l enseignante écrit celle-ci au tableau numérique interactif, au tableau ou sur une grande feuille de papier, ceci dans le but de pouvoir s y référer régulièrement. L enseignante note les réponses des élèves au tableau pour les élèves visuels. L enseignante pose donc des questions telles que : D où vient l eau qui tombe du ciel sous forme de pluie? Comment se forment les nuages? Comment l eau circule-t-elle sur la Terre? Que connais-tu du cycle de l eau? Conceptions erronées : Durant cette phase préparatoire, il est possible que différentes conceptions erronées émergent. Parmi celles-ci peuvent se retrouver les suivantes : - Lorsqu il pleut, la pluie est entièrement absorbée par la terre. - La pluie vient de trous dans les nuages. - La pluie vient de la transpiration des nuages. Cap sur les sciences au primaire Page 4

5 - Les nuages sont vides et sont remplis par la mer. - Les nuages sont constitués de vapeur d eau. - Le soleil fait bouillir la mer pour créer la vapeur d eau. Afin de remédier à ces fausses conceptions, l enseignante présente une courte vidéo sur le cycle de l eau ( atetmeteo/cycledeleau/). À la suite du visionnement de celle-ci, l enseignante fait un retour en grand groupe. Pour ce faire, elle affiche au TNI un jeu-questionnaire interactif tiré du site edumédia ( Dans ce jeuquestionnaire, les élèves doivent identifier et nommer les principales phases du cycle, c est-àdire l évaporation, la condensation, la transpiration, les précipitations, l infiltration et le ruissellement. L enseignante demande à des élèves volontaires d aller sélectionner la bonne réponse. Au même moment, les élèves remplissent leur cahier de l élève à la page 3 sur laquelle se trouve la même illustration que celle affichée au TNI. Dans le jeu-questionnaire affiché au TNI, les élèves doivent également répondre à 10 questions sur le cycle de l eau. À mesure que l enseignante progresse dans le jeu-questionnaire, elle fait un retour sur les différentes conceptions erronées mises de l avant par les élèves afin de les mettre en contraste avec le bon concept scientifique. L utilisation de la vidéo permet aux élèves, spécialement les plus visuels d entre eux, de mieux intégrer la matière et les concepts. Utilité de l apprentissage L enseignante annonce aux élèves qu ils feront une expérimentation sur les différents types de sols afin de vérifier s il y a une différence de quantité d eau qui est absorbée selon les différentes sortes de matériaux sur lesquels tombe la pluie : sable, gravier, terre, feuilles, etc. PHASE DE RÉALISATION approximative : 100 minutes DEUXIÈME PÉRIODE Durée approximative : 40 minutes L enseignante présente aux élèves les différentes phases de la démarche d investigation expérimentale. Elle leur explique qu ils auront à appliquer cette démarche durant cette activité. Une illustration de cette démarche se trouve également dans le cahier de l élève à la page 2. L enseignante présente aux élèves divers types de sol : sable, terre noire, terreau d empotage, gravier, compost, feuilles séchées, etc. Elle leur demande s il y a, selon eux, une différence dans la quantité d eau qui est absorbée par le sol selon les différents types de sols sur lesquels tombe la pluie. L enseignante place bien en vue l affiche sur la démarche d investigation afin que les élèves puissent s y référer en tout temps. 1 Source : SAÉ Le cycle de l eau- phase d infiltration Carnet élève CSRDN 2013 Cap sur les sciences au primaire Page 5

6 L enseignante aide alors les élèves à formuler, dans leurs mots, la situation problème à la page 4 de leur cahier de l élève. La situation problème devrait se résumer ainsi : comment vérifier la différence de quantité d eau absorbée entre différents types de sols? Difficulté anticipée : certains élèves ont de la difficulté à formuler eux-mêmes la situation problème. L enseignante les aide à composer leur énoncé. En se référant à l illustration de la page 3 du cahier de l élève, les élèves doivent ensuite inscrire à la page 4 le nom de la phase du cycle de l eau qu ils vont observer durant cette expérimentation (l infiltration). L enseignante aura au préalable installé diverses stations dans lesquelles on retrouve les différents types de sols qui seront exploités durant cette activité. Les élèves sont ensuite invités à aller les observer. Ils peuvent les observer à l aide d une loupe ou d un microscope si ces outils sont disponibles. Ils sont également invités à toucher les différents types de sols afin de comparer les diverses textures. Dans leur cahier de l élève, à la page 5, les élèves font un dessin de leurs observations et notent les diverses caractéristiques des sols à partir de celles-ci. Difficulté anticipée : certains élèves se désorganisent. L enseignante s assure que les consignes sont claires et que les enfants savent quelle station explorer et à quel moment ils doivent changer de station. L enseignante aménage la classe afin de fournir un bon espace de travail. Les diverses stations sont espacées les unes des autres. TROISIÈME PÉRIODE Durée approximative : 60 minutes L enseignante forme des équipes de 3-4 élèves. Ceux-ci se verront attribuer 2 types de sols différents ayant été vus à la deuxième période. En équipe, ils devront émettre une hypothèse quant à l issue de leur expérimentation (cahier de l élève, p. 6). Difficulté anticipée : des élèves ont de la difficulté à formuler une explication. L enseignante les questionne et les amène à réfléchir, entre autres, sur les observations faites lors de la sortie dans la cour de l école au moment de la phase préparatoire. L enseignante demande aux élèves de quelles façons ils pourraient s y prendre afin de répondre à leur hypothèse. Elle présente ensuite le protocole 1 de l expérimentation. Les élèves pourront se référer à celui-ci dans leur cahier de l élève à la page X. Voici les étapes : 1. Dans un bécher ou une tasse à mesurer, l élève mesure 100 ml du type de sol qui lui a été assigné (sable, terre, gravier, etc.) 2. Il met un filtre à café dans le tamis et le dépose sur le bécher ou la tasse à mesurer. 3. Il met le sol choisi dans le filtre à café. 4. Dans un cylindre gradué, il mesure 100 ml d eau. 5. Il verse l eau dans le tamis. 6. Il attend 10 minutes. 7. Il verse le liquide recueilli dans le bécher ou dans la tasse à mesurer dans un cylindre gradué. 8. Il note la quantité de liquide recueilli dans son tableau. 9. Il recommence ensuite toutes les étapes de l expérimentation avec le 2 e type de sol. Les équipes sont formées stratégiquement, de sorte que des élèves plus faibles soient en équipe avec des élèves plus forts. L enseignante enseigne explicitement la démarche proposée. Cap sur les sciences au primaire Page 6

7 L élève est ensuite invité, à la page 8 de son cahier de l élève, à faire un schéma des différentes étapes de sa démarche. Il devra choisir le matériel qui sera utilisé lors de son expérimentation et l inscrire dans la même section. Difficulté anticipée : certains élèves éprouvent de la difficulté à faire le schéma de leur démarche. L enseignante revoit avec eux le protocole à effectuer afin de les aider à faire ressortir les étapes à inclure dans leur schéma. Comme les élèves devront comparer deux types de sols différents, l enseignante amorce une discussion sur l importance de tester ceux-ci de la même manière, de façon à ce qu il n y ait pas d impact sur le résultat final de l expérimentation. Elle aborde divers facteurs expérimentaux qui pourraient influencer les résultats : la quantité d eau utilisée pour chacune des expérimentations, l utilisation non adéquate du matériel scientifique (bécher, cylindre gradué, etc.), la pertinence d avoir ou non les mêmes contenants, le même tamis, etc. pour une même équipe, l absence de précisions des mesures ou la façon de verser l eau sur les échantillons de sols. Les élèves procèdent à leur expérimentation. Dans leur cahier de l élève (page 9), ils inscrivent les résultats obtenus, les difficultés rencontrées et les solutions mises en place pour contrer ces difficultés. Difficulté anticipée : malgré la discussion en grand groupe, certains élèves faussent leurs résultats à cause de certains facteurs expérimentaux ci-haut mentionnés. L enseignante leur fait un rappel des éléments discutés à ce sujet. Après l expérimentation, les élèves analysent les résultats obtenus afin de confirmer ou d infirmer leur hypothèse initiale. Pour ce faire, ils se réfèrent une fois de plus au cahier de l élève, page 10. Évaluation (contrôle de la progression des apprentissages) : Lors de l expérimentation des élèves, l enseignante circule parmi eux afin de questionner et d observer les élèves dans le but de valider leurs apprentissages. L enseignante fait donc une évaluation formative dans le but d ajuster son enseignement et de planifier le retour qu elle fera avec les élèves à la suite de l activité. Lorsque les élèves ont terminé leur investigation, l enseignante leur demande de remplir la fiche d autoévaluation située dans le cahier de l élève, à la page 11. Le matériel de manipulation utilisé permet de prendre en compte les élèves plus kinesthésiques. L enseignante circule parmi les équipes et s assure que tous les membres travaillent. Elle soutient les élèves en difficulté et les encourage à poursuivre afin qu ils restent engagés dans la tâche. PHASE D INTÉGRATION Durée approximative : 30 minutes À la suite de l activité, l enseignante fait un retour avec les élèves. Elle leur pose des questions telles que : Est-ce que vos hypothèses de départ étaient justes? Pour quelles raisons? Quelles difficultés avez-vous rencontrées pendant la réalisation de l expérimentation? Qu avez-vous fait pour les surmonter? Qu avez-vous aimé de cette expérimentation? Moins aimé? Avez-vous appliqué la démarche d investigation scientifique lors de cette activité? De quelles façons? Cap sur les sciences au primaire Page 7

8 L enseignante fait une révision avec les élèves au sujet du cycle de l eau. Elle peut reprendre l illustration du cycle de l eau que l on retrouve dans le cahier de l élève à la page 3. Elle demande aux élèves de lui dire à nouveau quelle phase du cycle a été travaillée par cette expérimentation et leur demande de justifier, dans leur mot, leur réponse. Si elle le désire, et dans le but de faire une suite cohérente à cette situation d apprentissage et d évaluation, l enseignante peut reprendre la question posée lors de la phase de préparation et qui portait sur les nuages. (Comment se forment les nuages?), ainsi que les conceptions erronées sur le sujet qui ont été abordées par les élèves (par exemple : les nuages sont vides et sont remplis par la mer ou les nuages sont constitués de vapeur d eau). Ces discussions serviront à mettre la table à une nouvelle expérimentation sur une autre phase du cycle de l eau : la condensation. Note : L enseignante est invitée à se référer à l activité Comment l eau circule-t-elle sur la Terre du site Internet Éclairs de sciences (voir références). Évaluation (contrôle de la progression des apprentissages) : Lorsque la situation d apprentissage est complétée, l enseignante récupère les cahiers de l élève. Elle se fiera à son contenu, mais également aux observations faites en classe afin de remplir sa grille d évaluation. Cap sur les sciences au primaire Page 8