Objectif : Les enfants pratiquent et développent l observation systématique, le questionnement,

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1 3-5 ans Contenu scientifique : science physique Concepts cible : flottaison et immersion Groupe d âge visé : 3-5 ans Durée de l activité : 20 minutes Résumé : Cette activité peut s inscrire dans le cadre d une étude sur la flottaison et l immersion. Les enfants doivent connaître ces notions avant de commencer l activité. Ils doivent donc au préalable avoir déjà utilisé des objets qui flottent et qui coulent. L activité démarre par l observation de différents matériaux : lesquels flottent et lesquels coulent? Après cette phase d étude, les enfants sont confrontés à des problèmes scientifiques spécifiques (les défis) liés à ces notions. Les enfants disposent d une bille et d un morceau de papier. Leur défi consiste à trouver un moyen de faire flotter la bille. Les élèves se voient ensuite présenter une petite boîte. Leur défi consiste à trouver un moyen de faire flotter la bille à l aide de cette petite boîte. Le défi suivant consiste à faire flotter un plus grand nombre de billes, puis une voiture jouet. Les enfants doivent maintenant trouver un moyen de résoudre ces problèmes en utilisant le matériel mis à leur disposition. Ils vont pouvoir mener une véritable activité de recherche en vue de trouver des solutions. Objectif : Les enfants pratiquent et développent l observation systématique, le questionnement, la planification et la consignation pour trouver des preuves. Les enfants planifient et mettent en œuvre une expérience au cours de laquelle une variable est modifiée pour obtenir un certain résultat (le volume d un objet a-til une incidence sur sa flottaison ou son immersion?) Les enfants découvrent les notions de flottaison et d immersion (uniquement) par la perception Matériel : Une bassine d eau Différents matériaux permettant de découvrir la flottaison et l immersion (certains ayant le même volume mais un poids différent, ce qui a une incidence sur la flottaison ou l immersion. Certains sont des cailloux, mais un doit être une pierreponce. Certains matériaux sont de même poids, mais de volume différent) Des billes Du papier aluminium Plusieurs boîtes vides de tailles différentes (de petite à grande) Éventuellement : la fiche accompagnant le processus de recherche Flottons Auteur : Kristof Van de Keere, VIVES, Belgium The content of the present document only reflects the author s views and the European Union is not liable for any use that may be made of the information therein.

2 1. Réflexion (formulation d hypothèses) Décider sur quelle question va porter la recherche (= le défi) Que savent déjà les enfants? Quelles sont leurs idées? Les enfants observent dans un premier temps la flottaison et l immersion de divers objets (des pierres, du bois, consulter la fiche. Il est important qu ils découvrent que ce n est pas le matériau en soi qui fait flotter ou couler l objet, par ex. les pierres et le bois ne coulent pas tous. Donnez-leur des objets divers, de sorte qu ils puissent constater que le poids et le volume sont importants, voir les notes à destination de l enseignant de la fiche). Après l expérience, l enseignant peut réfléchir au processus et demander aux élèves ce qu ils ont découvert. Il met la balance à leur disposition pour qu ils puissent peser les différents objets. Ils constateront dans certains cas que l objet plus lourd coule comme prévu, mais que si les objets pèsent le même poids et sont de taille différente (par ex. une petite boîte et une grande boîte de même poids) le poids seul ne suffit pas à contribuer à la flottaison ou à l immersion (le volume aussi est important). Reportez-vous à l annexe pour plus d informations sur les matériaux pouvant être utilisés. L enseignant demande aux enfants de découvrir quels objets flottent et quels coulent. Avant de commencer l expérience, les élèves répartissent les objets en deux groupes, selon s ils pensent qu ils vont flotter ou non. Ils peuvent pour cela utiliser des images représentant les objets en question. Ainsi, ils pourront vérifier après l expérience s ils avaient raison ou tort. Différentiation (pour les enfants plus âgés) : Ils peuvent utiliser la fiche pour indiquer quels matériaux flotteront et quels couleront. Ils doivent d abord formuler des prévisions, puis faire l expérience. Lorsqu ils observent les différents objets, ils peuvent indiquer sur leur fiche ceux qui flottent (= je sais). L enseignant les guide dans ce processus et ne formule aucun commentaire. Il se contente de les aider à exprimer ce qu ils découvrent. Les enfants auront probablement tort dans leurs prévisions de flottaison ou d immersion car ils s appuieront sur le seul critère du «poids» ou du type de matériau pour décider si celui-ci va flotter ou couler.

3 2. Recherche (Conception et mise en place d expériences et d observations) Planifier et mener à bien la recherche pour recueillir des données Après la phase de découverte, les enfants sont confrontés à des problèmes scientifiques spécifiques liés à la flottaison et à l immersion. Ils doivent trouver un moyen de résoudre ces problèmes en menant un véritable travail de recherche. Les problèmes sont présentés aux enfants étape par étape. Ainsi, une fois qu ils ont relevé le premier défi, l enseignant leur expose le deuxième. 1. Les enfants se voient présenter une bille et un petit morceau de papier aluminium. Le défi consiste à faire flotter la bille (l enseignant a coupé et plié le morceau de papier de manière qu il flotte lorsque la bille est posée dessus, ce qui est trop difficile pour les enfants). 2. Les enfants se voient présenter une petite boîte. Le défi consiste à faire flotter la bille dans la boîte. 3. Pour le défi suivant, l enseignant peut distribuer d autres billes, ainsi que d autres boîtes vides de tailles différentes. 4. Le dernier défi consiste à faire flotter une voiture-jouet plus lourde. Lorsque vous distribuez des billes supplémentaires, assurez-vous que leur nombre est suffisant pour faire couler la petite boîte, pour que les élèves soient obligés d utiliser une boîte plus grande Pendant qu ils réfléchissent et qu ils manipulent pour résoudre les problèmes, les élèves découvrent les notions de flottaison et d immersion et le lien entre poids et volume. Il est aussi important que l enseignant guide le processus et stimule les enfants dans leur recherche en leur posant les bonnes questions, conformément au cycle de recherche suivant : Phase d orientation = orientation/identification du problème : Quel est le problème? Que devons-nous découvrir? Phase d élucidation = Comment allons-nous résoudre le problème? Comment allons-nous procéder? Pourquoi cela fonctionnera-t-il d après vous? Selon vous, que va-t-il se passer? Pourquoi? Phase d exécution = Les enfants réalisent l expérience. Phase de restructuration = Qu avons-nous découvert? Différenciation (pour les enfants plus âgés) : Cette activité peut se réaliser de manière autonome. Dans ce cas, une fiche peut guider les élèves dans ce processus. Sur la fiche les enfants indiquent si la recherche leur a permis de répondre à la question. 3. Évaluation (évaluation des preuves) Si les enfants font le point sur les expériences qu ils ont faites, ontils trouvé une réponse aux différents défia? Peuvent-ils exprimer ce qu ils ont découvert? Conclusion : utiliser les données pour construire la connaissance et générer des preuves. Démontrer la compréhension des concepts et/ou la capacité à utiliser les compétences de recherche.

4 Flottaison et immersion 1. Découvrir des matériaux liés à la flottaison et l immersion Je prédis calcaire pierre-ponce (autre pierre) boîte remplie de sable bille boîte vide morceau de papier aluminium balle bondissante (plus grosse que la bille mais de même poids) trombone morceau de papier Remarque pour l enseignant : Choisissez les objets en fonction des critères suivants : Vous pouvez utiliser des pierres, mais incluez aussi une pierreponce, pour que les enfants constatent que les pierres ne coulent pas toutes. En effet, ils pensent généralement que la flottaison et l immersion dépendent uniquement de la nature du matériau. Veillez également à disposer d objets de même volume, mais de poids différent (une boîte de conserve pleine de sable et une autre vide), le plus lourd coulant et le plus léger flottant. Assurez-vous aussi d avoir des objets de même poids mais de volume différent. Les plus gros flotteront et les plus petits couleront (il peut s agir de boîtes de taille différente mais de poids identique, par ex. remplies de sable). Les enfants auront acquis les notions de lourdeur, de légèreté et d équilibre avant cette activité. Je sais Dessinez les différents matériaux et découpez les dessins pour que les élèves puissant les classer en différentes catégories. Flotte ou coule? Quels objets? Flotte Coule

5 Flottaison et immersion 2. Comment le faire flotter? Cette activité met en évidence l incidence du poids et du volume sur la flottaison ou l immersion. Les enfants font d abord flotter une bille sur le papier aluminium déjà plié, puis dans une petite boîte, puis plusieurs billes, etc. Prenez des photos des objets que les élèves utiliseront pour l activité et collez-les ici.