Conseils et questionnements pour démarrer les activités VINCENT MAS Conseiller pédagogique du manuel Magnard

Transcription

1 Conseils et questionnements pour démarrer les activités VINCENT MAS Conseiller pédagogique du manuel Magnard La manière dont l enseignant introduit une activité a des effets importants sur l attention de la classe et son investissement dans le déroulement de la séance. Les situations dites «déclenchantes», qui doivent être le plus souvent en lien avec le monde de l élève, permettent au professeur de débuter une activité en excitant la curiosité et favorisant l appropriation par l élève du problème (ou situation) qui lui est généralement associée. Toutefois, si une phase de questionnement ne suit pas cette situation de démarrage, la séquence peut vite s étouffer et ne pas atteindre ses objectifs : la situation de départ est donc nécessaire mais pas suffisante. Aide à la mise en œuvre du manuel Des situations de départ sont proposées dans les pages d ouverture de chaque chapitre, elles permettent d interroger les élèves sur des phénomènes touchant généralement leur vie quotidienne (ou choisies pour leur beauté «physico-chimique»). Elles sont parfois complétées par d autres situations placées en début d activité. Les élèves ne peuvent que rarement répondre du premier coup aux interrogations suscitées par les documents. C est normal et voulu car ce sont les activités qui suivent, relayées par les exercices, qui vont permettre à l élève de pouvoir répondre rigoureusement, avec le bon raisonnement et le vocabulaire approprié. On trouvera dans les tableaux ci-dessous une aide indicative au démarrage des activités (en particulier celles qui sont guidées) à adapter selon le contexte de la classe. CHIMIE 1 : De l air aux molécules Activité 1 [p ] : Étudier l air qui nous entoure Étudier la composition de l air et l importance du dioxygène. QUESTION GENERALE De quoi est constitué l air qui nous entoure? Les photographies de la Terre et la bande dessinée en double page d ouverture peuvent être le point de départ des activités. Comment appelle-t-on la couche de gaz qui entoure notre planète? [Terre vue du ciel, p. 12] Le spationaute peut-il respirer dans l espace? [Spationaute, p. 12] Est-ce que l air existe? Pourquoi la bouteille ne s écrase-t-elle pas? Contient-elle du vide ou de l air? [BD, p. 13] L air est-il un mélange ou un corps pur? [Dépliant touristique, p. 13] 1

2 Activité 2 [p ] : Découvrir les constituants de la matière Introduire les molécules. QUESTION GENERALE De quoi est constituée la matière? Le travail préalable sur le document représentant les dunes de sable de la page d ouverture permet de questionner l élève sur le passage de l échelle macroscopique au microscopique et de revenir sur la notion de mélange et corps pur. L air est un mélange de gaz comme les dunes sont un mélange de grains de sable À ton avis, comment appelle-t-on au niveau microscopique les constituants de la matière? [Dunes de sable, p. 13] Activité 3 [p ] : Utiliser le modèle des molécules Explication de phénomènes rencontrés en 5 ème mais expliqués ici avec le modèle des molécules. QUESTION GENERALE Comment utiliser un modèle pour comprendre la matière et ses changements? On pourra se servir des pages de révision de 5 ème, en début de partie, pour lancer l activité. Comment interpréter au niveau moléculaire les états physiques de la matière? [Les différents états de l eau, p.10] Comment interpréter au niveau moléculaire les changements d états physiques de la matière? Comment expliquer ce qui se passe au niveau microscopique lorsqu on mélange des molécules? 2

3 CHIMIE 2 : L air et ses propriétés Activité 1 [p ] : Observer et interpréter quelques propriétés de l air Introduire les propriétés de compressibilité et d expansivité de l air. QUESTION GENERALE Comment mettre en évidence les propriétés de l air? Le travail préalable sur les documents de la page d ouverture de chapitre représentant les bulles du dauphin, le ballon que l on gonfle et la bouteille de plongée permet de questionner l élève sur le fait qu on peut faire occuper un volume plus petit à des gaz et qu un gaz cherche à occuper (lorsqu il n est soumis à aucune contrainte) le maximum d espace libre. Comment expliquer le fait que les bulles grossissent au fur et à mesure de leur montée? [Dauphin, p. 28] Peux-tu expliquer pourquoi le ballon éclate? [Ballon gonflable, p. 28] La bouteille de plongée contient-elle de l air gazeux? Que respire le plongeur, de l air? de l air liquide? autre chose? [Plongeur à bouteille, p. 29] Comment expliquer au niveau microscopique ces phénomènes? On utilisera également la situation présentée en début d activité, Une histoire de pompe à vélo [p. 30] Activité 2 [p ] : Découvrir et étudier la pression de l air Introduire et comprendre la notion de pression d un gaz et son lien avec les propriétés de compressibilité et d expansivité des gaz. QUESTION GENERALE Qu est ce que la pression de l air? d un gaz? On reviendra sur la page d ouverture de chapitre avec le ballon qui éclate et le rôle du détendeur dans la bouteille de plongée. Peux-tu expliquer pourquoi le ballon éclate? [Ballon gonflable, p. 28] La bouteille de plongée contient-elle de l air gazeux? Que respire le plongeur, de l air? de l air liquide? autre chose? [Plongeur à bouteille, p. 29] Comment expliquer au niveau microscopique la pression exercée par un gaz? par de l air? 3

4 Activité 3 [p ] : Comprendre que l air a une masse Introduire et comprendre le fait que l air a une masse. QUESTION GENERALE L air a-t-il une masse? Est-il pesant? Le dessin d une séquence météo à la télévision en double page d ouverture peut être le point de départ des activités. Pourquoi le présentateur météo parle-t-il de «masse d air»? [BD, p. 29] On utilisera également la situation présentée en début d activité, De l air lourd? [p. 34] CHIMIE 3 : De la combustion au modèle atomique Activité 1 [p ] : Découvrir les combustions Introduire et comprendre les combustions et leurs effets sur l environnement. QUESTION GENERALE Qu est-ce qu une combustion? La page d ouverture avec la flamme olympique sous l eau suscite chez l élève des interrogations : une combustion, c est quand ça brûle l eau éteint les flammes Comment expliquer l existence de cette flamme sous l eau? [La flamme olympique sous l eau, p. 46] Quelles sont les conditions pour qu un incendie éclate en forêt? [Panneau de risque d icendie, p. 47] Que peut-on faire pour éteindre les bougies d un gâteau d anniversaire? [Anniversaire, p. 47] On utilisera également la situation présentée en début d activité, Une question de survie [p. 48] Activité 2 [p ] : Étudier l évolution du modèle de la matière au fil des siècles Introduire historiquement la théorie atomique. QUESTION GENERALE Y a-t-il plus petit que les molécules? La page d ouverture permet de descendre encore dans l échelle microscopique vers les atomes constituant les molécules. L eau est constituée de molécules d eau plus ou moins attachées entre elles selon son état physique : ces molécules sont-elle ellemême constituées par des éléments plus petits encore? [Photo d eau et schéma, p. 47] 4

5 Activité 3 [p ] : Utiliser les atomes pour comprendre une combustion Comprendre, au niveau des molécules et des atomes, les combustions. QUESTION GENERALE Comment expliquer une combustion avec les atomes? Le lien est fait directement avec l activité 2 et l activité 1. Comment utiliser le modèle des atomes pour expliquer ce qui se passe au niveau d une combustion? On utilisera également la situation présentée en début d activité, Le déroulement d une combustion [p. 52] CHIMIE 4 : De la transformation chimique à l équation de réaction Activité 1 [p ] : Étudier les dangers associés à une combustion Expliquer ce qu est une combustion incomplète et ses dangers. QUESTION GENERALE Qu est-ce qu une combustion incomplète? La photographie de la chaudière à gaz en double page d ouverture peut être le point de départ des activités. D après toi, pourquoi les appareils de chauffage doivent-ils être entretenus régulièrement? [Dépliant et photo sur la chaudière à gaz, p. 65] Le document sur les feux d artifice p. 64 est aussi intéressant car il y a combustion, dégagement de fumées. Les couleurs des feux d artifice sont liés aux atomes constituant le combustible et cela pourra être vu ultérieurement. Activité 2 [p ] : Découvrir ce qui se conserve lors d une transformation chimique Présenter de manière historique et expérimentale la loi de conservation de la matière de Lavoisier. Elle est la finalité de la chimie avec la conservation de la matière lors d une transformation chimique. QUESTION GENERALE Les atomes, la masse se conservent-ils lors d une transformation chimique? ET À ton avis, à partir de tes connaissances sur les combustions, DOCUMENTS existe-t-il une loi commune à toutes les transformations chimiques? 5

6 ÉLECTRICITE 1 : La tension et l intensité du courant électrique Activité 1 [p ] : Comprendre la tension et l intensité du courant Faire comprendre ce qui se passe dans un circuit électrique en boucle simple et clarifier les notions de tension et d intensité. On utilise pour cela une analogie avec ce qui se passe sur une piste de ski. QUESTION GENERALE Qu est-ce que la tension et l intensité du courant électrique? La page d ouverture avec le document sur les pylônes, l étiquette derrière un lecteur mp3 permet d introduire les mots tension et intensité, et même leurs unités et leurs symboles. Quelle est l utilité de ces fils électriques que tu peux rencontrer tous les jours? [Lignes électriques, p. 88] Un oiseau posé sur un fil n est pas électrocuté, les fils électriques transportent-ils du courant électrique ou une tension? Au dos d un lecteur mp3, on peut trouver par exemple ce genre d indications : 30 V et 1 A. Sais-tu ce que signifient ces termes? Autour de toi, as-tu déjà pu rencontrer des indications similaires? Donne plusieurs exemples. [MP3, p. 89] Activités 2 et 3 [p ] : Mesurer une tension électrique. Mesurer l intensité d un courant électrique S ACTIVITES QUESTIONS GENERALES Découvrir le multimètre et de l utiliser en voltmètre et en ampèremètre pour mesurer une tension aux bornes d un dipôle et une intensité de courant électrique circulant dans une branche ou traversant un dipôle. Comment mesurer une tension électrique? Comment mesurer l intensité d un courant électrique? La page d ouverture avec la question relative au document montrant un technicien effectuant une mesure (vraisemblablement de tension) est une bonne introduction car on peut sortir à ce moment-là le même matériel et faire observer aux élèves de près un multimètre. Le multimètre est un appareil de mesures de grandeurs électriques. Quelles grandeurs électriques peut-on mesurer avec lui? Quelles sont les symboles que tu peux voir sur le multimètre? [Technicien automobile, p. 89] L élève (comme le professeur) peut aussi se servir de la double page multimètre placée en fin de livre. 6

7 ÉLECTRICITE 2 : Schématisation et adaptation Activité 1 [p ] : Schématiser les appareils de mesure dans un circuit électrique Connaître et placer sur un schéma normalisé les appareils de mesure «correctement» branchés. QUESTION GENERALE Comment schématiser les appareils de mesure dans un circuit électrique? La page d ouverture avec la BD page 105 permet d arriver au schéma normalisé d un voltmètre ou ampèremètre. On peut faire aussi réaliser et dessiner un circuit simple avec un voltmètre et montrer que la nécessité d avoir une symbolisation commune. Comment représenter simplement un voltmètre? On utilisera également la situation présentée en début d activité, L utilité des plans et des schémas [p. 106] Activité 2 [pp ] : Associer des dipôles de manière adaptée Introduire la notion de tension nominale d un appareil récepteur et s interroger «énergétiquement» sur l adéquation entre le fournisseur d énergie (piles ou générateurs) et les dipôles récepteurs et consommateurs d énergie. QUESTION GENERALE Comment associer des dipôles de manière adaptée? Un circuit comporte deux petites lampes alimentées par une pile. L une des lampes n a pas le même éclat que l autre À ton avis, qu est-ce qui pourrait les différencier électriquement? Si je prends un pile de 1,5 V, puis-je faire briller la lampe accrochée au lustre de mon salon? [Magasin de piles, p. 104] Mise à part la question du prix, pourquoi les piles ne sont-elles pas vendues à l unité? [Magasin de piles, p. 104] Pourquoi doit-on mettre dans certains appareils plusieurs piles afin qu ils fonctionnent? [Lampe de poche, p. 105] Est-il possible d obtenir une valeur de tension de 9 V avec des piles de 1,5 V? 7

8 ÉLECTRICITE 3 : Les lois de la tension et de l intensité électriques Activité 1 [p ] : Étudier la tension et l intensité dans un circuit en boucle simple Comprendre les lois électriques qui régissent la tension et l intensité dans un circuit en boucle simple. QUESTION GENERALE Quelles lois électriques régissent la tension et l intensité dans un circuit en boucle simple? Pour faire comprendre aux élèves comment se répartit l intensité d un courant dans un circuit électrique ou la relation qui existe entre la tension du générateur et celle aux bornes des dipôles placés en série, on pourra partir de l observation des circuits. Comment se répartit dans la boucle le courant électrique circulant dans un circuit électrique comportant deux lampes et une pile placées en série? Quelle relation peut-on trouver entre la tension aux bornes de la pile et celle aux bornes de chaque lampe? Activité 2 [p ] : Étudier la tension et l intensité dans un circuit avec dérivations Comprendre les lois électriques qui régissent la tension et l intensité dans un circuit comportant des dérivations. Introduire la notion de nœud électrique. Essayer d avoir une approche en terme d énergie électrique «qui se répartit». QUESTION GENERALE Quelles lois électriques régissent la tension et l intensité dans un circuit avec dérivations? Pour faire comprendre aux élèves comment se répartit l intensité d un courant dans un circuit électrique comportant des dérivations et la relation qui existe entre la tension du générateur et celle aux bornes des dipôles placés en dérivation, on pourra partir de la situation suivante : Tous les appareils de la maison sont branchés en dérivation, si l un des appareils ne fonctionne plus, on peut constater que les autres fonctionnent quand même. Sur des circuits électriques comportant plusieurs boucles beaucoup plus simples que ceux d une maison, comment l intensité d un courant électrique se répartit-elle? La tension fournie par le générateur étant constante, quel lien existe-il entre cette tension et celle aux bornes de chaque appareil en fonctionnement? 8

9 ÉLECTRICITE 4 : Une nouvelle grandeur : la résistance électrique Activité 1 [p ] : Découvrir les propriétés des dipôles ohmiques Trouver les propriétés des dipôles ohmiques. QUESTION GENERALE Quelles sont les propriétés d un dipôle dit ohmique? Les documents de la double page d ouverture (photos des dipôles avec anneaux, notion de résistance d un objet, rougissement d un tortillon parcouru par un courant électrique) permettent d introduire les activités proposées. On pourra se servir des pages de révision de 5 ème en début de partie, pour revenir sur les notions de conducteur et d isolant. Comment savoir si certains dipôles ou matériaux sont plus ou moins conducteurs? Que pourraient représenter les anneaux présents sur les dipôles ohmiques? Que caractérisent-ils? [Dipôles ohmiques, p. 135] Un dipôle ohmique parcouru par un courant électrique chauffe-til? [Plaque de cuisson, p. 135] Activité 2 [p ] : Comprendre et mesurer la résistance électrique Comprendre la notion de résistance, la mesurer et la schématiser en écriture normalisée. QUESTION GENERALE Comment comprendre et mesurer la résistance de ce dipôle ohmique? Tu as vu qu on pouvait faire une analogie entre des skieurs descendant une piste, et la tension et l intensité. À quoi correspondrait la résistance électrique dans cette analogie? Peut-on mesurer une résistance avec un multimètre? 9

10 Activité 3 [p ] : Découvrir la loi d Ohm Trouver la relation qui existe entre la tension aux bornes d un dipôle ohmique et l intensité I du courant qui le traverse. QUESTION GENERALE Peut-on trouver une loi reliant tension et intensité pour ce dipôle ohmique? Une situation montrée par la BD page 140 permet de mettre en activité les élèves. La photo des oiseaux sur le câble en page d ouverture peut permettre de généraliser la notion de corps résistif, l intensité parcourant les corps des oiseaux étant inoffensive. Pourquoi les oiseaux sur le câble ne meurent-ils pas malgré la forte tension sous leurs pattes? [Oiseaux sur un câble électrique, p. 134] OPTIQUE 1 : Quelques propriétés de la lumière Activité 1 [p ] : Passer de la lumière blanche à des lumières colorées Montrer que la lumière blanche peut être décomposée en lumières colorées et montrer qu à l aide de filtres on peut sélectionner une seule couleur pour la lumière. QUESTION GENERALE Peut-on décomposer, disperser de la lumière blanche? Les documents de la double page d ouverture (arc-en-ciel, et concert) sont le point de départ des activités. Comment expliquer les couleurs d un arc-en-ciel? Peut-on voir un arc-en-ciel la nuit? [Arc-en-ciel, p. 160] Comment expliquer que la lumière qui éclaire un CD nous apparaît irisée par un ensemble de couleur comme l arc-en-ciel? Peut-on décomposer, disperser la lumière blanche en laboratoire? Peut-on sélectionner, comme dans un concert, une seule lumière colorée? [Concert, p. 161] 10

11 Activité 2 [p ] : Superposer des lumières colorées Superposer et expliquer l apparition des lumières colorées. QUESTION GENERALE Que se passe-t-il si on ajoute plusieurs lumières entre elles? La photographie d une télévision en double page d ouverture peut être le point de départ des activités. Est-il possible à partir de trois lumières colorées de reproduire toutes les couleurs? [Télévision, p. 161] Comment peut-on ajouter des lumières entre elles en laboratoire? Si je mélange de la peinture verte et rouge, est-ce que j obtiendrai la même couleur que si je mélange de la lumière verte et de la lumière rouge? Une ombre est une région qui n est pas atteinte pas la lumière Est-il correct de parler d ombres colorées? Activité 3 [p ] : Découvrir et utiliser la vitesse de la lumière Savoir que la lumière a une vitesse finie et que la lumière qui nous vient de loin permet de remonter dans le passé. QUESTION GENERALE La lumière a-t-elle une vitesse? Le dessin qui met en scène des extraterrestres en double page d ouverture peut être le point de départ des activités. À ton avis, quel lien pourrait-il exister entre la distance que parcourt la lumière entre la Terre et les extraterrestres et le temps qu elle met pour parcourir cette distance? [Dessin d extraterrestres, p. 161] La lumière a-t-elle une vitesse infinie? Comment une des propriétés de la lumière permet-elle d expliquer que voir loin, c est voir dans le passé? 11

12 OPTIQUE 2 : Quelques propriétés de la lumière Activité 1 [p ] : Comprendre l origine de la couleur des objets Comprendre que la couleur est due à l interaction entre lumièrematière (diffusion) et œil-cerveau (réception-interprétation). QUESTION GENERALE Comment expliquer la couleur des corps ou des objets? La photographie d un toucan très coloré en double page d ouverture peut être le point de départ des activités. Peut-on voir les couleurs de cet oiseau ou d un objet la nuit? [Toucan, p. 178] «La nuit, tous les chats sont gris» : que veut dire en sciences cet «adage»? Avec quelle lumière faut-il éclairer un objet pour connaître sa couleur propre? Activité 2 [p ] : Comprendre la vision des couleurs Comprendre que la couleur est due aussi à l interaction entre lumière-matière et œil-cerveau (réception -interprétation). Étudier l œil comme récepteur de lumière et de lumières colorées. QUESTION GENERALE Comment l œil voit-il les couleurs? La bande dessinée de la double page d ouverture peut introduire l étude de notre récepteur de lumière : l œil et les problèmes de daltonisme. Voyons-nous tous les mêmes couleurs? [BD, p. 179] 12

13 OPTIQUE 3 : Les lentilles et la formation des images Activité 1 [p ] : Découvrir les propriétés des lentilles Découvrir et manipuler différents types de lentilles. Étudier l influence d une lentille CV sur les rayons de lumière notamment en terme d énergie. QUESTION GENERALE Que font les rayons de lumière lorsqu ils traversent des lentilles? L extrait de Tintin et la photographie de la goutte d eau en double page d ouverture peuvent introduire l étude des types de lentilles. Utiliser les lunettes des élèves afin qu ils déterminent la CV ou DV des rayons de lumière. Comment enflammer un morceau de papier avec une loupe? À ton avis, y a-t-il une distance à respecter entre le morceau de papier et la loupe pour que ça marche? On utilisera également la situation présentée en début d activité, Faire du feu avec une lentille [p. 194] Activité 2 [p ] : Étudier des systèmes permettant de former des images Comprendre la notion d image d un objet donnée par une lentille. QUESTION GENERALE Quels dispositifs permettent de former des images? Comment expliquer le fait que l image soit inversée dans la goutte d eau? [Goutte d eau, p. 192] L œil se comporte-t-il comme une lentille convergente? Activité 3 [p ] : Étudier la formation des images dans l œil Étudier l œil, ses défauts et ses corrections possibles. QUESTION GENERALE Comment se forment les images sur notre rétine? La photographie de l œil en double page d ouverture permet d interroger les élèves afin qu ils réalisent une maquette de l œil et qu ils modélisent ses défauts. Peut-on réaliser au laboratoire une maquette de l œil avec un écran en guise de rétine? Peux-tu citer quelques défauts de l œil expliquant le fait que certaines personnes portent des lunettes ou des lentilles de contact? Qu est-ce que la myopie? L hypermétropie? Comment corriger ces défauts de l œil? 13