Ecole primaire Champ Cordet Torcy (71) CM1 - CM2 Mr MASSON
JE MENE UNE ENQUETE SCIENTIFIQUE 1) Questionnement : J écris la question que je me pose dans mon cahier. 2) Hypothèse : J'écris une hypothèse dans mon cahier. Ex : «je pense que», «il me semble que», «il se peut que». (une hypothèse est une réponse que je crois être possible, mais je n'en suis pas encore sûr). 3) Recherche : DEMARCHE A J imagine et je réalise mes propres expériences a) J imagine une expérience pour vérifier si mon hypothèse est correcte. b) J écris dans mon cahier la liste du matériel, un petit texte explicatif et le dessin de l'expérience que je veux faire. c) J explique à mes camarades l expérience que je veux faire et j'écoute leurs idées. Je respecte l'avis de chacun. d) Quand le maître m a donné son accord, je prends le matériel et je réalise mon expérience. e) Je décris ce que j'ai observé: je fais encore un dessin et un petit texte explicatif dans mon cahier. DEMARCHE B Le maître propose des expériences a) J observe ou je manipule ce que le maître propose. b) Je décris ce que j'ai observé: je fais un dessin et un petit texte explicatif dans mon cahier. DEMARCHE C Je fais des recherches documentaires a) Je recherche des informations : - sur Internet - dans un livre - dans un dictionnaire - dans une encyclopédie - je peux écrire à un spécialiste! b) J écris dans mon cahier où j ai trouvé les informations qui répondent à la question (Ex : «nom du site internent, titre du livre, titre du dictionnaire, titre de l encyclopédie, nom du spécialiste à qui j ai écris»). 4/ Conclusions: a) J écris dans mon cahier si mon hypothèse de départ était exacte ou fausse. Ex : «Mon hypothèse était juste.» b) J écris dans mon cahier une réponse très précise à la question de départ.
Une planète a été totalement recouverte d'océans, on l'appelle Waterworld. Ses habitants vivent sur les mers, mais ils n'ont plus assez d'eau potable, ils ont seulement un peu d'eau de pluie, un peu d'eau sale... et beaucoup d'eau salée! Sur Waterworld, comment rendre l'eau potable?
Les types de solutions possibles pour les élèves : a) La filtration : Il s agit de l hypothèse de départ la plus courante : Utiliser une passoire, un filtre à café On distribue le matériel nécessaire aux enfants, selon les protocoles : - passoires plus ou moins fines, - filtres à café, - filtres en tissus (plus ou moins serrés) - coton, - sable Il est possible également de soumettre du matériel aux élèves afin de susciter des hypothèses nouvelles. Tout au long des expériences de filtrations, l enseignant questionne pour que les enfants construisent l idée d une progression : utiliser des filtres de plus en plus fins. - Comment faire pour nettoyer le mieux possible? - Quels sont les indices qui vous prouvent que l eau est plus propre que tout à l heure? Synthèse : Il peut y avoir plusieurs synthèses. Je pense qu il est bon en effet de procéder régulièrement à des mises au point durant les expériences. Ainsi, on recentre les élèves sur l objet du travail et l on évite que certains ne se perdent sur des voies sans issues. Ces mises au point régulières, sont autant de synthèses transitoires qui fixent l avancée des travaux : il ne s agit pas d asséner une vérité ou bien une solution mais d obtenir un consensus. L investigation ne peut être complète que si les groupes sont aptes à communiquer des résultats explicités. Exemple de synthèse : - On peut rendre propre l eau sale en la filtrant. - Pour filtrer de l eau sale on commence par utiliser une passoire (grille, ). - On commence ainsi par retirer les plus gros éléments. - Ensuite, on peut utiliser le sable, puis les filtres en tissus et en papier (filtre à café). - Enfin, on peut utiliser le coton. - Après chaque filtration, on voit dans le filtre ce qui a été enlevé : des éléments de plus en plus petits mais aussi de la «couleur marron» (comme dans le filtre à café ou le coton). - L eau obtenue n est pas parfaitement propre, elle est encore un peu colorée en marron. - Il faut continuer en trouvant une nouvelle solution.
b) La décantation : Cette idée viendra aux élèves en observant, en tout début de séance, la fabrication de l eau sale : l enseignant précipite, dans le récipient transparent rempli d eau, du café (on voit alors le café qui se «diffuse» dans l eau, la colorant en dessous de la surface sur laquelle flotte la poudre), du thé (il flotte), du riz (en le précipitant, une partie des grains traverse la couche supérieure de café et tombe au fond du récipient). En prenant le temps d observer encore, on remarquera un mouvement descendant et un mouvement ascendant. Les élèves concluront aisément que les corps lourds descendent et que les corps légers montent. Puis on mélange avec une baguette. L observation permet de remarquer rapidement que le mélange présente un «étagement» : au fond, les grains de riz se sont accumulés : c est ça la décantation. On laisse reposer le mélange et par gravité les corps qui sont dans l eau finissent par descendre. Forts de ces remarques, des élèves pourront vous proposer de laisser reposer, décanter, l eau sale puis de prélever la partie supérieure du mélange et de laisser de côté le fond. La difficulté réside alors en la définition d une technique pour extraire la partie supérieure du liquide. Des propositions d élèves : - en versant doucement, - en prélevant avec une cuillère, - avec une paille, un tuyau, - avec une seringue, - en faisant un trou au dessus du dépôt. Prévoir le matériel en fonction! Une idée supplémentaire : Il est intéressant de pouvoir observer une décantation sur une plus longue durée. On peut alors réduire en poussière de la craie de couleur dans un verre d eau. Les verres évasés favoriseront la décantation (les particules descendent plus facilement en suivant les bords évasés). Au bout de quelques temps, vous observerez un très fin dépôt en surface, une eau limpide en étage intermédiaire et un dépôt important en fond. On peut aussi mettre dans un tube à essais de notre eau sale de départ. On pratiquera ainsi une comparaison entre une décantation «naturelle» et une floculation Synthèse : - En laissant l eau au repos (sans la remuer), les corps les plus lourds descendent : c est la décantation. c) La floculation : Il s agit ici de proposer aux élèves une solution pour améliorer, accélérer la décantation. La floculation est inconnue des enfants : c est l enseignant qui la propose à l issue de l observation d une décantation. C est un complément de l investigation. La floculation consiste à introduire dans le mélange un produit : du sulfate d alumine. Ce produit provoque l agglomération des particules présentes dans l eau. Agglomérées, ces particules deviennent plus lourdes et décantent rapidement! La floculation se prépare avec une pipette, dans un tube à essais. Une fois le sulfate ajoutée à l eau sale, on retourne le tube en le bouchant soigneusement avec le pouce. Puis on observe. Ici, vous verrez déjà des «flocs» qui descendent. Laissez reposer et comparez le lendemain avec la décantation «naturelle». La floculation est utilisée par les usines de production d eau potable. Synthèse : - On peut accélérer, améliorer la décantation en ajoutant un produit chimique (du sulfate d alumine). Ce produit fait se coller les impuretés les unes aux autres. Plus lourdes, elles décantent alors plus rapidement. C est la floculation.
d) Les changements d états : Certains élèves ont proposé de pratiquer par évaporation et ébullition (vaporisation). Ensuite, on pourra condenser les vapeurs obtenues (en laboratoire, on aurait distillé). Cela a été l occasion de revenir avec le groupe classe sur le cycle de l eau. Synthèse : - Pour rendre l eau limpide, il faut la faire évaporer puis condenser. - Pour récupérer l eau propre, on place au dessus de la casserole d eau bouillante un couvercle froid. - L eau récupérée par évaporation/condensation est propre. - Au fond de la casserole restent les impuretés.
EVAPORATION FILTRATION DECANTATION CONDENSATION FLOCULATION
NOTRE MINI-STATION Fonctionnement d'une station d'épuration http://www.aquawal.be/fr/juniors/fonctionnement-d-une-station-d-epuration/index.html