- 1 - Champ disciplinaire : Sciences expérimentales et technologie Domaine : La matière : l eau Séance n 1 Durée : 1h 15 Date : 13/09/07 Classe : Valériane Lefils CM2 Connaissances : -connaître les 3 états physiques de l eau et les températures de changement d état -savoir que la vapeur d eau est invisible Objectifs de la séance : déclencher les questions des élèves et l expression de leurs idées préalables ; Evaluation diagnostique individuelle Matériel : affiche de YAB : «Le climat change», fiche d évaluation individuelle Déroulement de séance Oral collectif : 20mn Ce matin, on va commencer, on va faire des sciences affichage du poster «Le climat change». Que voyez-vous sur cette image? - de l eau - le changement de temps avec la neige et l eau, la neige qui fond. Oui, pourquoi tu dis ça? - au-dessus, il y a marqué «le climat change», on voit la neige qui fond - c est à cause du soleil, la neige fond - un arc-en-ciel - des montagnes - comme l eau est là, ça veut dire que le climat a changé - s il y a de l eau, c est à cause du réchauffement de la Terre - pourquoi il y a un côté où il y a de la glace, et un côté où c est plus froid? Est-ce qu on peut voir sur une image si c est plus chaud ou plus froid? Ca ne vous étonne pas de voir de la glace à cet endroit-là? Vous ne trouvez pas cette image étonnante? - il y a de la glace à un endroit, après il y a de l eau. Où trouve-t-on de la glace d habitude? - sur les montagnes Et là? - sur l eau Comment ça s appelle? - une banquise Que veut dire banquise? recherche dans le dictionnaire Comment s appelle de la glace entre deux montagnes? - un glacier Si je vous dis qu on va travailler en sciences sur les différents états de l eau, pourquoi je vous ai mis cette image? -!!! Quels sont les différents états de l eau? - l eau glacée, l eau chauffée - ça peut être de l eau liquide, de l eau dure, de l eau qui s évapore, comme de la buée - l eau elle a plusieurs formes Faites le lien avec l image! - l eau peut être liquide, glacée, gazeuse Quel est le rapport avec l image? - c est un glacier L eau liquide, elle est? Comment s appelle une étendue d eau comme ça?
- 2 - - un marais - un étang c est une photo prise d un hélicoptère, c est immense - un fleuve ça pourrait être le début d un fleuve - une cascade gelée on ne voit pas d eau liquide qui tombe - un océan regardez la petite carte en bas, c est en Amérique - une mer - un lac Oui, entre des montagnes, la neige fond et s accumule dans un lac. On a parlé de l eau liquide le lac, de l eau dure la glace Quelle est la définition de banquise dans le dictionnaire? une couche de glace sur de l eau. Ici, non, ce n est pas une couche de glace sur de l eau. Quel mot peut-on utiliser à la place de dure? - gelée Un synonyme de dur? solide Quel est le 3 ème état? - la vapeur Sur cette image? - des nuages, c est de l eau qui s évapore - non, on ne peut pas avoir de buée au-dessus du glacier L eau solide ne peut pas s évaporer? - non - c est comme si on mettait un glaçon dans un micro-onde - pourquoi l arc-en-ciel part d un côté? - c est quand il pleut et qu il y a du soleil Pourquoi? - le soleil c est une couleur Pas «une» couleur, le soleil est plein de couleurs, quand la lumière blanche passe à travers les gouttes d eau, elles se séparent, elle se décompose. Vous avez dit plein de choses intéressantes. Avant de commencer la séance, on va commencer par une petite évaluation, pas notée, diagnostique. Vous avez plein d idées, on en discutera, je verrai ce que vous savez. On va écouter toutes vos idées, vous ne serez pas tous d accord. Pour savoir qui a raison, qui a tort, on fera quoi? des expériences. Evaluation diagnostique individuelle écrite : 25mn Distribution des feuilles. Prenez un crayon de papier, c est chacun ses idées. Mise en commun orale : 30mn 1 ère question : Où peut-on trouver de l eau dans la nature? - cascades, rivières, ruisseaux, océans, flaques, fleuves, canal, lacs, mers, sources, étangs, nuages, puits, barrages, buée, glaciers 2 ème question : Sous quelles formes peut-on trouver l eau? - glacée, liquide, vapeur, gazeuse, solide, en ébullition, en fusion 3 ème question : Observe bien les dessins suivants, puis entoure la lettre des dessins où tu trouves de l eau. - C : de la neige ; de la glace ; il patine sur un lac gelé - E : dans les nuages ; il pleut ; flaques d eau - A?: eau ; vapeur ; c est de la fumée. On met ou pas? On met un point d interrogation
- 3 - - F?: dans la glace qu on mange il y a de l eau. Ca dépend de la glace : sorbet ou à la crème. Il y a de l eau puisque c est glacé. Pas forcément. Tu regarderas la composition chez toi sur le pot de glace. On fera une petite expérience. - G : la buée - D?: nuages ; les nuages c est pas forcément de l eau. - I?: vapeur ; quand il fait froid, notre bouche c est un peu chaud à l intérieur, quand on sort on fait de la buée. 4 ème question : Quand tu fais bouillir de l eau dans une casserole, qu observes-tu au-dessus de la casserole? - il y a de la vapeur ; de la fumée ; de la buée Tout le monde n utilise pas les mêmes termes, il faudra qu on les étudie pour savoir. 5 ème question : Explique ce qu est la buée (dessin G) - c est de l eau. Pourquoi on appelle ça de la buée? - c est quand ça touche quelque chose. C est quoi «ça»? - quand l eau touche la fenêtre Si je prends un verre d eau et que je la lance sur la fenêtre, c est de la buée? 6 ème question : Selon toi, comment se forme la buée? - quand on prend une douche chaude ; un fer à repasser sur le miroir, avec la vapeur 7 ème question : Donne la définition des mots suivants : o congélation : l eau qui congèle devient solide o évaporation : l eau qui s évapore ; si on utilise le même mot qu on ne connaît pas, on ne comprend pas, utilise d autres mots. C est la vapeur ; le soleil chauffe l eau qui monte o condensation : personne n a trouvé o ébullition : ça bout ; c est quand on fait chauffer de l eau et que ça fait des bulles o fusion : quand deux éléments liquides et solides se mélangent 8 ème question : Quelles sont les conditions pour que : o l eau devienne gazeuse : - il faut qu il fasse chaud. Chaud comment? 80 C ; 100 C ; 60 C ; 70 C ; à 100 C, il n y a plus d eau On expérimentera pour les températures o l eau devienne solide : - il faut qu il fasse froid, que ça gèle, à 30 C ; entre 0 C et 4 C ; -10 C On n est pas d accord sur les températures, on expérimentera o l eau devienne liquide : o si on laisse trop longtemps un glaçon au soleil, ça fond et ça devient de l eau liquide. A la montagne, au ski, il n y a plus de neige? c est pas de la vraie neige ; - le glaçon dans la main fond ; un glaçon fond à 30 C ; entre 10 C et 20 C, l eau reste liquide ; ni trop chaud, ni trop froid Conclusion : A la prochaine séance, on va commencer par «liquide». On va voir quelles expériences on peut faire pour que l eau devienne liquide.
- 4 -
- 5 - Champ disciplinaire : Sciences expérimentales et technologie Domaine : La matière : l eau Séance n Durée : matinée Date : 27/09/07 Classe : Valériane Lefils CM2 Connaissances : -connaître les 3 états physiques de l eau et les températures de changement d état -savoir que la vapeur d eau est invisible Objectifs de la séance : Réalisation des expériences proposées par les élèves «A quelle température la glace fond-elle?» + présentation des relevés sous forme de tableau Matériel : glaçons, récipients divers, thermomètres, cahier pour relevé de températures, protocole de son expérience Déroulement de séance Lancement Rappel de l objectif de la séance : faire une expérience pour savoir à quelle température la glace fond. Comment allez-vous faire pour savoir quelle est la 1 ère température? - les noter dans l ordre Quand saura-t-on que l expérience est finie? - quand toute la glace sera fondue Rappel des consignes de fonctionnement en salle de sciences. Expérimentations par groupes Noter la température toutes les 5 minutes.
Après la récréation Oral collectif : 30 mn Comment allons-nous présenter les résultats? Qui a une idée? - 6 - Premières idées proposées par les élèves : Puis : - On pourrait dessiner un thermomètre - Il faut numéroter - Il faut plusieurs thermomètres Combien? - 4, un pour chaque température - une seule température par thermomètre : 10 dans le premier, 5 dans le deuxième, 2 dans le troisième, 0 dans le dernier - on peut représenter le liquide rouge - on dirait une descente C est visuel, on voit bien les températures qui baissent - On aurait pu faire des graduations, comme une règle Viens faire au tableau à main levée - 1 trait pour 1 dans une couleur, le 2 ème avec une autre couleur Comment ça s appelle ce qu elle vient de faire? - y en a dans les entreprises - un graphique Oui, mais un graphique ça a plein de formes différentes. Comment s appelle celui-là? - à la banque, l argent baisse, l argent monte, comme la bourse, jusqu à son maximum Un histogramme. Pourquoi des couleurs, pas des traits? - Si on ne change pas la couleur, on ne saura pas l ordre Vous, pour ce que vous avez fait, on pourrait utiliser 2 couleurs ; lesquelles? - le rouge et le bleu - le bleu pour les températures très froides Qu est-ce que c est une température très froide? - y a moins et plus - Oui, dans le moins, c est froid Ca dépend des gens. Aujourd hui à 10, j ai eu froid. Ca dépend des personnes. Il faut un critère sûr. Le bleu en dessous de zéro, le rouge au-dessus. - oui, mais pourquoi? On verra plus tard. - c est mieux les histogrammes, si on a 50 températures, on fait 50 traits.
Individuel écrit : 30mn + terminer dans l après-midi Ce que je vous propose : vous allez vous remettre en groupes. Je vais vous donner une feuille à petits carreaux. Vous choisirez votre forme de présentation : thermomètres ou histogramme Quand on fait un graphique, il y a quelque chose de très important, c est l unité. Comment sont les graduations dans une règle? - C est régulier - On a toujours le même intervalle On commence à quelle température, est-ce qu il y a eu des températures négatives? - non. On commence au zéro. Vous vous servez des petits carreaux, pas besoin de retracer. On trace les 2 axes et on gradue. Vous travaillez au crayon de papier et crayon de couleur pour colorier. Quel titre au graphique? - température des glaçons qui fondent. - 7 -
Fiche d expérience d un cahier d élève - 8 -
Histogrammes - 9 -
- 10 - Champ disciplinaire : Sciences expérimentales et technologie Domaine : La matière : l eau Séance n Durée : étalée sur la journée Date : 04/10/07 Classe : Valériane Lefils CM2 Connaissances : -connaître les 3 états physiques de l eau et les températures de changement d état -savoir que la vapeur d eau est invisible Objectifs de la séance : expérience: A quelle température la glace fond-elle? Mise en évidence de la conservation de la masse et de la diminution du volume Matériel : glace pilée, bécher, thermomètre, balance électronique, tableau pour relevés de températures Déroulement de séance Mise en place de l expérience : 8h45 le matin Lancement oral collectif : 20 mn Je vais piler la glace. Ca veut dire quoi? - l écraser Pourquoi? Qu est-ce qu il y a entre les glaçons? - de l air Si je laisse de l air entre les glaçons, je vais avoir la température de l air, et pas de la glace. A votre avis, qu est-ce qui est le plus lourd entre l eau et la glace? - l eau - la glace On n est pas d accord. On vote. On aura la bonne réponse? - non, on peut peser, on fait l expérience Quelle expérience? - 1 kg de glaçons et 1 litre d eau, c est pareil - il faut prendre la même quantité d eau et de glaçons Comment? - tu les pèses - tu prends 4 glaçons fondus et 4 glaçons, tu les pèses Est-ce que les glaçons sont identiques? J ai une quantité de glaçons, on va tout noter. On pèse, on prend la température. - quantité de glace : 204ml - poids : 164g On remplira le relevé toutes les 5 minutes à tour de rôle au fond de la classe. Il est 9h. On prendra à 9h5. Vous m y ferez penser si je suis lancée dans mon travail. Une fois que le tableau sera rempli, on fera le graphique. Palier à 0 : mélange eau + glace
Après-midi : 13h30 On analysera le relevé plus tard. On est à 16, la glace a fondu. On va mesurer, on va peser. - 11 - Quantité de glace : 140 ml Poids : 166 g Où y a-t-il le plus d écart? - différence de quantité : 64 ml différence de poids : 2g Qu est-ce qui pèse 2 g? essais avec la balance : on pèse différents objets un capuchon de stylo pèse 2g C est quoi ces 2g? - c est peut-être le glaçon qui est moins lourd. Pourquoi? - il y a des bulles d air dans le glaçon. Regardez autour du pot. Qu est-ce qu il y a autour du pot? - elle transpire - la fraîcheur a fait de l eau à l extérieur - la buée a fait des gouttes Conclusion :13h50 Les 2 g proviennent de l eau qui se trouve autour du pot. Synthèse écrite : D où vient l eau? - des glaçons - des bulles d air qui étaient dans les glaçons - de la chaleur de la classe - le pot n est pas étanche
- 12 Champ disciplinaire : Sciences expérimentales et technologie Domaine : La matière : l eau Durée : étalée sur la journée Date : 15/10/07 Classe : Valériane Lefils CM2 Séance n Connaissances : -connaître les 3 états physiques de l eau et les températures de changement d état -savoir que la vapeur d eau est invisible Objectifs de la séance : Hypothèses + expériences pour savoir d où vient l eau autour du pot Montrer qu elle vient de la condensation de la vapeur d eau invisible dans l air ambiant Matériel : 3 béchers, eau colorée (grenadine), glace pilée colorée, glaçons Le problème que l on se pose : Pourquoi, quand de la glace fond, il y a de l eau autour du récipient. D où vient cette eau? Les hypothèses de la classe que l on va vérifier : - l eau vient des glaçons, le récipient n est pas étanche - l eau vient de la chaleur de la classe - le récipient transpire Les expériences mises en place : Eau + grenadine Glaçons à la grenadine Glaçons Observations et résultats : Je mets de l eau + J observe bien si l eau J observe si l eau autour du récipient est colorée grenadine et j observe s il sort du récipient ou pas y a des gouttes J observe ce qui se passe à l intérieur du récipient Je n observe pas d eau De l eau s est formée Il y a de l eau autour du récipient et elle n est pas autour du récipient : il est autour du récipient mais rose étanche. on ne sait pas si l eau De la buée s est formée à l intérieur au niveau provient des glaçons. des glaçons Conclusion : L eau ne peut pas provenir des glaçons, elle vient de l air de la classe. Dans l air de la classe, il y a de l eau mais on ne la voit pas.
Cahier d élève - 13 -
- 14 -
- 15 - Champ disciplinaire : Sciences expérimentales et technologie Domaine : La matière : l eau Séance n Durée : étalée sur la journée Date : 10/11/07 Classe : Valériane Lefils CM2 Connaissances : -connaître les 3 états physiques de l eau et les températures de changement d état -savoir que la vapeur d eau est invisible Objectifs de la séance : Mise en place des expériences : Comment faire évaporer de l eau? Le problème que l on se pose : Comment faire évaporer de l eau? Pour qu on puisse comparer toutes vos hypothèses, il faut la même quantité d eau. Comment mesurer? - avec un verre gradué Oui, mais il n en faut pas beaucoup. On va utiliser des pipettes de 3ml. On prendra 3 fois 2,5ml=7,5ml Les expériences mises en place : Remarque : La casserole ça s évapore plus vite, c est déjà évaporé. On va organiser un petit tour de surveillance, toutes les 10mn, pour vérifier s il y en a qui sont évaporés ou pas. Il y a des petites bulles dans l eau sur le radiateur, pourquoi? C est l air, dans l eau il y a de l oxygène, sinon les poissons ne pourraient pas respirer. Hypothèses : Avez-vous une petite idée de la méthode la plus rapide? - la lampe, l eau chaude, le ventilateur
Oral collectif Qui peut rappeler les résultats? - rajouter de l eau chaude : 2 jours - ventilateur : 1h23mn - récipient plat : 6h 19/11/07 Interprétation des résultats - radiateur = lampe : 8h - dans la classe : 1 journée - bouteille : 3 jours - soleil : 10h - 16 - On va interpréter les résultats. Qu est-ce que ça veut dire? - classer Oui, ça va déjà nous aider. On va essayer de comprendre comment ça fonctionne. Le classement : 1) plaque chauffante 2) ventilateur 3) récipient plat 4) radiateur/lampe 5) soleil 6) classe 7) ajout d eau chaude 8) bouteille ouverte Comment faire évaporer de l eau? - chaleur : plus on chauffe, plus l eau s évapore - le vent, le déplacement de l air : qu est-ce que vous observez, quand vous soufflez sur votre chocolat chaud? o ça bouge, ça déplace la vapeur - la surface d échange avec l air Dans la nature, où y a-t-il beaucoup d eau qui s évapore? - les océans Individuel écrit Remplir la fiche d expérience : parties 4 et 5. Synthèse L évaporation, c est de l eau sous la forme liquide qui devient sous la forme gazeuse. La vapeur d eau est invisible. Il y a trois «méthodes» pour faire évaporer de l eau : - chauffer de l eau : plus l eau est chauffée, plus elle s évapore vite - renouveler l air (utiliser le vent) : souffler sur l eau (vent, ventilateur) - la surface d échange avec l air : plus la surface d eau au contact de l air est importante, plus l eau va s évaporer rapidement.
- 17 -
- 18 - Champ disciplinaire : Sciences expérimentales et technologie Domaine : La matière : l eau Séance n Durée : 1h30 Date : 03/12/07 Classe : Valériane Lefils CM2 Connaissances : -connaître les 3 états physiques de l eau et les températures de changement d état -savoir que la vapeur d eau est invisible Objectifs de la séance : Mise en place des expériences : A quelle température l eau se transforme-t-elle en glace? Matériel : grille individuelle pour résultats, glace pilée colorée, sel fin, puis par groupe : 1 bécher, 1 flacon pilulier, 1 thermomètre. Déroulement de séance Oral collectif Qu est-ce qu on a vu en sciences depuis le début de l année? - On a vu plusieurs transformations de l eau - De solide à liquide - De liquide à gazeux Aujourd hui on va voir : - de liquide à solide Quel est le nom pour tous ces changements d états? Quelle expérience va-t-on faire aujourd hui? Que cherche-t-on à savoir? - à combien de degrés l eau passe de l état liquide à l état solide? On va prendre de l eau. On va faire un mélange réfrigérant. On a besoin d un grand récipient, d un petit récipient, d un thermomètre. Qu est-ce qu on va noter dans le tableau? - la température - ce qu on observe : s il y a de la glace, un peu d eau - le temps : soit l heure du relevé, soit le temps qui s écoule. Vous noterez plutôt l heure. On fera des histogrammes? Oui, on pourra en faire après. Les expériences
03/12/07 Interprétation des résultats Oral collectif Qu allez-vous comparer en groupes? - les températures Est-ce que vous allez comparer toutes les températures relevées? - oui Qu est-ce qui nous intéresse? - quand l eau devient de la glace Quand il n y a que de l eau, est-ce que vous allez comparer? - non, parce qu il n y a que de l eau et pas de glace Quand il n y a que de la glace? - non plus, parce que toute l eau est devenue de la glace Donc, vous allez comparer les températures quand vous avez à la fois de la glace et de l eau. - 19 - Au tableau Comparez vos résultats : température de transformation de l eau en glace Quels sont vos résultats? Pouvez-vous conclure sur la température à laquelle l eau se transforme en glace? Par groupe de 3 ou 4 : 10mn Bilan Chaque groupe passe et expose ses résultats : Problème car grands écarts de température entre les groupes On prend la moyenne Au tableau : -14 C -2,5 C -3 C et 4 C -1 C -2 C et 5 C 0 C et 3 C -1 C et 2 C Entourer en couleur ceux qui reviennent le plus souvent Conclusion L eau s est transformée en glace entre 0 C et 1 C.
- 20 -
- 21 -