l'eau, matière liquide, matière solide, transformation

Discipline
Explorer le monde du vivant, des objets et de la matière
Niveaux
MS, GS.
Auteur
H. HILPERT
Objectif
- Mener des activités impliquant des mélanges, des dissolutions, des transformations mécaniques ou sous l’effet de la chaleur ou du froid, et approcher quelques propriétés et transformations possibles de matières et matériaux.
- Discuter, classer, désigner et définir ces propriétés et transformations, en utilisant un vocabulaire approprié.
Relation avec les programmes
Cette séquence n'est pas associée aux programmes.
Dates
Créée le 11 janvier 2016
Modifiée le 06 mars 2016
Statistiques
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Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

Reconnaître les liquides et les différencier des autres matières
Découvrir quelques propriétés des liquides
eau matière liquide, matière solide...
Transformation de l'eau

Déroulement des séances

1

les liquides et les solides

Dernière mise à jour le 06 mars 2016
Discipline / domaine
Explorer le monde du vivant, des objets et de la matière
Objectif
identifier les liquides :
- les différencier des autres matières
- classer et désigner : relever quelques propriétés des matières liquides et solides
Durée
65 minutes (6 phases)
Matériel
bouteilles en plastique transparent contenant :
- pour les liquides : eau, huile
- pour les solides : grosses perles, laine
Informations théoriques
La phase liquide est un état de la matière. Sous cet état, la matière devient facilement déformable mais reste
difficilement compressible.
Le liquide est un fluide. Les molécules le constituant sont faiblement liées, ce qui les rend mobiles les unes
par rapport aux autres et confère au milieu la propriété de se déformer. Mais, à l'inverse du gaz, elles sont tout
de même faiblement liées : une molécule ne peut donc s'éloigner beaucoup d'une autre, ce qui fait que la
matière liquide a une cohésion que ne possède pas le gaz (et comme dans les solides, les molécules sont «
proches » les unes des autres, ce qui rend les liquides difficilement compressibles)
Une caractéristique des liquides est leur viscosité, qui mesure l'attachement des molécules les unes aux autres,
et donc la résistance à un corps qui traverserait le liquide. Plus la viscosité est grande, plus le liquide est
difficile à traverser. Il y a donc toute une gamme d'états intermédiaires (pâte), qui rend la distinction difficile
entre le liquide et le solide. En fait le meilleur test est celui de la rupture : un solide se brise et se fêle, et le
reste ; un liquide se fend et se ressoude après la disparition de la cause de rupture, sans laisser de trace.
Au niveau macroscopique, l'état liquide se caractérise par les propriétés suivantes :
• le liquide n'a pas de forme propre, il prend celle du récipient qui le contient sous l'effet de la gravité ;
• sa surface libre au repos est plane et horizontale (bords mis à part car la tension superficielle forme des
ménisques sur les bords)
• le liquide possède un volume propre, qui ne change qu'avec la température (dans une faible mesure).
Remarques
Penser à avertir les enfants sur les dangers possibles : ils auront sûrement très envie de sentir, voire de goûter, ce que contiennent les bouteilles pour l'identification des matières.
Bien que tous les liquides utilisés soient comestibles et sans danger, il est important de les mettre en garde : ne jamais sentir ou avaler des substances dont ils ne sont pas certains.
D'autres sens pourront être utilisés, notamment la vue pour les expériences qui suivent.
Les bouteilles présentées devront donc être et rester fermées !

1. Phase 1 : observation, manipulation libre

groupes de 5 | 10 min. | découverte

Les 4 contenants sont présentés aux enfants sur une table.

Les enfants ont la possibilité de manipuler les bouteilles mais ne peuvent pas les ouvrir : rappel des règles de sécurité (on ne goûte ni ne sent ce que l'on ne connaît pas)

Consigne :

"Vous avez devant vous des bouteilles qui contiennent différentes choses. Je vous demande de bien les regarder, vous avez le droit de les toucher mais vous ne pouvez pas les ouvrir."

Une discussion autour du contenu des bouteilles est engagée :

- que contiennent-elles?

Les différentes observations des élèves sont notées.

 

 

2. tri : expliquer le critère de tri

groupes de 5 | 5 min. | recherche

consigne : "maintenant que nous avons bien observé ce qu'il y avait dans les bouteilles, vous devez les trier."

Les différentes propositions des élèves sont récoltées, chaque groupe argumente autour de son critère de tri.

attendu : au moins un groupe a trié les bouteilles selon le type de matière qu'elles contiennent. Si ce n'est pas le cas, PE propose ce critère en faisant le tri sur une table et demande aux élèves de trouver le critère de tri.

 

3. confrontation des résultats

collectif | 15 min. | recherche

Les différents critères de tri sont présentés par chacun des groupe : un élèves indique comment son groupe a trié les bouteilles et sur quel critère ils se sont appuyés.

Toutes les propositions sont acceptées et discutées.

Si le tri solide/liquide n'est pas proposé, la table de PE est observée et le critère de tri discuté.

 

 

4. structuration des connaissances

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Il s'agit de répondre à la question suivante à partir du tri réalisé:

comment reconnaît-on une matière liquide ?

Un liquide, c’est une matière qui :

- s'écoule, mouille (non expérimenté lors de la séance)

- prend la forme du récipient,

- a une surface horizontale (droit, plat)

Bilan : rappel des notions apprises + demander aux élèves de citer des matières et de dire de quel type : solide ou liquide

présentation de la trace écrite de l'expérience : tableau à double entrée + exemple fait au tableau

5. trace écrite

individuel | 10 min. | évaluation

Les élèves retournent à leurs tables, ils ont a leur disposition des crayons de couleur et la fiche de bilan d'expérience qui représente un tableau à double entrée : 

*en colonne les matières manipulées :

les élèves devront dessiner les 4 matières contenues dans les bouteilles et 2 autres matières mentionnées à l'oral (des étiquettes sur les bouteilles seront collées afin que les volontaires puissent écrire le nom de chaque matière / MS : dictée à l'adulte possible).

*en ligne : solide / liquide

mention solide (goutte barrée ) /liquide (goutte) sur une ligne.

 

Les élèves devront cocher la bonne colonne pour chaque matière.

6. mise en commun de la trace écrite

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

PE sélectionne quelques productions et les affiche au tableau. Une fiche vierge est également affichées;

Les fiches sont commentées et les dessins et réponses argumentés.

La fiche vierge est remplie ensemble pour fixer les réponses correctes et se remémorer les différentes découvertes faites ce jour.

2

l'eau : recueil des représentations

Dernière mise à jour le 16 janvier 2016
Discipline / domaine
Explorer le monde du vivant, des objets et de la matière
Objectif
faire émerger les conceptions initiales des élèves. Il est important que l’enseignant ou l’intervenant ne donne pas les réponses mais que l’élève corrige lui-même sa fiche réponse au fur et à mesure de l’avancée de la séquence.
Durée
45 minutes (3 phases)
Matériel
fiche "l'eau : ce que je pense"
Informations théoriques
Conceptions fausses souvent rencontrées et à déconstruire :
- L’eau c’est liquide
- L’eau c’est bleu
- Il y a des vagues à la surface de l’eau
Remarques
cette séance s'inspire largement du module pédagogique réaliser par l'Académie de Lyon "éducation aux sciences / l'eau : liquide, solide"

1. dessiner de l'eau

collectif | 15 min. | recherche

Consigne : Dessinez- moi de l’eau
Afficher les résultats au tableau. Comparaison orale –tri.
conserver les dessins de chaque élèves pour le cahier de sciences.

2. lister ses représentations sur une fiche

individuel | 15 min. | recherche

Distribution d’une fiche où sont représentés neuf dessins (cf document en annexe)
S’assurer que les enfants identifient bien chaque dessin.

Consigne : Coller une gommette sous le dessin si vous pensez que ce qui est représenté est de l’eau.
Retour en groupe classe.

les enfants remplissent la fiche.

Faire coller la fiche dans leur cahier. (La correction se fera au fur et à mesure des expériences et situations rencontrées.)

3. mise en commun des représentations : élaborations des questions / des hypothèses

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Tout le monde n’a pas rempli la feuille de la même manière, il se pose donc un certain nombre de problèmes :
- Le glaçon : est-ce que c’est de l’eau ?
- Est-ce que l’eau est toujours liquide ?
- Qu’est-ce qu’un solide, un liquide ? (rappelle de la séance 1)

3

le glaçon et l'eau liquide

Dernière mise à jour le 16 janvier 2016
Discipline / domaine
Explorer le monde du vivant, des objets et de la matière
Objectif
-observer que le glaçon est de l'eau à l'état
-comprendre, en le faisant fondre, qu’un glaçon est de l’eau. Comprendre l’influence de la température dans la fusion du glaçon.
Durée
55 minutes (6 phases)
Matériel
des glaçons
deux récipients par groupe d'enfants
Informations théoriques
Conception fausse à dépasser :
- un glaçon ce n’est pas de l’eau car ce n’est pas liquide

1. observation collecive

collectif | 10 min. | découverte

Arriver avec de l’eau dans un gobelet et expliquer que pourtant il y a quelques heures c’était un glaçon… Que s’est-il passé ?
Comment en être sûr ?

Vocabulaire attendu : il a fondu ; il est passé d’un état de glace (solide) à liquide (réinvestissement du vocabulaire de la séance 1 attendu)


=> il faut faire l'expérience.
 

2. observation par petit groupe / trace écrite 1

groupes de 5 | 10 min. | découverte

Des récipients contenant un glaçon sont distribués à chacun des groupes. 

Les élèves ont pour consigne d'identifier ce qu'il y a dans le récipient et de le dessiner.

Chaque groupe indique ce qu'il a vu dans son récipient : glace, glaçon, ça commence à fondre, il y a de l'eau, c'est transparent (blanc : à corriger), c'est froid.

PE demande : pourquoi cela fond? Comment savez-vous que ça fond?

réponses attendues : ça devient de l'eau (liquide), il fait chaud, quand ça fond c'est que c'est au soleil.

3. faire fondre un glaçon

groupes de 5 | 10 min. | recherche

Consigne : faire fondre le plus vite possible son glaçon.

mise à disposition de matériel : différents récipients, tissu, gants en laine, eau à température ambiante...

chaque équipe doit choisir un dispositif et mettre sur sa table le matériel choisi + un récipient témoin

De nouveaux glaçons sont distribués.

La première équipe qui a fait fondre complètement son glaçon a gagné.

 

4. que faut-il pour faire fondre un glaçon?

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation

Les vainqueurs expliquent leur dispositif.

Discussion autour des critères de réussite : pourquoi ce dispositif fonctionne ? : créer de la chaleur

-> le glaçon fond grâce à la chaleur

5. qu'est devenu le glaçon?

collectif | 15 min. | recherche

hypothèses des élèves face à cette question : 

il a disparut

il a fondu

il s'est transformé en eau

relance : qu'y a-t-il dans les récipients sur vos tables? (après quelques minutes tous les glaçons ont fondu)

est-ce solide ou liquide?

que s'est-il passé?

le glaçon n'a pas disparut, il s'est transformé en eau. Le glaçon c'est de l'eau à l'état solide.

6. trace écrite 2

individuel | 5 min. | évaluation

chaque élève reprend son dessin de début de séance et dessine ce qu'il y a dans le récipient en fin de séance : il y a de l'eau dans le récipient.

Le glaçon s'est transformé en eau. Il a fondu sous l'effet de la chaleur.

Le mot chaleur est inscrit au tableau et les élèves doivent le positionner sur le schéma.

4

l'eau liquide et la glace 1 : La pêche d'Ysengrin

Dernière mise à jour le 16 janvier 2016
Discipline / domaine
Explorer le monde du vivant, des objets et de la matière
Objectif
Recueillir les conceptions des élèves
faire ressortir des hypothèses d'une nouvelle
imaginer un protocole pour tester les hypothèses
Durée
45 minutes (3 phases)
Matériel
tapuscrit : La pêche d'Isengrin (roman de Renard)
Remarques
Il est important de bien faire la part des choses dans cette nouvelle : ce qui est vrai (possible dans la réalité) et faux (impossible : par exemple, les animaux ne parlent pas!) afin de recueillir les bons éléments pour les expérimentations.

1. découverte de la nouvelle : Ysengrin à la pêche

collectif | 20 min. | découverte

PE lit et commente (vocabulaire, explication des passages difficiles) la nouvelle.

PE demande aux élèves de raconter ce qui se passe dans cette histoire. Un tour de classe permet de découper les événements (chaque élève évoque quelque chose); chaque épisodes et commenté et discuté afin de s'assuré que tout le monde à compris l'histoire (au moins les personnage, le lieu et l'incident majeur : la queue prise dans la glace)

 

2. dessine-moi l'histoire

individuel | 10 min. | réinvestissement

PE demande à tous les élèves d'aller dessiner ce qui se passe dans l'histoire.

Les propositions sont ensuite réunies au tableau

3. recueil des représentations / hypothèses

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Les dessins sont au tableau. Quelques élèves sont interrogés pour commenter leur productions. La consigne étant d'essayer de comprendre ce qui s'est passé pour Ysengrin : Pourquoi ne peut-il plus enlever sa queue du trou ?

Les élèves expliquent ce qu'ils ont compris en s'aidant de leur dessin : l'eau a gelée, il a mis sa queue dans la glace, il est coincé (certains penseront peut-être qu'il y a trop de poissons dans le seau...)

PE propose qu'on essaye de faire des expériences pour refaire l'histoire : que peut-on mettre en place pour refaire ce qui est arrivé à Ysengrin ?

qu'y a-t-il dans l'histoire ? : un lac gelé, avec un trou, un seau au bout de la queue, du froid

de quoi avons-nous besoin pour faire l'expérience d'Ysengrin ? : l'eau, froid, laine, ficelle...

le protocole final devra établir : un récipient avec de l'eau, un bout de ficelle, du froid (mélange réfrigérant : glace pilée + gros sel)

L'ensemble de ces données fera l'objet d'une affiche récapitulative à utiliser pour la séance suivante.

5

l'eau liquide et la glace 2 : l'expérience d'Ysengrin

Dernière mise à jour le 16 janvier 2016
Discipline / domaine
Explorer le monde du vivant, des objets et de la matière
Objectif
Comprendre pourquoi Ysengrin est resté coincé : l'eau se transforme en glace
Durée
35 minutes (3 phases)
Matériel
un petit récipient par équipe
un grand récipient par équipe
un bout de laine par équipe
Remarques
prévoir plus de matériel que prévu si les enfants souhaitent et proposent d'autres expérimentations

1. la mésaventure d'Ysengrin

collectif | 10 min. | recherche

PE demande aux enfants de se remémorer l'histoire d'Ysengrin : que se passe-t-il?

PE présente aux enfants une affiche récapitulant les hypothèses et le protocole déterminées en séance 4.

PE demande aux élèves de "lire" l'affiche : ce que nous pensons / comment nous voulons l'expérimenter / les éléments de l'histoire / les éléments correspondants de notre protocole.

 

2. expérimentation

groupes de 5 | 15 min. | recherche

Les élèves sont regroupés par équipe de 5 et chaque équipe découvre les éléments du protocole sur sa table.

PE explique que les mélange réfrigérant c'est un mélange qui permet de faire du froid (si question, dire les éléments contenu dans le mélange)

PE explique comment mettre en place le dispositif :

mettre le bout de ficelle dans le petit récipient (qui contient de l'eau)

mettre le tout dans le saladier qui contient le mélange réfrigérant

attendre, observer et dessiner le dispositif

 

3. résultats : Comprendre sous quelles conditions la glace fond

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

une fois tous les bouts de ficelle pris dans la glace, PE demande aux élèves ce qu'il s'est passé. 

Chacun propose une interprétation et ensemble, nous choisissons une phrase à noter dans le cahier de science : "quand il fait froid, l'eau devient de la glace, elle devient solide."

Cette phrase est notée au tableau par PE, ells sera ensuite écrite sur une bande de papier à chaque élève pour compléter le cahier de science.

6

l'eau : libérer Ysengrin

Dernière mise à jour le 16 janvier 2016
Discipline / domaine
Explorer le monde du vivant, des objets et de la matière
Objectif
évaluation des connaissances acquises : réinvestir les expériences de la séance 3 (faire fondre un glaçon) pour libérer Ysengrin sans lui couper la queue
Durée
50 minutes (5 phases)
Matériel
grands récipients avec mélange réfrigérant
petits récipient avec de l'eau congelée et un bout de laine pis dedans
Remarques
Les élèves ont appris comment la glace fond pour devenir de l'eau et comment la l'eau se solidifie pour devenir de la glace : dans ces expérience, la température était primordiale. Sauront-ils réinvestir ces savoir pour libérer Ysengrin...?

1. présentation du dispositif et de l'histoire

collectif | 10 min. | découverte

PE demande aux élèves de se rappeler de l'histoire d'Ysengrin : comment est-il libéré (le seigneur Constant lui coupe la queue)

PE dit aux élèves qu'il faudrait essayé de changer la fin de l'histoire et trouver un moyen de libérer Ysengrin sans lui couper la queue...

PE indique aux élèves que l'expérience de la dernière fois a était refaite et quil faut maintenant trouver uen solution pour libérer la queue d'Ysengrin

PE montre le dispositif aux élèves : la queue d'Ysengrin (un bout de ficelle) est prise dans la glace (petit pot contenant de l'eau solidifiée posé sur un mélange réfrigérant) + s'assure que tout le monde a bien compris la modélisation.

2. dessine une solution

individuel | 10 min. | découverte

Consigne : dessiner une solution pour libérer la queue d'Ysengrin 

3. mise en commun des dispositifs

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

chaque élève présente aux autres sa solution; Certaines sont sélectionnées afin d'être testées

PE vérifie que tout le monde a compris les enjeux du dispositif : tous les enfants ont-ils fait le rapprochement entre le glaçon de la séance 3 et le lac gelé de cette séance...?

4. expérimentation des dispositifs retenus

groupes de 5 | 10 min. | recherche

Les dispositifs retenus (un par groupe sont testés).

Les élèves ont pour consigne de dessiner ce qu'il se passe.

Les dessins seront rassemblé au tableau pour confrontation des protocoles

5. détermination du protocole le plus efficace

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Le groupe qui a libéré la queue d'Ysengrin en premier a gagné. Il explique son protocole au reste de la classe : on détermine pourquoi cela a été efficace. + rapprochement avec séance 3 (si les élèves ne l'ont pas fait : rappelez-vous lorsque l'on a voulu faire fondre des glaçons, qu'avions-nous fait? qu'est-ce qui est important?)

 

détermination d'une phrase à noter dans le chier de sciences : "pour faire fondre la glace, il faut de la chaleur. Quand il fait chaud, la glace se transforme en eau, elle devient liquide."