Description
Il s'agit de la séquence 1 d'un module constitué de 3 séquences :
- Séquence 1 : Mise en évidence de la matérialité de l’air et de quelques propriétés physiques.
- Séquence 2 : La course à la voile : le Vendée Globe
- Séquence 3 : La pollution de l'air
Ce module pourra être prolongé plus tard par ...
- une séquence sur "l'énergie éolienne" dans le domaine "L'énergie/exemples simples de sources d'énergie."
- une séquence sur "la respiration" dans le domaine "le fonctionnement du corps humain et la santé".
(cf BO 5 janvier 2012)
BO du 5 janvier 2012
Sciences expérimentales et technologie/La matière/L'air et les pollutions de l'air
- Identifier par l’expérimentation des propriétés qui confèrent à l’air un caractère matériel.
- Caractériser diverses formes de pollution de l’air.
- Identifier différentes sources de pollution de l’air.
- Maîtriser le vocabulaire suivant : matière, gaz, compressible, résistant, pesant, vent, pollution, qualité de l’air, poussière.
Sciences expérimentales et technologie/Environnement et développement durable/L'air et les pollutions de l'air
- Mobiliser ses connaissances dans les différents domaines et disciplines et rechercher des solutions alternatives pour agir sur la pollution de l’air.
- Maîtriser le vocabulaire suivant : réchauffement climatique, effet de serre.
Sciences expérimentales et technologie/Les objets techniques/Objets mécaniques, transmission de mouvements
- Concevoir et expérimenter un dispositif technique pour soulever ou déplacer un objet.
- Maîtriser le vocabulaire suivant : poulie, courroie, transmission. Le vocabulaire est à adapter selon le dispositif produit.
Ancien Socle commun (2007)
- Respecter des consignes simples, en autonomie
- Etre persévérant dans toutes les activités
- S’impliquer dans un projet individuel ou collectif
- Pratiquer une démarche d’investigation : savoir observer, questionner
- Manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter, mettre à l’essai plusieurs pistes de solutions
- Exprimer et exploiter les résultats d’une mesure ou d’une recherche en utilisant un vocabulaire scientifique à l’écrit et à l’oral
- La matière
- Les objets techniques
- Mobiliser ses connaissances pour comprendre quelques questions liées à l’environnement et au développement durable et agir en conséquence
- Séance 1 : Questionnement initial à propos de l’air pour faire émerger les représentations initiales des enfants : qu’est-ce que l’air ? A quoi cela sert ? Est-ce qu’on peut le voir ? - Sciences et technologie, 40 min
- Séance 2 : Mise en évidence de la matérialité (présence) de l’air par 3 expériences classiques - Sciences et technologie, 120 min
- Séance 3 : Quelques propriétés physiques de l'air. - Sciences et technologie, 130 min
- L'enseignant fait le point sur les connaissances et compétences des élèves afin de déterminer la progression à suivre.
Durée 40 minutes (4 phases)Matériel - papier affiche
(pour noter les idées et les questions des élèves, il faut en effet pouvoir conserver une trace écrite des questions des élèves auxquelles on répondra au cours des séances suivantes)
Informations théoriques Vocabulaire : air, vent, gaz, vide.
Remarques Vue d’ensemble :
Destinée à introduire le thème de l'air, cette première séance est une discussion collective autour de l'air. Elle permet à l'enseignant de recueillir les représentations des élèves autour de trois axes principaux :
- l'existence de l'air et la façon dont il est possible de l'appréhender avec ses sens,
- la nature de l'air,
- les questions que les élèves se posent sur ce composant.
Déroulement: sous forme de débat collectif
L'enseignant annonce :
Q1 : « Nous allons travailler sur l’air. Où pouvons-nous en trouver ? »
Les élèves peuvent répondre qu'on trouve l'air dans la classe ou bien dehors ou dans le ciel…
Certains n'auront aucune idée sinon le vent.
Enfin certains élèves pensent immédiatement à la respiration : « il y a de l'air partout sinon, on ne pourrait pas respirer ».
L'enseignant note toutes les idées puis continue la discussion en interrogeant :
Q2 : « Comment peut-on avoir la preuve de ce que vous dites car je ne vois rien dans la classe ou dehors ? »
Notes pédagogiques : Cette nouvelle question permet d'aborder l'idée de l'argumentation (recherche de preuves) et focalise sur l'approche du monde par les sens. Cette question peut aider les élèves à penser au vent (qui est de l'air en mouvement).
- « Est-il possible de sentir l’air ? »
Au niveau du toucher (sentir l'air sur sa peau) et aussi au niveau de l'odorat (l'air transporte des molécules odorantes qui sont mélangées à l'air et que nous respirons).
- « Est-ce que l’on peut entendre l’air ? »
Les élèves n'auront peut-être jamais pensé que le vent qui souffle produit du bruit.
- « Peut-on voir de l’air ? »
Non, l'air est un gaz invisible. Néanmoins, les élèves peuvent penser à des phénomènes comme le brouillard, les fumées ou encore la poussière qui sont des particules en suspension dans l’air et qui peuvent alors matérialiser les mouvements de l’air.
L'enseignant peut relancer la discussion en demandant :
Q1 :« Nous avons déjà dit beaucoup de choses à propos de l'air mais je me demande : qu’est-ce que l’air ? »
L'enseignant cherche ici à savoir si les élèves savent que l'air est un gaz. Il peut donc ajouter :
- « Quelle est la différence entre l’air et le vide ».
Remarques pédagogiques : En effet, ils confondent l'air et le vide puisque l'air est invisible. Beaucoup d'élèves pensent qu'il n'y a rien dans la bouteille vidée de son contenu liquide - on parle alors à tort de« bouteille vide ».
Les élèves ont la plupart du temps des réponses finalistes : « l'air ça sert à respirer ».
Généralement, ils ne connaissent pas du tout les gaz et ne savent donc pas que l'air est un mélange de gaz.
Parfois, certains élèves ont l'intuition qu'il s'agit d'un gaz car ils comparent l'air à la fumée sans pouvoir distinctement appréhender les différences.
L'enseignant peut alors continuer sur ce sujet en demandant :
Q2 : «Qu’est-ce que vous connaissez comme gaz ?».
On peut s'attendre aux réponses suivantes : la vapeur d'eau (« ce qui sort de la casserole quand on fait bouillir de l'eau »), le gaz de ville ou bien encore les gaz d'échappement.
Pour terminer l’enseignant demande aux élèves : « Quelles questions vous posez vous à propos de l’air ? »
Il note les questions sur une affiche sous le titre : « Ce que nous voulons savoir sur l’air »
- Recherche d'expressions contenant le mot « air » :
Courant d'air ; trou d'air ; avoir l'air heureux ; tête en l'air ; « tu ne manques pas d'air » ; avoir l'air de rien ; en plein air ; vivre au grand air ; prendre un bol d'air ; aller prendre l'air ; brasser de l'air.
- Recherche de moyens de transports utilisant l'air :
- Les voiliers (avec leur voile et le vent)
- Les avions (principe de réaction)
- Les montgolfières (voir air chaud)
- Recherche des sports et loisirs qui utilisent l'air :
Les parachutes ; les parapentes ; les deltaplanes ; les cerfs-volants.
- Par la mise en évidence de la présence de l’air, faire prendre conscience que l’air est de la matière comme un solide ou un liquide.
- Le caractère pesant de l’air.
Objectifs transversaux (démarche scientifique) :
- Emettre des hypothèses
- Expérimenter
- Débattre
- Rendre compte des expériences
- Dessiner un schéma d’expérience
Durée 120 minutes (10 phases)Matériel - expérience 1 : balance de Roberval, 1 ballon de foot gonflé à bloc, 1 petit tournevis.
- expérience 2 : morceaux de sucre, eau, 2 récipients, balance de Roberval.
- appareil photo numérique pour compte-rendu sur le blog de classe.
Dans les CDDP, vous trouverez une caisse "La main à la pâte"avec du matériel pour effectuer vos expériences sur "l'air".
Remarques Remarques préalables : d’après les pédagogues scientifiques, il est assez vain d’espérer que les élèves puissent trouver tout seuls un protocole pour mettre en évidence que l’air est pesant. Il leur semble préférable, ce qui n’est pas en contradiction avec une démarche expérimentale, de leur présenter la situation expérimentale suivante :
Situation de départ : Apporter un …