Etats et changements de la matière
Blandine Marles Ecole Paul Bert - Vaujours  

Le mot du maître

Classe de CE2, 25 enfants

Mon poste de tiers de décharge me laissant peu de temps, et l’étude des états de la matière (solide, liquide, gazeux) et des changements d’états associés, ainsi que les propriétés de l’eau étant au programme du cours élémentaire, j’ai décidé de mener le projet Lamap en étudiant les changements d’états de l’eau avec la classe.

Dans ce cadre, plusieurs séquences ont été menées :

objectifs  : vaporisation, liquide, vapeur (évaporation)

objectifs  : ébullition

objectifs  : dissolution, liquéfaction, condensation, évaporation (réinvestissement)

 

Les enfants ont tout de suite été motivés.

Mes difficultés ont été tout d’abord le manque de place dans la classe pour réaliser correctement les expériences (besoin d’une salle spécifique), ensuite le manque de temps pour pouvoir prolonger l'étude sur la solidification de l’eau et la fusion de la glace.

De plus, la présence d’un enfant en grande difficulté (scolaire et psychologique) dans la classe a empêché la pleine réalisation d’expériences pour des raisons de sécurité.

 

SEQUENCE 1 : L’EVAPORATION DE L’EAU.

Cette séquence s’est déroulée en 5 séances de 30 à 45 minutes.

L’objectif général visé était d’acquérir la démarche expérimentale, c’est à dire à partir d’une situation problème aboutir à une réponse validée par l’expérience (problème hypothèse expérience résultats conclusion acquisition de concepts nouveaux).

SEANCE 1 : La classe est en situation de travail collectif

Objectif  : Comparer et analyser des situations de vie courante pour formuler des hypothèses sur l’évaporation.

La situation problème a été avancée de ma part : " il a plu, ton manteau était mouillé, et depuis tout à l’heure, il a séché. Que s’est-il passé ?"
Le terme d’évaporation a tout de suite surgi.

Ma seconde demande fut de trouver des situations identiques à celle-ci dans la vie courante, quotidienne.
Les propositions des enfants :
- la flaque d’eau
- le linge
- le tableau
- le carrelage lessivé
- les cheveux lavés.

Le travail suivant était de définir la notion d’évaporation.

concept : évaporation = transformation de l’eau en vapeur d’eau invisible.

SEANCE 2

Objectifs  :
-Emettre des hypothèses sur l’évaporation de l’eau, plus précisément les facteurs influençant l’évaporation
-Proposer des expériences pour vérifier les hypothèses
-Schématiser pour rendre compte de l’expérience

Travail individuel.

Après une mise en commun des travaux d’enfants, découla une deuxième situation problème "  comment augmenter la vitesse d’évaporation

Recherche individuelle : proposer des expériences pour vérifier les hypothèses et les schématiser.
Chaque enfant a travaillé sur le cahier d’expérience, tous ont proposé une expérience.
Les différents facteurs retenus ont été la chaleur et l’aération.
Aucun enfant n’a mentionné la surface de contact avec l’air, cette dernière a été avancée par moi-même , en proposant une expérience utilisant une assiette.

SEANCE 3

Objectif  :
- réaliser les expériences
- noter les résultats

Après un bref rappel sur la séance précédente, les enfants ont proposé leurs expériences.
Mis en groupe, les enfants ont réalisé une expérience attitrée
- groupe 1 : vent (effet du vent sur l’évaporation)
- groupe 2 : la chaleur ( bouteille sur radiateur)
- groupe 3 : le soleil
- groupe 4 : l’air chaud (assiette placée dans la classe)

matériel  :
- bouteille plastique
- assiette (Le matériel c’est à dire l’assiette a été proposé.)

SEANCE 4 : Regard sur les expériences

objectifs  :
- noter des résultats
- savoir formuler les conclusions des expériences

L’expérience avec la bouteille dehors n’a pas fonctionné puisqu’il a plu, donc la quantité d’eau a varié.

Les enfants ont eu beaucoup de mal à conclure car n’ayant pas pris de témoin, ils voyaient que la quantité d’eau avait diminué mais ils ne pouvaient confirmer que c’était l’action de la chaleur, de l’aération qui étaient en cause.
De nouvelles expériences avec un témoin ont été réalisées.
L’utilité du témoin n’a pas été comprise, il aurait fallu, avec plus de temps, reprendre ce problème et en faire sortir l’importance.

SEANCE 5 : Résultats et conclusion collective

Grâce aux résultats, il a été conclu que la température, l’aération, la surface de contact du liquide avec l’air ont une influence sur la vitesse d’évaporation. A ce moment, aucun travail sur la séparation des variables n’a été effectué.

Ce que nous retenons  : l’eau liquide peut se transformer en vapeur d’eau par évaporation. La vapeur d’eau est un gaz invisible. L’évaporation est plus rapide si la température est plus élevée, si la surface de contact avec l’air est plus grande (trace écrite rédigée collectivement).

exemple de résultats formulés par enfant :  " Expérience réussite, l’eau s’est évaporée mais faut qu’il y a une ouverture. Plus elle est grosse, plus l’eau s’évapora. L’assiette a une grosse ouverture elle s’est évaporée plus vite."

Pour l’expérience sur le radiateur de l’eau, la bouteille coupée s’est évaporée plus vite que l’eau de la bouteille non coupée. La bouteille fermée n’a pas permis l’évaporation de l’eau.
Pour l’assiette placée dans la classe, l’eau s’est évaporée plus vite que la bouteille coupée. "

SEQUENCE 2 : L’EBULLITION DE L’EAU.

Matériel  :
- casserole
- réchaud électrique
- thermomètre
- pince en bois

Cette séquence vise à poursuivre l’étude de la vaporisation de l’eau, c’est à dire la transformation de l’eau liquide en vapeur d’eau invisible, mais par le biais de l’ébullition.

SEANCE 1 :

Objectifs  :
- utiliser ses connaissances sur l’évaporation pour observer et définir l’ébullition.
- noter des résultats, lire un thermomètre.

Situation de départ  : quand on fait de la cuisine, on fait souvent bouillir de l’eau. Cite des exemples.

Pour des raisons de sécurité, l’expérience s’est faite collectivement, les enfants venant à tour de rôle relever la température sur le thermomètre et annoter les résultats au tableau :

temps

 

 

 

 

température

 

 

 

 

 

Après avoir relevé un certain nombre de températures, les enfants ont repris ce tableau sur leur cahier d’expérience et cherché individuellement une conclusion à ces résultats.
Ils ont également retranscrit leurs observations.

SEANCE 2 : Rappel.

Question  : Que se passe-t-il lorsque je fais bouillir de l’eau ?

Objectif  : formuler une conclusion à partir des relevés de températures.

Mise en commun : les enfants ont expliqué que lorsque l’eau chauffe, des bulles se forment, et qu’au fur et à mesure elles sont de plus en plus importantes.

A 100 degrés, l’eau bout ; même si on continue de chauffer, la température n’augmente pas.
Il était évident pour les enfants que plus on chaufferait, moins la quantité d’eau serait importante

La mise en commun avec l’évaporation n’a pas posé de problème : au cours de l’ébullition, l’eau se transforme en vapeur d’eau sous forme de grosses bulles.
Par contre, la notion de condensation de la vapeur d’eau en brouillard et buée n’a pas passé au niveau de la plupart des enfants.

SEANCE 3 : trace écrite collective que je propose.

L’eau bout à 100 degrés.

A l’ébullition, l’eau se transforme en vapeur d’eau qui apparaît sous forme de bulles à l’intérieur du liquide.

La température reste égale (constante) aussi longtemps que l’eau continue à bouillir. La vapeur d’eau reprend l’état liquide, sous forme de gouttelettes d’eau dans l’air (brouillard), ou de buée (sur une paroi froide).

La transformation de la vapeur d’eau en eau liquide s’appelle la condensation.

 

SEQUENCE 3 : L’EAU SALEE.

Objectif  : A partir des notions d’évaporation et de condensation, comprendre la récupération d’eau douce à partir d’eau salée.

 SEANCE 1 :

Situation de départ  : &nbspque se passe-t-il si je fais chauffer de l’eau salée ?

Individuellement, chaque enfant a répondu à cette question et a proposé une expérience.
Lors de la mise en commun, la plupart des enfants confirmaient que l’eau en bouillant s’évaporait et que le sel resterait au fond de la casserole.

Problème suivant : Est- ce que l’eau qui s’évapore est salée ? Comment le vérifier ?

Chaque enfant propose une hypothèse et expérience.
" Si le sel reste au fond de la casserole, l’eau évaporée n’est pas salée."

L’expérience proposée était de mettre un film plastique au dessus de la casserole pour récupérer l’eau par condensation et ensuite de la goûter.

SEANCE 2 : Mise en place de l’expérience.

Matériel  :
casserole
plaque électrique
eau salée
couvercle (pour la condensation)

Cette expérience n’a pas pu être réalisée, car pour des raisons de puissance du compteur électrique, la plaque faisait disjoncter.

J’ai donc terminé la séquence par l’étude des marais salants.
Comment récolte-t-on le sel de cuisine ?
eau salée ¾ ¾ ® vapeur d’eau ¾ ¾ ® eau douce
                évaporation                   condensation

 

L’EVALUATION:

L'évaluation a été faite tout au long du module.

Elle s’appuyait sur plusieurs objectifs :