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AUTOUR DE L'AIR
Sciences et Technologie |
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Cycle III |
Ecole Jean VILAR, classe de Cm1/Cm2 5-7, rue des Boucheries 93200 SAINT-DENIS |
Marc NOMERANGE |
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Objectifs de connaissances : connaître quelques propriétés de l'air, connaître les relations entre l'air et les objets, étudier un objet technique ayant une relation avec l'air, concevoir un objet.
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Séquence 1 : MATERIALISATION DE L'AIR |
1ère Séance
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TÂCHE(S) DE L'ELEVE |
Expérimenter Ecrire un compte-rendu d'expérience |
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MATERIEL |
Bouteilles en plastique avec leur bouchon, récipients divers… A la demande, prévoir ballons de baudruche… |
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Consigne de départ : Comment montrer la présence de l'air, par exemple dans une bouteille ? |
Sur le cahier d'expériences, faire dessiner et écrire un petit texte de bilan sur l'expérimentation faite en classe.
2ème Séance
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TÂCHE(S) DE L'ELEVE |
Anticiper la fin d'une expérience Résoudre un problème grâce à l'expérimentation Ecrire un compte-rendu d'expérience |
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MATERIEL |
Une cuve, une bouteille, de l'eau, un ballon de baudruche, un tuyau plastique, une pince à linge |
Démarche : anticiper la fin d'une expérimentation en utilisant ses propres connaissances, en confrontant avec les autres son avis et exprimer correctement celui-ci sur son cahier d'expériences, cette trace écrite (ou dessinée) servant de "preuve".
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Consigne de départ : Que se passe-t-il si le ballon se dégonfle ? |
3ème Séance
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TÂCHE(S) DE L'ELEVE |
Anticiper la fin d'une expérience Résoudre un problème grâce à l'expérimentation Ecrire un compte-rendu d'expérience |
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MATERIEL |
Une cuve, une bouteille, de l'eau, une pince à linge |
Démarche : anticiper la fin d'une expérimentation en utilisant ses propres connaissances, en confrontant avec les autres son avis et exprimer correctement celui-ci sur son cahier d'expériences, cette trace écrite (ou dessinée) servant de "preuve".
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Consigne de départ : Que se passe-t-il si j'aspire l'air ? |
4ème Séance
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TÂCHE(S) DE L'ELEVE |
Résoudre un problème grâce à l'expérimentation Ecrire un compte-rendu d'expérience |
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MATERIEL |
Une cuve (un aquarium), 2 verres d'eau. |
Démarche : suite aux premières expérimentations et connaissances sur les relations entre l'air et l'eau, proposer un défi, celui de transvaser de l'air d'un verre retourné dans l'eau dans un autre verre rempli d'eau à l'envers lui aussi. Dans cette manipulation, les élèves verront une matérialisation du gaz "air" à travers les bulles d'air qui remonteront d'un verre vers l'autre ou vers la surface. Les élèves manipulent chacun leur tour devant la classe.
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Consigne de départ : Essaye de remplacer l'eau du verre rempli d'eau par de l'air venant de l'autre verre ? |
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Séquence 2 : L'AIR ET LES OBJETS |
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Consigne de départ : Chercher des objets ayant un rapport avec l'air. |
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Consigne : Classe ces objets et justifie ton classement. |
Exemple de classement :
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Les objets qui contiennent de l'air. |
Les objets qui produisent de l'air. |
Les objets qui utilisent l'air pour produire autre chose (à préciser). |
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Séquence 3 : UN OBJET TECHNIQUE : le sèche-cheveux |
Formuler la fonction de l'objet.
Représentation de l'objet.
Démontage de l'objet.
Modélisation.
Comment produire du vent ?
Prolongement en sciences et technologie.
Construire un véhicule fonctionnant grâce à la réaction de l'air ou/et une hélice de propulsion.
1ère Séance
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TÂCHE(S) DE L'ELEVE |
Anticiper. |
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MATERIEL |
Feuilles de papier, un livre et une possibilité de lâcher haut (escabeau…) |
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Consigne de départ : Comment doit être un objet pour planer le plus longtemps possible sur l'air ? |
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1er pari : un livre et une feuille de papier sont lâchés de la même hauteur en même temps. Lequel touchera le sol le premier ? Pourquoi ?
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2ième pari : un livre et une feuille de papier roulée en boule sont lâchés de la même hauteur en même temps. Lequel touchera le sol le premier ? Pourquoi ?
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3ième pari : un livre et une feuille de papier posée sur le livre sont lâchés de la même hauteur en même temps. Lequel touchera le sol le premier ? Pourquoi ? ______________________________________________________________
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Consigne : Si tu devais construire "un parachute" à un objet, quel matériau utiliserais-tu, quelle forme. Tu peux t'aider en faisant un dessin. |
2ème Séance
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TÂCHE(S) DE L'ELEVE |
Concevoir et réaliser un objet qui existe déjà. |
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MATERIEL |
Feuilles de papier, ficelle, scotch, pailles, trombones, personnages (lego par exemple)… |
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Consigne de départ : Fabrique un parachute à ton petit personnage. |
On vérifiera la qualité des parachutes en les lâchant deux à deux, mettant ainsi en valeur que le meilleur parachute est celui qui arrive le dernier !
Le lieu d'expérimentation est une cage d'escalier (3étages), l'extérieur amenant trop de facteurs supplémentaires pouvant nuire à la compréhension.
ATTENTION : en ne proposant que du papier j'ai involontairement bloqué une variable importante : le matériau du parachute.
3ème Séance (remédiation)
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TÂCHE(S) DE L'ELEVE |
Concevoir et réaliser un objet qui existe déjà. Approcher la démarche scientifique en séparant les variables et en n'en faisant varier qu'une . |
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MATERIEL |
Feuilles de papier, tissu, plastiques divers (sacs poubelle ou autres), bois léger, carton, ficelle, scotch, pailles, trombones, personnages (lego par exemple)… |
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Consigne de départ : Que faudrait-il changer pour améliorer le parachute de ton petit personnage ? |
Mise en place dans la classe d'une situation de séparations des variables très importante dans la démarche scientifique. Il va falloir que chaque groupe d'élèves choisisse une variable et ne fasse varier que celle-ci !
Les variables possibles : Le matériau
Les suspentes (longueur et nombre)
La forme
ATTENTION : certaines variables sont difficiles à changer, la forme entraîne généralement un changement de surface.
Fabrication et essais dans les différents groupes
Bilan de chaque groupe avec démonstrations à l'appui
Rédaction d'un bilan collectif.
Réaliser une machine qui produit un mouvement grâce à l'air.
Démarche : à la suite d'un travail sur l'air, proposer aux élèves un réinvestissement de leurs connaissances en construisant une machine. Cette machine devra produire un mouvement (translation, rotation) grâce à un vent artificiel. Un assortiment de matériaux et d'objets de récupération leur sera proposé, un espace d'essai.
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Consigne de départ : Vous devez construire une machine qui produit un mouvement grâce à l'air produit par le sèche-cheveux. Vous pouvez travailler seul ou en petits groupes (Maximum 3 élèves). |
Matériel disponible :
Papier, carton, plastique, tissu, bois, polystyrène
Emballages divers, pots de yaourt, barquettes de viande, emballage de Mac Do
Ficelle, scotch, trombone, pâte à modeler, punaises
Pailles, brochettes en bois, cure-dents
Réponses attendues :
Avec une translation, une modélisation d'un bateau à voiles. Le déplacement de celui-ci pourra être affiner en direction et en vitesse.
Avec une rotation, une modélisation d'un anémomètre. Créer ce mouvement va impliquer des conceptions mécaniques particulières. Axe, stabilité de la machine face au vent
Peut-être d'autres que l'on découvrira lors de la séance.
Prolongement(s) possible(s) :
Construction d'un anémomètre capable de résister à la force du vent.
Construction d'un char à voile.
Ces séquences sur l'air et les objets permettent d'alterner des séances de physique et de technologie, des séances d'expérimentation et de conception, du travail individuel et du travail collectif…
On peut encore enrichir ces séquences en glissant une séquence de biologie sur la respiration humaine.
C'est un travail de longue haleine, environ 6 mois, qu'il faudrait savoir arrêter si la classe ne suit plus.