Pourquoi les sabliers ne finissent-ils pas ensemble ?

Beaucoup d'enfants ne connaissent pas cet instrument. Observer les sabliers puis les dessiner.
Organiser des séances de jeux temporisés par différents sabliers.
Faire utiliser les sabliers par les enfants, leur permettre de jouer avec des sabliers (accueil, espaces de jeux de la classe).
Observer et comparer les dessins. Voir productions ci-dessous.

Il apparaît que certains enfants n'ont pas perçu le point de passage du sable. Ils dessinent deux ronds collés sans liaison entre eux.
D'autres enfants notent que le sablier ne peut pas fonctionner ainsi. Expliquer et justifier.

Utiliser plusieurs sabliers. Les retourner ensemble.
Pourquoi ne finissent-ils pas ensemble ?
Selon qu’on utilise des sabliers du commerce, de tailles et formes différentes, ou des sabliers fabriqués par le maître (voir pour cela étape 3), les remarques des enfants peuvent être différentes.

• " Parce que ça coule plus vite. " ( sous entendu, certains coulent plus vite que d’autres)
• " Il n’y a peut-être plus de sable et il arrive plus vite." (Cet enfant exprime ce qu’il observe lorsque le flacon du haut est presque vide, mais ne parle pas de comparaison entre deux sabliers)
• " Parce que le trou est plus gros dans certains sabliers que dans d'autres. "
• " Parce que le trou n'est pas assez gros. "

Mot de La main à la pâte : Ces deux commentaires permettent de proposer de fabriquer des sabliers qui ne diffèreront que par la taille du trou.

• " Le sable est plus lourd donc ça tombe plus vite."

Mot de La main à la pâte : Faut-il comprendre dans ces propos “le sable est plus lourd qu’un autre matériau placé dans un autre sablier, à volume égal?” Seul un questionnement de l’enfant permet de savoir quelle idée il voulait exprimer.

A noter aussi que certains enfants peuvent faire allusion à la quantité de sable contenue au départ dans les sabliers.
Certains comparent la durée d’écoulement sans s’assurer que l’un des réservoirs est vide, ou sans les faire démarrer simultanément

Fabriquer des sabliers avec des petites bouteilles d'eau. Enlever le bouchon de l'une des deux bouteilles et percer le bouchon de l'autre bouteille.

Attention, l'étranglement du goulot est plus ou moins évasé selon la forme des bouteilles. Il est important de prendre des bouteilles rigoureusement identiques pour effectuer les comparaisons.
L’assemblage sera réalisé avec du chatterton.

On proposera alors aux enfants d’assembler et de tester les sabliers, qui diffèrent :

- par la taille des trous : faire varier la taille des trous et constater que l'écoulement est différent, c'est à dire plus ou moins rapide selon la grosseur du trou.
- par leur contenu ...fabriquer des sabliers avec du sucre, du sable, de la farine... 

Pourquoi les sabliers ne finissent-ils pas ensemble ?

Mot de La main à la pâte

Pour amener les enfants à se demander quelle quantité de sable (ou d’autre substance) il faut placer dans les sabliers pour effectuer les comparaisons, de nouvelles séances sont nécessaires, permettant manipulations, fabrications, comparaisons ,verbalisations. S’agira-t-il de placer un même volume, Une même masse de sable?
Penser aussi à faire réaliser des sabliers en tous points identiques, et vérifier qu’ils correspondent à une même durée d’écoulement.
Attention, les enfants peuvent être tentés de dire : mon sablier s’est vidé plus vite que la sablier de Natacha: mais en fait, c’est le réservoir du haut qui se vide, et non pas le sablier!

1 ) Appréhender le principe de l'écoulement

Jeu libre dans le bac à eau avec des bouteilles percées .

Durée : 10 mn en tout petits groupes (temps mesuré par un sablier dont l'écoulement dure environ 10 minutes)

Matériel : des bouteilles percées, de l'eau et des serpillières .

2) L'objet sablier

Le maître montre un sablier aux enfants qui regardent et commentent .

Durée : 15 mn - collectivement -

Matériel: un sablier fait avec deux bouteilles plastiques remplies de semoule, un sablier identique au précédent mais avec des bouchons non percés

Que se passe -t-il ? Pourquoi l'un coule et l'autre non ?

Remarques :
- pour les PS , prendre plutôt des petites bouteilles de Badoit
- l'écoulement de la semoule est plus régulier qu'avec du sable

3) Manipulation libre de plusieurs sabliers différemment remplis

Durée : 10 mn -

Organisation de la classe : petits groupe

Matériel: des sabliers

4) Dessin d'observation

Durée : 5 mn

Organisation de la classe : travail individuel

Notion : l'écoulement du sablier ( T ) peut marquer une durée que j'arrive à mesurer intuitivement .

1) Course aux anneaux

Durée : 15 mn

Organisation de la classe : collectif

Consigne : aller chercher le plus possible d'anneaux pendant le temps T

On compte les anneaux pour désigner le vainqueur .

2) Le toboggan

Combien de tours de toboggan puis-je faire pendant le temps T ?

Durée : 15 mn

Organisation de la classe : petits groupes -

2.1 -Chaque élève doit annoncer le nombre de tours de toboggan qu'il pense pouvoir faire durant T
Il s'agit d'anticiper sur le résultat .

2.2 - On rejoue plusieurs fois . Le nombre de tours est toujours à peu près le même pour un même élève .

3) On regarde la course effectuée par la trotteuse d'une horloge pendant l'écoulement du sablier

Durée : 20 mn

Organisation de la classe : travail individuel -

Matériel: deux sabliers par enfant :
- un rouge avec beaucoup de semoule ,
- un vert  avec peu de semoule, deux cartons symbolisant les deux sabliers

Consigne : " Quel est le sablier qui se vide le plus vite ? "

Remarque : tous les sabliers utilisés ont un trou d'un diamètre à peu près identique.
Trace écrite : tableau de résultats collectif.

Conclusion

Pour comparer deux sabliers , il faut les retourner en même temps .
Cette notion est difficile à comprendre , même chez les MS .

Pour les MS seulement -

Durée : 20 mn

Organisation de la classe : petits groupes de quatre élèves -

Matériel: 3 sabliers et 3 cartons symboles.

Consigne : ranger les sabliers du plus rapide au plus lent.
Trois élèves ont chacun un sablier et doivent le retourner .
Le quatrième enfant note les résultats .
On recommence trois fois l'expérience en changeant le rôle des élèves .

Le rouge se vide le premier lors de la première expérience. Mais, pas lors des deux autres.  Pourquoi ?

"- Parce qu'ils ne coulent pas pareil .

- C'est moi qui vais le plus vite .

- Parce qu'il y en avait plus"

Conclusion : il faut retourner les 3 sabliers en même temps

Synthèse collective
On décide d'adopter toujours la même méthode pour comparer les sabliers :

- un élève " mesureur " n'ayant pas de sablier compte jusqu'à 3 .
- à 3 , les autres élèves du groupe retournent les sabliers .
- lorsqu'un sablier a fini de se vider , celui qui l'a retourné lève la main et dit " Stop ! " accompagné du nom de la couleur de son sablier , par exemple " Stop ! Rouge !"
- le "mesureur " repère l'ordre d'arrivée des différents sabliers .

On recommence alors l'expérience. L'ordre d'arrivée est-il toujours le même ?

Organisation de la classe : Petits groupes

Matériel: Pour chaque enfant : 3 sabliers pour les MS , 2 sabliers pour les PS, une fiche pour noter les ordres d'arrivée

Consigne n° 1 : Ranger les sabliers du plus rapide au plus lent .

Consigne n° 2 : Je veux que le plus lent devienne le plus rapide

Collectivement , on compare les propositions des différents groupes .
" On peut enlever de la semoule au sablier le plus lent pour qu'il se vide plus rapidement ."

Par tout petits groupes , on essaie , on note les résultats .

Collectivement , on conclut .
" Plus il y a de semoule , plus le sablier est lent à se vider ."

Matériel:  Pour la classe, de la semoule , des sabliers vides , des entonnoirs

1) Comment remplir les sabliers ?

Essais libres individuels . Aide du maître .

Mise en commun collective : les élèves dictent au maître la façon de remplir un sablier .

Pour remplir un sablier , il faut :

1. dévisser les deux bouteilles
2. remplir 1 seule bouteille avec l'entonnoir
3. visser le bouchon
4. visser la deuxième bouteille

2) Comment remplir un sablier pour qu'il se vide plus ou moins vite ?

Durée : 20 mn

Organisation de la classe : petits groupes

Matériel:  Pour chaque enfant , 3 sabliers pour les MS , 2 sabliers pour les PS , un tableau de résultats

Consigne : Remplir les 2 ou 3 sabliers pour obtenir les résultats donnés dans le tableau .
Vérifier et noter les résultats .

Durée : 20 mn

Organisation de la classe : Petits groupes - MS seulement -

Matériel:  Pour chaque enfant : 3 sabliers , de la semoule , des entonnoirs , des petits pots , des fiches de remplissage, des tableaux de résultats

Consigne : Remplir les sabliers comme indiqué sur la fiche de remplissage ( avec 1, 2 ou 3 pots de semoule )
O = un pot de semoule

Noter les résultats que l'on pense obtenir sur la feuille de travail - Voir exemple ci dessous -

Effectuer l'expérience .

Noter les résultats effectivement obtenus .

Comparer les résultats prévus et ceux obtenus sur la feuille de travail .

Remarque : un groupe a obtenu des résultats différents . L'expérience a été refaite avec toute la classe . On s'est aperçu que les sabliers n'avaient pas été remplis correctement .
Fiche de travail : Je remplis les sabliers correctement et je les range du plus rapide au plus lent
On note:
Les résultats que je pense obtenir
Les résultats obtenus

Durée : 15 mn

Organisation de la classe : Travail individuel

Matériel:  Pour chaque enfant , 3 sabliers contenant des volumes de semoule presque identiques, un tableau de résultats

Consigne : " Tu as trois sabliers . Tu as le droit d'en retourner deux à la fois ."

Range-les du plus rapide au plus lent ! "

Mise en commun et conclusion

Si le sablier rouge se vide plus vite que le bleu
et si le sablier vert se vide plus vite que le rouge
alors le sablier blanc se vide plus vite que le bleu...