Eau et glace

Dans ce document, un enseignant rapporte le déroulé d’une séquence d’activités qu’il a menée en classe - réactions des élèves, difficultés rencontrées, conseils aux autres enseignants... Ces témoignages peuvent être utiles à la fois dans le cadre de la préparation d’une séquence ou activité de classe, ou servir de matière aux enseignants pour construire leurs propres activités de classe.

Ce témoignage a été mis en oeuvre par Lise Thouret et provient d'enseignants de l'école de la Ciotat (Bouches du Rhône)

Notions et connaissances travaillées : « Explorer la matière et les matériaux par l'observation ainsi que des actions directes ; explorer quelques transformations possibles ».

Déroulé : Après avoir manipulé et décrit l'aspect et le comportement de l'eau avec un vocabulaire précis, les élèves explorent les transvasements et découvrent la notion de mesure. Par la suite, ils observent dans quelles conditions l'eau liquide se change en glace, et inversement.

Message à emporter : L'eau coule, elle peut être versée d'un récipient dans un autre. Elle ne sent rien, n'a pas de goût, est incolore et transparente. On peut la transvaser d'un récipient à un autre et comparer leur contenance. Placée au congélateur, l'eau liquide devient de la glace ; inversement, lorsqu'on la réchauffe, la glace redevient de l'eau liquide.

Organisation de la classe en ateliers.

Situation déclenchante : Dans un bac à eau, les enfants manipulent librement des objets et des récipients différents. « « Que se passe-t-il quand je joue avec de l'eau ? »

Séance 1 : l'eau liquide

Objectifs :

• Observation de l'eau
• Identification de quelques propriétés de l'eau
• familiarisation avec un lexique relatif à l'eau.

Question posée par l'enseignant

Où trouve-t-on l'eau et à quoi sert-elle ?

S'en suivent des échanges, où le vocabulaire se précise suite à des reformulations. Une première synthèse de ce qui a été dit prend forme : « L'eau coule, elle peut être versée d'un récipient dans un autre. Elle ne sent rien, n'a pas de goût, elle est incolore,  transparente. » Dans un second temps, les élèves dessinent sur leur cahier d'expérience pour illustrer les quelques réponses.

Le mot de La main à la pâte : L'eau du robinet peut avoir un goût et une odeur puisqu'elle peut contenir du chlore. Pour être sûr d'avoir une eau sans odeur et sans goût on peut prendre de l'eau distillée comme celle destinée aux batteries de voiture par exemple.

Séance 2 : conservation de la quantité de liquide

Objectifs :

• Développer des habiletés à manipuler un liquide et montrer que la quantité d'eau se conserve au cours du transvasement.
• Apprendre à exprimer son avis et tenter de se justifier
• Utiliser des unités de mesure, notion de mesure étalon.

Première phase : la forme liquide

Avec 2 récipients et de l'eau colorée, les découvertes de la première séance sont reprises. Les élèves vérifient que l'eau prend la forme du récipient.

Deuxième phase : comment transvaser ?

Chaque groupe de 2 enfants dispose de 2 récipients de formes différentes. Le liquide est versé dans l'un des 2 récipients. Les cuillères, les louches, les pots sont placés à proximité. Comment transvaser sans verser ? Les enfants proposent puis essaient.

Troisième phase : expériences

Avant la séance, des verres de formes différentes sont remplis avec la même quantité de sirop à l'eau. (Cette quantité correspond exactement au contenu de deux pots de petits suisses). Chaque enfant a un verre rempli et chaque groupe de 2 a 2 verres différents. Les élèves comparent les formes des verres, les quantités de liquide. Comment savoir qui en a le plus ?

En reprenant les idées de chacun, une solution est proposée : compter le nombre de « petits pots » nécessaires pour remplir un verre.

Activité de l'élève : Chaque élève tente la mesure. Ensuite, il pose la question : comment savoir qui en a le plus, ou qui a raison, en utilisant les récipients dont vous disposez ?

> les élèves peuvent utiliser un récipient plus petit et compter le nombre de fois qu'ils peuvent le remplir avec le liquide contenu dans les deux récipients initiaux. Par exemple, si les verres de la cantine ont un relief à mi-hauteur, ce relief peut être utilisé comme repère.
> les élèves peuvent utiliser un récipient plus grand, le remplir successivement avec le contenu des deux récipients initiaux, marquer le niveau de remplissage atteint et comparer ensuite.
> les élèves peuvent vider le premier verre et verser dedans le contenu du deuxième pour comparer les volumes.

Constat : Chacun ayant exposé ses résultats, un premier constat est exprimé : Pour faire une mesure acceptable, il faut que le petit pot soit plein.

Le mot du maître : Certains enfants restent sur leur position. Il s'en suit une discussion et les points de vue sont différents.

Séance 3 : la glace

Objectifs :

• Observer que l'eau se change en glace
• Repérer la présence d'eau solide dans la nature, dans la vie quotidienne
• Préparer une sucette glacée

Première phase : Observons un glaçon

La veille, devant les enfants, un bac à glaçons a été rempli avec de l'eau et placé dans le congélateur. Le lendemain, les glaçons sont distribués. Par 2, les élèves observent un glaçon placé sur une soucoupe. S'en suit une description (forme, couleur...)

Constat : L'eau liquide est devenue solide. Le glaçon a été obtenu à partir de l'eau liquide.

Deuxième phase : L'eau solide autour de nous

Des documents sont distribués (paysages, vie quotidienne, activités humaines)

Questions du maître : à partir des documents : Où trouve-t-on des glaçons, de l'eau solide ? S'en suivent des échanges (« Chez le pâtissier, au café, en hiver dans le caniveau, à la montagne)

Synthèse : La classe tente d'exprimer les conditions (température, altitude) pour observer de la glace.

Séance 4 : la glace et l'eau liquide

Objectifs :

• Montrer que la glace se transforme en eau liquide
• Représenter les transformations eau liquide en glace et inversement

Première phase : la glace fond

Les glaçons sont sortis du congélateur, posés sur une soucoupe, puis placés dans différents endroits de la classe. Les élèves observent et décrivent ce qu'ils constatent.

Constat : L'eau solide (la glace) peut devenir de l'eau liquide, elle fond.

Rappel du constat précédent : L'eau liquide peut se changer en glace

Deuxième phase : schémas des expériences

Les enfants dessinent les expériences sur leur cahier. On se met d'accord sur l'utilisation d'une flèche pour dire « devient ». On se met d'accord sur la façon de représenter l'eau liquide, la glace, sur le choix du sens gauche droite de la flèche.

Ont collaboré à la réalisation de ce module, Eric Ciaravolo, Laurence Etienne, Andrée Dumas-Carré et Sabine Laurent

Prolongement : Les sucettes glacées

Problème : Comment faire pour préparer des sucettes glacées ?

• Chaque groupe d'enfants imagine la préparation
• Description de la suite « des choses à faire » et constitution de la liste du matériel nécessaire
• Mise en commun, discussion, accord sur le mode de fabrication
• Fabrication des sucettes glacées