Domaine  d'activité :
La matière
Séance 2 : La température de fusion de la glace
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Séquence 1
Séquence 2
Séquence 3
Séquence 4
Séquence 5
Séquence 6

Malle Module


Objectifs de connaissance
CYCLE III
Lorsque la glace fond la température reste constante (0°C) tant qu'il y a le mélange eau-glace

Connaître les mots fusion, degrés, solide,liquide, transformation.

Objectifs de méthode
Objectif de méthode

Confronter et argumenter ses opinions

Chercher par l'expérience à prouver une affirmation, à vérifier une idée.

Arriver à concevoir une expérience simple, prévoir le matériel.

Savoir faire : Savoir lire un thermomètre.


Matériel à préparer
Glace pilée finement (maintenue dans un congélateur)
10 thermomètres
10 gobelets ou autres récipients non gradués
8 sabliers (3 minutes)
 

DEROULEMENT

1. Situation problème
Reprendre les questions-problèmes mis en évidence lors de la séance précédente, et proposer aux élèves de ne traiter qu'une partie, "de la glace jusqu'à l'eau".

Que va t-on rechercher, à quelles questions pourra-t-on tenter de répondre ?
Exemple :
- Quelles sont les températures lorsque la glace se transforme en eau ? ou bien quelles sont la ou les température(s) du mélange eau-glace lorsque la glace fond ?
Il peut être intéressant d'utiliser les connaissances du cycle 2, (la glace la plus "chaude" est à 0°C) pour inciter les élèves à imaginer le résultat qu'ils vont trouver.

Commentaire : L'expérience ne comporte aucune difficulté, il s'agit juste de laisser fondre des glaçons... Par contre ce qui est important c'est de récupérer des températures régulièrement pour pouvoir construire un graphique et voir ainsi un pallier stable de transformation. Donc la suite de la séance consiste à améliorer l'expérience pour permettre une récupération optimale des résultats.

2.Anticipation - Conception du protocole

2.1. Collectivement définir le plan de travail, sorte de canevas qui guide le travail et la trace écrite. Comment allons-nous nous organiser ? Que faut-il noter ?
Exemple de rubriques : Titre / Ce que je (nous) cherche (ons) / Ce que je pense faire / Matériel / Résultats attendus / Résultats / Ce que je remarque / Ce que je peux dire ...

2.2. Travail par groupe : Concevoir l'expérience
Les élèves du groupe se mettent d'accord pour décider du dispositif, chacun prépare sa feuille d'expérience,car pour la suite la gestion des résultats écrits sera individuelle.

2.3. Un point avant d'expérimenter : Provoquer un débat sur la gestion des résultats
L'enseignant propose de faire un tour de classe des idées. Les groupes proposent très rapidement leur dispositif. Les groupes réagissent et justifient.
Si le problème de la gestion des résultats ne se pose pas l'enseignant peut demander par exemple :
Qu'allez-vous noter sur vos feuilles d'expériences ? Y a t-il autre chose à noter ?
Quand allez-vous prendre une température ? Pourquoi ? Comment décider ? Quand commencer ? Quand arrêter ?
Amener les élèves à repérer que cette expérience dure on ne peut donc pas prendre une seule température à un moment incertain. Une technique consiste à noter la température régulièrement tout au long de l'expérience. (Possibilité d'utiliser des chronomètres ou des sabliers).
A part des résultats de température y a t'il autre chose à repérer ? Pourquoi ?
Amener les élèves à considérer qu'il faut repérer ce qu'il y a dans le récipient, de la glace ou de l'eau ou les deux ...

3. Expérience
Les élèves s'organisent dans le groupe pour gérer l'expérience et les traces écrites.
-> La quantité de glace ne doit pas être trop importante pour que l'expérience ne dure pas trop.
-> Autre problème pouvant émerger si on prend un récipient très haut. La densité maximale de l'eau est à 4°C, donc si le récipient est trop haut Ce phénomène sera mesurable et introduira des perturbations.
-> Par contre il est intéressant de partir avec une glace très froide finement pilée et sortant du congélateur, cela permettra de bien visualiser le palier de transformation.
-> Vérifier dans les différents groupes si les élèves lisent bien les températures

4. Résultats - Confrontation - Synthèse
Chaque groupe propose ses résultats et ses remarques.
Il est possible de collecter tous les résultats au tableau pour ensuite faire débattre sur les incohérences. Bien souvent les résultats ne sont pas tous les mêmes.
S'interroger sur les différences de résultats (variables le manipulateur, la précision du thermomètre)
Repérer ce qui est commun, la température reste stable tant qu'il y a de la glace dans le récipient.

Montrer que la réalité scientifique est souvent ainsi : incertitude des résultats, prise en compte des résultats les plus nombreux pour donner une réponse prudente , ou bien englober la réponse dans une fourchette.
Trace écrite collective n°1
Amener les élèves à traduire la diversité des résultats et la prudence nécessaire (domaine de validité des résultats)


Exemple : Dans la classe(limitation en nombre)après une série(limitation en nombre d'expériences)d'expériences, nous trouvons(l'utilisation du nous personnalise et délimité => la classe) ...

5. Confrontation au savoir établi
vérification à la B.C.D..

Trace écrite collective n°2, avec une tournure plus impersonnelle, et apport de vocabulaire "fusion"

Exemple :Après avoir consulté différents livres (références)

Chaleur

Glace -----------------------------------------> Eau liquide
O°C

TRANSFORMATION = FUSION


PROLONGEMENTS POSSIBLES HORS SÉANCE
Puisque il va y avoir plusieurs mesures prises régulièrement, il faut organiser tous ces résultats.
Point méthode spécifique : Organiser les résultats
Exemple
de document de travail pour mener un point méthode sur l'intérêt de construire un tableau pour noter économiquement des résultats. Ce document est composé de morceaux de feuilles d'expériences

Exemple de tableau :

 Temps            
 Températures            
 État            

Ce tableau peut être construit verticalement, une activité méthodologique peut consister, dans un moment différent, à transformer un tableau horizontal en vertical...

Possible de noter les "ratages" sur la feuille collective.

Le schéma est un autre outil important si les élèves n'y ont jamais travaillé : Exemple de travail possible



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