SCIENCES EXPERIMENTALES ET TECHNOLOGIE – CYCLE III Un
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SCIENCES EXPERIMENTALES ET TECHNOLOGIE – CYCLE III Un exemple de répartition Contenu Compétences spécifiques Connaissances Méthode Vocabulaire Remarques Avoir compris et retenu La matière Etats et changements d'état de l'eau fiche d'application n°1 45 Identifier la matière eau sous ses différents états. Fusion, solidification Mettre en évidence que le mélange intime de glace et d'eau à l'état liquide est à 0 degré (0 °C). Montrer expérimentalement que la masse se conserve au cours de cette transformation. Ebullition Mettre en évidence qu'à l'air libre et dans les conditions usuelles, l'eau bout à une température fixe, voisine de 100 degrés (100°C) et que la valeur de celle-ci n'est affectée ni par la durée du chauffage ni par la puissance de la source. Mélanges et solutions fiche d'application n°2 Volume horaire Etat liquide, état solide, état gazeux observation expérimentation Caractéristiques de l’eau sous ses différents états documentation Changement d’état modélisation lien avec Mélanges et solutions et Energie fusion, solidification, mélange intime Variation du volume 25 ébullition évaporation-condensation Pallier de température Cycle de l’eau dans la nature Mettre en évidence les propriétés dissolvantes des liquides notamment de l’eau. Dissolution observation Conservation de la matière et de la masse dans les mélanges et la dissolution. expérimentation Montrer expérimentalement la conservation de la masse au cours d'un mélange et en particulier au cours d'une dissolution. ne considérer que les corps purs Conservation de la matière Evaporation Montrer expérimentalement les paramètres influençant l’évaporation de l’eau. Mettre en évidence par évaporation qu'une eau limpide n'est pas nécessairement pure, mais qu'elle peut contenir des substances dissoutes. Eau liquide : eau Eau solide : glace Eau gazeuse : vapeur d’eau Réversibilité du phénomène mélange. Solubilité, soluble, insoluble, miscible, émulsion (stable ou instable), mélange (homogène, hétérogène), solution (saturée ou non), suspension Dissolution, filtration, décantation, saturation se limiter à des situations simples: mélanges hétérogènes dont on peut séparer les constituants par décantation, filtration, évaporation 8 lien avec Conservation de la masse et avec qualité de l’eau Saturation Mettre en évidence expérimentalement que la solubilité a des limites (saturation). L'air, son caractère pesant fiche d'application n°3 Plan horizontal, vertical: intérêt dans quelques dispositifs techniques Mettre en évidence la matérialité de l’air Montrer expérimentalement que l'air est pesant. La matérialité de l'air (transvasement, transmission de mouvement, résistance, isolant thermique). Masse de l’air. expérimentation Savoir repérer le plan observation horizontal (liquide au repos) conception et Savoir repérer la verticale utilisation d'objets (fil à plomb). techniques Matière « air » Vide reprendre l'étude faite au cycle 2 pour apporter ces compléments 8 lien avec la vapeur d'eau , l'énergie et l’ environnement plans horizontal, vertical, parallèles, perpendiculaires En complément à observer lors des sujets d'étude précédents 4 fil à plomb niveau à bulle Savoir que les directions verticale et horizontale sont perpendiculaires. 1 Contenu Compétences spécifiques Connaissances Méthode Vocabulaire Remarques Avoir compris et retenu Unité et diversité du monde vivant Distinguer procréation et reproduction non sexuée Divers modes de reproduction (animale et végétale) fiche d'application n°7 Volume horaire 29 La reproduction des êtres vivants se réalise de manière sexuée (procréation) ou asexuée (reproduction) ; dans le cas de procréation tout nouvel être vivant provient du développement d’un œuf. petits élevages, documentation jardinage, culture sur plantes adultes, enquêtes comparaison couple, parade, accouplement, fécondité, hermaphrodite, mâle, femelle. graines, fruits, fleurs, fécondation, boutures, bulbes… espèce Savoir que : - tous les animaux ne se reproduisent pas de la même façon ; - tous les végétaux ne se reproduisent pas de la même façon. généraliser en prenant appui sur les études précédentes ; attendre la fin de cycle pour effectuer une synthèse. 25 Stades du développement d’un être vivant fiches d’application n° 4 et n°5 Conditions de développement des végétaux Repérer les manifestations quantitatives ou qualitatives du développement. Stades de développement Cycle de vie observation directe et régulière (élevages, cultures,) documentation Fécondation, naissance, croissance, développement œuf, jeune, larve, ,âge adulte, vieillissement, mort mue, métamorphose, chrysalide, nymphe, cocon généraliser en prenant appui sur les études précédentes ; attendre la fin de cycle pour effectuer une synthèse. Les besoins des végétaux verts, notamment : - eau, éléments minéraux et température dès les premiers stades ; - lumière pour la croissance et le développement, après la germination. jardinage, cultures sur plantes adultes, germination paramètres et variables sujet particulièrement propice à la mise en œuvre d’une démarche d’investigation expérimentale (notion de facteur) Décrire les changements d’un être vivant au cours du temps. Comparer les stades de développement de différentes espèces. Mettre en évidence expérimentalement les paramètres influant le développement des végétaux et identifier les variations entre espèces (notion d’adaptation). fiche d’application n° 6 chlorophylle ne pas se contenter d’une seule observation pour tirer une conclusion Fonctions des racines et des feuilles Traces de l’évolution Mettre en relation l’évolution des espèces avec l’observation de quelques fossiles. des êtres vivants (quelques fossiles typiques) ; grandes étapes de l’histoire de la Terre fiches d’application n° 8 et 9 Situer sur une frise temps les grandes étapes de l’histoire de la Terre. Définition des fossiles Apparition et disparition de certaines espèces (animales et végétales) observation de fossiles sortie terrain questionnaire d’enquête visite de musée fossile espèce Classification simplifiée des empreinte, moulage documentation grands groupes synthèse comparaison de squelettes 10 isoler les paramètres non étudiés prendre en compte la première classification des êtres vivants effectuée au Cycle 2 (notion d’espèce) 10 évolution des êtres vivants lien avec la frise historique et les échelles choisir les fossiles caractéristiques par rapport aux étapes de l’histoire de la Terre 2 Contenu Compétences spécifiques Connaissances Méthode Vocabulaire Remarques Milieu, peuplement condition de milieu à relier aux conditions de développement relations alimentaires, chaînes alimentaires inter-dépendance entre les êtres vivants et leur milieu à inscrire dans un projet inter disciplinaire sur l’environnement Avoir compris et retenu Education à l’environnement Approche écologique Etablir et formaliser des relations entre les êtres vivants en indiquant pour les réseaux trophiques, le sens de à partir de circulation de la matière et non le sens de la prédation. l’environnement proche : rôle et place des êtres vivants dans leur milieu Mettre en évidence les relations entre le milieu et les êtres vivants (notion d’adaptation). 30 Un milieu est caractérisé par les conditions de vie qui y règnent, par les végétaux et les animaux qui l’habitent Les êtres vivants sont en relation au sein de chaînes alimentaires. sortie terrain herbier photographie documentation expérimentation enquête lien avec l’éducation civique, l’ histoire et la géographie synthèse des connaissances acquises Les êtres vivants s’adaptent par ailleurs à leur environnement (hibernation, migration, chute des feuilles, etc). fiche d’application n° 23 L’homme agit sur son environnement. Qualité de l’eau Connaître les différents stades de traitement de l’eau. Distinguer eau potable, eau limpide. Prendre la mesure de l’impact des activités humaines sur l’eau. Le corps humain et l’éducation à la santé Distinguer la combinaison des mouvements élémentaires Mouvements corporels Concevoir et construire un modèle explicatif simple fiche d’application n°10 Première approche des fonctions de nutrition ; Conséquences à court et à long terme de notre hygiène fiches d’application n°11 et n°12 Volume horaire L’eau contient des substances dissoutes et des microorganismes qui peuvent la rendre non potable Visite station d’épuration Expérimentation Qualité de l'eau: limpide, pure, transparente, propre, distillée, potable, polluée Décantation, évaporation, filtration Liens avec « mélanges et solutions » Fonctionnement des articulations et des muscles, rôle du cerveau Observation et expérimentation sur soi comparaison avec les animaux Muscles antagonistes préciser les acquis du cycle II Tendons, ligaments lien avec EPS et éducation à la santé 38 hygiène : - échauffement - alimentation - étirement - sommeil Digestion Rendre compte du trajet et des transformations des aliments dans le tube digestif. Respiration et circulation Repérer les mouvements respiratoires Construire un modèle explicatif de la mécanique respiratoire Mesurer des rythmes respiratoire et cardiaque et les interpréter pour comprendre les liens entre respiration et circulation. 30 Notion d’appareils digestif, respiratoire, circulatoire Digestion mécanique et par les sucs digestifs Solubilité des aliments digérés et passage dans le sang 10 Modélisation Documentation (radiographique ou multimédia Expérimentation Observation Documentation (radiographies, livres, multimédia) Modélisation Le rôle de la circulation sanguine dans l’alimentation des organes à partir des poumons et du tube digestif . Le rôle des échanges gazeux respiratoires Contraction, décontraction flexion, extension, rotation Enquête Tube et appareil digestifs, bouche, œsophage, estomac, ne considérer que les intestin grêle, gros intestin, anus, principes élémentaires avec glandes salivaires, foie, vésicule des formulations simples biliaire, pancréas. Nutriment Absorption intestinale lien avec EPS Ventilation pulmonaire et respiration Appareil respiratoire, bouche, Lien entre les fonctions de nez, trachée artère, bronches, nutrition en fin de cycle bronchioles, poumons 25 Appareil circulatoire, activité cardiaque artère, veine, capillaire, cœur, ventricules et oreillettes 3 hygiène : entretien bucco dentaire, rythme des repas, variété et dosage alimentaire (équilibre), tabagisme, activité physique, pollution Contenu Compétences spécifiques Connaissances Circulation sanguine Education à la santé et environnement Méthode Vocabulaire Remarques Avoir compris et retenu Le corps humain et l’éducation à la santé (suite) Reproduction des Identifier les différences entre les deux sexes et humains et les principaux du développement éducation à la sexualité fiche d’application n°24 Fécondation Développement à partir de l’oeuf Stades de développement après la naissance Caractéristiques sexuelles du corps humain Entretien avec un médecin Documentation Enquête Appareils reproducteurs mâle et femelle, ovaire, ovule, vagin, utérus, spermatozoïde, testicule, pénis. Différents stades : œuf, embryon, fœtus, jeune adolescence, âge adulte. aide de spécialistes AFS ( médecins pompiers, SAMU,…) Principes simples de secourisme Volume horaire Prendre appui sur l’étude de la reproduction animale Ne pas dissocier la dimension affective de la dimension reproductive. 3 A traiter en fin de cycle III lien avec les autres sujets d’étude simulation alerte évacuation,… réflexion sur les soins médicaux… Le ciel et la Terre 30 La course du soleil. Les phases de la lune. Les éclipses. La lumière et les ombres fiche d'application n°14 observation des phénomènes les plus naturels modélisation schématisation Etre capable de déterminer les positions de l'observateur. synthèse Les points cardinaux et la boussole fiche d'application n°15 Etre capable d'utiliser les points cardinaux pour repérer une L'existence d'un pôle nord direction à partir d'un lieu sur la Terre. et d'un pôle sud. L'inexistence d'un pôle Etre capable d'utiliser une boussole pour repérer une ouest et d'un pôle est. Savoir qu'une boussole est direction ou pour progresser dans une direction donnée. une aiguille aimantée. observation manipulation direction de la boussole (nordsud) réalisation sortie terrain La relativité des repérages. source de lumière partie lumineuse partie sombre (ombre propre) position orientation forme de l'objet forme de l'ombre forme de la partie éclairée qui varie selon la perspective d'observation objet opaque région éclairée place de l'observateur l'axe de rotation de la Terre points cardinaux repérage orientation prolonger l'étude entamée au cycle 2 4 lien avec les aimants, l'orientation, utilisation d'une carte (EPS, géographie) signaler que les pôles nord et sud sont respectivement au nord et au sud de tous les autres lieux 4 4 Contenu Compétences spécifiques Connaissances Méthode Vocabulaire Remarques Avoir compris et retenu Volume horaire Le ciel et la Terre (suite) Le mouvement apparent du soleil. La durée du jour et son évolution au cours des saisons Etre capable de : représenter qualitativement la trajectoire apparente du soleil dans le ciel et son évolution au cours de l'année; mettre en évidence, par une observation directe que le soleil n'apparaît pas et ne disparaît pas tous les jours à la même heure. fiche d'application n°16 Etre capable d'exploiter un calendrier pour déterminer les caractéristiques de chaque saison. La rotation de la Terre sur ellemême et ses conséquences Etre capable: d'examiner différentes hypothèses destinées à expliquer l'alternance des jours et des nuits; de conclure qu'aucune observation familière ne permet de les départager entièrement. Savoir qu'elle est la plus courte à la date du solstice d'hiver et la plus longue à la date du solstice d'été. Savoir que dans l'hémisphère nord, elle est parcourue de gauche à droite pour un observateur tourné vers le soleil Connaître : - la durée du jour et son évolution au cours des saisons; - les dates des solstices (hiver, été). Connaître la correspondance entre la durée de la rotation de la Terre sur elle-même et les unités heure, minute et seconde. fiche d'application n°17 observation zénith utiliser un vocabulaire précis manipulation solstices représentation de la trajectoire apparente du soleil horizon lien avec les points cardinaux, la formation des ombres et la boussole hémisphères (nord et sud) lien avec Mesure (maths.) modélisation (cadran solaire, système SoleilTerre) équinoxes (automne et printemps) relevés graphiques exploitation de calendriers questionnement documentation jour, nuit, journée, matin, aprèsmidi, midi année, saison, mois lien avec mesure des durées et leurs unités (Maths.) 6 modélisation du système Soleil-Terre Etre capable, à partir d'une maquette ou d'un schéma d'exprimer l'heure d'un lieu et comprendre ainsi les principes des fuseaux horaires. fiche d'application n°18 pas d'expérimentation possible lien avec l'histoire des Sciences… manipulation et fabrication (clepsydre, sablier…) Etre capable de retrouver le sens de rotation de la Terre sur elle-même à partir de l'observation du mouvement apparent du Soleil. Le système solaire et l'Univers 8 Savoir que les trajectoires de la Terre et des planètes autour du soleil sont assimilables à des cercles centrés sur le soleil. La révolution de la Terre autour du Soleil dure 365 jours et 6 heures. Savoir que la Lune tourne autour de la Terre. recherche documentaire (caractéristiques propres de chaque planète) observation directe des astres (phases et positions célestes de la lune..) axe des pôles, méridien, fuseau horaire, heure solaire, heure légale, heure locale, minute, seconde planète, étoile, satellite, orbite prolongements possibles: observation du ciel nocturne et du mouvement diurne des étoiles observations éventuelles à l'aide de lunettes astronomiques 8 maquettes à l'échelle (dimension des planètes et des orbites; les échelles sont différentes) 5 Contenu Compétences spécifiques Connaissances Méthode Vocabulaire documentation (photos, texte, audio visuels et multimédias). volcan éruption volcanique magma, lave, poussée des gaz, cassure, nuées ardentes… Remarques Avoir compris et retenu Volume horaire Le ciel et la Terre (suite) Manifestations de l’activité de la Terre Etre capable de localiser des volcans en activité, de citer les différentes phases d’une éruption volcanique Localisation des volcans en activité Les phases d’une éruption volcanique fiche d'application n°19 Les caractéristiques des séisme Attitudes à adopter en cas de séisme ou d’éruption volcanique. Monde construit par l’homme Circuits électriques Etre capable de faire briller une ampoule dans un circuit en série, en reliant une pile à une chaîne continue de alimentés par des conducteurs. piles fiche d'application n°20 Etre capable de réaliser un montage qui permet de classer différents matériaux en deux catégories: conducteurs et isolants. Etre capable d'allumer deux ampoules ou davantage à l'aide d'une pile. Etre capable de distinguer les deux types de circuits: - circuit série - circuits dérivés comprenant chacun une ampoule. lien avec la matière et les changements d’état 6 32 Conditions à réunir pour faire briller une lampe dans un dispositif simple Démarche d'observation circuit fermé Manipulation Etre capable de réaliser un montage. lien avec l’actualité et la géographie. Les principes élémentaires des circuits électriques simples: quelques utilisations techniques. Connaître les deux catégories de matériaux conducteurs et isolants. Savoir que dans un circuit série, plus il y a d'ampoules plus elles brillent; quand on en dévisse une, les autres s'éteignent; chaque ampoule brille moins que si elle était alimentée seule. Savoir que dans ce cas, si on dévisse une ampoule, les autres brillent encore; chaque ampoule brille presque autant que si elle était alimentée seule. Analyse/ expérience comparatives Recherche de solutions techniques lien possible avec énergie chaîne continue de conducteurs montages en séries et en dérivation pile conducteurs isolants Utilisation et réalisation d'objets techniques familiariser les élèves avec cette propriété physique essentielle de la matière Etude de leur efficacité 18 Electrocution reprendre et compléter les règles élémentaires de sécurité des personnes et des biens normalement acquises au cycle 2 6 Contenu Compétences spécifiques Méthode Connaissances Vocabulaire Remarques Avoir compris et retenu Volume horaire Monde construit par l’homme (suite) Circuits électriques alimentés par des piles (suite) fiche d'application n°20 Etre capable de mettre en évidence qu'une pile a deux bornes et que le fonctionnement de certains récepteurs est affecté par le sens de leur branchement aux bornes de la pile. Savoir qu'il est dangereux de remplacer une ampoule sans avoir couper l'alimentation. borne + et – interrupteur Savoir que l'eau conduit légèrement l'électricité, suffisamment pour augmenter les dangers de l'électricité du secteur. Leviers et balances; équilibre Etre capable de prévoir ou d'interpréter qualitativement quelques situations d'équilibre. fiche d'application Objets mécaniques; transmission du mouvement Etre capable de fabriquer 1 ou 2 objets mettant en œuvre des mécanismes simples. fiche d'application n°25 Apprendre à se comporter efficacement devant un problème d'ordre technique. Etre capable de monter ou démonter un objet technique simple. Savoir utiliser les deux propriétés suivantes: démarche d'observation - une même force a plus d'effet sur la rotation si elle est appliquée à une plus grande distance de l'axe; manipulation - une grande force a plus d'effet qu'une petite force si elle est appliquée à la même distance de l'axe. recherche de solutions techniques Les principes élémentaires de leviers, de balances: quelques utilisations techniques. Les principes élémentaires de systèmes de transmission de mouvement: quelques utilisations techniques. analyse/ expérience comparatives équilibre axe fixe force levier effet rotation distance de l'axe utiliser un vocabulaire précis sans pour autant l'exiger de la part des élèves (poids, masse, force, effort, vitesse, mouvement) 6 utilisation et réalisation d'objets techniques Etude de leur efficacité idem relation de cause à effet lien avec levier, énergie + monter démonter mécanismes: poulies simples, engrenages, transmission par chaîne, système biellemanivelle, système pignoncrémaillère mettre en relation fonctions et exemples d'utilisation (grues, dérailleur de bicyclette, perçeuse, funiculaire…), pour chaque mécanisme 8 rotation translation 7
