Fiche de préparation de classe

Domaine des principaux éléments de mathématiques et la culture
scientifique et technologique :
Le ciel et la Terre: manifestation de l'activité de la Terre - séance n°1 C3
Objectif général : le ciel et la Terre: manifestation de l'activité de la Terre
• Qu'est-ce qu'un volcan ?
Objectif spécifique de la séance :
• définir ce qu'est un volcan
Objectifs notionnels :
• connaître :
- vocabulaire spécifique: lave,éruption, coulées, cheminée, cratère, magma,
réservoir de magma ou chambre magmatique.
* Comprendre :
- les caractéristiques des volcans
Objectifs comportementaux :
• L'élève doit être capable de :
- recenser les infos.(extraire les infos d'un fait observé)
- organiser les infos pour les utiliser.
- se poser des questions utiles, précises et cohérentes à sa recherche.
- formuler une hypothèse
- expliquer oralement et /ou par écrit ce qu’il a appris et compris.
************************************************************************************
Organisation : tantôt par groupe , tantôt en classe entière, tantôt en individuel
Matériel : cahier d’expérience,
Phase 1 : collecte des représentations individuel
Dessine sur ton cahier d’expérience un volcan en expliquant ce que tu sais et en utilisant le vocabulaire
que tu connais .Tu pourras également noter les questions que tu te poses sur les volcans ».
Phase 2 : Mise en commun
groupe classe
Les productions seront ensuite présentées à toute la classe et le vocabulaire spécifique connu pourra être
écrit au tableau.
Liste possible de questions
-
Quelle différence y a-t-il entre un volcan et une montagne ?
-
Connais-tu le nom de certains volcans ?
-
D’où vient la lave qui sort des volcans ?
-
Les volcans ont-ils tous le même type d’éruptions ?
Etablir un schéma de la structure d’un volcan avec toutes les parties communes aux élèves . Ce schéma
sera complété au fur et à mesure de l’avancée des connaissances
Certaines questions verront des réponses au fur et à mesure de l’avancée des séances
question sur cahier : pour toi, qu’est-ce qu’un volcan ?
Discussion collective pour faire un tour d’horizon des réponses possibles, certaines seront dès à présent
invalider par les élèves eux-mêmes après justifications, d’autres le seront plus tard (invalidées ou
confirmées).
Séance 1:
Séance 2 :
Séance 3 :
Séance 4 :
Qu'est ce qu'un volcan ?
Qu'est ce qu'une
éruption volcanique ?
Mécanisme d'une
éruption :
Localisation du
volcanisme
Expérimentation
Séance 5 :
Séance 6 :
Séance 7 :
Séance 8 :
Prévention
Domaine des principaux éléments de mathématiques et la culture
scientifique et technologique :
Le ciel et la Terre: manifestation de l'activité de la Terre - séance n°2 C3
Objectif général : le ciel et la Terre: manifestation de l'activité de la Terre
• Qu'est-ce qu’une éruption volcanique ?
Objectif spécifique de la séance :
• définir ce qu'est une éruption volcanique
Objectifs notionnels :
• connaître :
- vocabulaire spécifique: éruption effusive, éruption explosive, lave fluide ou
visqueuse, projections solides, gaz, pierre ponce, basalte , bombes volcaniques,
nuées ardentes
*Comprendre :
- les origines et les caractéristiques des deux types d’éruptions volcaniques
Objectifs comportementaux :
• L'élève doit être capable de :
- recenser les infos.(extraire les infos d'un fait observé), prendre des notes
- organiser les infos pour les utiliser.
- se poser des questions utiles, précises et cohérentes à sa recherche.
- formuler une hypothèse
- expliquer oralement et /ou par écrit ce qu’il a appris et compris en utilisant le
lexique spécifique.
************************************************************************************
Organisation : tantôt par groupe , tantôt en classe entière, tantôt en individuel
Matériel : cahier d’expérience, textes, vidéos, roches volcaniques
Phase 1 : phase de recherche
par 2 sur le cahier d'expérience
Cette phase se fait en 2 temps :
Dans la salle informatique avec l’ordi relié à la TV
→Un temps à l’aide des vidéos sur dailymotion des différents volcans (El Chichon, mont saint Helens
montagne Pelée explosifs ,
Etna, Kilauea, Piton de la Fournaise, effusifs
Les élèves essaient de caractériser les types d’éruption
• combien de différentes,
• leurs caractéristiques : pour cela , observer ce qui s’échappe du volcan , comment cela s’échappe, cela
a quelle couleur, quelle consistance…..
→puis un 2ème temps à l’aide des textes portant sur ces volcans afin d’affiner ou de corriger leurs résultats.
Les élèves doivent me présenter leurs réflexions de façon claire et concise (tableau ou autre)
Phase 2 : phase de mise en commun
groupe classe
Reprise des différents résultats et établissement des 2 types d’explosions avec leurs caractéristiques propres
A noter que c’est moi qui donnerai le vocabulaire explosif (quoiqu’on peut le faire trouver) et effusif
Eruption effusive
Eruption explosive
- Le magma remonte tranquillement,
- Le magma a du mal à remonter,
l’éruption est calme.
l’éruption est violente.
- La lave est fluide souvent rouge
- La lave est visqueuse souvent grise
- Projections de blocs ou pâteux.
- Apparition de nuées ardentes qui
- La lave s’échappe par une ou
se déplacent à grande vitesse 
plusieurs cheminées et s’écoule le
500 km/h.
long des flancs du volcan.
Phase 3 : phase de mise en commun
En arriver à
Définition d’une éruption volcanique
groupe classe puis individuel sur le cahier d'expérience
Emission de lave à l'air libre, selon 2 types d’éruption différentes :
Eruption effusive
Eruption explosive
- Le magma remonte tranquillement,
- Le magma a du mal à remonter,
l’éruption est calme.
l’éruption est violente.
- La lave est fluide souvent rouge
- La lave est visqueuse souvent grise
- Projections de blocs ou pâteux.
- Apparition de nuées ardentes qui
- La lave s’échappe par une ou
se déplacent à grande vitesse 
plusieurs cheminées et s’écoule le
500 km/h.
long des flancs du volcan.
Si des légendes doivent être ajoutées à notre schéma de volcan (1° séance) , le faire !
Séance 1:
Séance 2 :
Séance 3 :
Séance 4 :
Qu'est ce qu'un volcan ?
Qu'est ce qu'une
éruption volcanique ?
Mécanisme d'une
éruption :
Localisation du
volcanisme
Expérimentation
Séance 5 :
Prévention
Séance 6 :
Séance 7 :
Séance 8 :
Domaine des principaux éléments de mathématiques et la culture
scientifique et technologique :
Le ciel et la Terre: manifestation de l'activité de la Terre - séance n°3 C3
Objectif général : Le ciel et la Terre: manifestation de l'activité de la Terre
• Mécanisme d’une éruption volcanique ?
Objectif spécifique de la séance :
• définir le mécanisme d’ une éruption volcanique (pourquoi ?)
Objectifs notionnels :
• connaître :
- vocabulaire spécifique: chambre magmatique, pression, montée, expulsion,
*Comprendre :
- les mécanismes des deux types d’éruptions volcaniques liés à la qualité de la
lave,
-rôle des gaz dans la montée du magma.
Objectifs comportementaux :
• L'élève doit être capable de :
- recenser les infos.(extraire les infos d'un fait observé), prendre des notes
- organiser les infos pour les utiliser.
- se poser des questions utiles, précises et cohérentes à sa recherche.
- formuler une hypothèse
- expliquer oralement et /ou par écrit ce qu’il a appris et compris en utilisant le
lexique spécifique.
************************************************************************************
Organisation : tantôt par groupe , tantôt en classe entière, tantôt en individuel
Matériel : cahier d’expérience, bougies de 2 couleurs différentes (rouge et blanche), montages en U,
pâte à pain, vinaigre, pipette, bicarbonate de sodium, bac transparent, eau froide et chaude, petit tube
avec bouchon percé, colorant alimentaire rouge
Phase 1 : phase de rappel
groupe classe
Cette phase sert à rappeler les différentes notions vues jusqu’à maintenant
Volcan = structure par où s’échappe de la lave plus ou moins fluide
Ce qui implique des types d’éruptions différentes
Phase 2 : phase de recherche
par 2
Les élèves doivent répondre aux questions suivantes sur leur cahier d’expériences
Pourquoi y a-t-il des éruptions volcaniques ?
Comment cela fonctionne –t-il ? (mécanisme)
Ils peuvent proposer des expériences pour valider leurs hypothèses
Apport
Les mineurs côtoient quotidiennement le phénomène d’élévation de la température qui dès le XVIIIe
siècle influera sur les hypothèses d’un globe au cœur en fusion.
Dit autrement, tous les mineurs vous l’affirmeront, plus on descend au fond de la mine plus il fait chaud,
que l’on soit en hiver comme en été.
La température de la terre augmente avec la profondeur, quand on descend vers le centre de la Terre.
Phase 3 : phase de mise en commun
groupe classe
Reprise des différents résultats , discussion sur chacun pour valider ou invalider les hypothèses
Phase 4 : phase d’expérimentation
groupe classe
Le élèves ne pouvant proposer ces expériences, je les leur montre .
A) Mise en évidence de la remontée du magma dans les roches environnantes
Densité du magma par rapport aux roches qui l'entourent
Voici 1 expérience que l'on peut proposer aux enfants afin de comprendre la remontée du magma due en
partie à sa faible densité par rapport aux roches qui l'entourent. Cela expliquera alors cette remontée dans
les phénomènes de subduction ou d'écartement de plaques.
Matériel : bac transparent avec eau froide , tube avec bouchon percé , colorant rouge, eau très chaude.
Le liquide coloré rouge remonte à la surface car l'eau chaude est moins dense que l'eau froide. On fera
alors le parallèle avec le magma qui est moins dense que les roches ce qui fait qu'il peut remonter plus
facilement.
B) Mise en évidence du rôle des gaz dans une éruption
En effet, si le magma remonte en surface , c’est dû à sa densité plus faible que les roches environnantes
mais cette remontée dans les failles se fait aussi grâce à l’action des gaz (issus de la transformation des
magmas qui « dégazent »)
D’où l’expérience suivante montrant cette action de dégazage
Utilisation d’une bouteille d’eau gazeuse en l’ouvrant doucement, on voit la montée de gaz due à la baisse
de la pression pouvant aller jusqu’à la montée de liquide parfois
Ne pas oublier de faire la même chose avec de l’eau plate pour comparaison.
C) Mise en évidence du mécanisme des 2 types d’éruptions
Utilisation des montages en U
Préparer 50 g de farine avec 8 cl d’eau + un peu de colorant alimentaire rouge. Faire qualifier cette
« pâte » par les élèves (fluide)
Avec ce mélange, remplir tube en U.
Du côté planche, mettre 1 cuillère à café de bicarbonate de sodium plus une pipette de vinaigre blanc et
reboucher.
On voit alors la pâte à pain fluide remonter petit à petit et s’écouler lentement côté « vide » le long du
tube en U
A partir du reste du premier mélange, ajouter 20 g de farine. Faire qualifier cette « pâte » par les élèves
(très visqueuse)
Mettre dans le 2ème tube en U
Du côté planche, mettre 3 cuillères à café de bicarbonate de sodium plus 3 pipettes de vinaigre blanc et
reboucher.
On voit alors la pâte à pain très visqueuse remonter petit à petit , former une « bulle » en haut du tube,
bulle qui va ensuite exploser.
Donc destruction partielle de l’intégrité du volcan
D) Mise en évidence d’une éruption volcanique
Dans un plat en verre allant sur plaque électrique, mettre environ 2 cm de ketchup puis recouvrir d’une
purée réalisée avec flocons et eau assez liquide sur quelques cm d’épaisseur et faire chauffer doucement.
De la vapeur va commencer à apparaître notamment au niveau des bords avec une montée de ketchup
(aléatoire) jusqu’à la surface et avec des projections de ketchup sur la purée.
E) Mise en évidence de la formation des pentes du volcan
Un volcan (aspect physique visible) se forme avec les produits provenant des différentes éruptions
On peut facilement montrer à l’aide de coulées de cire de bougie répétées la formation des pentes du
volcan par superposition des différentes couches de lave
Avec ces 5 expériences, on a le mécanisme complet d’une éruption volcanique qui se fait en 4 étapes :
*remplissage de la chambre magmatique
*mise sous pression
*montée et expulsion du magma par cratère principal ou autre sur flanc
*recouvrement de la surface terrestre et refroidissement
on peut alors leur proposer le « puzzle » textes images.
phase 5 : conclusion
groupe classe
Une éruption volcanique survient avec la montée du magma vers la surface du volcan ( au niveau du
cratère ou des parois). Il est poussé par les gaz qu’il contient.
Si le magma est fluide, on alors une lave à la sortie du volcan qui s’écoulera le long de ses flancs , on
parle alors d’éruption effusive ou rouge (couleur dominante de la lave) .
A l’inverse, si le magma est visqueux, alors la lave aura du mal à sortir du volcan, il y aura explosion,
projection de cendres et de roches qui peuvent monter très haut en altitude et causer un refroidissement
momentané de la planète, car elles bloquent les rayons du soleil. On parle dans ce cas d’éruption
explosive ou grise (couleur dominante due aux cendres), les plus dangereuses pour les populations
Le trajet du magma est le suivant :
Formation du magma en profondeur plus ou moins visqueux et contenant du gaz en quantité variable.
Remontée du magma par des failles jusqu’à ce qu’il se concentre et stagne au niveau de la chambre
magmatique
Puis par dégazage , mise sous pression entraînant la remontée et l’expulsion du magma qui une fois à
l’extérieur porte le nom de lave .
Une éruption volcanique survient avec la montée du magma vers la surface du volcan ( au niveau du
cratère ou des parois). Il est poussé par les gaz qu’il contient.
Si le magma est fluide, on alors une lave à la sortie du volcan qui s’écoulera le long de ses flancs , on
parle alors d’éruption effusive ou rouge (couleur dominante de la lave) .
A l’inverse, si le magma est visqueux, alors la lave aura du mal à sortir du volcan, il y aura explosion,
projection de cendres et de roches qui peuvent monter très haut en altitude et causer un refroidissement
momentané de la planète, car elles bloquent les rayons du soleil. On parle dans ce cas d’éruption
explosive ou grise (couleur dominante due aux cendres), les plus dangereuses pour les populations.
Le trajet du magma est le suivant :
Formation du magma en profondeur plus ou moins visqueux et contenant du gaz en quantité variable.
Remontée du magma par des failles jusqu’à ce qu’il se concentre et stagne au niveau de la chambre
magmatique
Puis par dégazage , mise sous pression entraînant la remontée et l’expulsion du magma qui une fois à l’extérieur
porte le nom de lave .
Séance 1:
Séance 2 :
Séance 3 :
Séance 4 :
Qu'est ce qu'un volcan ?
Qu'est ce qu'une
éruption volcanique ?
Mécanisme d'une
éruption :
Localisation du
volcanisme
Expérimentation
Séance 5 :
Prévention
Séance 6 :
Séance 7 :
Séance 8 :
Domaine des principaux éléments de mathématiques et la culture
scientifique et technologique :
Le ciel et la Terre: manifestation de l'activité de la Terre - séance n°4 C3
Objectif général : Le ciel et la Terre: manifestation de l'activité de la Terre
• Localisation, répartition des volcans
Objectif spécifique de la séance :
•
définir la localisation des volcans
Objectifs notionnels :
•
connaître :
vocabulaire spécifique: plaque , tectonique, dorsale , volcans sous-marins et terrestres,
écartement, collision
–
*Comprendre :
–
rôle de la tectonique des plaques
–
similitude entre localisation des volcans, des séismes et zones de contact des plaques
Objectifs comportementaux :
•
L'élève doit être capable de :
- recenser les infos.(extraire les infos d'un fait observé), prendre des notes
- organiser les infos pour les utiliser.
- se poser des questions utiles, précises et cohérentes à sa recherche.
- formuler une hypothèse
- expliquer oralement et /ou par écrit ce qu’il a appris et compris en utilisant le
lexique spécifique.
************************************************************************************
Organisation : tantôt par groupe , tantôt en classe entière, tantôt en individuel
Matériel :
cahier d’expérience, cartes pour élèves et plus grandes pour affichage, calque pour les
élèves et pour l'affichage
Phase 1 : phase de recherche
par 2
Les élèves répondent aux questions de la fiche élève sur les différentes localisations volcans, plaques…
sur le cahier d’expériences
Au tableau 2 questions supplémentaires auxquelles ils devront répondre après leur travail sur la fiche
élève
* comment expliquer l’emplacement des volcans ? (faire un parallèle avec séismes)
*où se situent les zones à risques ? ( pour volcanisme mais aussi séisme)
Phase 2 : phase de mise en commun
groupe classe
Reprise des différentes réponses
Discussion pour valider ou invalider.
→ localisation volcans et séismes liée à la limite des plaques qui se déplacent
la majorité des volcans sous-marins se situent dans les zones d’écartement de plaques alors que les
volcans terrestres sont plutôt sur les zones de collision de plaques
Bien montrer la ceinture du Pacifique
Les zones à risque sont donc surtout les zones de collision car il y a de nombreuses populations.
Phase 3 : phase de recherche
par 2
Sur votre cahier d'expériences, vous allez répondre à la question suivante : pourquoi les plaques de la
croûte terrestre se déplacent-elles ?(rappel si nécessaire des notions vues l’an dernier avec cours sur les
séismes)
Phase 4 : phase de mise en commun
groupe classe
Reprise des différents résultats pour valider ou non les réponses puis au tableau en grand , schéma de la
structure interne de la Terre
Rappel de l’expérience avec l’eau chaude et bouts de carotte montrant mouvements de convection dus à
la chaleur….
Phase 5 : phase de conclusion
groupe classe
Les élèves rappellent donc où se situent les volcans sur la terre et pourquoi : élaboration collective d’une
trace écrite qui devra contenir les notions suivantes :
La croûte terrestre est constituée de plaques se déplaçant les unes par rapport aux autres correspondant à
des zones « calmes » par contre à leurs limites , on trouve des zones à risques notamment sur les
continents car les populations y habitent.
Ce sont dans ces zones que l’on trouve les volcans .
Séance 1:
Séance 2 :
Séance 3 :
Séance 4 :
Qu'est ce qu'un volcan ?
Qu'est ce qu'une
éruption volcanique ?
Mécanisme d'une
éruption :
Localisation du
volcanisme
Expérimentation
Séance 5 :
Prévention
Séance 6 :
Séance 7 :
Séance 8 :
Domaine des principaux éléments de mathématiques et la culture
scientifique et technologique :
Le ciel et la Terre: manifestation de l'activité de la Terre - séance n°5 C3
Objectif général : Le ciel et la Terre: manifestation de l'activité de la Terre
• Prévention, prévision
Objectif spécifique de la séance :
•
prévention face à une éruption volcanique
Objectifs notionnels :
• connaître :
- vocabulaire spécifique: prévision, prévention
*Comprendre :
- rôle de l’étude d’un volcan dans la prévision des éruptions volcaniques
- rôle des différentes composantes scientifiques comme géophysique,
chimie…pour prévenir une éruption
- qu’une fois une éruption en cours, on ne peut que suivre des consignes de
sécurité prédéfinies et devant être connues par tous.
Objectifs comportementaux :
• L'élève doit être capable de :
- recenser les infos.(extraire les infos d'un fait observé), prendre des notes
- organiser les infos pour les utiliser.
- se poser des questions utiles, précises et cohérentes à sa recherche.
- formuler une hypothèse
- expliquer oralement et /ou par écrit ce qu’il a appris et compris en utilisant le
lexique spécifique.
************************************************************************************
Organisation : tantôt par groupe , tantôt en classe entière, tantôt en individuel
Matériel : cahier d’expérience,
Phase 1 : phase de recherche
par 2
Les élèves lisent le document et répondent aux questions de la fiche élève sur cahier d’expérience.
Phase 2 : phase de discussion
collective
A partir des documents, de l’expérience de C…….. qui a vécu sur une île sujette aux éruptions volcaniques, une discussion s’installe pour définir comment prévoir une éruption volcanique et que faire en cas
d’éruption.
(La dernière plaquette est celle donnée aux élèves dans les écoles – fournie par C…-)
Séance 1:
Séance 2 :
Séance 3 :
Séance 4 :
Qu'est ce qu'un volcan ?
Qu'est ce qu'une
éruption volcanique ?
Mécanisme d'une
éruption :
Localisation du
volcanisme
Expérimentation
Séance 5 :
Prévention
Séance 6 :
Séance 7 :
Séance 8 :