La chimie 7e année
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La chimie La chimie 7e année 7e année La chimie Science – la chimie 7e année Grande Idée : Les éléments sont constitués d’un seul type d’atomes, tandis que les composés sont constitués d’atomes d’éléments différents combinés par des liens chimiques. (Cheryl Adebar, Thea Black, Noah Burdett, Debra Lovett, Kim Marks et Joan Pearce, SD71) Cette trousse est basée sur le fait que, les éléments sont constitués d’un seul type d’atomes, tandis que les composés sont constitués d’atomes d’éléments différents combinés par des liens chimiques, et suggère des idées et méthodes pour inclure: Aboriginal Principles of Learning / Aboriginal Word Views Assessment for learning framework Des ressources pour développer les connaissances antérieures Des guides d’apprentissage Des expériences et activités avec les matériaux nécessaires Des enquêtes Des leçons et des fiches reproductibles Des listes des autres ressources disponibles Assessment for Learning Des suggestions pour inclure des stratégies d’évaluation formative: Quand on pose beaucoup de questions, nos élèves deviennent curieux et ce sont eux qui font le travail. Ils s’impliquent plus. Se poser des questions aide à transformer l’engagement d’apprentissage passif à un engagement actif. On suggère de poser beaucoup de questions à propos du contenu. Les profs peuvent se servir des guides d’apprentissage pour cibler les objectifs d’apprentissage avec les énoncés, « Je peux », en demandant aux élèves de s’évaluer et de montrer leurs évidences de l’apprentissage aux autres. La co-construction des connaissances est un processus continu et diffus d’apprentissage qui s’exerce à l’école comme à l’extérieur de l’école. Ce n’est pas une activité reléguée pour des occasions ou des matières précises. L’enseignant pousse les élèves à s’engager dans cette démarche en leur proposant des questions ouvertes, par exemple « Qu’avez-vous remarqué/lu/observé qui pourrait nous aider à comprendre notre question? » Les élèves tentent d’ajuster leurs hypothèses et leurs idées en fonction de nouvelles sources d’information. Les enseignants les encouragent en leur soumettant des questions comme « De quelle façon ces renseignements appuient-ils votre hypothèse? Avez-vous modifié ou complété votre hypothèse? » Le contenue essential, un déclencheur, une question de découverte, la situation authentique, la voix et le choix, la révision et la réflexion, une enquête, les compétences essentielles Des suggestions pour engager et motiver nos étudiants dans une enquête scientifique: Qu'est-ce qui rendent tous les objets que vous apercevez autour de vous différents? Qu'est-ce qui différencie leurs couleurs, leurs formes, leurs odeurs et leurs goûts? Pourquoi une substance est-elle molle, une autre dure, et une autre liquide? Qu’est-ce que la matière? Selon vous, que renferme la matière ? Comment peut-on diviser ou classifier la matière? Quelles sont les propriétés de la matière et qu’arrive-t-il à ces propriétés lors d’un changement chimique? Quelles idées, quelles théories ou quels modèles utilisent-nous à expliquer les changements chimiques? Des suggestions pour inclure Les principes d’apprentissage des peuples autochtones: L’interdépendance du monde est essentielle pour la survivance. Un sens de connexion, des relations réciproques et un sentiment d’appartenance pourraient être inclus dans les discussions de l’interdépendance et le partage de tous les être vivant et les atomes qui nous entoure. Notre prise de conscience des conséquences de nos actions est remise en question quand on examine que le modèle particulaire rend visible une situation abstraite. Le modèle particulaire nous permet de questionner et considérer les conséquences de nos actions qui sont des fois difficilement accessible ou carrément cachée. Le modèle particulaire explique certain comportements même si on ne peut pas les voir directement. On reconnait le rôle des savoirs autochtones quand on fait consciences qu’il y a les herboristes autochtones qui utilisent les connaissances botaniques et pharmacologie du les plantes et la faune indigènes. Il faut aussi reconnaître certaines technologies autochtones faisant appel à la chimie (p. ex. traitement ou tannage des peaux d’animaux, préservation des aliments, fabrication de colorants à partir de plantes, utilisation de plantes à des fins médicales) Est holistique, il vise un sens de connexion, des relations réciproques quand on examine comment les éléments et les composes qui nous entourent sont ou seront parties de notre corps et notre environnement. L’échange des atomes nous donnent une théorie scientifique pour démontrer nos connections. Le cercle de partage s’inscrit dans le courant de sagesse d’une ancienne tradition observée dans les cultures autochtones, le cercle de partage, chaque personne prenant son tour pour donner son avis. Le cercle de parole peut être employé comme un cercle de connaissances, où chaque élève a l’occasion de partager leurs connaissances antérieures et plus tard, leurs nouvelles connaissances. Cela contribue à l’enrichissement de la réflexion qui sous-tend l’apprentissage par l’enquête, le développement de la pensée critique et la co-construction de connaissance. Domaine d’apprentissage : SCIENCES 7e année GRANDES IDÉES La théorie de l’évolution par la sélection naturelle explique la diversité et la survie des êtres vivants. Les éléments sont constitués d’un seul type d’atomes, tandis que les composés sont constitués d’atomes d’éléments différents combinés par des liens chimiques. La force électromagnétique produit l’électricité et le magnétisme. La Terre et son climat changent sur une période de temps géologique. Normes d’apprentissage Compétences disciplinaires Contenu On s’attend à ce que les élèves puissent : On s’attend à ce que les élèves connaissent : Poser des questions et faire des prédictions Faire preuve d’une curiosité intellectuelle soutenue sur un sujet scientifique ou un problème qui revêt un intérêt personnel Faire des observations dans le but de formuler ses propres questions sur la nature Relever une question à poser ou un problème à résoudre par la recherche scientifique Formuler une hypothèse de type « Si… alors… » fondée sur ses propres questions Faire des prédictions sur les résultats de sa recherche Planifier et exécuter Planifier en collaboration une variété de types de recherches, y compris des travaux sur le terrain et des expériences, pour répondre à ses propres questions ou résoudre un problème Dans une expérience objective, mesurer et contrôler des variables Observer, mesurer et consigner des données (qualitatives et quantitatives) au moyen d’appareils, y compris des technologies numériques, avec une précision suffisante Veiller à suivre les directives de sécurité et d’éthique dans ses recherches Traiter et analyser des données et de l’information Prendre contact avec son environnement immédiat et l’interpréter Élaborer et appliquer une variété de méthodes pour représenter des régularités ou des relations dans les données, notamment des tableaux, des graphiques, une clé, un modèle à l’échelle et des technologies numériques, selon les besoins La sélection naturelle par la radiation évolutive – un mécanisme proposé pour expliquer la théorie de l’évolution Les besoins essentiels à la survie et les interactions entre les organismes et l’environnement Les éléments et les composés sont des substances Les changements chimiques La structure cristalline des solides L’électricité – les différentes manières de la produire et leurs différents impacts environnementaux L’utilisation de l’électricité pour produire le magnétisme Les registres fossiles et la datation géologique Les preuves des changements climatiques sur des temps géologiques et les récents impacts des activités humaines Compétences disciplinaires Relever les régularités et les relations dans les résultats de ses propres recherches et dans des sources secondaires Appliquer ses connaissances scientifiques pour relever des relations et tirer des conclusions Évaluer Réfléchir sur ses méthodes de recherche, y compris la justesse des contrôles des variables et la qualité des données obtenues Relever les possibles sources d’erreur et proposer des améliorations à ses méthodes de recherche Démontrer une connaissance des hypothèses et relever les prémisses et les biais dans son propre travail et dans les sources secondaires Démontrer une compréhension et une appréciation des éléments de preuve (qualitatifs et quantitatifs) Faire preuve d’un scepticisme réfléchi et de bonne foi, et mettre à profit ses connaissances et les données scientifiques pour faire ses propres recherches dans le but d’évaluer les conclusions de sources secondaires Réfléchir aux conséquences sociales, éthiques et environnementales des résultats de ses propres recherches et des recherches des autres Appliquer et innover Contribuer au bien-être de soi, des autres, de sa communauté et du monde par des approches personnelles ou collaboratives Concevoir des projets en collaboration Transférer et appliquer l’apprentissage à de nouvelles situations Générer et présenter des idées nouvelles ou développées dans le cadre d’une résolution de problème Communiquer Communiquer des idées, des résultats et des solutions à des problèmes dans un langage scientifique et à l’aide de représentations ou de technologies numériques, selon les besoins Exprimer et approfondir une variété d’expériences et de perspectives sur le lieu Contenu Learning Map- Grade Science student Name ____________________________ Big Idea : ________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ (Understand) Criteria for Successful Learner Traits/ Students Reflections: Core Competencies I can I can Criteria- Teacher and student assessment Legend DS With Direct Support GS I Teacher With Independently Teacher Guided initials for Support verification Criteria for Curricular Competency (Do) DS GS * Student assessment √ Teacher assessment I Evidence: Teacher (initials) I can I can I can I can Write the date accomplished: Criteria: Science Content (Know) DS GS I Evidence: Teacher (initials) I can I can I can Student Voice: The Successful Learner Trait that I used the most was _________________________________ when I_______________________________________________________________________________________________. To improve an inquiry project next time, I will __________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________. Teacher Feedback : Nom de l’étudiant(e) : ________________________________ Guide d’apprentissage 7e –Science Grande Idée:___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________(Comprendre) Compétences de base (collaboration, communication créative, pensée critique, résolution de problèmes, responsabilité) Je peux Indicateurs- évaluation du professeur et de l’étudiant SC Soutien constant PA Un peu d’aide A Autonome Les énoncés : Compétences disciplinaires (Faire) Je peux PROF: Initiales pour la verification SC PA Légende: * de l’étudiant √ du professeur A Évidence: PROF (initiales) Je peux Je peux Je peux Les énoncés : Contenu (Savoir) Je peux Je peux Je peux La voix de l’étudiant: Commentaire du professeur : SC PA A Évidence: PROF (initiales) Suggested Web Pages: (Please check out Learn 71 for active links.) Définitions: Les éléments et composés http://www.vdsciences.com/pages/sciences-biologiques/biologie-generale/2-organisationchimique-fondamentale-de-la-vie/1-elements-chimiques.html http://www.alloprof.qc.ca/BV/pages/s1103.aspx http://fr.syvum.com/cgi/online/serve.cgi/quizz/chimie/atomic2.html?custom Les Vidéos : https://www.youtube.com/watch?v=quuLrpAWtI8 https://www.youtube.com/watch?v=MR1YWHHVqJg Les power points : http://www.civil.usherbrooke.ca/cours/gci190/GCI%20190_Chapitre%201.pdf http://www.edu.pe.ca/queencharlotte/homework/sciences89/multimediafr/La%20mati%C3% A8re%20-%20Les%20substances%202.pdf Les unités : http://www.edu.gov.mb.ca/m12/frpub/ped/sn/dmo_7e/docs/regroup2.pdf https://www.stf.sk.ca/sites/default/files/unit-plans/e106_34.pdf Les notes pour le prof : http://www.essmy.gsacrd.ab.ca/eteacher_download/1231/21299 Au paravent, l’atome, les éléments et les composés étaient enseignés en 9ieme année et voici les résultats d’apprentissage qu’il y en avait. Il y a aussi quelques notes pour le prof en dessous. La matière est formée d'éléments. Un élément est une substance impossible à décomposer en d'autres substances plus simples au cours de réactions chimiques. Les chimistes ont identifié 92 éléments naturels, dont l'or, le cuivre, le carbone et l'oxygène. Un composé est une substance formée de deux ou plusieurs éléments combinés dans des proportions définies. Le sel de table est, par exemple du chlorure de sodium ( NaCl) ; il est composé de deux éléments sodium ( Na) et chlore ( Cl ) dans un rapport de 1:1. Le sodium pur est un métal alors que le chlore pur est un gaz toxique. Les substances pures Les personnes ont toujours demandé pourquoi la matière se comporte de la manière qu’elle fait. En Grèce antique, les scientifiques ont pensé que toute la matière a été faite de FEU, EAU, TERRE et AIR. Ils ont appelé ces substances les « éléments ». Maintenant, nous savons qu’il existe des milliers de types de substances pures. Il y a environ 200 ans, les scientifiques ont commencé à investiguer les substances en les réchauffant, les brassant ensemble et en essayant des diverses procédures. En faisant ces procédures, ils ont trouvé 15 les « blocs constitutifs de la matière » - certaines structures simples qui existaient dans toute la matière étudiée. Ces blocs constitutifs ont été appelés – Éléments (La connaissance du grec ancien a influencé le nom). Les substances peuvent être encore décomposées en deux catégories : 1. les éléments 2. le composés Les éléments Ils sont des substances pures contenant seulement un genre de particule ou de molécule. Chaque élément a ces propriétés distinctes et ne peut pas être réduit à d’autres substances plus simples, par un changement chimique. Exemples des éléments et des composés L’HISTOIRE SCIENTIFIQUE Notre connaissance des éléments a commencé à se dessiner il y a plusieurs centaines d’années. Robert Boyle (1627 -1691) a reconnu que les éléments pouvaient être combinés pour former des composés. Cependant, ce n’est pas lui qui a identifié lesquelles des matières étaient des éléments et lesquelles étaient des composés. Les scientifiques ont pensé que s’ils pouvaient décomposés les substances jusqu’à qu’ils ne peuvent plus être décomposés, ils voulaient identifier si c’était une substance pure ou un mélange. Antoine Lavoisier (1743 – 1794) était un pionnier dans le domaine. Il a définit les éléments comme des substances pures qui ne pouvaient pas être décomposées. Nous employons toujours une partie de sa définition aujourd’hui. Lavoisier a identifié 23 substances pures comme éléments. Antoine Lavoisier et d’autres scientifiques ont trouve d’autres substances qui pouvaient être brisés – ou décomposés. Ils sont appelés des composes. Les composes sont des substances pures qui contiennent deux elements ou plus combines ensemble dans des proportions fixes (ou definis) Cette définition est appelée la « loi de composition definie». Dans les composes, les particules de deux différentes éléments et plus se combinent dans une proportion spécifique. Eg : L’eau H2O – 2 hydrogenes et 1 oxygene Ex: L’eau est un composé. H2O = l’hydrogène et l’oxygène Les lettres représentent les éléments d’hydrogène et l’oxygène. Le peroxyde d’hydrogène H2O2 – 2 hydrogènes et 2 oxygènes Même si l’eau et le peroxyde d’hydrogène contiennent l’hydrogène et l’oxygène, ils ont des propriétés distinctement différentes. Vous ne voulez pas boire le peroxyde d’hydrogène lors d’une journée chaude! Les substances pures : éléments, composes, et la théorie atomique. La théorie atomique : * Toute matière est formée d’infimes particules. *Toute substance pure est faite d’un type particulier de particules, différentes des particules d’un autre type de substance pure. *Les particules peuvent se combinées avec d’autres particules pour former des particules larges appelées les molécules. *Les particules ne sont pas crées ni détruites par des moyens ordinaires. Les particules sont les plus petites de tous les éléments. Deux particules ou plus peuvent se mettre ensemble pour créer une molécule. Si toutes les particules d’une molécule sont les mêmes, c’est un élément. Si les particules sont différentes, c’est un composé. Par exemple, l’oxygène = O-O(un élément) et l’eau = H-O-H (un compose). Leçon 1: Demander aux élèves d’élaborer leur propre système de classification de la matière. On peut par exemple regrouper les solides, les liquides et les gaz. Cette activité permettra à l’enseignant de saisir le niveau des connaissances des élèves et les éventuelles idées fausses qu’ils entretiennent au sujet de la matière. Demander aux élèves d’expliquer pourquoi ils placent certains éléments ou objets dans le même groupe. Signaler que plusieurs substances domestiques courantes, comme le lait, le ketchup, le savon, la mayonnaise, etc., sont en fait un mélange ou une combinaison d’au moins deux états de la matière qu’on appelle matières colloïdales, suspensions et dispersions (p. ex. le ketchup se compose de minuscules particules solides en suspension dans un liquide, tandis que le lait est une matière colloïdale). Pour le moment, si les élèves proposent des substances comme celles-là, qui n’entrent pas clairement dans la catégorie des solides, des liquides ou des gaz, écarter ces exemples pour limiter la classification de la matière aux solides, aux liquides et aux gaz. Proposer aux élèves de créer un arbre conceptuel au fur et à mesure qu’ils progressent dans le module. Cet arbre peut s’articuler autour du terme « matière » et comporter quatre branches principales intitulées « propriétés », « théorie atomique », « éléments » et « composés » Activité : Décrire ce que serait une journée sans matière. Préparer une chanson, un poème ou une déclamation qui décrit la matière. Leçon 2 : Suggérer aux élèves de comparer les propriétés physiques et chimiques d’un groupe d’objets semblables, comme différents types de gants (p. ex. des gants de cuisine, des gants de latex, des gants de neige). Les élèves devraient reconnaître que les gants sont faits de matériaux qu’on choisit d’après leurs propriétés physiques et chimiques pour répondre aux besoins des futurs utilisateurs. Pour fabriquer des gants de neige, par exemple, on recherchera des matériaux ayant les propriétés physiques suivantes : des couleurs vives et luisantes qui reflètent la lumière et augmentent la visibilité, un matériau hydrofuge pour l’extérieur et un matériau isolant pour l’intérieur. Parmi les propriétés chimiques recherchées peut figurer le caractère ignifuge. Dans l’exemple du gant de motoneige, le fabricant peut estimer que les propriétés chimiques ont moins d’importance que les propriétés physiques. En passant, signaler aux élèves que la toxicité est une propriété chimique. Les différentes substances affichent des niveaux de toxicité qui varient d’inoffensif à très toxique. Donner des exemples de propriétés physiques et chimiques. Propriétés physiques : i) la couleur ; ii) la malléabilité ; iii) la conductivité électrique ; iv) le magnétisme ; v) l’éclat ; vi) la densité ; vii) les points de fusion et d’ébullition ; viii) la texture. Propriétés chimiques : i) la combustibilité ; ii) la réactivité. Activité possible : Présentation Choisir un élément ou un composé et créer une présentation visuelle ou une page Web pour en illustrer les diverses propriétés physiques et chimiques. Papier et crayon Rédiger une histoire dans laquelle les personnages sont décrits en fonction de leurs propriétés physiques. Rechercher les propriétés physiques et chimiques d’une substance en particulier. Présentation En collaboration, créer une présentation sur babillard qui illustre les propriétés physiques de divers matériaux. Créer une affiche illustrant le rapport entre un matériau (ses propriétés physiques) et ses usages. Inventer un superhéros fictif et le décrire en fonction de ses propriétés physiques et chimiques. Représentation Préparer un sketch qui illustre à la fois les propriétés physiques et chimiques. Leçon 3 : Présenter le sujet en montrant aux élèves une grille de 4 × 4 et en leur demandant combien de carrés ils y voient. Les élèves doivent noter leur réponse sur une feuille. Inscrire alors les réponses au tableau, sachant qu’elles varieront (en général de 16 à 30). Reconnaître que toutes les réponses données sont correctes, puisqu’on a demandé aux élèves combien de carrés ils voyaient. Établir un rapport entre la variation du nombre de carrés observés et l’élaboration de la théorie atomique. Malgré l’évolution de la perception du modèle au fil du temps, l’atome en soi est demeuré inchangé, tout comme la grille; les réponses des élèves, elles, varient en fonction du point de vue de chacun. Demander aux élèves d’explorer des concepts plus anciens sur la nature de la matière, par exemple ceux formulés par Aristote et Empédocle, lesquels croyaient que la matière se composait de terre, d’air, de feu et d’eau. Proposer aux élèves de comparer cette vision antique de la matière avec le point de vue actuel pour illustrer l’évolution de notre compréhension des idées et des phénomènes scientifiques au fil du temps. Cette entrée en matière peut servir à amorcer une discussion sur la nature des sciences. Leçon supplémentaire : Les anciennes : Il s’agit ici de donner un bref aperçu de la façon dont les modèles et les théories atomiques ont évolué avec le temps, au fil des découvertes et observations nouvelles. Pour les élèves, c’est l’occasion de voir comment les théories scientifiques sont élaborées, modifiées et parfois rejetées, au fur et à mesure que de nouvelles données probantes voient le jour. Dans sa description des théories atomiques, s’en tenir aux grandes dates, aux diagrammes, aux principales découvertes qui ont suscité la modification de la théorie précédente et à l’utilité de chaque théorie. Au moment d’expliquer les théories des Grecs anciens, comme Empédocle et Aristote, se limiter à donner les grandes lignes de leur croyance selon laquelle toute matière se composait de quatre éléments (la terre, l’air, le feu et l’eau) et signaler qu’elle ne reposait sur aucune donnée scientifique. Amorcer une discussion sur la nature des sciences en mentionnant la longévité de ce concept, resté d’actualité durant près de 2 000 ans. Dans ce cas, faire remarquer aux élèves qu’il est très difficile d’aller à l’encontre de l’opinion générale qui prévaut dans la communauté scientifique, même lorsque des données empiriques en démontrent les failles. Souvent, il faut beaucoup de temps et de débats avant de faire accepter des idées et des données probantes nouvelles. À partir des renseignements suivants, résumer brièvement chaque modèle : i) ii) Dalton : souvent appelée modèle des boules de billard, sa théorie décrit l’atome comme une boule uniforme, cohérente et indivisible. Thomson : appelée modèle du pain aux raisins, sa théorie propose la dispersion des électrons négatifs (les raisins) dans la matière positive de l’atome (la pâte). iii) Rutherford : appelée modèle planétaire, sa théorie dit que les électrons gravitent autour du centre de l’atome, sensiblement comme le font les planètes autour du Soleil. Selon lui, l’atome se compose principalement de vide et porte un minuscule noyau, très lourd, en son centre. iv) Bohr : souvent appelée modèle orbital, sa théorie propose un noyau entouré d’électrons en orbite dotés de niveaux d’énergie différents. (Remarque : certains élèves peuvent confondre « orbite » et « orbitale ». Pour bien différencier ces deux termes, décrire l’orbite comme un cercle précis, tandis que l’orbitale est une couronne centrée sur le noyau, dans laquelle se trouvent les électrons. L’orbite s’apparente à un chemin de fer où circule un train, tandis que l’orbitale se compare plutôt à une route sur laquelle une automobile peut se trouver n’importe où entre les deux accotements.) Les élèves peuvent afficher une ligne du temps montrant les scientifiques et leurs théories atomiques respectives. Il peut être intéressant de leur apprendre que Rutherford fut un élève de Thomson et que Bohr travaillait avec Rutherford à l’époque où il a élaboré son modèle. Certains élèves manifesteront peut-être de l’intérêt à l’égard d’autres scientifiques, comme Robert Boyle, Joseph Priestley, Marie Curie ou Max Planck, qui ont contribué à nous faire connaître et comprendre l’atome. Aborder ce résultat au moment de parler de l’évolution de notre compréhension de la théorie atomique, de Dalton à Bohr. Aider les élèves à comprendre que certaines technologies ont aidé les scientifiques à explorer et à mieux comprendre l’atome et ses composantes. Par exemple, une grande partie de l’équipement employé par Rutherford au 19e siècle pour réaliser son expérience de la feuille d’or, notamment les tubes à vide, n’était pas disponible auparavant. Grâce à des appareils tels que les cyclotrons et les accélérateurs de particules, les scientifiques d’aujourd’hui ont la chance de réaliser des expériences différentes et de recueillir davantage de données que les scientifiques de l’époque de Rutherford ou de Bohr. Les processus qui entrent en jeu dans l’élaboration du modèle atomique illustrent parfaitement la nature des sciences. Les modèles sont des sortes d’analogies qui aident les élèves et les scientifiques à élaborer des cadres conceptuels pour organiser des phénomènes complexes de façon à les comprendre. Bien qu’ils arrivent maintenant à voir les atomes de certains éléments, les scientifiques ne peuvent toujours pas voir la structure même de l’atome. C’est pourquoi ils ont recours à des modèles pour expliquer les comportements observés. Signaler aux élèves que la perception actuelle de l’atome continue d’évoluer en fonction des nouvelles observations et données. Aujourd’hui, certains indices laissent croire que les neutrons et les protons se composeraient de particules encore plus petites. Si certains élèves veulent se renseigner davantage sur la façon d’étudier ces infimes particules, orienter leur recherche en leur proposant les mots-clés « accélérateur de collisions » et « accélérateur de particules ». Expliquer clairement que les différentes composantes des atomes sont trop petites pour être visibles et que notre compréhension de l’atome et de la structure atomique repose en grande partie sur les données probantes tirées des nombreuses expériences de physique et de chimie qui ont exploré les relations entre la matière et l’énergie. Les élèves doivent être aptes à nommer les principales composantes de l’atome et à en décrire les caractéristiques de base. Pour illustrer la structure de l’atome et la taille relative de ses composantes, procéder par analogie. Par exemple, si un atome avait la taille d’un terrain de football, le noyau serait comparable à un grain de sable au centre du terrain. Vidéo qui explique : https://www.youtube.com/watch?v=yT2_QWjUFHY https://www.youtube.com/watch?v=HXG8f_RMp4Q https://www.youtube.com/watch?v=dV8O_UbAT7k https://www.youtube.com/watch?v=cMzMWm5Hhq8 A montrer au élevés : Une particule subatomique est une composante de la matière ayant une taille inférieure à celle d'un atome. À l'intérieur d'un noyau, on distingue trois types de particules subatomiques, soit: Le proton est une particule subatomique portant une charge positive (1+) située dans le noyau. Cette particule est donc un nucléon. Le proton a été découvert par Ernest Rutherford en 1919 avec l'expérience de la feuille d'or. Les protons sont présents dans le noyau atomique et sont liés avec les neutrons. Il s’agit donc de nucléons. En effet, nucléon est le nom qu’on donne à une particule qui se trouve dans le noyau de l’atome. Le nombre de protons d'un noyau se nomme aussi numéro atomique. C'est le nombre de protons présents dans un noyau qui permet de différencier les atomes. Le numéro atomique est le numéro que l’on attribue à chaque atome. Ainsi, l’atome qui a 14 protons portera le numéro atomique 14. La masse réelle du proton est d’environ 1,673 x 10-27 kg. Contrairement aux électrons, les protons ne peuvent pas être éjectés de l'atome. L'électron est une particule subatomique portant une charge négative (1-). Cette particule est située sur des couches électroniques. L’électron a été découvert par le physicien britannique J.J. Thomson à l'aide de tubes cathodiques. Les électrons gravitent dans l'espace vide autour du noyau, le nuage électronique. La masse réelle de l’électron est d’environ 9,11 x 10-31 kg. L’électron a en réalité une très petite masse relative. D'ailleurs, cette masse est trop petite pour être incluse dans les calculs de nombre de masse. Dans un atome neutre, on dénombre autant d’électrons que de protons. Le nombre de masse représente donc autant le nombre de protons que le nombre d'électrons. Si l'atome possède un surplus ou un manque d’électrons, l’atome n'est plus neutre et porte le nom d’ion. Le neutron est une particule neutre (charge = 0) qui se trouve dans le noyau d'un atome. Il s’agit donc d’un nucléon. Le neutron a été découvert par le physicien britannique James Chadwick en 1932. Sa masse est d’environ 1,675 x 10-27 kg. Le neutron a un rôle important à jouer dans la cohésion du noyau, car, avec sa charge neutre, il permet au noyau de ne pas éclater. Les protons contenus dans le noyau se repoussent entre eux, puisque les charges positives se repoussent entre elles. Cependant, les masses s’attirent entre elles aussi. Or, la force de répulsion des charges positives est plus grande que la force d’attraction des masses des protons. Les neutrons, en ajoutant de la masse sans ajouter de charge positive, permettent d’augmenter la force d’attraction et, par le fait même, de garder les nucléons unis. Des particules encore plus petites ? Les particules subatomiques (protons, neutrons, électrons) peuvent être brisées et séparées en particules encore plus petites. Peut-être as-tu déjà entendu parler de quarks, de neutrinos, de muons ou de tauons ? Ce sont des exemples de particules extrêmement petites qui sont à l’origine de la constitution de la matière. Pour en savoir plus à leur sujet, clique ici. Vidéo a montrer : https://youtu.be/quuLrpAWtI8 Activité Réaliser une bande dessinée illustrant les caractéristiques des protons, des neutrons et des électrons. Réaliser un aide-mémoire repliable pour illustrer les différences entre les diverses particules subatomiques. Réaliser une brochure montrant la charge des protons, des neutrons et des électrons, leur masse relative et leur position dans l’atome. Représentation En groupes de trois, réaliser un sketch mettant en évidence les caractéristiques des protons, des neutrons et des électrons. Chaque membre du groupe représentera une particule subatomique. Faire appel à la stratégie du « Comme moi ». Chaque élève reçoit une carte sur laquelle est inscrit soit proton, soit neutron, soit électron. L’enseignant ou l’enseignante énonce une caractéristique propre à l’une de ces particules, par exemple « Je possède une charge positive ». Les élèves qui possèdent cette caractéristique (tous les protons) se lèvent en disant « Comme moi ». Les élèves s’assoient en cercle autour d’une personne. L’élève au centre porte un carton dans le dos, qui l’identifie à un proton, un neutron ou un électron. Le but de l’activité consiste à amener l’élève du centre à deviner le type de particule qu’il ou elle représente en posant des questions dont la réponse doit être oui ou non. Lorsque l’élève réussit à deviner, un ou une autre élève prend sa place et l’activité continue. Présentation Mener des recherches sur un scientifique qui a participé à l’élaboration de la théorie atomique et créer une affiche, une page Web ou une brochure pour présenter les résultats. Les Éléments : Amener les élèves à découvrir la diversité des éléments existants en les invitant à regarder le tableau périodique. On ne demande pas aux élèves d’arriver à se rappeler des caractéristiques particulières de chacun de ces éléments. Souligner à quel point il est important que tous les pays emploient les mêmes symboles pour représenter les éléments. La création d’un langage scientifique commun facilite grandement la communication. Pour aider les élèves à associer aisément le nom et le symbole de chaque élément, subdiviser une liste des 20 éléments en trois parties : i) ii) iii) les éléments dont le symbole correspond à la première lettre du nom; ii) ceux dont le symbole correspond à deux lettres du nom français; iii) ceux dont le symbole est basé sur le nom dans une autre langue que le français. Éventuellement, s’étendre sur les raisons qui expliquent que certains éléments portent un symbole très différent de leur nom français. Le symbole du sodium (Na), par exemple, vient du latin natrium. Signaler aux élèves que si la plupart des symboles chimiques proviennent soit du grec, soit du latin, certains ont d’autres origines. Les élèves intéressés n’auront aucune difficulté à trouver des renseignements supplémentaires sur Internet. Représentation • Jouer au bingo chimique au moyen de cartes portant des symboles ou des noms d’éléments. • Créer des mots croisés où les élèves doivent associer chaque symbole chimique au nom de l’élément correspondant. Journal • Expliquer pourquoi les symboles chimiques sont plus utiles que les noms pour les élèves qui voyagent à l’étranger. Papier et crayon • Choisir une lettre de l’alphabet. À l’aide du tableau périodique, nommer tous les éléments qui commencent par cette lettre. Les changements chimiques et ces indices : La formation d’un gaz Les changements chimiques en comparaison avec les changements physiques Des exemples des changements physiques inclussent : *les changements de forme – plier une feuille de papier afin d’en faire un avion. *les changements d’état- faire fondre, solidifier, évaporer l’eau. *la dilution- faire dissoudre du sucre dans l’eau. Cuisson • Parmi les différentes actions du cuisinier, lesquelles peuvent apparaître comme des réactions chimiques, lesquelles n’en sont probablement pas ? Les changements chimiques : Expériences : Dissoudre dans le vinaigre Pour faire cette expérience, vous devrez avoir la coquille d'un oeuf dur (Les œufs ne se sont pas inclues), un comprimé de calcium d'une coquille d'huître, vinaigre, eau, craie blanche, une cuillère en métal, deux pailles et deux petites tasses. Dessiner un graphique sur un papier et faire trois rangées à travers la coquille, craie et calcium comprimé et deux lignes vers le bas, une pour l'eau et du vinaigre. Prendre un échantillon de la craie, la tablette et la coquille de l'oeuf et l'écraser avec le dos de la cuillère à soupe métallique à l'endroit du graphique où il est indiqué. Versez quelques gouttes d'eau de chaque échantillon dans la ligne d'eau, à l'aide de la paille. Observer les modifications. Ensuite, faites la même chose dans la ligne de vinaigre avec quelques gouttes de vinaigre et observer les changements. Expliquer que le vinaigre est en fait l'acide acétique, et lorsqu'il est combiné avec du carbonate de calcium, ils sont séparent et forment de nouveaux produits chimiques. Bulles chimiques Montrez aux élèves comment un changement chimique peut produire des bulles. Étiqueter un gobelet en plastique bicarbonate de soude et le vinaigre d'autre. Versez trois cuillères à soupe de vinaigre et trois cuillères à soupe d'eau dans la tasse étiquetés de vinaigre. Versez la solution dans une bouteille de soda en plastique, propre et ajouter un quart cuillère à café de liquide vaisselle. Agiter avec soin, mais ne pas secouer. Ruban adhésif un entonnoir en papier. Placez trois cuillères à soupe de bicarbonate de soude dans la tasse convenablement étiquetée, puis utilisez l'entonnoir de papier pour verser le bicarbonate de soude tout à la fois dans la bouteille de soda. Agiter le mélange et observer ce qui se passe. Expliquer que la modification chimique, vous avez créé le dioxyde de carbone gaz, l'eau et sodium acétate. Slime Pour une expérience très intéressante sur l'évolution chimique pour votre classe, faire quelques slime. Pour faire cette expérience, vous allez mélanger la colle blanche, mais pas le genre lavable et une quantité égale d'eau. Dans un autre récipient, mélanger deux cuillères à soupe de Borax avec une tasse d'eau. Le borax se trouve dans la section de blanchisserie de magasins. Ajoutez quelques cuillerées de la solution de Borax à la solution de colle et rapidement mélangez-les ensemble. Regardez les résultats des changements chimiques dans une boue délicieusement gluante. Créer une belle explosion de dentifrice d’éléphant avec quelques ingrédients simples! 2 cuillères à soupe d’eau tiède 1 cuillère à soupe de levure ½ tasse de peroxyde de 6 % ou plus 4-5 gouttes de colorant alimentaire Un jet de savon à vaisselle Bouteille d’eau vide Instructions Mettez votre bouteille vide sur une plaque à biscuits pour éviter les dégâts. Mélangez l’eau et la levure dans un bol séparé, puis combinez le peroxyde, le colorant alimentaire et le savon à vaisselle dans la bouteille vide. Ajoutez le mélange d’eau et de levure dans la bouteille et observez la réaction qui se produit! Plaisir garanti pour petits et grands! La mousse produite n’est pas toxique donc les enfants peuvent s’amuser à découvrir la texture de la mousse autant qu’ils veulent sans aucun danger! La structure cristalline des solides Bonbons en cristaux de sucre Portions : 340 grams (12 onces) de bonbon Temps de préparation : 5 minutes Temps de cuisson : 10 minutes Temps de repos : 5 à 7 jours Niveau de difficulté : Facile Ingrédients Ficelle Brochettes en bois Bâtonnets de bois ou crayons Pots en verre d’un litre propres 500 mL (2 tasses) d’eau 1000 mL (4 tasses) de sucre cristallisé et un peu plus pour l'assemblage Préparation 1. Attacher perpendiculairement les brochettes aux bâtonnets, de manière à faire pendre les brochettes au centre des pots afin qu’elles ne touchent ni le fond ni les côtés. 2. Dans une casserole de taille moyenne, porter 500 mL (2 tasses) d’eau à ébullition. Ajouter 250 mL (1 tasse) de sucre à la fois, puis remuer jusqu'à ce qu'il soit entièrement dissous avant d'ajouter une autre tasse. 3. Retirer la solution du feu et laisser reposer 5 minutes. 4. Pendant que la solution refroidit, humidifier les brochettes et les rouler dans le sucre cristallisé pour les recouvrir légèrement. 5. Verser doucement le sirop dans les pots. Abaisser ensuite une brochette dans chaque pot. 6. Sans serrer, couvrir chaque pot à l'aide d'un essuie-tout ou de papier d'aluminium pour éviter que de la poussière ne s'introduise dans le mélange. Ne pas fermer hermétiquement, les pots doivent être assez ventilés pour que l'eau puisse s'évaporer. 7. Laisser reposer sans toucher de 5 à 7 jours. Le processus de cristallisation commencera après quelques heures et se poursuivra pendant plusieurs jours. 8. Une fois les cristaux suffisamment formés, enlever les brochettes et laisser sécher. Emballer avec une pellicule transparente, attacher le tout avec une ficelle ou un ruban et ranger dans un endroit frais et sec. Fabriquer des géodes cristallines ! Ingrédients un œuf (cru) de la poudre d’alun ou de la pierre d'alun (n’ayant pas trouvé de poudre d’alun, j’ai trouvé de la pierre d’alun au rayon cosmétique des boutiques bio, que j'ai râpée avec une râpe à bois et brisée au marteau) de la colle blanche (colle à bois) du colorant (à nourriture, à eau de fleurs…) pas obligatoire, mais sinon les cristaux sont blanc-translucide, c'est plus spectaculaire en couleur... Instructions Comment faire : Coupez en deux un œuf. On peut le casser délicatement avec des ciseaux. Nettoyez et séchez bien l’intérieur. Appliquez de la colle blanche à l’intérieur et sur les bords cassés de la coquille et poudrez le tout de poudre d’alun jusqu’à ce qu’ils soient totalement recouverts. Essayez de mettre en particulier de gros éclats, les cristaux résultants seront plus gros. Laissez le tout sécher une nuit entière. Les cristaux ainsi fixés serviront de germes cristallins, nécessaires au développement de plus gros cristaux. Le jour suivant, préparez une mixture dans un verre en mélangeant 2 tasses d’eau bouillante avec 30 à 40 gouttes de colorant alimentaire (petit conseil : portez des gants en latex pour ne pas avoir des mains de peaux-rouge, ou de peauxverte, ou de peaux-…) et 3/4 de tasse de poudre d’alun. Mélangez jusqu’à dissolution totale. Si des cristaux restent au fond, n’hésitez pas à passer la solution au micro-onde pour les dissoudre totalement. Vous avez ainsi une solution saturée. Une fois l’alun totalement dissout, laissez la solution refroidir pendant environ 30 minutes et submergez dedans une des coquilles d’œuf, de façon à ce qu’elle repose au fond, l’intérieur vers le haut. Mettez votre préparation de côté durant au moins une nuit (n’y touchez plus !!!) pour permettre aux cristaux de croître sans perturbation. Le plus longtemps la coquille restera dans la solution, plus gros les cristaux seront. Le jour suivant, retirez la géode de la solution extrêmement délicatement (les cristaux humides sont très fragiles). Si la taille des cristaux ne vous convient pas, vous pouvez replacer la géode pendant un jour ou deux dans la solution. Placez votre géode sur un papier essuie-tout pour le sécher. Attendez que les œufs soient bien secs pour les manipuler ! Pour faire une seconde géode avec l’autre coquille, re-dissolvez simplement au micro-onde les cristaux restants au fond du récipient et placez-y la coquille... Outre un résultat magnifique au soleil, vous avez observé une Cristallogenèse : le processus de passage d'un état désordonné liquide (ici un composé dissous dans un solvant) à un état ordonné solide ; la germination (apparition d'une phase cristalline stable à partir d'une solution sursaturée) ; puis la croissance cristalline (augmentation de taille des germes pour conduire aux cristaux par empilement à la surface du cristal de nouvelles particules qui se logent dans des sites préférentiels). L'alun (sulfate double d'aluminium et de potassium, sel ayant pour formule chimique KAl(SO4)2•12 H2O, minéral présent naturellement dans diverses régions du monde) est un composé pratique car il est beaucoup plus rapide à cristalliser que par exemple le sel ou le sucre et qu'il ne nécessite pas de conditions de température et de pression exigeantes... et il n'est pas toxique ! Pour faire du diamant ben c'est un poil plus technique... Black Line Masters : Jeu d’association :la théorie particulaire Les changements physiques/chimiques Mes pensées scientifiques Les rectangles de recherches Diagramme de Venn- changements physiques/chimiques Ma toile d’idées… Je sais, je me demande, j’apprends… Turn it into a question/Poser des questions Vocabulaire scientifique ABC Brainstorm Les changements physiques/chimiques Changements physiques Réactions chimiques Nom:____________________________ Mes pensées scientifiques sur : _____________________ Utilise les mots ou les dessins pour expliquer tes pensées. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ Images Faits Je crois que je sais que…. Les mots à propros de ce sujet Les rectangles de recherche Par: ________________ Date: _______________ ma toile D’iDées Par: __________________________ Mon Sujet_________________ Mon Nom___________________________ Je SaiS Je Me DeManDe J’apprenDS Je sais ___ à propos Je me demande si ___? Je veux apprendre…. de___... Turn It Into a Question Beginning with a question gives students a purpose for reading. Have students work with a partner or in a small group. Ask them to look at the picture on a page and talk about the questions they have based on the pictures. Next, have students read the subtitle for the page and turn it into a question and record on the following BLM. For pages in which the subtitle is already in the form of a question, have students think of additional questions. Students then read to find answers. Young children often find one or two facts they find interesting and ignore the rest. While doing this strategy, students will have decided a purpose for reading and will be engaged in determining importance. Quite likely, they will still require assistance to dig deeper for information, but linking questioning with reading will provide a gentle nudge. Poser des questions! Nom______________________ Le sujet de mes questions est: ______________________________________________ Change un sous-titre / une photo à une question. Écris ta /tes question(s) ci-dessous. Maintenant, lis le texte pour découvrir tes réponses. Mes découvertes: Vocabulaire scientifique Pendant ta lecture scientifique, écris un minimum de quatre mots scientifiques. Explique et dessine une représentation, ou une définition des mots. Mot#1 Mot#2 Mot#3 Mot#4 Quel mot, parmi ceux que tu as choisi, t’a aidé à mieux comprendre? Comment et pourquoi ? Explique ta réponse. __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________ ABC Brainstorm from Making Words Their Own: Building Foundations for Powerful Vocabularies by Linda G. Allen & LeAnn Nickelsen What do your students already know about canoes, Mounties, Loonies, an Olympic torch, the Bluenose, totem poles or igloos? Some may have a lot of background knowledge while others may know very little. But how do you know before handing a book to a student that they lack information or have lots of background knowledge and could be a mentor to others? ABC brainstorm is a great type of formative assessment to use at the beginning as a pre-assessment and can be repeated mid-cycle to see if content-specific vocabulary has increased. ABC Brainstorm accomplishes two important goals. First, it gives students a global understanding of the types of words they associate with a topic. If they have wide background knowledge of the topic, you’ll see that they’ve listed a variety of words related to the content. Students with little prior knowledge will have fewer words recorded on the organizer, and these will be more general. The second goal is that it activates prior knowledge. When students process what they think they know about a topic, share the information, and debrief with the class, they bring to the frontal lobes of the brains information that will be the pegs for new learning. Do this activity two weeks prior to the start of a new unit, and students will be subconsciously making connections before you even start to teach content! (Allen & Nickelsen p 12) An example the beginning of an ABC Brainstorm can be found on the next page, followed by a blank student version. Un RemUe-méninges abc par:_____________Sujet:__________________________ Remplis autant de mots possibles qui sont associés avec ton sujet. Après, trouve des autres mots associés dans ton livre et ajoute-les à ta liste. An electronic copy of this teacher guide can be found on Learn71 at https://portal.sd71.bc.ca/group/wyhzgr4/Pages/default.aspx Contributors: Cheryl Adebar, Thea Black, Noah Burdett, Doug David, Kara Dawson, Colleen Devlin, Allan Douglas, Gerald Fussell, Nora Harwijne, Sarah Heselgrave, Debra Lovett, Kim Marks, Gail Martingale, Dale Mellish, Heather Mercier, Jane Rondow, Teri Ingram, Debbie Nelson, Joan Pearce, Stewart Savard, Laura Street, Lynn Swift, Carol Walters. School District No. 71 (Comox Valley) grants permission for teachers to use these resources for educational purposes. Published April 2017
