flotter, couler, matériau - Handisciences

INS HEA-Handi’sciences
La main à la pâte et le handicap- Fiche 6
2012/2013
Thème 6-: FLOTTE OU COULE 2
Découverte du monde / Objets techniques - Cycle : cycles 1 et 2 – cycles des apprentissages premiers et des apprentissages fondamentaux
Objectifs : - Objectifs notionnels :
o Volume immergé, masse d’un objet inhomogène
o
- Objectifs méthodologiques :
o Décrire et représenter ce qui a été réalisé expérimentalement
o Emettre des hypothèses, donner son point de vue et l'argumenter
o Travailler avec les autres, s’exprimer et écouter l’avis des autres
o Chercher des explications aux phénomènes observés
o réinvestir ses observations dans un défi
Séance 1 : Flotte ou coule ?
Il s’agit de se rappeler ce qui a été fait lors de la séquence précédente et de réactiver des
connaissances précédemment acquises sur la flottabilité.
Progression possible :
Séance 1 : Flotte ou coule ?
Séance 2 : Fruits et légumes
Séance 3 : L’air et la flottabilité
Séance 4 : Défi : le plus d’objets sur le bateau
La réalisation (Observations, remarques)
Objectifs: trier différents objets, retrouver les critères déjà dégagés, exprimer son point de
vue, écouter les autres élèves.
Connaissance/notion scientifique : Il y a des matériaux qui flottent et des matériaux qui
coulent
Vocabulaire disponible : flotter, couler, matériau
Matériel : Nombre limité de petits objets de la vie quotidienne des élèves, à choisir dans
différentes matières (prévoir des objets homogènes comme pâte à modeler, cuillère en
bois, bouchons de liège ou assimilé, capsule de bouteille, cuillère en alu ou inox,
polystyrène, morceaux de bois…), bacs contenant de l’eau pour chaque groupe, des
protections pour les élèves (des grands sacs plastiques troués par ex), des serpillières et de
quoi sécher les élèves (serviettes, torchons)
Déroulement :
Départ : L’enseignant propose un certain nombre d'objets familiers et demande aux élèves
« Que va-t-il se passer si on met tous ces objets dans l’eau ? Vont-ils rester au dessus de
l’eau ou vont ils aller au fond de l’eau ? »
Remarque :
c’est volontairement que les verbes couler et flotter ne sont pas employés à ce moment
là car il est attendu que des enfants les retrouvent et les utilisent d’eux-mêmes
Phase 1 : L’enseignant demande aux élèves leurs prévisions avec arguments (dire
pourquoi à leur avis, cela ne va pas rester au dessus de l’eau ou pourquoi les objets vont
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Fiche Flotte ou coule 2.doc – E Saltiel/MH Heitz au 12/09/2012
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aller au fond).
L’enseignant fait un tableau avec les prévisions et les arguments avancés.
Phase 2 : Les élèves réalisent les manipulations, chacun devant noter ce qu’il a observé sur
son cahier d’expérience (soit par écrit avec des mots soit par un dessin, soit par un code
du type une flèche vers le haut et une flèche vers le bas ou autre codage).
Phase 3 : Mise en commun des manipulations et des conclusions. La discussion doit
permettre de dire qu’il y a des matériaux qui coulent et d’autres qui flottent
Variante : Pour le cas où les élèves n’ont pas de souvenirs de la séquence précédente, ne
prendre que 4 matériaux seulement (la pâte à modeler, du polystyrène, du bois et du fer
par exemple), afin de bien fixer l’attention des élèves sur les matériaux.
Remarque :
des critères précédemment mis en évidence peuvent être évoqués par les élèves (la
masse, la forme et la surface de contact) et ajoutés dans les conclusions élaborées
collectivement
Séance 2 : Fruits et légumes
Il s’agit de voir ce qui se passe avec des objets inhomogènes
La réalisation (Observations, remarques)
Objectifs: trier différents fruits et légumes, mettre en évidence la présence d’air dans
certains fruits ou légumes, proposer des critères, exprimer son point de vue, écouter les
autres élèves
Connaissance/notion scientifique : les objets ne sont pas tous homogènes et l’air présent
dedans est un critère de flottabilité.
Vocabulaire introduit : noms des différents fruits et légumes
Matériel : différents fruits et légumes (dont un pamplemousse, une noisette, un kiwi, une
pomme de terre, un grain de raisin s’il y a, etc), bacs contenant de l’eau pour chaque
groupe, des protections pour les élèves (des grands sacs plastiques troués par ex), des
serpillières et de quoi sécher les élèves (serviettes, torchons), affiche réalisée la séance 1
Déroulement :
Phase 1 : L’enseignant propose aux élèves individuellement un tableau dans lequel ils
devront ranger quelques objets parmi ceux testés la séance précédente. Le nom, la photo
et/ou le dessin de l’objet est proposé, en fonction des élèves.
L’enseignant propose ensuite un certain nombre de fruits et légumes et demande aux
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élèves « Que va-t-il se passer si on les met dans l’eau ? Vont-ils flotter ou couler ? »
Phase 2 : L’enseignant demande aux élèves leurs prévisions avec arguments (dire
pourquoi à leur avis, cela nechacun va soit rester au dessus de l’eau, soit aller au fond).
L’enseignant fait un tableau avec les prévisions et les arguments avancés.
Phase 3 : Les élèves réalisent les manipulations, chacun devant noter ce qu’il a observé sur
son cahier d’expérience (soit par écrit avec des mots soit par un dessin, soit par un code
du type une flèche vers le haut et une flèche vers le bas ou autre codage).
Phase 4 : mise en commun et confrontation avec les prévisions.
Les élèves reprennent leurs cahiers et une nouvelle colonne est ajoutée à l’affiche pour
indiquer les résultats des manipulations. La discussion doit permettre de comparer les
résultats aux prévisions, en tenant compte des arguments de chacun (avant et après la
manipulation).
Une affiche rassemble les fruits(ou légumes) qui flottent et ceux qui coulent. Les résultats
contradictoires aux prévisions permettent de dégager des questions/problèmes : « pourquoi
tel fruit (ou légume) gros et lourd flotte (cas du pamplemousse) ? Pourquoi tel fruit (le
grain de raisin), petit et léger, coule ? »
Séance 3 : L’air et la flottabilité
Il s’agit de mettre en évidence le rôle de l’air dans la flottaison
La réalisation (Observations, remarques)
Objectifs: trier différents fruits et légumes, mettre en évidence la présence d’air dans
certains fruits ou légumes, proposer des critères, exprimer son point de vue, écouter les
autres élèves
Connaissance/notion scientifique : les objets ne sont pas tous homogènes et l’air présent
dedans est un critère de flottabilité
Vocabulaire introduit : homogène
Matériel : quelques fruits et légumes (en choisir dont l’apparence est en contradiction
avec la flottabilité), couteaux de cuisine et épluche-légumes, planche à découper, balance,
bacs contenant de l’eau pour chaque groupe, des protections pour les élèves (des grands
sacs plastiques troués par ex), des serpillières et de quoi sécher les élèves (serviettes,
torchons)
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Déroulement :
Phase 1 : L’enseignant propose aux élèves individuellement un tableau dans lequel ils
devront ranger quelques fruits parmi ceux testés la séance précédente.
La mise en commun qui peut être l’occasion de vérifier la flottabilité, permet de rappeler
le problème posé en fin de séance : « pourquoi certains fruits ou légumes, gros et lourds
flottent alors que certains fruits ou légumes, petits et légers, coulent ? »
Phase 2 : l’enseignant interroge alors les élèves « Que peut-on faire pour répondre à cette
question ? » Il laisse réfléchir les élèves individuellement sur leur cahier, puis fait avec
eux une synthèse orale des avis, explications et actions proposées, qu’il note sur une
affiche.
Remarques :
Il n’est pas utile d’ouvrir le fruit (enfin pas de suite). Différentes propositions seront
faites par les élèves : la masse (l’exemple du pamplemousse et du grain de raisin va
leur montrer que cela ne suffit pas) et le volume (mais idem pour pamplemousse et
raisin)
L’enseignant peut proposer d’éplucher le pamplemousse et de constater qu’il coule. Il
s’agit d’essayer de comprendre pourquoi (les élèves peuvent peser la pulpe et la peau
et comparer mais aussi penser qu’il y avait de l’air entre la pulpe et la peau) la même
chose peut être faire avec une noisette (attention vérifier avant car selon le degré de
maturité de la noisette, cela change)
Phase 3 : Les élèves réalisent les manipulations, chacun devant noter ce qu’il a fait et
observé sur son cahier d’expérience
Phase 4 : mise en commun des observations et recherche d’explication.
Il s’agit de dégager qu’il y a de l’air dans certains fruits ou légumes, ce qui permet la
flottaison. Ainsi, on peut en conclure que plus il y a d’air dans un objet, plus il pourra
flotter.
Compléments possibles :
- Il faut sans doute revenir en arrière et reprendre quelques boîtes de pellicule avec
quelques morceaux de pâte à modeler- selon la quantité de pâte et donc d’air, la boîte
peut couler ou flotter.
- On peut aussi prendre deux verres en plastique : l’un rempli d’air, l’autre rempli
d’eau et demander ce qui se passerait si on les met tous les deux verticalement dans
l’eau (ouverture vers le haut). On constate que l’un flotte et que l’autre coule. Cela met
alors en évidence l’importance de l’air. Il est même possible de faire des essais en
mettant de plus en plus d’eau dans le verre et de voir à partir de quand il se met à
couler
Ceci a l’avantage de montrer là encore que l’air est important et permet de se référer
aux gros bateaux qui ne coulent pas car il y a beaucoup d’air dedans.
Séance 4 : Défi : : le plus d’objets sur le bateau
Il s’agit de réinvestir les connaissances acquises dans un défi
La réalisation (Observations, remarques)
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Fiche Flotte ou coule 2.doc – E Saltiel/MH Heitz au 12/09/2012
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Objectifs: Evaluation et réinvestissement
- Défi : faire un bateau en pâte à modeler (pour une masse donnée de pâte à modeler) qui
flotte en supportant le plus de poids possible (le plus de billes possible ou le plus de
personnages possibles)
Prolongement possible
Faire le « Trukiflot »* ou un autre type de bateau
Le déroulement est à concevoir selon le groupe d’élèves
*On trouve cela dans un dossier primé à l’adresse suivante : http://www.lamap.fr/index.php?Page_Id=6&Element_Id=1089&DomainScienceType_Id=11&ThemeType_Id=21
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Fiche Flotte ou coule 2.doc – E Saltiel/MH Heitz au 12/09/2012