Durée : 2 heure

Compétences visées :

• “Grandeur et unité : réaliser des mesures et calculer des valeurs”
• "Mesurer et calculer : une grandeur"

Convergence entre les disciplines :
Face à une question ouverte, les élèves doivent mobiliser leur connaissance et leur compétence en mathématiques et physique - chimie pour mettre en place une démarche d’investigation et répondre au problème.
Ce travail est l’occasion de travailler sur le lien entre les unités de volume (m³ et L) et de réinvestir les connaissances et les compétences sur le calcul et la mesure de la grandeur physique :Volume.

CONSIGNE : Combien coûte un robinet qui fuit pendant une année ?

« Imaginez un protocole expérimental avec le matériel dont vous disposez pour répondre à la question posée. Mettez- le en œuvre »

Organisation de la classe :
Travail de groupes : 8 groupes de 3 élèves dans une salle de SPC avec paillasse et robinet.

Matériel mis à disposition :
 des contenants type bécher
 des éprouvettes graduées
 des bassines
 des calculatrices
 des chronomètres
 des affiches
 des décimètres cubes transparents qu’on peut remplir
 des bouteilles de 1L
 un tableau récapitulant les tarifs de l’eau par région

Mise en œuvre :

1 : La séance est annoncée une semaine à l’avance (aménagement de l’emploi du temps pour disposer d’une plage de deux heures). C’est l’occasion de présenter la question aux élèves et de leur demander un ordre de grandeurs de ce coût recherché.

2 : Lors de la séance de 2 heures, la question est proposée. Le matériel est présenté. Les élèves comprennent qu’ils vont devoir simuler la situation.
L’énoncé est lu en classe entière.
Les professeurs demandent à la classe de reformuler le problème oralement.
Les professeurs rappellent les différentes étapes de travail pour arriver à résoudre le problème.
Chaque groupe se met ensuite au travail, les professeurs passent dans chaque groupe :

3 : En groupe, les élèves réfléchissent au protocole qu’ils vont mettre en place compte tenu du matériel dont ils disposent. Ils dessinent ce protocole et établissent une liste de matériel. Ils réfléchissent notamment à la mesure qu’ils vont faire et qu’ils auront à extrapoler pour extraire le coût en une année. Un schéma de ce protocole est réalisé. Le protocole est exposé à un adulte avant d’être autorisé à manipuler.

4 : Expérimentation
Les élèves ont besoin de l’équivalence entre le m3 de la grille tarifaire et le litre de leurs mesures. Ils versent alors un litre d’eau dans un dm3 en PVC.

5  : Calculs pour extrapoler le volume sur une année.

6 : Les élèves créent une affiche présentant le protocole et les résultats de leur expérience.