Déroulement

Cette unité permet de construire les outils communs d'observation (abordés lors de la phase 2 de l'unité 1) puis d'expérimenter les protocoles imaginés.

Pour se réapproprier le problème, les élèves reprennent les protocoles imaginés et dessinés lors de la phase 2.

L'enseignant aide les élèves à faire un bref rappel de la réflexion menée lors de la phase 2 quant aux outils nécessaires à l'observation et à la prise de notes.

• Phase 3

L'enseignant pose les questions suivantes: "Comment s'y prendre pour comparer les expériences ? Comment savoir quel glaçon va mettre le plus de temps pour fondre ?" et conduit les élèves à confronter leurs idées sur des notions de mesure de temps, sur des mesures de taille de glaçon, sur des notions de quantité d'eau.

L'enseignant montre alors les éprouvettes qui serviront à mesurer la quantité d'eau fondue, nomme l'objet et explique puis pose les questions : "Comment noter les résultats et les regrouper ? Quels sont les éléments à ne pas oublier ?"

• Les dessins d'éprouvettes une étape à respecter : apprendre à lire des graduations sur une éprouvette (séance 3b).

• Les dessins d'horloges et les tableaux à double entrée.

L'enseignant devra prévoir de faire des rappels :

• quant à la position des aiguilles pour les dessins d'horloges qui marqueront le temps toutes les 1/2 heures,

• quant à l'organisation et à l'utilisation des tableaux pour chaque équipe : comment reporter les données.

Chaque groupe aura son tableau mais toutes les données de chaque groupe seront reportées dans un tableau collectif pour pouvoir comparer les résultats de l'évolution de la fonte.

Phase 3 vécue

• Phase 4 – Expérimentation et lecture des résultats

L'enseignant rappelle la question initiale: "Comment faire pour retarder la fonte d'un glaçon ? Pourquoi font-ils des expériences aujourd'hui ?"

Puis, il fait redire la chronologie des actions à conduire :

• observer le glaçon toutes les 30 minutes,
• regarder et lire la quantité d'eau dans l'éprouvette,
• préciser que l'expérience va commencer à 14h précises et qu'il faut s'installer.

Chaque groupe reprend son dessin de protocole, en lit le « texte », puis prend le matériel dont il a besoin, ainsi qu'un glaçon dans un gobelet.

Phase 4 vécue

Début de l'expérimentation à 14h par exemple :

Chaque groupe place son gobelet et son glaçon à l'endroit de la classe, selon le protocole prévu, puis :

• représente 14h en traçant les deux aiguilles sur le dessin d'horloge préparé, puis colle ce dessin sur son tableau à double entrée ;
• proposer aux élèves d'observer les éprouvettes : il n'y a pas d'eau encore puisque il n'est pas encore 14h30 : l'eau de fonte des glaçons n'est pas encore versée. Faire déduire aux élèves de coller le dessin d'une éprouvette « vide » ;
• ne pas oublier de renseigner le tableau collectif : un élève vient repérer le nom des groupes ; un autre, la ligne où seront collées les horloges ; un troisième, les lignes où seront collées les éprouvettes.

14h30 : observations

Chaque groupe va chercher son gobelet puis verse l'eau à l'aide de l'entonnoir dans l'éprouvette.

Rappels de l'enseignant :

• quant à la délicatesse de la manipulation,
• quant à la position pour pouvoir lire la quantité d'eau dans l'éprouvette.

Chaque groupe retourne à sa place pour :

• tracer à la règle le niveau d'eau lu,

• colorier la quantité d'eau ainsi représentée,

• coller l'éprouvette complétée (en double) sur les deux tableaux.

Question de l'enseignant : « Qu'avez-vous remarqué, que s'est-il passé ? »

Les élèves font part à l'oral de leurs remarques puis écrivent leurs observations en bas de la première colonne du tableau du groupe

15h : observations

Même déroulement que précédemment

15h30 puis 16h : observations

Même déroulement.

Puis, l'enseignant annonce la fin de l'expérience.

Chaque groupe vient lire au tableau ses dernières observations notées.

Voir le tableau de chaque groupe : 1, 2, 3.

• Clôture

Chaque rapporteur de groupe vient lire les observations écrites au bas de chaque tableau de mesures ; l'enseignant laissera les élèves commenter, comparer, formuler les premières conclusions, puis, proposera aux élèves de présenter leur travail à un autre groupe d'élèves.

Prérequis (notions acquises lors du trimestre précédent)

• La construction et l'utilisation d'un tableau à double entrée.
• La lecture de l'heure.
• Savoir lire une éprouvette graduée.

Compétences

Démarche scientifique

• Ré-appropriation du problème.
• Émission d'hypothèses.
• Construction d'outils (maths).
• Retour sur la résolution du problème.
• Validation.
• Mise en œuvre du protocole.
• Prises de mesures.
• Organisation des données.

Maîtrise de la langue

• Débat, confrontation d'idées.
• Écrit en groupe.
• Observations orales et écrites.

Organisation

• Les élèves sont en petits groupes de trois ou quatre, installés à des tables regroupées.

Déroulé temporel

• Deux séances respectivement de 1h30 puis de 2h20.

Matériel

• Dessins des protocoles de la phase 2 de l'unité 1,
• Feuilles de papier et crayons pour représenter les horloges et tracer les tableaux à double entrée,
• Éprouvettes graduées,
• Dessins des protocoles,
• Gobelets et glaçons en nombre égal au nombre de protocoles,
• Éprouvettes et entonnoirs,
• Matériel prévu pour les protocoles,
• Un tableau à double entrée par groupe,
• Un tableau collectif,
• Des dessins d'éprouvette et d'horloge à compléter.

Explicitation et justification des choix didactiques

Les éléments importants de la situation :

• la taille des groupes qui permet à chaque élève d'agir,
• l'accompagnement de l'enseignant lors des diverses manipulations, afin que les élèves limitent les "pertes" d'eau et puissent observer de façon fine les différentes étapes de l'expérience,
• l'enseignant devra consacrer du temps en amont de cette 2ème étape pour que les élèves sachent manipuler les outils (l'horloge, les éprouvettes, les tableaux à double entrée) et traiter ensuite les résultats.

Auteurs : G. Aldon, K. Bécu-Robinault, F. Bergeret, M.C. Verpillat