Déroulement

• Séance 1

1. Brainstorming sur l'eau et toutes les propriétés des états de l'eau que les élèves connaissent (exemples de réponses des élèves).

2. Expérience sur les états de l'eau :

   1. Remplir avec de l'eau, environ au 2/3, trois tubes identiques.

   2. Mettre des étiquettes comportant le numéro du tube et les initiales des élèves.

   

   3. Mesurer la masse et repérer le niveau d'eau (avec un marqueur pour verre ou sur l'étiquette) pour chaque tube.

      

   4. Placer les tubes dans trois situations différentes :

      Situation n°1 au congélateur.

      Situation n°2 tube avec bouchon laissé dans la salle.

      Situation n°3 tube sans bouchon laissé à l'air libre dans la salle.

3. Compléter la fiche élève n°1 en rappelant les règles de schématisation (fiche méthode de schématisation).

4. Faire prévoir aux élèves le résultat de l'expérience et noter sur le cahier.

• Séance 2

1. Faire relire aux élèves leurs notes.

2. Proposer une méthodologie d'observation : masse, couleur, transparence, volume, température, forme, état physique (fiche méthode d'observation).

3. Redistribuer les tubes et faire observer les élèves.

4. Compléter la seconde partie de la fiche n°1 : schéma et différences observées en utilisant tous les critères de la fiche méthode d'observation.

5. Mise en commun orale et fabrication d'une affiche regroupant les observations macroscopiques des élèves sous forme de schémas et de mots importants.

6. Ouverture sur la question : nous avons observé des différences à l'échelle macroscopique, que se passe-t-il à l'échelle microscopique ?

Objectifs

• Réaliser une expérience pour observer les différences entre les états de l’eau.

• Mettre en place une méthodologie pour observer.

• Traduire les différences entre les états de l’eau dans la schématisation.

• Associer le vocabulaire des élèves au vocabulaire scientifique.

Prérequis

• Savoir mesurer une masse avec une balance.

• Savoir schématiser une expérience.

Compétences

Démarche scientifique

• Elaboration de prévisions sur les changements d'états de l'eau dans des conditions de la vie quotidienne.
• Recueil et organisation des données sur la mesure de masse, le niveau d'eau.

• Confrontation des résultats aux prévisions.

• Les élèves sont autonomes quand ils font leurs prévisions, quand ils notent les différences observées et quand ils font le brainstorming.

Maîtrise de la langue

• Situation de départ : échange verbal et reformulation du vocabulaire des élèves en vocabulaire scientifique.
• Situation finale : écrit individuel pour prévoir les résultats de l'expérience.

Autres compétences travaillées

Organisation

• Salle de science,  travail en groupes de 2 à 4 élèves.

Déroulé temporel

• Deux séances de 55 min.

Matériel

• Des étiquettes autocollantes, un stylo marqueur sur verre, accès à un congélateur.

• Matériel pour 1 groupe : 1 support de tubes à essai, 3 tubes à essai, 1 balance, 2 bouchons.

• Ordinateur avec vidéoprojecteur pour projeter les consignes et la fiche élève éventuellement.

Explicitation et justification des choix didactiques

Les élèves doivent maîtriser le vocabulaire et les propriétés macroscopiques des trois états de l'eau.

Des observations sont initialement faites sur l'augmentation de volume, il ne sera pas question d'interpréter cette augmentation sur la base des représentations utilisées. Mais l'utilisation de ces représentations, et des règles du modèle est intéressante pour expliquer les différents agencement dans les différents états. Par ailleurs, c'est également un enjeu d'apprentissage important en physique : faire des choix pour modéliser de façon à interpréter, expliquer des phénomènes.

Modifications possibles et pistes pour un prolongement

Il est possible de modifier les conditions d'expérience tout en conservant l'observation des trois états de l'eau.

Auteurs : G. Aldon, V. Chambenoît, N. Fichet,  K. Robinault