Déroulement

• Articulation avec l'unité 1 : à partir du modèle moléculaire, comprendre et interpréter les propriétés de l'eau.

• Séance 1 :

1. Rappeler aux élèves les différences observées dans l'unité 1 et mettre en place une réflexion sur ce qui se passe avec la plus petite quantité d'eau possible : la molécule.

2. Visionner une vidéo dont l'objectif est d'interpeller les élèves sur ce qui se passe au niveau microscopique.

3. Copier les règles d'utilisation du modèle moléculaire.

1. Une molécule d’eau ne se coupe pas (sinon ce n’est plus de l’eau).
2. Une molécule d’eau garde toujours les mêmes dimensions.
3. Une molécule d’eau garde la même masse.
4. Une molécule d’eau ne se déforme pas.
5. Le nombre de molécules d’eau ne change pas lorsqu’on passe d’un état à un autre.

4. Mimer la situation expérimentale observée dans l'unité 1 : chaque élève est une molécule, le groupe classe devient un état de l'eau.

• Séance 2 :

1. Observer les photos des mimes des élèves. Vérifier par un débat que les propriétés physiques sont bien respectées en utilisant l'affiche de l'unité 1 en complétant avec le vocabulaire spécifique qui correspond à l'échelle microscopique : compact ou dispersé, ordonné ou désordonné.
1. Il y a de l'espace entre les molécules, c'est un état dispersé (contraire de compact).
2. Les molécules sont rangées, c'est un état ordonné (contraire de désordonné).
2. Transférer les propriétés des états à d'autres supports : triangles équilatéraux en carton à disposer et à coller sur leur cahier (ou une affiche), tétraèdres de deux sortes (avec des liens pour l'état solide) à disposer dans deux boites à chaussures pour les états liquide et gazeux, des ronds ou des triangles virtuels à déplacer dans des béchers virtuels sur le TBI.
3. Mettre en commun ces représentations et discuter de leur validité.
4. Visionner à nouveau la vidéo avec un supplément : l'agencement moléculaire des différents états de l'eau.

• Séance 3 :

Compléter les fiches élève n°2 et n°3.

Réinvestissement du modèle moléculaire pour interpréter la compressibilité d'un gaz, les différences entre corps purs et mélanges, la diffusion d'un gaz dans l'air ou d'un soluté dans l'eau, la conservation de la masse ...

Objectifs

• Utiliser les observations précédentes sur les différences entre les états afin de dégager un modèle moléculaire.

• Utiliser différentes représentations du modèle moléculaire (mimes, tétraèdres, triangles équilatéraux) qui respectent et expliquent les propriétés macroscopiques.

• Décrire les propriétés microscopiques des trois états de l'eau.

Compétences

Démarche scientifique

• Description d'un modèle microscopique explicatif des états de l'eau.
• Discussion de la pertinence des différentes représentations.
• Les élèves travaillent de façon autonome pour compléter la fiche élève n° 2.

Maîtrise de la langue

• Débat collectif lors du mime et lors de l'observation des différentes représentations.
• Vocabulaire scientifique.
• Rédaction d'un paragraphe sur ce qu'ils ont appris.

Autres compétences travaillées

Organisation

• Salle TBI, travail en groupes de trois élèves, trois ateliers différents.

Déroulé temporel

• Trois séances de 55 min.

Matériel

• 90 tétraèdres par groupe, 2 boîtes à chaussures avec 1 face ouverte, rouleau adhésif collant, 20x3 triangles en carton (3 couleurs différentes si possible) par groupe, appareil photo. Voir la construction des triangles et des tétraèdres ;

• Paperboard élève réalisé avec activ studio.

Explicitation et justification des choix didactiques, modifications possibles

Le choix des représentations (tétraèdres, triangles, mimes) et des supports (carton, virtuel) est assez contraint compte tenu de nos objectifs.

Autres pistes

Ces représentations, notamment les mimes, peuvent être utilisées dans d'autres situations mettant en jeu le modèle moléculaire : les combustions, les diffusions ...

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