Déroulement

Cette unité est la suite de l'unité 1 : les élèves se sont saisis du problème et doivent construire des protocoles expérimentaux pour les mettre en œuvre.

• Phase 1 – Réappropriation du problème

Les élèves se rappellent le cheminement des séances précédentes et les différentes étapes :

- l'eau sale a été récoltée ;

- les outils et matériaux pour filtrer l'eau sale ont été trouvés et dessinés par les élèves puis recopiés sur une grande affiche par l'enseignant pour servir de référence ;

- des expériences individuelles ont été imaginées, puis dessinées et légendées.

Les élèves :

- se mettent en groupe : un des critères de mise en groupe peut être la ressemblance entre les protocoles ;

- déterminent dans chaque groupe de « chercheurs » qui sera « dessinateur », « écrivain » et « rapporteur » ;

- se mettent d'accord dans le groupe pour créer un protocole, qui sera dessiné par le « dessinateur » sous contrôle du groupe ;

- rédigent ensuite un petit texte explicatif (écrit par l'« écrivain »), texte qui sera présenté à l'oral ensuite au groupe-classe par le rapporteur ;

- donnent un titre à ce texte explicatif.

Exemples vécus :

Textes et dessins de l'équipe 1,de l'équipe 2, de l'équipe 3, de l'équipe 4, de l'équipe 5, de l'équipe 6 et de l'équipe 7.

D'autres ustensiles ou d'autres matériaux que ceux déjà nommés et dessinés peuvent être proposés par les élèves et ajoutés alors sur l'affiche-référence.

• Phase 2 – Expérimentation

L'enseignant redonne les consignes de travail :

- relire son texte ;

- installer les « outils » nécessaires conformément au dessin d'expérience ;

- ouvrir alors, la bouteille d'eau sale ;

- s'aider ;

- verser lentement une partie de l'eau sale ;

- se rappeler du rôle de la bouteille-témoin conservée.

• Phase 3 – Mise en œuvre des protocoles

- L'enseignant vérifie que chaque dispositif est bien conforme au protocole dessiné ;

- l'enseignant apporte son aide matérielle aux élèves pour qu'ils "construisent" le dispositif qui doit durer le temps de l'expérience ;

- l'enseignant choisit: soit les équipes réalisent à tour de rôle leur expérience devant toute la classe soit, toutes les équipes réalisent leur expérience en même temps, chaque élève ayant un rôle à remplir : veiller au bon déroulement, réaliser, dessiner, rapporter au groupe, rédiger...

L'enseignant propose ensuite de verser l'eau filtrée dans une bouteille vide afin de pouvoir comparer les deux eaux.

• Phase 4

Les élèves pourront constater les différences entre les deux eaux et émettre des observations sur la couleur, la limpidité, le rôle des différents outils.

L'enseignant fait un retour sur la question initiale pour amener les élèves à conclure sur l'efficacité de leurs dispositifs et propose aux équipes de rédiger un compte-rendu pour expliquer l'expérience faite, de la dessiner et de la légender, de lui donner un titre.

(Les éléments à ne pas oublier sur la feuille de travail de chaque équipe: prénoms des élèves, numéro de l'équipe, date).

Exemples vécus :

Texte équipe 1, texte équipe 2, texte équipe 3, texte équipe 4, texte équipe 5, texte équipe 6, texte équipe 7

Pour juger de la clarté de l'eau, on pourrait utiliser un luxmètre.

Compétences à acquérir

Démarche scientifique

• Réappropriation du problème.
• Emission d'hypothèses.
• Elaboration en groupe des protocole.
• Mise en œuvre des protocoles et réalisation des expériences.
• Confrontation des résultats aux hypothèses.
• Retour sur la résolution du problème.

Les moments de la démarche scientifique où les élèves ont une part d'autonomie/d'initiative

• La répartition des rôles dans le groupe.
• L'élaboration des protocoles.
• La rédaction des textes explicatifs et de leurs titres.

Maîtrise de la langue

• Communiquer et échanger des points de vue en groupe.
• Légendes des protocoles (réinvestissement du lexique).
• Rédaction en groupe des textes explicatifs.
• Présentation de ces textes au groupe-classe.

Organisation

La classe est organisée en petits groupes de 3 ou 4 élèves.

Déroulé temporel

2 séances d'environ 50 minutes et 1h20.

Matériel

Protocoles individuels et textes explicatifs, bouteilles d'eau sale, une feuille A3 par groupe, crayons et gommes, l'affiche "référence des outils et matériaux" utile lors de la phase 1, la bouteille-témoin d'eau sale.

Le matériel de base est sur chaque groupe de tables : un entonnoir, une bassine (ou barquette) pour recueillir l'eau, une grille fine.
Chaque équipe prend son dessin de protocole ainsi que son texte explicatif.
Le maître distribue à chaque groupe une bouteille d'eau sale.

Du matériel supplémentaire est à la disposition de tous au fond de la classe : un élève de chaque équipe sera chargé d'aller prendre les "outils" nécessaires pour réaliser l'expérience. Par exemple,  ils pourraient trouver des entonnoirs, des filtres à café, des bouteilles en plastiques, des grilles plus ou moins fines, du coton, des cuvettes (ou des barquettes), du papier buvard...

Explicitation et justification des choix didactiques, modifications possibles

Lors de l'expérimentation, si l'enseignant laisse tous les groupes manipuler en même temps, l'intérêt de la rédaction sera renforcé mais le contrôle de l'enseignant sera moins facile. Si le choix de l'enseignant est de faire manipuler chaque équipe à tour de rôle, toute la classe profite de toutes les expériences et l'enseignant est sûr de ce qui se passe.

Le choix peut aussi être de laisser les élèves se déplacer librement pour observer les expériences des autres groupes.

Pour que chaque élève soit actif, le choix peut être fait de limiter le nombre d'élèves par groupe et de répartir les tâches. Chacun aura alors un rôle précis et déterminé à l'avance : dessinateur, rapporteur, écrivain...

De plus, l'accompagnement de l'enseignant garantit la réussite de chaque étape.

Pour éviter le phénomène de décantation, qui pourrait fausser les résultats, l'enseignant doit penser à secouer les bouteilles avant de les donner aux élèves.

Autres pistes

A partir de la manipulation de tuyaux, intervenant dans le montage des dispositifs, les élèves pourraient être intéressés par le phénomène des vases communicants.

La décantation se produisant de façon naturelle, il pourrait être envisagé de travailler ce phénomène en prolongement (ou non).

Auteurs : G. Aldon, K. Bécu-Robinault, D. Régnier, M.C. Verpillat