Air, cycle 2

Situation 1 :

Première question : "L’air", ça veut dire quoi pour vous ?

Vous pouvez faire des dessins et écrire des phrases d’explication.

Deuxième question : Y a-t-il de l’air dans la classe quand toutes les vitres et toutes les portes sont fermées ? À votre avis, pourquoi ?

Conseils pour les enseignants :

Voici ce qui est demandé aux élèves : A quoi pensez-vous quand on dit "l’air" ? Vous pouvez faire des dessins et écrire des phrases d’explication.
Il s’agit pour les enfants de faire connaître ce qu’ils pensent (émergence de leurs représentations mentales dites "initiales"...c’est-à-dire sans apprentissage). En général, jusqu’en CP au moins, les enfants évoquent le vent (dehors) ou le courants d’air (portes et fenêtres ouverstes). Pour eux il y a confusion : seul le mouvement est une preuve de la présence d’air.

Y a-t-il de l’air dans la classe quand toutes les vitres et toutes les portes sont fermées ?

Pour cette dernière question, les enfants pensent, en général, qu’il n’y a pas d’air dans la classe. A cette étape du travail, il n’est pas nécessaire de faire de démenti : on laisse les enfants sur leur représentation première.

Cette séance comportera un temps de débat, à l’oral, ainsi que’un temps de production écrite (dessins, textes,...en fonction de vos élèves). Avec les CP, une dictée à l’adulte est envisageable.

Situation 2 :

Nous vous proposons un petit jeu !

Pour cela, il faut amener des sachets en plastique à l’école (comme ceux du supermarché, des sachets à congélations, tous sachets en bon état).

Comment gagner de la place pour les stocker ?

Conseils pour les enseignants :

La situation proposée aux élèves fait allusion à la ménagère qui conserve les sachets plastiques rapportés du supermarché....ces sachets prenant de la place lorsqu’on les met tels quels dans un placard ou une boîte. (----> certains enfants ont vu leurs parents tordrent les paquets, les écraser avant d’en faire un noeud...DONC les enfants parlent de bien les aplatir.....)

Une fois la manipulation effectuée, dessins de la manip avant ET après l’écrasement.

Comment expliquer que l’on peut écraser le sachet complètement ? (l’explication attendue est qu’il n’y a rien dedans).

Situation 3 :

Un enfant a, par mégarde, fermé l’ouverture du sachet avant de l’écraser : dessiner ce que vous pensez qui va se passer lorsqu’on veut écraser ce sachet.

Conseils pour les enseignants :

Les élèves sont invités à dessiner ce qu’ils pensent faire (sachet fermé...on essaie de l’aplatir), puis à effectuer la manipulation proposée : le maître sollicite les commentaires, organise la discussion et peut aussi émettre ses propres commentaires (ce que l’on voit....ce qui se passe....ce que l’on en déduit)

Dessin : vocabulaire (une bulle résiste à l’écrasement)
Conclure : il y a quelque chose d’enfermé dans le sachet, invisible et qui résiste (il a de la force) Qu’est-ce que ça peut être ?

C’est la diversité des réponses qui permet au maître de relancer la recherche : il propose aux enfants de trouver un moyen pour "faire sortir ce qui est emprisonné dans le sachet"...afin de pouvoir le voir...sans toutefois dénouer le sachet. Par un dialogue collectif, les enfants peuvent être orientés vers l’idée de "faire un petit trou" pour être sûr de contrôler ce qui s’échappe.

Situation 4 :

Comment retrouver le petit trou fait dans le sachet fermé de votre voisin ?

Vous pouvez vous inspirer du cas d’un matelas pneumatique troué ?

Représentez votre manipulation en indiquant vos observations

Comment savez-vous que tout l’air est sorti du sachet ? Quel a été son chemin ?

Donnez votre conclusion sur les propriétés de l’air que vous avez mises en évidence depuis le début de vos travaux.

Conseils pour les enseignants :

Pour cette situation, les enfants vont devoir imaginer comment retrouver le petit trou fait dans le sachet du voisin (et non dans le leur...afin d’être dans une authentique recherche puisque chaque enfant connaît son propre matériel et sait où se trouve le trou qu’il a fait). L’enseignant peut aussi faire allusion à la recherche du trou dans un matelas ou bateau pneumatique avec l’enfant a pu jouer un jour. L’idée (ou la suggestion du maître) vient alors de plonger l’objet dans un seau d’eau....ou mieux, un aquarium en plastique (les parois sont bien planes et ne déforment pas la vision) - à défaut, on peut aussi utiliser un récipient large et transparent (type saladier en plastique) mais parfois la paroi incurvée déforme ce que l’on observe.

Ce travail a surtout pour objectif de développer la curiosité de l’enfant et son sens précis de l’observation : qu’observe-t-on ? D’où sortent les bulles, comment se dégagent-elles ? Les enfants agissent deux à deux si possible : souvent ils placent le trou en dessous du sachet...ce qui oblige les bulles à remonter le long du plastique. Est-ce toujours comme cela que les bulles montent ? Si l’on met le trou du sachet plus en haut...bien noter qu’alors les bulles montent directement et ne suivent jamais le plastique. Que se passe-t-il lorsqu’il n’y a plus de bulles ?

Le deuxième objectif est de faire représenter les observations : c’est le dessin d’observation. C’est afin de dessiner que les enfants doivent observer correctement. La comparaison des dessins montre que tous ne représentent pas la même chose : parfois les bulles s’en vont en oblique, parfois elles tournent dans l’eau, ....ce sont ces différences qui vont poser problèmes : d’où la question qui relance une nouvelle observation plus soigneuse et plus précise - laquelle abouti à des nouveaux dessins d’observation plus exacts.

Au terme de cette manipulation et de ces confrontations, les enfants peuvent donneur leurs conclusions : quand l’air sort dans l’eau il forme des bulles. L’eau remplace l’air dans le sachet. Les bulles s’élèvent toujours dans l’eau....elles suivent un chemin "vertical" (qui forme comme un carré avec la surface de l’eau immobile).

Situation 5 :

Votre maîtresse (ou votre maître) va apporter (ou vous demander d’apporter) en classe des seringues, des flacons, des pots, des verres, tout ce que l’on peut remplir d’eau.

Question :

Où se trouve l’air dans la classe ? Comment le savoir ?

Donnez votre conclusion .

Dessinez les expériences que vous pensez réaliser.
Réalisez-les puis dessinez ce que vous avez observé.

Conseils pour les enseignants :

À ce stade de la progression, les enfants vont avoir pris conscience que l’air existe, et ce d’autant plus qu’il l’auront mis en évidence au cours des situations 4 et 5. La situation 5 va donc ponctuer ce savoir en passant par la représentation (dessin) et le texte.

Il faut donc obtenir des enfants des dessins très clairs, déjà où l’on voit la surface de l’eau, le trajet des bulles, les récipients dessinés en coupe. Attention, lorsque le verre ou la seringue est trop verticale, elle fait obstacle au dégagement des bulles : le maître peut faire remarquer qu’en penchant le dispositif on permet aux bulles de monter directement sans se heurter au verre, à la seringue, etc.

Il convient maintenant de faire produire les conclusions sur l’air que les enfants ont peu à peu élaborées : l’air existe partout (car il rempli n’importe quel récipient et peu donner des bulles dans l’eau) ; il est invisible ; il a de la force, lorsque l’air bouge il y a du vent.

Quand les bulles d’air sortent de l’eau, elles s’échappent en montant tout droit et verticalement vers la surface de l’eau.

Situation 6 :

Jeu :

transvaser l’air d’un verre dans un flacon sous l’eau.

Utiliser pour cela le matériel à disposition et l’aquarium

Au cours de votre tâtonnement, observer attentivement le trajet des bulles.

Y a-t-il des condition(s) à remplir pour que l’air du verre entre convenablement dans le flacon ?

Vous schématiserez votre manipulation.

Conseils pour les enseignants :

Cette situation va poser divers problèmes aux enfants : ils ne regardent que les bulles et n’observent pas ce qui se passe à l’intérieur des récipients du transvasement. C’est pourtant l’un des obsjectifs de cette séance. Les enfants disposent incorrectement les récipients ; ils ne prévoient pas où se forment les bulles et ne peuvent raisonner sur le transvasement.

Il convient que l’enseignant fasse dessiner soigneusement chaque récipient avec son contenu après que la première manipulation a permis de constater que l’effort de tâtonnement expérimental de l’enfant aboutit à des échecs. L’observation et la schématisation interviennent comme un recours pour réussir : dans chaque récipient, la surface de l’eau doit être bien visible et correcte (horizontale = parallèle à la surface de l’eau de l’aquarium). Chaque bulle qui se forme doit être observée et dessinée. Alors, l’enfant saura comment transvaser l’air d’un récipient dans l’autre.

Cette situation va poser les bases de connaissances (scientifiques et méthodologiques) sur l’air emprisonné dans l’eau.

Situation 7 :

Procurez-vous un petit morceau de polystyrène ou de liège, sur lequel vous posez un petit personnage de votre fabrication.

Jeu : Comment faire flotter ce petit "bateau" sous l’eau ?

Quand vous y serez parvenus, dessinez soigneusement votre installation et expliquez pourquoi votre "bateau" n’est pas mouillé bien que sous l’eau.

Situation 8 :

Faites un petit tour de magie !

Pour cela, enfoncez un mouchoir en papier propre au fond d’un verre bien sec. Plongez le verre retourné bien verticalement dans l’eau, puis ressortez-le.

En ôtant délicatement le mouchoir du fond du verre que constatez-vous ?
Est-ce de la magie ?

Expliquez votre réponse et dessinez ce que vous avez-fait.

Vous pourrez vous aussi, jouer à l’illusionniste !