Le Atelier Hachette prsentent :

Sciencesexprimentales et technologie Guide pdagogiqueSous la direction de

Jack GUICHARDProfesseur des Universits, IUFM de PARIS

Lucien DAVIDInspecteur de lducation nationale

Marie-Christine DECOURCHELLEConseillre pdagogique

Franoise GUICHARDProfesseur lIUFM de Versailles

Maryse LEMAIREConseillre pdagogique

La

Prhistoire

LAntiquit

Le Moyen ge Regards sur le monde Les paysages europens Les paysages franais

Responsable de projet : Stphanie-Paule SASSE Secrtaire ddition : Delphine DEVEAUX Cration de la maquette intrieure : Valrie GOUSSOT Cration de la maquette de couverture : Laurent CARR Illustration de la couverture : Alain BOYER Excution de la couverture : MDIAMAX Mise en pages : TYPO-VIRGULE

ISBN : 2 01 11 6369 2 HACHETTE LIVRE 2004, 43, quai de Grenelle, 75905 Paris Cedex 15. Tous droits de traduction, de reproduction et dadaptation rservs pour tous pays.Le Code de la proprit intellectuelle nautorisant, aux termes des articles L. 122-4 et L. 122-5, dune part, que les copies de reproductions strictement rserves lusage priv du copiste et non destines une utilisation collective , et, dautre part, que les analyses et les courtes citations dans un but dexemple et dillustration, toute reprsentation ou reproduction intgrale ou partielle, faite sans le consentement de lauteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite . Cette reprsentation ou reproduction, par quelque procd que ce soit, sans autorisation de lditeur ou du Centre franais de lexploitation du droit de copie (20, rue des Grands-Augustins, 75006 Paris), constituerait donc une contrefaon sanctionne par les articles 425 et suivants du Code pnal.

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Avant-propos Les Ateliers Sciences constituent une collection dutilisation simple, destine en particulier aux enseignants qui ne sont pas scientifiques et nont pas lhabitude de faire des sciences ! En suivant les indications du Guide pdagogique, tout enseignant peut mener facilement chaque squence de sciences ou de technologie. Ces squences correspondent la logique des programmes, en associant la dcouverte des sciences et des techniques et la matrise de la langue. qui nont pas t forms en sciences, de mener cet enseignement, le guide propose des fiches de prparation prcises et documentes, des informations scientifiques simples, les reprsentations et les obstacles surmonter et de la documentation pour en savoir plus Ce guide induit une dmarche active de dcouverte des sciences et des techniques en partant de situations de questionnement, passant par des mises en situation dobservation ou dexprimentation jusquaux savoirs de base retenir. Selon quil sagit dactivits de recherche faisant appel lexprience, lobservation directe ou la recherche documentaire, les rubriques varient. Mais dans tous les cas, elles font appel des crits personnels de llve et des crits collectifs valids par lenseignant qui prennent alors le statut de savoirs.

En quoi cette collectionrpond-elle aux programmes 2002 pour lcole lmentaire ?Les auteurs de cette collection sont des enseignantsformateurs du premier degr, dont un membre du groupe dexperts qui a particip llaboration des nouveaux programmes. Chaque leon comprend des activits qui permettent llve : datteindre les comptences exiges par les programmes en sciences et technologie, avoir compris et retenu des savoirs de base et tre capable de mettre en uvre des dmarches scientifiques ; de lier les dcouvertes en sciences des activits dcriture et de lecture dans le cadre des ateliers exigs par les programmes en matrise de la langue .

La structure dune leonDans le manuel, chaque chapitre est construit en double page, avec des encadrs de couleur et toujours les mmes rubriques : Jobserve Les lves, motivs par un questionnement, sont actifs. partir dune ou plusieurs photographies montrant des phnomnes ou des objets qui correspondent une ralit concrte, ils enqutent et cherchent des indices pour rsoudre une situation problme. Comment se forme la glace ? Quy a-t-il dans une fleur ? Peut-on quitter son ombre ? Comment transmettre un mouvement ? Lobjectif est de susciter la curiosit des lves et de les inciter chercher des rponses aux questions quils se posent ou que lenseignant leur pose. Je lis Les diffrents supports sont illustrs par des photographies ou des schmas attractifs. crits scientifiques : compte rendu dexprience, fiche technique crits littraires : narratifs, informatifs, potiques Reproduction de tableau. Lobjectif est de complter, par la lecture, les activits de recherche et dinvestigation. Je comprends Llve peut, suivant les cas : raliser une exprience selon un protocole dcrit ; effectuer une analyse critique dune exprience dcrite ; effectuer une analyse critique dun schma ou dune photographie. Lobjectif est de structurer les connaissances acquises et de les prsenter dans un cadre pour une mise en mmoire : avoir compris et retenu .

Le livre est un manuelde rfrence pour llveLe manuel induit directement, par la structure de chacun de ses chapitres, la dmarche scientifique prconise par les programmes : photographies induisant le questionnement, propositions dexpriences et dobservations, textes lire pour comprendre ou pour ouvrir le sujet, savoirs de rfrence Attractif par ses propositions dexpriences prsentes par des schmas ralistes et ses documents photographiques de qualit, le manuel rassemble aussi des textes lire dans le cadre des ateliers de lecture scientifique prvus par les programmes. Ces textes permettent dapporter des lments ncessaires la dmarche scientifique, et de fournir une ouverture des sciences vers lart et la littrature.

Pourquoi ce guidepdagogique ?Les nouveaux programmes reprsentent une obligation denseignement et une augmentation significative du volume horaire en sciences (3 heures par semaine en moyenne comprenant un atelier de lecture documentaire). Afin de permettre aux enseignants, mme ceux

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Sur ton carnet de chercheur Llve peut travailler en autonomie ou avec de laide. Les diffrentes activits proposes sont en cohrence avec celles qui ont t dveloppes lors de la squence. Lobjectif est de donner aux lves des occasions supplmentaires dobserver, dexprimenter, de se documenter et de dessiner en se constituant ainsi une trace crite personnelle. tonnant ! Il sagit dun texte court et anecdotique dont les lves auront plaisir mmoriser le contenu pour tonner, leur tour, amis ou parents ! Vocabulaire Cette rubrique permet de trouver immdiatement les dfinitions de nouveaux termes afin denrichir progressivement le vocabulaire scientifique des lves.

quil dessine ce quil observe (avec une aide) ou quil crive les rsultats de son exprience. Ce carnet correspond lesprit des nouveaux programmes, en fournissant aux enfants un support construit qui les aide shabituer lutilisation dun carnet dexpriences et dobservations. Pour le matre, le carnet est un outil qui facilite la mise en uvre des nouveaux programmes. Il accompagne la dmarche de chaque lve : il lui permet de conserver des traces personnelles de ses dcouvertes. Les situations proposes incitent dvelopper le questionnement et mettre en uvre des dmarches dinvestigation scientifique. Les lves crivent dans leur carnet leurs interrogations, leurs hypothses, les rsultats de leurs recherches, de leurs observations, de leurs expriences, ainsi que leurs interprtations. ce niveau, le matre assure un rle rgulateur et le manuel sert de rfrence. Dans le cadre de la matrise de la langue, le carnet initie les lves diffrentes formes dcrits instrumentaux et dinvestigation : explications, descriptions dexpriences ou dobservations, argumentations, modes demploi, comptes rendus, recherches dans un document, enqutes

Pourquoi un Carnetde chercheur ?Le manuel est accompagn dun carnet dexpriences et dobservations dit Carnet de chercheur. Il incite llve observer et manipuler grce des textes et des schmas. De la place est laisse lenfant pour

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Dmarche gnrale dune squence Problmatisation (sance 1) Situation dclenchante. Recueil des reprsentations initiales (dessins, textes, faire raconter). Confrontation des reprsentations. Formulation dun problme rsoudre, dune question scientifique. Hypothses (formules de la manire la plus prcise possible), arguments. Observations guides : explorations systmatiques (au cours dune sortie, par exemple) pour rpondre des questions. Observations avec ou sans instruments : loupe, jumelles, instruments de mesure Observations continues, prolonges (exemple : croissance dune plante, dun animal), en prenant des repres et des mesures. Observations avec croquis. Elles permettent de focaliser lattention et de formuler les perceptions autrement que par le langage oral. Observations directes ou sur des documents de substitution, ou les deux. Documentation Le document (image et/ou texte) permet : la description de la ralit invisible (microscopique, intrieur du corps) ; la reprsentation simplifie ou schmatise ; la prsentation dexplications.

Investigation (sance 2) laboration de protocoles dexprimentation, manipulation, recueil des rsultats. Observations. Documentation. Ces activits, mener avec rigueur, ne se font pas les unes aprs les autres, mais sont complmentaires. Exprimentation Llve peut raliser une exprience quil a lui-mme conue. Llve peut raliser une exprience selon un protocole propos. Llve peut observer une exprience ralise par le matre (en fonction du caractre dangereux). Llve peut tudier une exprience dcrite (pour en tirer une conclusion). Llve peut effectuer une analyse critique dun protocole exprimental. Observations Observations libres au cours de recherches (descriptions, acquisitions de savoirs).

Structuration (sances 2 et 3) Analyse des rsultats, interprtation, mise en relation des rsultats obtenus avec lhypothse de dpart. Conclusion, connaissances scientifiques construites. Gnralisation ventuelle. Traces crites pour mmoriser, communiquer (sance 3 et Carnet de chercheur).

valuation (sance 4) volution des reprsentations initiales en fin de squence : confronter, aprs apprentissage, les connaissances initiales personnelles au savoir scientifique construit. Transfert (rinvestissements dans dautres situations).

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Tableau de rpartition du programme selon les niveauxCE2 1. La matire tats et changements dtat de leau. Mlanges et solutions. 2. Unit et diversit du monde vivant Les stades du dveloppement dun tre vivant (animal et vgtal). Reproduction vgtale : de la fleur au fruit. Reproduction non sexue (bouturage). 3. ducation lenvironnement Approche cologique partir de lenvironnement proche (exemple de la fort et de la ville). CM1 Plan horizontal, vertical : intrt dans quelques dispositifs techniques. Les divers modes de reproduction (animale). Les conditions de dveloppement des vgtaux. CM2 Lair, son caractre pesant. Notion despce. Des traces de lvolution des tres vivants (quelques fossiles typiques). Grandes tapes de lhistoire de la Terre ; notion dvolution des tres vivants.

Rle et place des tres vivants. Notions de chane et de rseaux alimentaires. Adaptation des tres vivants aux conditions du milieu (approche systmique de lenvironnement). Sexualit et reproduction des humains (avant la naissance). Consquences court et long termes de notre hygine ; actions bnfiques ou nocives de nos comportements.

Trajet et transformations de leau dans la nature. La qualit de leau. Pollution et puration des eaux.

4. Le corps humain et lducation la sant Les mouvements corporels (fonctionnement des articulations et des muscles).

Premire approche des fonctions de nutrition. Appareil digestif. Respiration et circulation. Principes simples de secourisme. 5. Lnergie Exemples simples de sources dnergie utilisables. Consommation et conomie dnergie. Notions sur le chauffage solaire.

6. Le ciel et la Terre La lumire et les ombres. Le mouvement apparent du Soleil.

Les points cardinaux et la boussole. La rotation de la Terre sur elle-mme et ses consquences. La dure du jour et son volution au cours des saisons. Conducteurs et isolants. Quelques montages en srie et en drivation. Leviers et balances ; quilibres.

Le systme solaire et lUnivers. Mesure des dures, units. Manifestations de lactivit de la Terre (volcans, sismes).

7. Le monde construit par lhomme Circuits lectriques aliments par des piles. Principes lmentaires de scurit lectrique. Objets mcaniques ; transmission de mouvements. 8. Informatique (TIC) Approche des principales fonctions des micro-ordinateurs.

Utilisation raisonne dun ordinateur et de quelques logiciels.

Brevet dinformatique et dInternet (B2I).

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Sommaire gnralGuide Manuel

Avant-propos Dmarche gnrale dune squence Tableau de rpartition du programme selon les niveaux LA MATIRE tats et changements dtat de leau1. Leau est-elle toujours liquide ? 2. Que deviennent les gouttes deau ? 3. Comment se forme la glace ?

3 5 6

11 13 15 17 20 21 24 25 12-13 14-15 16-17 6-7 8-9 10-11

Mlanges et solutions4. Est-ce que tout se mlange avec de leau ? 5. Est-ce que tous les liquides se mlangent ? Zoom sur Il ne faut pas tout mlanger !

UNIT ET DIVERSIT DU MONDE VIVANT La vie et la croissance de larbreZoom sur Les saisons dun arbre 6. Comment vit un arbre ? 7. Quy a-t-il dans les bourgeons ? Zoom sur Les bourgeons du lilas au printemps 8. Comment les arbres grandissent-ils ?

27 29 30 30 31 32 34 35 36 38 40 40 41 42 44 45 46 46 38-39 40-41 42-43 44-45 32-33 34-35 36-37 28-29 30-31 18-19 20-21 22-23 24-25 26-27

De la fleur au fruit9. Quy a-t-il dans une fleur ? 10. Comment se forment les fruits ?

La reproduction asexue des vgtaux11. Les plantes peuvent-elles se reproduire sans graines ? Zoom sur Une anne de la vie de la jacinthe 12. Comment obtenir plusieurs plantes partir dune seule ?

La croissance des animaux13. Comment peuvent-ils grandir ? 14. Quest devenue la chenille ? Zoom sur Les mtamorphoses du ttard 15. Protgent-ils leurs petits ?

DUCATION LENVIRONNEMENT tude dun milieu16. Qui vit dans la fort ? 17. Qui vit dans nos maisons ?

49 50 50 46-47 48-49

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Guide

Manuel

LE CORPS HUMAIN ET LDUCATION LA SANT Les mouvements du corpsZoom sur Le squelette et les muscles 18. Comment bouge le corps ? 19. Comment fonctionnent les muscles ?

51 52 53 54 50-51 52-53 54-55

LE CIEL ET LA TERRE Ombres et lumire20. Pas dombre sans lumire ? 21. Peut-on quitter son ombre ?

57 58 58 60 61 62 63 60-61 62-63 64-65 56-57 58-59

Le jour et la nuit22. Qui tourne, le Soleil ou la Terre ? 23. Quelle heure est-il ? Zoom sur Les fuseaux horaires

LE MONDE CONSTRUIT PAR LHOMME Les circuits lectriques24. quoi sert la pile ? 25. Comment sallume lampoule ?

64 65 66 68 69 69 70-71 72-73 66-67 68-69

Transmission du mouvement26. Comment tournent les roues ? 27. Comment transmettre un mouvement ?

INFORMATIQUE (TIC) Lordinateur28. quoi servent les ordinateurs ? Zoom sur Une recherche sur Internet

71 72 73 74-75 76-77

DUCATION LA SCURIT La scuritZoom sur La scurit et les bons rflexes

74 74 75 78-79

Ressources bibliographiques et multimdia

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La matire

tats et changements dtat de leauRFRENCES AUX PROGRAMMES Comptences en scienceset technologie> tre capable de Poser des questions prcises et cohrentes propos dune situation dobservation ou dexprience. Imaginer et raliser un dispositif exprimental susceptible de rpondre aux questions que lon se pose, en sappuyant sur des observations, des mesures appropries ou un schma. Par exemple, mettre en vidence que le mlange intime de glace et deau ltat liquide est zro degr (0 C). Dire degr Celsius . Montrer exprimentalement que la masse se conserve au cours de cette transformation. Utiliser des instruments de mesure : le thermomtre, la balance. Recommencer une exprience en ne modifiant quun seul facteur par rapport lexprience prcdente. Mettre en relation des donnes, en faire une reprsentation schmatique et linterprter. Mettre en relation des observations ralises en classe et des savoirs que lon trouve dans une documentation. Participer la prparation dune enqute ou dune visite en laborant un protocole dobservation ou un questionnaire. Rdiger un compte rendu intgrant schma dexprience ou dessin dobservation et le communiquer. Tenir un carnet dexpriences et dobservations. Produire, crer, modifier un document laide dun logiciel de traitement de texte.

PAGES 6-11DU MANUEL

Comptences matrise de la langue > Parler en sciences Utiliser le lexique spcifique des sciences. Formuler des questions pertinentes. Participer activement un dbat argument. Utiliser bon escient les connecteurs logiques dans le cadre dun raisonnement rigoureux.

> Lire en sciences Lire et comprendre un ouvrage documentaire. Traiter une information complexe comprenant du texte, des images, des schmas, des tableaux Chercher et se documenter au moyen dun produit multimdia (CD-Rom, DVD-Rom, site Internet, base de donnes).

> crire en sciences Prendre des notes lors dune observation, dune exprience, dune enqute ou dune visite. Rdiger, laide du matre, un compte rendu dexprience ou dobservation (texte statut scientifique). Tenir un carnet dexpriences et dobservations. Rdiger un texte pour communiquer des connaissances (texte statut documentaire). Produire, crer, modifier et exploiter un document laide dun logiciel de traitement de texte. Communiquer laide dune messagerie lectronique.

Liens avec dautres disciplinesou parties du programme> Gographie (ocans et continents, climats) Effectuer une recherche dans un atlas (imprim ou numrique). Situer quelques grands glaciers franais (Alpes ou Pyrnes) et observer les cours deau qui en dcoulent. Situer les zones froides du globe. Observer des photographies (iceberg, banquise, igloo, brise-glace).

> Avoir compris et retenu Les caractristiques des tats de leau : liquide, solide, gazeux. Leau passe de ltat liquide ltat gazeux par vaporation. Leau passe de ltat gazeux ltat liquide par condensation. La vapeur deau prsente dans lair ambiant, tat gazeux de leau, est imperceptible nos sens. Leau passe de ltat liquide ltat solide par solidification. Leau passe de ltat solide ltat liquide par fusion. La conservation de la matire dans les changements dtat de leau.

> Matrise de la langue et littrature Rechercher en BCD ou la mdiathque une slection douvrages de la littrature de jeunesse qui se droulent dans ces rgions. Par exemple, Samik (un jeune Inuit) et lOurs blanc, dEmmanuel Cerisier, collection Archimde , cole des loisirs, mars 2002. Effectuer une recherche documentaire. laborer un rsum. Prsenter une exposition avec des photographies lgendes illustrant ces rgions.

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I N F O R M AT I O N S P O U R L E N S E I G N A N T Informations scientifiqueset techniques> Les trois tats de leau tat : condition particulire dans laquelle se trouve un corps (Dictionnaire Hachette). Les caractristiques des trois tats de leau sont relier aux notions dordre et de dsordre au niveau atomique. Dans une goutte deau, il y a des milliards de molcules invisibles au microscope. On peut comparer une molcule deau une tte de Mickey (H2O) : un volume doxygne, le gros rond du visage, O ; deux volumes dhydrogne, les deux grandes oreilles, H2. Dans ltat liquide, les molcules, en agitation incessante, restent les unes contre les autres de faon dsordonne, ce qui explique la fluidit de la matire. Au contraire, dans ltat solide, les molcules sordonnent dans lespace de faon trs contraignante : chaque atome doxygne dune molcule deau doit tre align avec les atomes dhydrogne dans la mme direction que la liaison oxygne-hydrogne de la molcule voisine. Cest ce qui explique que la glace occupe un volume plus grand que leau liquide o les molcules deau sont dsordonnes. Cette contrainte ne peut tre totalement respecte, lordonnancement nest pas totalement compact, ce qui explique ltat cristallis de la matire. la surface horizontale de leau liquide, les molcules ont tendance se tenir serres les unes contre les autres. Ce phnomne, appel tension superficielle, permet par exemple de faire flotter une petite aiguille sur leau : laiguille est soutenue par les molcules qui forment comme une membrane trs mince la surface. Cette tension permet aussi au gerris (araigne deau) dvoluer sans peine sur leau. Dans ltat gazeux, les molcules, trs disperses, occupent un trs grand espace. La fluidit est encore plus grande que dans ltat liquide. donc une erreur de dire quon voit la vapeur lorsquon observe le nuage au-dessus de leau qui bout. Ce quon voit, ce sont de minuscules gouttelettes. Leau est toujours prsente, on peut sen rendre compte en condensant nouveau la vapeur en liquide sur un objet quelconque. Les nuages ne sont pas de la vapeur deau mais des millions de trs fines gouttelettes deau ou de cristaux de glace en suspension dans lair. La brume et le brouillard, proximit du sol, sont des phnomnes identiques. Lorsque le nuage refroidit, les gouttelettes tombent en pluie quand la condensation est assez forte. Les averses les plus violentes se produisent dans les pays chauds : les pluies sont diluviennes. En altitude, certains nuages sont forms de minuscules cristaux de glace (page 11). Les cristaux, en suspension dans lair, se rejoignent pour former des flocons de neige. La neige nest pas de la pluie gele. Lorsque la pluie gle, elle tombe en gouttes de glace : la grle. Une transformation identique, de leau liquide la vapeur deau, mais plus rapide, a lieu lors de lbullition de leau : leau liquide se transforme en gaz. Lbullition de leau pure a toujours lieu une temprature de 100 C sous pression normale. Dans le cas de lbullition, la manipulation doit tre conduite par lenseignant (chapitre 2). Remarques : La vitesse dvaporation est fonction de la pression atmosphrique, mais ce nest pas accessible des lves de CE2. En altitude, la pression atmosphrique est plus faible quau niveau de la mer et la temprature dbullition de leau est infrieure 100 C : la cuisson des aliments est plus difficile. Au contraire, plus la pression augmente, plus la temprature dbullition augmente. La cuisson des aliments est plus rapide dans un autocuiseur (cocotte-minute) car la pression intrieure, suprieure la pression atmosphrique, entrane une temprature dbullition suprieure 100 C. Il est impossible de mesurer la temprature de la vapeur, car, si on essayait de lenfermer, il y aurait explosion. Voir le rle de la soupape tournante de lautocuiseur qui permet de faire tomber la pression. La vitesse dvaporation dun liquide est aussi fonction de sa nature : lalcool svapore plus vite que leau. La transformation de la vapeur deau en eau liquide se nomme la condensation. Cest le froid qui permet la condensation (pages 7, 8 et 9).

> La condensation et lvaporation(Chapitre 2, manuel pages 8 et 9) La transformation de leau liquide en vapeur deau se nomme lvaporation (page 8). Cest un phnomne de surface qui se produit toutes les tempratures et qui dpend de plusieurs paramtres (chaleur, surface de contact avec lair, agitation, vent) (page 9). Le soleil contribue ce phnomne en rchauffant lair qui peut absorber beaucoup dhumidit, mais leau svapore aussi lorsque lair est sec et froid. Mme la neige et la glace svaporent. Plus la temprature est leve, plus lvaporation est rapide (page 9). vaporation et condensation sont les deux changements dtat de leau qui permettent la rcupration deau douce partir deau sale (page 9). La vapeur deau est un gaz invisible dans lair (page 8). Tout comme lair, elle est incolore et inodore. Cest

> La fusion et la solidification(Chapitre 3, manuel pages 10 et 11) La transformation de leau liquide en glace sappelle la solidification (page 11). La transformation de la glace en eau liquide sappelle la fusion (page 11).

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La temprature de fusion de la glace est 0 C. Cette temprature est celle qui se maintient tout le temps de la transformation. La fusion de la glace commence 0 C et se termine 0 C. Quelle que soit la temprature de leau dans laquelle on place la glace, la temprature de fusion est 0 C. Leau est liquide au-dessus de 0 C : il faut fournir de la chaleur pour que la glace fonde. Leau est solide au-dessous de 0 C. En classe, il y a deux faons de transformer leau liquide en glace : utiliser le compartiment glace dun rfrigrateur de lcole ou un conglateur ; utiliser un mlange rfrigrant compos denviron 1/4 de gros sel pour 3/4 de glace pile (environ 15 C). Le sel abaisse la temprature de fusion de la glace, do son utilisation sur les routes verglaces en hiver. Attention : si on ralise lexprience du mlange eauglace en utilisant des glaons, il faut veiller ce que leau et la glace soient longuement mlanges et que, lorsquon plonge le thermomtre, leau liquide et la glace soient encore visibles. Lors de la fusion de leau, le volume de leau diminue, mais la masse ne change pas. Lors de la solidification de leau, le volume augmente, mais la masse ne change pas.

dans locan Arctique. La plupart finissent par fondre, mais quelques-uns gagnent locan Atlantique. Cest un de ceux-l qui, en 1912, a fait sombrer le paquebot Titanic.

Reprsentations des lveset obstacles prendre en compteLinfiniment petit nest pas accessible aux lves de cet ge, mais il est important de leur faire remarquer que la forme rgulire des cristaux tient un ordre microscopique au niveau des molcules. Diverses photographies de cristaux vus au microscope lectronique aideront une bonne reprsentation de cet ordre. Pour aider la comprhension du phnomne, la prsentation aux lves peut se faire en parlant de grains de matire qui se serrent ou se sparent. Les changements dtat de leau peuvent tre reprsents par le schma suivant. La notion de rversibilit apparat clairement sa lecture. Gazn tio sa on en ati nd ris Co po Va

(page 11 Sur ton carnet de chercheur ) LAntarctique, prs du ple Sud, est un continent entirement couvert de glaciers. LArctique, prs du ple Nord, est une mer gele : la banquise. Les icebergs, qui sont forms deau douce (glaciers ayant gliss dans la mer), mettent plus de temps fondre que les morceaux de banquise, forms deau sale. Le sel ajout la glace abaisse son temps de fusion. On observe deux sortes dicebergs : Les icebergs de lAntarctique, plats, trs hauts et trs grands. En novembre 2003, une tempte a cass en deux un iceberg gant. Ctait sans doute le plus grand du monde : 170 km de long. Sa cassure a t observe par un satellite qui observait le ple Sud. (daprs Le Petit Quotidien n 1358 du jeudi 13 novembre 2003.) Les icebergs de lArctique, aux formes plus varies, dcoups par les vents et la mer. Chaque anne, des milliers dicebergs se dtachent des glaciers du Canada et du Groenland et tombent

Su bl im Co ati nd on en sa tio n

> Glaciers et icebergs

Solidification Solide Fusion Liquide

La mise en place de situations dapprentissage sur les changements dtat de la matire doit conduire : approfondir le concept de matire et dtat de la matire ; apprhender la conservation de la matire et de la masse ; observer les tempratures lors des changements dtat. Le mot vapeur dsigne dautres gaz que la vapeur deau (vapeur dalcool). Lexpression eau gazeuse ne dfinit pas leau dont ltat physique est ltat gazeux mais leau ltat liquide dans laquelle est dissous un gaz (lire les tiquettes de diverses bouteilles deaux minrales).

SQUENCE PDAGOGIQUE : CHAPITRE 1 L E A U E S T- E L L E T O U J O U R S L I Q U I D E ?Il sagit, dans ce chapitre, de dfinir les trois tats physiques de leau. Au cycle 3, la construction de la notion de matire, amorce aux cycles 1 et 2, se poursuit en faisant intervenir plus systmatiquement une observation des tats gazeux .

Matriel Manuel pages 6 et 7 et Carnet de chercheur pages 4 et 5. Grandes feuilles de papier, gros feutres pour la prise en notes des rponses des lves (affichage au tableau). Miroir de poche (un par lve de prfrence, sinon au moins un pour deux).

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Compte-gouttes, couvercles. Accs, dans lcole, un conglateur ou au compartiment glace dun rfrigrateur.

Sance 1Phase orale collective. Dure : 20 35 minutes selon quelle comportera ou non une trace crite (copie dun pome).

> Problmatisationmergence des reprsentations initiales partir du mot eau . Prise en compte de ces reprsentations dfinies par Andr Giordan et Grard de Vecchi (cf. bibliographie) comme un ensemble dimages mentales, de modles prsents chez lapprenant avant mme quune activit quelconque ne dbute . Conserver la trace de ces reprsentations pour mesurer leur volution en fin dapprentissage. Les rponses des lves pourront aussi tre prises en compte pour la mise en place dun projet interdisciplinaire sur leau (matrise de la langue ; gographie ; arts visuels).

Le pome sera lu, ou mieux, dit (mmorisation avant la sance ou enregistrement sur cassette audio) par le matre puis associ lun des documents photographiques. Les lves justifieront leur choix. Dautres textes potiques peuvent tre prsents (lus ou dits). Ils peuvent tre, intgralement ou non, crits par les lves pour illustrer une photographie de leur choix dans leur cahier ou dans leur Carnet de chercheur. Autres exemples : Ctait une de ces rudes matines dhiver o toute la nature est luisante, cassante et dure comme du cristal. Les arbres, vtus de givre, semblent avoir su de la glace. Guy de MAUPASSANT, Bel Ami.

Il neigeait. Lpre hiver fondait en avalanche. Aprs la plaine blanche une autre plaine blanche [] Il neigeait, il neigeait toujours ! La froide bise Sifflait ; sur le verglas dans des lieux inconnus. Victor HUGO, Chtiments, V, XIII, I.

> Questionnement initial sur les diffrents tats de leauFormulation du problme. Demander aux lves : Leau est-elle toujours liquide ? Quelles sont les diffrentes formes de leau que lon trouve dans la nature ? Poser les questions avant de faire ouvrir le manuel. Prendre en compte les rponses des lves. Les crire.

Sance 2Travail individuel, puis synthse collective et trace crite. Dure : 10 minutes avant lexprience 3, puis 20 minutes aprs lexprience 3. Les deux parties de la sance peuvent donc, par exemple, tre coupes par une rcration.

> Jobserve partir des documents photographiques de la page 6, apporter des lments de rponses en demandant aux lves sous quelle forme se prsente leau sur chaque photographie. Comparer avec les rponses donnes lors du questionnement initial. Faire commenter et justifier les rponses donnes partir de lobservation de chaque document photographique. Prendre en compte les rponses des lves en les crivant au fur et mesure sur une grande feuille laffichage. Cette trace sera conserve pour les sances ultrieures : les rponses des lves seront compltes ou corriges si besoin. Dautres photographies peuvent tre proposes (par le matre ou les lves) : brouillard dautomne ; nuages ; cascade ; neige ; rose. Prendre soin de proposer un ou deux phnomnes qui seront dfinir dans le Carnet de chercheur (page 7) de faon ce que chaque lve de la classe puisse tre en situation de russite. Les manuels de gographie et de langue franaise, les ouvrages de la BCD peuvent offrir dautres ressources photographiques.

> Investigation et structurationLes trois expriences de la page 7 et les explications donnes doivent conduire llaboration avec les lves du tableau de synthse (encadr jaune) dfinissant les trois tats de leau. Pour les expriences 1 et 2, chaque lve : lit la consigne ; fait lexprience ; dit ce quil constate, ce quil observe. Veiller ce que la consigne soit comprise, au besoin la redire oralement. Sassurer que chaque lve fait les bons gestes. Prendre en compte les observations en interrogeant quelques lves, en les laissant changer entre eux. Sont-ils daccord ? Observent-ils la mme chose ? Pour lexprience 2, observent-ils ce qui est dcrit sous le dessin ? Lexprience 3 peut tre ralise par groupes (selon le matriel disposition, 4 ou 5 couvercles seront prpars). Le temps coul, les lves observent-ils ce qui est dcrit sous le dessin ?

> ExplicationsChaque exprience est reprise et explique. Faire lire et relire le contenu explicatif de chaque exprience. Sassurer que les termes exacts sont employs bon escient par les lves. Au besoin, reprendre les rponses apportes par les lves lors de la premire sance et les complter en fonction des nouvelles connaissances.

> Je lis Le pome de Philippe Soupault Pour la libert . Philippe Soupault, n en 1897, membre du mouvement dada puis du groupe surraliste.

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> laboration de la synthseElle se fait dabord oralement, collectivement, en prenant en compte ce que les lves ont compris et doivent retenir. Poser la question : Que venez-vous dapprendre pendant ces deux sances ? Ensuite, la trace crite, pour le cahier individuel, peut se prsenter comme dans lencadr jaune page 7. Ce nest quun exemple, pas un modle. Limportant est que chaque tat physique de leau soit identifi et reconnu par quelques caractristiques.

Sance 3 et Carnetde chercheur> Recherche de dfinitions de motsLes lves feront une recherche personnelle (dictionnaire, recherche en BCD, questionnement dadultes la maison), et pourront aussi se rfrer la sance 1.

Les Inuits du Grand Nord identifient et nomment une bonne vingtaine de formes solides de leau alors que nous voyons seulement la neige et la glace. En Afrique, certains peuples utilisent le mme mot pour dsigner le ciel et la pluie. En Centrafrique, le terme gnou dsigne la fois leau , la goutte deau , la pluie . Au Qubec, les mtorologues nomment pleige une des prcipitations. Demander aux lves dessayer dexpliquer de quoi il sagit : Quelle expression emploierions-nous ? Rponse : neige pluvieuse . Le souffle des baleines. Le panache de bue, trs haut, provient de lair humide que la baleine chasse de ses poumons par une sorte de narine appele vent . Une couche de neige de 10 cm contient autant deau que 1 cm de pluie.

> tonnant ! Autres exemples : Le vocabulaire employ par les hommes est troitement li aux spcificits gographiques, culturelles et sociales.

Sance 4> valuationElle devra permettre de sassurer que les lves sont capables didentifier, de nommer et de dfinir les trois tats physiques de leau.

SQUENCE PDAGOGIQUE : CHAPITRE 2 QUE DEVIENNENT LES GOUTTES DEAU ? Matriel Manuel pages 8 et 9 et Carnet de chercheur pages 6 et 7. Grandes feuilles de papier, gros feutres pour prise en notes des rponses des lves (affichage au tableau). Verres, assiettes plates. Accs, dans la classe, un radiateur. sec lextrieur et avec des gouttes deau lintrieur. Doc. 4 : Faire mettre des hypothses quant au fait que le verre est devenu entirement sec. Questionner : Quest-ce qui rend leau invisible ? Cest le phnomne de lvaporation.

> Hypothses pouvant tre formules par les lves Le verre a sch parce quil faisait chaud. Leau a disparu. Cest devenu de lair. Leau sest envole. Leau sest vapore. Comparer avec les rponses donnes lors du questionnement initial. Le plus souvent, ces rponses vont montrer que les lves ne possdent pas lide de conservation et que, pour eux, lexistence de quelque chose dinvisible est difficile admettre. Il est important dinsister sur les Explications page 8. Une partie des lments de rponse va faire apparatre que les lves font intervenir le paramtre de la chaleur dans lvaporation. Cela va permettre de faire le lien avec la sance suivante.

Sance 1Phase orale collective. Dure : 25 minutes.

> ProblmatisationQuestionnement initial : Que deviennent les gouttes deau ? Par exemple, les gouttes laisses par la pluie sur la table du jardin, par la vaisselle sur lgouttoir Que deviennent-elles si vous ne les essuyez pas ? Poser les questions avant de faire ouvrir le manuel. Prendre en compte les rponses des lves. Les crire.

> Jobserve et je comprends partir des documents photographiques dcrivant le dispositif de la page 8, demander aux lves de formuler des hypothses pour expliquer ce qui se passe lors des diffrentes tapes. Le dispositif peut tre mis en place et observ en classe tout au long dune demi-journe. Faire commenter et justifier les rponses. Doc. 1 : Faire observer et dcrire. Doc. 2 : Bien faire observer le temps coul. Faire mettre des hypothses quant au fait que le verre est

Sance 2Travail individuel, puis synthse collective et trace crite. Dure : 30 minutes si le travail est essentiellement men avec les documents du manuel. Plusieurs jours dobservation si le dispositif dexpriences dcrit page 9 ( Je lis ) est mis en place dans la classe, ce qui, bien sr, est prfrable.

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> Investigation et structurationLe dispositif dcrit page 8, les expriences de la page 9 et les explications donnes doivent conduire llaboration avec les lves du tableau de synthse (encadr jaune page 8) dfinissant la condensation et lvaporation.

> Je lis Cette sance est destine mettre en vidence les facteurs qui favorisent lvaporation : le rle de la chaleur (hypothse 1 page 9) que les lves auront sans doute avanc lors de la premire sance ; le rle de la grandeur de la surface libre (hypothse 2 page 9) ; le rle de la quantit deau (hypothses 1 et 2 page 9) ; le rle du vent Les expriences du Je lis page 9 vont permettre aux lves de prendre conscience de la ncessit de sparer les variables dune exprimentation avant de conclure : il faut travailler sur un paramtre la fois. Le rle de la chaleur (hypothse 1). Le rle de la surface de leau (hypothse 2). Le travail peut se faire par groupes, chaque groupe dlves travaillant sur un protocole diffrent. Quel que soit le choix de la forme de travail, il faut demander aux lves de formuler clairement leurs conclusions.

il y a de moins en moins deau dans la casserole. Si on continue chauffer, leau svapore compltement. Il y a un nuage au-dessus de la casserole. Demander aux lves de quoi il sagit. Comparer avec ce qui a t observ prcdemment. Revoir le Doc. 3 page 6. Placer un verre ou une assiette froide au-dessus de la casserole. Demander aux lves ce qui va se passer (cf. exprience 2 page 7). Cest aussi ce quils peuvent observer occasionnellement sur les vitres froides de la cuisine la maison quand des plats cuisent. Les mots bue et condensation doivent tre remploys. Lorsque leau bout, sa temprature est toujours la mme : 100 C. Amener les enfants conclure : il y a deux faons de faire passer leau de ltat liquide ltat gazeux. Lentement, cest lvaporation qui se produit toute temprature. Trs rapidement, cest lbullition qui a lieu la temprature constante de 100 C.

laboration de la synthseElle se fait dabord oralement, collectivement, en prenant en compte ce que les lves ont compris et doivent retenir. Poser la question : Que venez-vous dapprendre pendant ces deux sances ? Ensuite, la trace crite, pour le cahier individuel, peut se prsenter comme dans lencadr jaune page 8. Ce nest quun exemple, pas un modle. Limportant est que le passage de ltat liquide de leau ltat gazeux de leau soit dfini et nomm, de mme pour le passage de ltat gazeux ltat liquide. Les termes vaporation et condensation doivent tre dfinis, expliqus et utiliss bon escient par les lves.

> Autres expriencesAvec lutilisation dun sche-cheveux comportant 2 positions, chaud et froid, ou avec des intensits diffrentes, les lves par groupes de 3 ou 4 vont faire scher un mouchoir en coton. Expliquer les divers protocoles et mettre des hypothses. Quel est le mouchoir qui sera sec le plus rapidement ? celui qui sera sec en dernier ? Faire justifier. Schage sans intervention dun mouchoir tal. Schage sans intervention dun mouchoir en boule . Schage avec position froid du sche-cheveux. Schage avec position chaud du sche-cheveux. Schage avec un ventilateur. Ces expriences sont simples raliser dans la classe, mais il faut quelles soient menes avec une grande prcision pour pouvoir tre compares : mmes mouchoirs ; mme quantit deau pour mouiller chaque mouchoir ; prcision de la mesure du temps : utilisation dun chronomtre (prvoir une sance de manipulation). Chaque groupe rend compte de son exprience aux autres groupes. Faire comparer les temps de schage. Comparer avec les hypothses de dpart.

Sance 3 et Carnetde chercheur> Questionnement en rapport avec la vie quotidienne des lvesChaque lve doit pouvoir apporter une ou plusieurs rponses aux questions page 6. Il est possible aussi de complter le questionnement en leur demandant si les faons de faire scher le linge sont diffrentes sur les lieux de vacances. Aider la formulation et la correction orthographique si besoin. En profiter pour mettre en garde sur les dangers de mettre du linge scher en le posant directement sur un radiateur lectrique.

> Cas de lbullitionLexprience (non traite dans le manuel) doit tre ralise par lenseignant (dans la cuisine de lcole). Faire observer leau en train de bouillir (lves par deux ou trois autour du dispositif). Mettre trs peu deau chaque fois dans la casserole pour que tous les lves puissent observer lbullition. Lors de lbullition, les grosses bulles qui se forment et remontent la surface sont des bulles de vapeur deau. Elles viennent clater la surface. Au fur et mesure,

> Prolongements. Matrise de la langue crire un compte rendu dexprience comme dans Je lis . Travailler ce type de texte lors dun projet dcriture. Par exemple, crire le compte rendu de lexprience dcrite dans tonnant ! page 9. Travail sur les familles de mots. Observation rflchie de la langue. Travail partir du mot scher , en reprenant dabord les mots utiliss dans le manuel : sec (page 8) ; sche ; scher (page 9) ;

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sch(e) ; faire scher ; se scher ; puis en compltant avec les mots qui seront trouvs dans le Carnet de chercheur : schoir ( linge ; cheveux) ; schage ( lair libre ; au soleil) ; sche-linge ; schemains ; et dautres encore : scheresse ; scherie (de poissons) ; sche-cheveux (schoir cheveux) ; desscher ; desschement ; asscher ; quelques expressions : mettre un tang sec ; conserver au sec ; saison sche ; fruits et lgumes secs ; peau sche (dshydrate)

> tonnant ! Ce dispositif peut tre mis en place dans la classe. Mettre le matriel la disposition dun groupe dlves qui se chargera de raliser le dispositif laide du schma et den rendre compte au groupe-classe en exposant oralement ce quils ont fait. Autre exemple : Quand on sort de leau ( la piscine ou la mer) pendant quil pleut, on a moins froid que par temps sec. Leau qui svapore de notre peau en fines gouttelettes absorbe la chaleur du corps ; cest pour cela quhabituellement on a froid mais, par temps humide, leau svapore moins.

> ObjectifsSassurer de la bonne utilisation du lexique rencontr lors de la sance 2 (manuel et Carnet de chercheur) et rendre les lves capables de comprendre des mots nouveaux ou des expressions dans leur contexte et en sappuyant sur quelques phnomnes drivs (schoir ; schage ; desscher ; asscher).

Sance 4> valuationIndividuelle et crite, elle devra permettre de sassurer que les lves sont capables didentifier, de nommer et de dfinir vaporation et condensation .

SQUENCE PDAGOGIQUE : CHAPITRE 3 COMMENT SE FORME LA GLACE ? Matriel Manuel pages 10 et 11 et Carnet de chercheur pages 8 et 9. Grandes feuilles de papier, gros feutres pour la prise en notes des rponses des lves (affichage au tableau). Bacs glaons, thermomtre. Accs, dans lcole, un conglateur et un rfrigrateur (utilisation possible du compartiment glace). Assiette. 2 bouteilles en plastique rigide.

> Problmatisationmergence des reprsentations initiales partir du mot glace . Prise en compte des conceptions des lves. En conserver la trace (cf. sance 1 du chapitre 1). Questionnement initial : Comment se forme la glace ? Poser la question avant de faire ouvrir le manuel. Prendre en compte les rponses des lves.

> Jobserve partir des documents photographiques dcrivant le dispositif de la page 10, demander aux lves de formuler : des constatations propos des bacs A et B ; des hypothses pour expliquer ce qui va se passer pour chacun des bacs A et B si lexprience est prolonge de plusieurs jours dans les mmes conditions. Sassurer que les lves sont capables de lire un thermomtre. Si ce nest pas le cas, prvoir une sance de manipulation. Faire commenter et justifier les rponses. Reprendre la question initiale Comment se forme la glace ? et formuler une rponse prenant en compte ce qui vient dtre observ.

Sance 1Phase orale collective. Dure : 25 minutes si le travail se fait partir des documents 1 et 2 du manuel page 10, ou 5 minutes de mise en place des bacs, puis 20 minutes aprs 24 heures. Choisir de mettre en place ce module dapprentissage en hiver o la temprature peut atteindre 0 C ou moins pour permettre dobserver la glace dans la nature. Faire observer la formation de cristaux sur une flaque : au fur et mesure que la flaque gle, les cristaux, en forme de lames, se rejoignent pour former une couche de glace solide. Profiter dune chute de neige ventuelle (ou dune classe de dcouverte la montagne) pour montrer que la neige est aussi de leau solide (la faire fondre). Si on place la neige fondue dans le conglateur, on obtiendra de la glace, pas de la neige (page 11). La neige renferme une grande quantit dair (page 11). Quand on fait des boules de neige, plus elles sont tasses, plus elles ressemblent de la glace. lextrieur, observer la loupe des flocons de neige pour voir les cristaux (page 11).

Sance 2Travail individuel, puis synthse collective et trace crite. Dure : 30 minutes si le travail est men avec lexprience 1 page 11 et les dessins de lexprience 2 et de lexprience 3. Plusieurs jours dobservation si les dispositifs des expriences 2 et 3 dcrits page 11 sont mis en place, ce qui, bien sr, est prfrable. Cette sance peut se drouler en deux fois si on inclut les expriences 4 et 5 (non dcrites dans le manuel).

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> Investigation et structuration Je comprends . Le dispositif dcrit page 10, les expriences de la page 11 et les explications donnes doivent conduire llaboration avec les lves du tableau de synthse (encadr jaune page 11) dfinissant solidification et fusion. Expriences 1, 2, 3 (page 11) raliser, dcrire et commenter. Avant de faire lexprience 2, il est important de demander aux lves de formuler des hypothses sur ce quils vont trouver au bout de 12 heures : de la neige ? de leau liquide ? de la glace ? Utiliser ce qui a t observ (bacs A et B) page 10. Exprience 3 page 11 : mise en vidence de laugmentation de volume. Demander aux lves de formuler des hypothses, et de chercher des explications aux questions suivantes : Quelles sont les prcautions prendre lhiver pour les tuyauteries ? pour les radiateurs des automobiles ? .

laboration de la synthseElle se fait dabord oralement, collectivement, en prenant en compte ce que les lves ont compris et doivent retenir des sances 1 et 2. Poser la question : Que venez-vous dapprendre pendant ces deux sances ? Ensuite, la trace crite, pour le cahier individuel, peut se prsenter comme dans lencadr jaune page 11. Ce nest quun exemple, pas un modle. Limportant est que le passage de ltat liquide de leau ltat solide de leau soit dfini et nomm, de mme pour le passage de ltat solide ltat liquide. Les termes solidification et fusion doivent tre dfinis, expliqus et utiliss bon escient par les lves.

Sance 3 et Carnetde chercheur> Recherche documentaire sur les icebergsLiens avec la gographie. Ocans et continents. Les massifs montagneux. Utilisation de reprsentations paysagres et cartographiques. Utiliser un manuel de gographie pour prsenter aux lves quelques documents photographiques.

> Autres expriences raliser en classeMise en vidence de laugmentation de volume : exprience 4 Matriel : Tube essai. Mlange rfrigrant compos de glace pile et de gros sel. Verre. Verser de leau liquide jusqu un trait de repre dans le tube essai. Placer le tube en position verticale dans un verre contenant le mlange rfrigrant. Leau liquide se transforme en glace : le niveau de la glace est plus haut que le repre initial. Mise en vidence de la conservation de la masse : exprience 5 Matriel : Deux bouteilles identiques, en plastique souple, remplies de la mme quantit deau et fermes. Balance Roberval. Accs un conglateur (ou au compartiment glace dun rfrigrateur). Placer une bouteille sur chacun des plateaux de la balance. Constater lquilibre. Les deux bouteilles ont la mme masse. Sassurer que les lves sont capables deffectuer une pese. Si ce nest pas le cas, prvoir une sance de manipulation. Dposer une des bouteilles dans le conglateur. Le lendemain, observer cette bouteille : elle est dforme sous leffet de laugmentation de volume de leau solide. Demander aux lves dmettre des hypothses si on replace les deux bouteilles sur chacun des plateaux de la balance. Y aura-t-il encore quilibre ? Le plus souvent, une grande partie des lves pensent que la masse de leau solide sera suprieure la masse de leau liquide. Il y a plus de glace, donc cest plus lourd. Effectuer la pese pour mettre en vidence la conservation de la masse.

> Recherche et lecture documentaire en BCD Utilisation dun document multimdia / Recherche sur InternetCf. Zoom sur Une recherche sur Internet pages 76 et 77 du manuel. Lire : Informations pour lenseignant , partie Glaciers et icebergs . Aider les lves raliser lexprience. La faire commenter, puis demander den faire le compte rendu.

> Je lis (manuel page 10) Des glaces pour Louis XIV Liens avec lhistoire. Situer le document : la priode historique concerne. Louis XIV et la vie quotidienne la cour de Versailles. Utiliser un manuel dhistoire pour prsenter aux lves quelques documents iconographiques. Liens avec la vie quotidienne aujourdhui. De quelle faon sont fabriques les glaces que tu manges aujourdhui ? Dans le commerce ? la maison ? Utilisation dune sorbetire.

> Autres exemples de lectures Le Roman de Renart : lhistoire dIsengrin qui le chasseur doit trancher la queue coince dans la glace. Lalbum Le Petit Lapin de Nol dOlga Lecaye, lcole des loisirs : lhistoire du petit lapin qui tombe dans leau glace et se retrouve prisonnier dans un glaon. Les lves peuvent proposer des expriences pour mettre en scne la situation, puis la dcrire :

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ficelle dans leau dun tube plong dans un mlange rfrigrant ; forme en plastique, reprsentant le lapin, dans leau dun tube plong dans un mlange rfrigrant.

Exprience Matriel : 2 assiettes. 2 glaons. 2 pots de yaourt nature en plastique, vides et dbarrasss de leurs tiquettes. Lun des pots est peint en noir, lautre est laiss blanc. Un jour o il fait froid mais o le soleil est prsent, posez un glaon sur chaque assiette. Recouvrez lun du pot de yaourt blanc, lautre du pot de yaourt peint en noir. Placez au soleil. Observez : sous le pot noir, le glaon fond plus vite !

> tonnant ! La glace flotte toujours la surface dun tang. Les poissons peuvent continuer nager en dessous. De leau sale (donc non pure) ne gle pas 0 C. On met du sel sur les routes pour que leau sale reste liquide des tempratures infrieures 0 C (entre 3 C et 5 C). Exprience : Mettez un glaon dans un saladier rempli deau. Saupoudrez le glaon avec un peu de sel et posez une petite baguette de bois dessus (type cure-dents). Vous pouvez alors soulever le glaon facilement. Le sel vers sur le glaon fait fondre la glace mais, au contact du cube glac, leau gle nouveau en emprisonnant le btonnet. Les objets blancs renvoient la chaleur du soleil. Plus les objets sont sombres, plus ils la capturent.

Sance 4> valuationIndividuelle et crite, elle devra permettre de sassurer que les lves sont capables didentifier, de nommer et de dfinir solidification et fusion .

PROLONGEMENTS ET RINVESTISSEMENTS Mlanges et solutions : chapitres 4 et 5 du manuel. Transfert des connaissances au cycle mtorologique de leau dans la nature. Transfert des notions tudies au sujet de leau dautres substances. Le chocolat et le beurre sont des exemples utilisables, mais il faut savoir que ce ne sont pas des corps purs. De plus, le chauffage entrane une transformation chimique. La rversibilit est alors imparfaite. Autres exemples (utilisation par ladulte car lexprimentation peut prsenter des dangers) : la paraffine (bougie) ; la soudure dlectricien : fusion, puis solidification dun mtal. Enqutes, documentation pour dautres mtaux, ou le verre.

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La matire

Mlanges et solutionsRFRENCES AUX PROGRAMMES SavoirsLe principal objectif est de consolider la connaissance de la matire et de sa conservation. Dcouverte de la miscibilit ou de la non-miscibilit de certains liquides. Distinction entre un mlange homogne et une mulsion. Ordre constant de superposition des liquides (quils soient miscibles ou non). Notion de masse volumique dun liquide. Le terme de masse volumique ne fera pas ncessairement lobjet dun apprentissage particulier, mais il est important que les enfants dcouvrent que des volumes gaux de liquides ont souvent des masses diffrentes. La masse volumique varie en fonction de plusieurs facteurs : la temprature : variation du volume due la dilatation mais conservation de la masse (cf. exprience 3 page 11 du manuel) ; la concentration dans le cas dune solution (plus une solution est concentre, plus sa masse volumique est grande) ; les proportions dans le cas dun mlange de liquides. Utilisation du vocabulaire appropri : Lors des manipulations, veiller bien employer le terme agiter plutt que mlanger . Bien diffrencier blanc et incolore, liquide limpide et liquide trouble.

PAGES 12-17DU MANUEL

Mettre en relation des observations ralises en classe et des savoirs que lon trouve dans une documentation. Rdiger un compte rendu intgrant schma dexprience ou dessin dobservation. Ces comptences et ces notions sont dtailles dans le document dapplication des programmes.

> Avoir compris et retenu Les mlanges et la dissolution.

Comptences matrise de la langue > Avoir acquis une premire comptence dcriture et de rdaction Souligner (ou surligner) dans un texte les informations que lon recherche. Pouvoir les organiser en liste sur un support de papier ou grce lordinateur.

> Parler en sciences Utiliser le lexique spcifique des sciences dans les diffrentes situations didactiques mises en jeu. Formuler des questions pertinentes. Participer activement un dbat argument pour laborer des connaissances scientifiques en en respectant les contraintes (raisonnement rigoureux, examen critique des faits constats, prcision des formulations, etc.). Savoir rechercher et noncer des critres.

Comptences en scienceset technologie> tre capable de Poser des questions prcises et cohrentes propos dune situation dobservation ou dexprience. Imaginer et raliser un dispositif exprimental susceptible de rpondre aux questions que lon se pose, en sappuyant sur des observations, des mesures appropries ou un schma. Utiliser des instruments dobservation et de mesure : la balance, le compte-gouttes. Recommencer une exprience en ne modifiant quun seul facteur par rapport lexprience prcdente. Mettre en relation des donnes, en faire une reprsentation schmatique et linterprter.

> Lire en sciences Traiter une information complexe comprenant du texte, des images, des schmas. Rechercher des informations pertinentes dans des documents.

> crire en sciences Prendre des notes lors dune exprience, dune enqute. Rdiger, avec laide du matre, un compte rendu dexprience (texte statut scientifique). Rdiger un texte pour communiquer des connaissances (texte statut documentaire).

Liens avec dautres disciplinesou parties du programmeGographie : lecture de paysages en relation troite avec la photographie.

I N F O R M AT I O N S P O U R L E N S E I G N A N T Informations scientifiqueset techniquesLa distinction mlange/solution est une distinction dusage et non une distinction scientifique. Lorsquon parle dun mlange htrogne, on emploie le terme mlange . On oppose mlange corps pur. Un corps pur est constitu de molcules identiques.

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Un mlange est un corps dans lequel on trouve deux ou plusieurs sortes de molcules. Dans le cas dun ensemble homogne solide, gazeux ou liquide, on emploie aussi le terme de mlange. Quand un des composants dun mlange homogne liquide ou solide joue un rle diffrent des autres on parle alors de solution. Une solution est donc le mlange dun solide dans un liquide. Ainsi dans le cas de leau sale, leau est appele solvant , le sel solut , et on parle de solution de sel dans leau. Ces termes homogne , htrogne , solvant , solut ainsi que la distinction dusage entre solution et mlange nont pas faire lobjet dun apprentissage systmatique lcole lmentaire. Dans le cas dune suspension, le solide dispers nest plus ltat de molcules mais de grains. Ces granules peuvent tre trs petits et passer travers les filtres : cest le cas du caf dit soluble . Lors de la dissolution, il y a dabord sparation des molcules du solide (on lobserve facilement avec le sucre en morceaux dans de leau), puis il y a dispersion des particules du solut dans le solvant, la dispersion tant maintenue par lagitation. Les molcules dissoutes restent intactes dans la solution de sel ; il y a conservation du corps dissous, cest-dire quil y a conservation de la masse et la possibilit de rcuprer le corps dissous par vaporisation du solvant (par bullition ou par vaporation). La solubilit dune substance correspond la limite de dissolution de cette substance dans un liquide.

cules du solide et celles du liquide. Lagitation permet la dissolution de se poursuivre.

> La vitesse de dissolutionPlus la concentration augmente, plus la vitesse de dissolution diminue, pour tre nulle lorsquon atteint la saturation.

> Le rle de la temprature du solvantLes molcules du solvant arrivent plus vite sur le solide si la temprature du solvant augmente. De plus, si le liquide est en cours de chauffage, les courants de convection jouent alors le mme rle que lagitation mcanique et acclrent donc la dissolution. Par exemple, la solubilit du sel est de 35,7 g pour une valeur de 100 g deau 10 C et de 39,6 g pour une valeur de 100 g deau 100 C. Cette diffrence est peu significative pour le sel, mais plus importante pour dautres solides, comme le sucre par exemple (190 g pour une valeur de 100 g deau 10 C et 487 g pour une valeur de 100 g deau 100 C). Pour le caf : le caf moulu ne se dissout pas, mais leau bouillante prend une couleur marron. Aucun change ne se produit dans leau froide. Il sagit l dune suspension et non dune solution. Les changes entre les deux corps ne seffectuent que grce la temprature du solvant. Les mlanges de liquides sont des situations familires pour les enfants : sirop dans leau Lors des squences mises en uvre, il est intressant de faire comprendre aux lves que certains liquides ne se mlangent pas.

Des paramtres prendreen compte ou faire varier lors des expriences> La quantit de solvantIl faut noter que plus la quantit de solvant augmente, plus la concentration est faible. Il faut donc veiller lors de lexprience sur la saturation ce que les lves ne dmarrent pas leur exprience avec une trop grande quantit deau.

Reprsentations des lves etobstacles prendre en compte La confusion dans le langage courant entre dissoudre et fondre est frquente. On dit que le sucre fond dans leau alors quil se dissout (la fusion tant le changement dtat solide ltat liquide). Les mots dissolution et dissoudre seront donns aux enfants ; il sera ncessaire de leur rappeler ce vocabulaire car ils referont souvent la confusion entre fondre et dissoudre. La conservation de la matire lors dune dissolution est difficilement perue par les lves. Il existe chez lenfant une confusion entre eau pure et eau limpide, eau propre et eau potable.

> Le rle de lagitationLe rle de lagitation est souligner. Sans agitation, les molcules dissoutes restent au voisinage du corps dissoudre ; il y a interaction dattraction entre les mol-

SQUENCE PDAGOGIQUE : CHAPITRE 4 E S T- C E Q U E T O U T S E M L A N G E A V E C D E L E A U ? Objectifs Analyser des photographies pour dcrire le phnomne observ et raliser ensuite un dispositif exprimental. Rendre compte de son exprience. Utiliser les rsultats des expriences pour classer des substances dans un tableau, selon quelles sont solubles ou non solubles dans leau. Prendre conscience quune eau limpide peut contenir diverses substances dissoutes. Imaginer un dispositif pour rcuprer le sel dune solution. Sinterroger sur la conservation de la masse au cours de la dissolution.

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tude des documents> Documents 1, 2 et 3 (manuel page 12)Lobservation du marais salant permet de mettre en images les phnomnes de solution et de cristallisation les plus spectaculaires et les plus connus des enfants. Lors de lobservation des photos, sinterroger sur : La profondeur des bassins : les bassins des marais salants sont peu profonds et trs grands ; cela permet une plus grande surface de contact de leau avec lair, donc une vaporation plus rapide (cf. chapitre 2 sur lvaporation). Dans les marais salants, on fait passer leau dans une succession de bassins. La concentration en sel augmente de plus en plus jusqu obtenir la limite de saturation (Doc. 2). Limportance des facteurs climatiques : leau svapore sous laction du soleil et du vent.

tions. Observation dans la nature (eau sale, eau de mer), dans la cuisine.

> Situation-problme : pourquoi peut-on rcuprer du sel dans leau de mer ?Les lves sont par petits groupes (4 lves) et vont exprimenter. Un secrtaire est charg de noter chaque exprimentation propose et les rsultats observs. Les lves proposent des mlanges et font des hypothses sur les rsultats. Observation des phnomnes observs : disparition plus ou moins rapide du produit (ou non-disparition). Les lves ont quelquefois tendance mettre beaucoup de produit dans leau sils nont pas de directives. On pourra alors observer la saturation qui sera ensuite reprise dans le Carnet de chercheur.

> Mise en communExpos par le dlgu de chaque groupe des expriences ralises.

> Pistes de travailO trouve-t-on des marais salants en France ? Faire une recherche dans des encyclopdies, rechercher sur les tiquettes demballage de sel, identifier les diffrents types de sel alimentaire vendus dans le commerce. Quest-ce quune mine de sel ?

Sance 2Dure : 45 minutes (30 minutes pour la manipulation, 15 minutes pour la mise en commun).

> Je lis Lappellation eau minrale est rglemente : ladjectif minrale provient des diffrents sels minraux contenus dans leau.

> Situation-problme : o est pass le sel ?Par petits groupes, chercher comment retrouver et isoler le sel dissous. Chaque groupe doit mettre en place un protocole pour rcuprer le sel dissous. Il prsentera ensuite ce dispositif lensemble de la classe.

> Pistes de travailRechercher dautres types deaux mises en bouteille (eau de source, eau de table, eau distille, eau dminralise) et lire les tiquettes pour analyser leur composition. Aboutir la notion deau pure. Rechercher sur une carte de France o se situent les centres dexploitation de ces eaux (lien avec la gographie).

> Mise en communChaque groupe prsente son dispositif et annonce ses rsultats. Rassembler les rponses au tableau. changes, argumentations. Organisation des rponses dans un tableau.

> tonnant ! Le taux de salinit de la mer Morte. On peut rechercher o se trouve la mer Morte. Essayer de reproduire le taux de salinit de la mer Morte (26 g de sel pour 100 g deau) et voir comment les objets y flottent.

> Transcription du compte rendu dexprience (temps de travail sur la matrise de la langue)Les procds utiliss : le filtrage ou la dcantation. Lorsquils sont mis en uvre, ces procds dmontrent que ce nest pas la bonne mthode ; lvaporation : rappel des marais salants. Lvaporation peut tre acclre, par une plus grande surface dvaporation, par chauffage (rappel du chapitre 2 pages 8 et 9).

Sance 1Dure : 15 minutes pour la sance dobservation et 30 minutes pour la phase dexprimentation, puis comparaison et analyse des rsultats obtenus.

> Matriel Manuel pages 12 et 13 et Carnet de chercheur pages 10 et 11. Bocaux de verre. Eau. Gros sel. Sel fin. Entonnoirs.

Sance 3Dure : 45 minutes (30 minutes pour la manipulation, 15 minutes pour la mise en commun).

> Situation-problme : tout le sel mis dans leau se retrouve-t-il dans la solution ?On dveloppera ici lide de la conservation de la substance et de la masse au cours de deux phnomnes : la dissolution et la cristallisation. A-t-on la mme masse de sel lors des diffrentes oprations ? Mettre en place un dispositif pour vrifier cette hypothse : possibilit de faire des peses (ncessit davoir

> Point de dpartTravail sur les reprsentations des lves. Demander aux lves sils connaissent des mlanges et des solu-

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des balances prcises). Peser part leau et le sel. Faire la dissolution, remettre sur la balance. Quobservet-on ? Faire vaporer leau. Quelle masse de sel restet-il ? La masse de la solution deau sale est gale la somme des masses deau et de sel. Le produit ne se contente donc pas de donner sa saveur, il est entier dans la solution.

> Le volume(Pour le matre) Il y a une lgre variation de volume. Le volume de la solution nest pas gal la somme du volume deau et du volume de sel. Si lon souhaite ne faire que deux sances sur ce point, on peut faire travailler une partie de la classe sur la situation-problme 2 et lautre partie sur la situationproblme 3. Prvoir alors un temps de mise en commun un peu plus long.

Sance 4Dure : 45 minutes (30 minutes pour la manipulation, 15 minutes pour la mise en commun).

Les lves proposent des mlanges et font des hypothses sur les rsultats. Observation des phnomnes : disparition plus ou moins rapide du produit (ou nondisparition) ; coloration de leau ; mulsion. On peut proposer de conserver les mlanges quelques jours pour voir si les phnomnes observs se prennisent ou non. Mise en commun Rassembler les rponses au tableau. changes, argumentations. Organisation des rponses dans un tableau. Conclusions Il y a des solides qui donnent avec de leau des liquides limpides. Il y a des solides qui donnent avec de leau des liquides troubles : les suspensions. Par filtration ou dcantation, une suspension peut donner un liquide limpide ou moins trouble.

Sance 5> Objectifs Raliser des mlanges. Rechercher la limite de saturation.

> Matriel Manuel pages 12 et 13 et Carnet de chercheur pages 10 et 11. Rcipients transparents. Agitateurs ou cuillres. Entonnoirs. Papiers-filtres. Balances. prouvettes gradues. Eau. Farine. Sel. Sucre. Caf moulu, caf soluble (lutilisation du caf moulu permet de casser la reprsentation des enfants qui pensent que tout ce qui est en poudre est soluble). Sable. Terre. Morceau de savon de Marseille (dissolution longue). La liste nest pas exhaustive. Tous les mlanges sont possibles. Il faut veiller demander aux enfants de napporter que des produits que lon utilise pour la cuisine ou la toilette. Le matre apportera lui-mme les produits plus dangereux (peinture lhuile, actone, white-spirit). Rechercher avec les lves quoi servent ces produits.

> Raliser des mlanges (Carnet de chercheur pages 10 et 11) partir du Carnet de chercheur, les lves exprimentent des propositions de solutions. Les dissolutions proposes concernent pour beaucoup des produits alimentaires ou domestiques. Ce choix rpond au souci de permettre lenfant de faire la diffrence entre dissolution et suspension, dissolution et raction chimique. Caf moulu, caf soluble. Le terme caf soluble est impropre, car on nobtient pas avec ce produit des solutions mais des suspensions. Les substances solubles contenues dans le caf moulu se dissolvent plus vite dans leau chaude que dans leau tide et trs peu dans leau froide. Il en est de mme pour le th. Il est intressant de faire rechercher aux enfants dautres produits courants rpertoris comme solubles ou solubiliss. Ce travail peut tre dabord ralis par paire, une mise en commun permettant de lister les rponses les plus pertinentes et damliorer lcriture et lorthographe.

> Situation-problme : peut-on dissoudre une quantit illimite de sel dans une quantit donne deau ?Dissoudre de plus en plus de sel dans leau pour savoir si cette quantit est illimite. La limite de solubilit temprature ordinaire est denviron 35 g de sel pour 100 g deau. La dissolution tant trs lente lorsquon approche de la saturation, on peut diffrer lobservation. Matriel Bocaux de verre. Sel de cuisine (en cristaux). Mesure (bouchons de bouteilles plastiques, petits tubes de pellicules photos ou daspirine). Entonnoir.

> Situation-problme : peut-on tout dissoudre dans leau ?Exprimentation Il est prfrable de prsenter des situations simples, o on peut sparer les constituants soit par changement dtat, soit par filtrage ou dcantation. Les lves sont par petits groupes (4 lves) et vont exprimenter. La consigne de ne mlanger quun seul corps dans leau doit tre prcise. Un secrtaire est charg de noter chaque exprimentation propose et les rsultats observs.

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Limportant est que tous les enfants utilisent la mme mesure. Certains enfants mettent trs vite beaucoup de sel, dautres procdent avec mthodologie. La solution devient de plus en plus paisse. Il arrive un seuil o le sel ne se dissout plus et reste en surface. Pour le sel, la saturation a lieu entre 35 et 40 g de sel pour 100 g deau. Lorsquon parle de solution sature, il faut indiquer : le solvant, le corps dissous, les quantits utilises et la temprature. Pour le sel, la temprature change peu le taux de saturation. Par contre, pour dautres substances comme le sucre ou le nitrate de potassium, les rsultats sont plus significatifs. Prolongements Et avec du sucre ? Ces mmes expriences peuvent tre reconduites avec dautres solides : le sucre, par exemple. La solubilit du sucre est plus grande chaud qu froid alors que la diffrence est peu significative pour le sel, comme nous lavons vu.

Soucoupe. Rgle. Casserole. Fil pche en nylon. On obtient des cristaux de sel partir dune solution amene saturation. Les cristaux de sel sont dautant plus gros que lvaporation est plus lente. Il est donc intressant de faire une exprimentation en comparant le sel rcupr par bullition de la solution et celui rcupr par vaporation lente. Lvaporation sera plus lente dans un petit pot que dans une soucoupe. Il est possible dobtenir de gros cristaux de sel en faisant vaporer leau dans un rfrigrateur. Il faut plusieurs semaines pour obtenir lvaporation complte. Pour obtenir un gros cristal, on peut mettre en place le dispositif suivant : dans un bocal, verser une solution sature de sel, nouer le fil de pche sur une rgle (fixer un petit caillou lautre bout du fil pour tendre ce dernier), placer la rgle sur le bocal, le fil de pche pendant dans la solution sature. Le fil de pche se recouvre de cristaux de sel (ne pas oublier de briser la crote qui se forme la surface).

> Comment faire des cristaux de sel ?Matriel Bocaux. Entonnoir.

SQUENCE PDAGOGIQUE : CHAPITRE 5 E S T- C E Q U E T O U S L E S L I Q U I D E S S E M L A N G E N T ? Objectifs Comparer des rsultats exprimentaux observs ceux donns par les photographies du manuel, pour dire quoi on reconnat que des liquides sont miscibles ou non. Faire des hypothses et raliser des expriences pour comprendre de quoi dpend lordre de superposition des liquides. Schmatiser une exprience. Utiliser ses connaissances pour classer des liquides du plus lourd au plus lger.

> La mare noire : documents 1, 2, 3 et 4 (page 14 du manuel)Les documents proposs permettent aux enfants de comprendre des phnomnes, hlas ! souvent dactualit : mare noire, dgazage en mer Lexprimentation eau + huile ou eau + ptrole (vous conduirez vous-mme cette exprience) permet de faire comprendre aux lves pourquoi leau et le ptrole ne se mlangent pas, mais aussi pourquoi le ptrole reste en surface. Enfin, dans le chapitre suivant, on essaiera de trouver le solvant du ptrole, afin de rpondre la question : Peut-on nettoyer la mer ? Exprimentation Les mlanges proposs ne prsentent aucun danger. Par petits groupes, laisser les enfants faire leurs mlanges. Dans un premier temps, expliquer quil ne faut mlanger que deux liquides la fois. Faire noter par un secrtaire de sance les mlanges raliss, lordre de versement de chaque liquide, les observations et les rsultats obtenus. Mise en commun Chaque rapporteur fait part de ses observations et de ses rsultats. Ces rsultats seront valids ou non par les autres groupes. Limportance de lagitation du mlange apparat, de mme que la stabilit du mlange. Les enfants notent quils ont russi mlanger les deux liquides et que maintenant les liquides sont nouveau spars. Synthse laboration dun tableau de rsultats : miscible ou non miscible, mlange stable ou non stable

Sance 1> Matriel Manuel pages 14 et 15 et Carnet de chercheur pages 12 et 13. Entonnoir. Eau. Sirops divers. Huile, vinaigre, alcool. Petits flacons de verre ou petits pots de verre. Compte-gouttes. Gobelets de plastique transparents. Balance Roberval. Dure : 30 minutes + 15 minutes. Point de dpart Demander aux enfants de parler des diffrents mlanges de liquides rencontrs la maison. Noter leurs propositions.

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Jexprimente Il faut noter que le lait est dj une mulsion : cest une suspension de particules liquides dans un liquide de composition complexe.

Sance 2Mme matriel que lors de la sance prcdente.

Certains font part de leurs remarques. En faisant tomber quelques gouttes dun liquide dans un autre, on peut prvoir quel est le liquide le plus lourd. Si les gouttes descendent, cest que le liquide ajout est plus lourd. Si les gouttes remontent, cest que le liquide ajout est plus lger. Vrification de cette nouvelle conclusion. Synthse Remarquer que lordre dans lequel on verse les liquides, et que les quantits utilises nont pas dinfluence sur lordre de superposition des liquides. Cest toujours le liquide le plus lourd qui va au fond. Conclusions la fin de la sance, les lves recopient dans leur carnet les conclusions labores, ce qui constitue le savoir de rfrence concernant ces sances.

> Situation-problme : de quoi dpend lordre de superposition des liquides ?Les lves proposent diverses hypothses : est-ce fonction de lordre de versement des liquides ? de la quantit verse dun des liquides ? de la couleur du liquide ? de lpaisseur du liquide ? faut-il peser les liquides ? Exprimentation Il sagit de vrifier si les hypothses mises par les enfants se confirment ou non. Chaque groupe va nouveau exprimenter avec deux liquides. Veiller proposer diffrents liquides chaque groupe pour permettre des changes plus riches. En ce qui concerne les peses, il est important de rappeler aux lves dutiliser le mme volume pour chaque liquide (observation du document Je lis page 14 du manuel). Donner une mesure de rfrence chaque groupe. Mise en commun Communication par chaque groupe des rsultats obtenus. tablir un tableau des rsultats et comparer. Les lves notent que la position dun liquide nest pas toujours la mme suivant le liquide auquel il est associ.

ProlongementQue se passe-t-il avec la vinaigrette ? Lorsquon a expriment les mlanges de liquides, les enfants ont constat que lhuile flottait au-dessus du vinaigre. Si lon agite fortement le vinaigre et lhuile, lhuile est rduite en gouttelettes microscopiques disperses dans le vinaigre. Cest une mulsion. Il ny a pratiquement pas dattraction molculaire entre le vinaigre et lhuile. Au repos, les gouttes vont remonter la surface du liquide, o elles vont constituer une couche dhuile. Pour obtenir une vinaigrette homogne, on ajoute de la moutarde. La moutarde joue le rle dmulsifiant, ce qui permet lmulsion de se stabiliser. Pour la mayonnaise, la moutarde joue le mme rle avec deux liquides diffrents : le jaune duf et lhuile.

SQUENCE PDAGOGIQUE : ZOOM SUR I L N E F A U T PA S T O U T M L A N G E R ! ducation la scuritdomestique> Rgles de scuritIl est important de faire prendre conscience aux lves de certaines rgles de scurit. Un liquide incolore nest pas forcment de leau et ce liquide peut tre dangereux. Pour cette raison, certains liquides sont colors ou parfums artificiellement : leau de Javel, par exemple. On ne doit pas mlanger nimporte quel liquide ou dissoudre nimporte quel corps dans un liquide. Des ractions chimiques peuvent se produire et tre trs dangereuses. La bande dessine propose page 16 du manuel, sous son aspect humoristique, doit tre un point de dpart pour cette rflexion sur la dangerosit de certains produits et de certains mlanges. Tous les produits doivent tre tiquets pour tre identifis, et doivent rester dans leur emballage dorigine : attention ne pas mettre de leau de Javel dans une ancienne bouteille de limonade, par exemple. Chaque anne de graves accidents se produisent cause de ce type de ngligence. Lutilisation de la peinture acrylique et de la peinture lhuile montre que leau nest pas le seul solvant. Les enfants sont amens dans la vie courante rencontrer dautres solvants (dautres liquides de nettoyage) et on peut les faire rflchir sur les appellations dissolvant pour vernis ongles , dtachant par lobservation des tiquettes. Le mot soluble est relatif un solide ou un liquide donn. La nature du solvant dtermine la solubilit : le sucre nest pas soluble dans lalcool alors quil est soluble dans leau. Un mme corps peut donc tre soluble dans un liquide et insoluble dans lautre. De mme, un liquide peut tre solvant pour un corps et pas pour un autre. Quand on parle de dissolution, il faut donc spcifier de quel solvant et de quel solut on parle.

> tonnant ! Leau nteint pas tous les incendies. Cette phrase va permettre de faire rflchir les lves sur la manire dteindre certains incendies : jamais deau sur un feu de friteuse ! Cette dcouverte peut faire lobjet de recherches documentaires. Ce peut tre aussi loccasion de rencontrer les pompiers et dapprendre comment ragir face aux incendies.

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P R O LO N G E M E N TS ET P I ST E S D E T R AVA I L Littrature Lne charg dponges et lne charg de sel , Les Fables de La Fontaine (II, 10). Comment raconter des histoires nos enfants, Pourquoi la mer est sale ? , Miss Sara Cone Bryant, Nathan, 1978. La Lgende de la mer sale, conte dAsie. Andr Gide, Si le grain ne meurt, LHarmonica chimique , Gallimard. la grande diffrence de densit entre lor et le reste des alluvions. On rcolte du gravier, que lon tamise pour rcuprer le sable dans une bate. On plonge la bate dans leau, et on excute rapidement un mouvement oscillatoire. Leau entrane peu peu hors de la bate toutes les matires lgres. Seuls restent au fond les lments lourds : le fer et les paillettes dor.

> Les stalactites et les stalagmitesLeau infiltre dans le sol se charge de divers sels minraux et de calcaire. Quand leau suinte lentement du plafond dune grotte, le calcaire, en se dposant, forme peu peu des chandelles : ce sont des stalactites. Quand les gouttes tombent sur le sol, on dit que ce sont des stalagmites. Elles mettent des sicles se former.

Sciences> Les techniques des orpailleursLes orpailleurs sont des chercheurs dor. Ils rcoltent lor en paillettes ou en ppites dans les rivires. En France, il y a de nombreuses rivires aurifres en Savoie et en Arige. En Guyane, lorpaillage reprsente encore une part trs dynamique de lconomie de la rgion. Pour extraire lor, le principe de base consiste sparer lor des graviers. Pour cela, on sappuie sur

> La fabrication du beurreLorsquon agite la crme, les globules gras se soudent sous leffet des chocs rpts et forment des grains de plus en plus gros qui se soudent entre eux.

VA LU AT I O N Fais une srie de dessins pour montrer ce que tu obtiens en mlangeant de la craie et de leau. Quest devenu le sucre ? Propose une exprience pour rcuprer le sucre dissous dans de leau. Pourquoi doit-on mettre de leau dminralise dans un fer repasser vapeur ? Leau du robinet contient diverses substances et surtout du calcaire. Si on met de leau du robinet dans le fer repasser vapeur, leau va svaporer, mais pas le calcaire ni les substances dissoutes dans leau, et le fer va sencrasser. On pse 2 verres, lun rempli de grenadine, lautre de la mme quantit dhuile. Le plateau de la balance penche du ct de la grenadine. Que se passeraitil si on mlangeait de lhuile et de la grenadine dans un verre ? Explique pourquoi. Observe le schma cicontre. Que se passe-t-il si tu essence changes lordre dans lequel tu verses les huile liquides ? Dans cette superposieau tion de liquides, cris verre le nom des liquides du sirop de menthe plus lourd au plus lger.

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Unit et diversit du monde vivant

La vie et la croissance de larbreRFRENCES AUX PROGRAMMES Savoirs Dcouvrir le rle des bourgeons dans la croissance des arbres. Dcouvrir la croissance des arbres : en longueur (sur des rameaux) et en paisseur (sur des troncs et des branches). Se rendre compte de la discontinuit de cette croissance en liaison avec le rythme des saisons. Savoir reprer lge des rameaux. Savoir reprer lge des arbres (sur une section de leur tronc).

PAGES 18-27DU MANUEL

La croissance des arbres est discontinue et saisonnire. Les bourgeons sont une forme de rsistance la mauvaise saison. Il en sort une tige qui porte des feuilles ou des fleurs et de nouveaux bourgeons. En comptant le nombre de cernes sur la coupe dun tronc, on peut connatre lge de larbre.

Comptences matrise de la langue > Acqurir une premire comptence dcriture et de rdaction Souligner (ou surligner) dans un texte les informations quon recherche.

Comptences en scienceset technologie> tre capable de Observer par recherche dindices sur un chantillon. Formuler des questions prcises et cohrentes propos dune situation dobservation, et pratiquer un raisonnement logique. laborer des hypothses et trouver des moyens pour les vrifier. Utiliser des instruments dobservation et de mesure : loupe, double dcimtre. Mettre en relation des donnes, en faire une reprsentation schmatique et linterprter. Mettre en relation des observations ralises en classe et des savoirs que lon trouve dans une documentation. Rechercher des informations pertinentes dans un document (le manuel) et dans sa mmoire (connaissances de lanne prcdente). laborer des traces crites permettant le suivi dans le temps des phnomnes observs pour la mise en vidence des transformations lors du dveloppement des vgtaux : se souvenir et comparer les tapes dun phnomne avec la ncessit dutiliser une mme chelle ou des repres de taille. Reprer les manifestations du dveloppement : quantitatives (augmentation de dimension) ou qualitatives (apparition de feuilles ou de fleurs). Comparer et dcrire (verbalement et graphiquement) les changements dun tre vivant au cours du temps : naissance, croissance, ge adulte, vieillissement, mort. Construire une frise chronologique pour reprsenter les phases du dveloppement dun arbre. Comparer le dveloppement de deux arbres diffrents. Utiliser des connaissances acquises pour dcouvrir lge des arbres.

> Parler en sciences Utiliser le lexique spcifique des sciences. Savoir rechercher et noncer des critres.

> Lire en sciences Traiter une information complexe comprenant du texte, des images, des schmas. Rechercher des informations pertinentes dans des documents.

> crire en sciences Prendre des notes lors dune observation. laborer et mettre au point des textes narratifs concernant le dveloppement de la plante. crire un texte narratif pour expliquer une observation continue ou une observation sur documents. Retravailler le petit texte rsum crit par les enfants (forme, syntaxe, orthographe).

Liens avec dautres disciplinesou parties du programmeActivits artistiques : propos des feuilles et des fleurs au printemps, de leur varit daspect et de couleurs. Faire la diffrence entre le dessin scientifique de la croissance du rameau et une reprsentation artistique sur le mme sujet en faisant apparatre le besoin de repres objectifs en sciences. Dcouvertes sensorielles en liaison avec les parfums des fleurs. Mathmatiques : Mesure avec un double centimtre (croissance de rameaux) et comptage (ge de larbre). Mesure de lallongement annuel des rameaux. Cette croissance peut tre reprsente sous forme de tableau comparatif ou de graphique. Mesure de la largeur des cernes de croissance de chaque anne, reprsenter sous forme de tableau comparatif afin de reprer les annes de scheresse pour ces arbres (o les cernes sont les plus fins).

> Avoir compris et retenu Une fonction du vivant qui en marque lunit et la diversit : le dveloppement des vgtaux.

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I N F O R M AT I O N S P O U R L E N S E I G N A N T Informations scientifiqueset techniques> Structure des bourgeonsLes bourgeons renferment un embryon de rameau feuill. Ils sont entours dcailles qui les protgent du froid, de lhumidit et des chocs. vaisseaux conducteurs de sve en activit : laubier. Dans la partie centrale, les vaisseaux sont bouchs, ils forment une partie plus dure, le cur du bois, utilise en menuiserie. Tous les arbres ne se dveloppent pas la mme vitesse. Certains se dveloppent rapidement (pin, peuplier, robinier), dautres plus lentement (chne, htre), mais tout dpend de leur environnement.

> Croissance des arbres et cycle saisonnierLa croissance est discontinue et saisonnire, ce qui est li larrt de la vgtation pendant lhiver, les bourgeons tant une forme de rsistance la mauvaise saison. Chaque printemps, les bourgeons souvrent : il en sort une tige qui porte des feuilles et de nouveaux bourgeons. Certains bourgeons contiennent une grappe de fleurs (poirier, cerisier, lilas, marronnier). Dautres bourgeons donnent des tiges avec des feuilles. Cest pourquoi les jardiniers taillent les arbres fruitiers pour favoriser le dveloppement de certains bourgeons fleur, qui donneront donc des fruits. Les tiges poussent en longueur jusqu la fin de lt, larbre grandit ; de nouveaux bourgeons grossissent. lautomne, les feuilles tombent et larbre vit au ralenti pendant le froid de lhiver. La cicatrice du ptiole des feuilles reste visible la base des bourgeons ; elle a souvent la forme dun croissant de lune.

> La dendrochronologieEn mesurant et en comparant les diffrents cernes dun mme arbre et en les datant (science que lon appelle la dendrochronologie), on dcouvre le climat des annes prcdant son abattage. En effet, la largeur des cernes varie en fonction du climat (sil est chaud et humide, les vaisseaux sont nombreux, donc la couche est paisse) et de lexposition de larbre au soleil. Par exemple, les annes de scheresse se prsentent comme des cernes trs troits. Cest ainsi que lon peut reconstituer les climats jusqu il y a 5 000 ans sur les squoias dAmrique du Nord et sur de vieilles poutres dglises. Les vaisseaux du bois se dveloppent davantage sur les cts de larbre o il y a plus de branches et de vgtation. Ainsi, une dissymtrie indique que larbre a moins pouss dun ct : par exemple, cause de la prsence dun immeuble ou dautres arbres. On peut ainsi dcouvrir quun btiment a t construit droite de larbre en 1932 ou que la fort qui lentourait a t coupe en 1968 !

> Croissance en longueurLes cicatrices des cailles des bourgeons qui ont donn naissance aux rameaux restent visibles et forment des marques tout autour de la tige. Cet anneau (ou nud) indique la base de chaque pousse annuelle. La croissance annuelle dun rameau correspond la longueur des entre-nuds, cest--dire le segment entre deux zones de cicatrices dcailles de bourgeons.

Reprsentations des lves etobstacles prendre en compteLobservation rgulire du dveloppement dune plante permet de distinguer les changements dun tre vivant au cours du temps : naissance, croissance, ge adulte, vieillissement, mort. Llaboration de la frise chronologique peut tre complte par lanalyse de squences vido sur le dveloppement des vgtaux. Les lves pensent que les bourgeons contiennent une feuille ou une fleur . Cest par lobservation dun rameau mis pousser en le plaant dans un vase rempli deau et la chaleur (et en observant les photographies du livre) quils dcouvriront avec surprise quil sagit de tout un rameau avec des feuilles et parfois des fleurs (par exemple, pour certains gros bourgeons terminaux de marronnier ou une grappe de fleurs de lilas). Les lves modifient alors leur conception initiale : sur le rameau qui vient de sortir du bourgeon de lanne prcdente, des petits bourgeons existent dj ; ils vont grossir au cours de lt avant dentrer en vie ralentie. Cette confrontation des conceptions des enfants avec la ralit observe directement est un moyen trs efficace de faire voluer leurs reprsentations. Les lves sont amens observer en recherch