Le∑ Atelier∑ Hachette présentent :

La Préhistoire • L’Antiquité •

Le Moyen Âge • Regards sur le

monde • Les paysages européens

• Les paysages français

Sous la direction de

Jack GUICHARDProfesseur des Universités,

IUFM de PARIS

Lucien DAVIDInspecteur de l’Éducation nationale

Marie-Christine DECOURCHELLEConseillère pédagogique

Françoise GUICHARDProfesseur à l’IUFM de Versailles

Maryse LEMAIREConseillère pédagogique

Guide pédagogique

Sciencesexpérimentales et technologie

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Responsable de projet : Stéphanie-Paule SAÏSSE

Secrétaire d’édition : Delphine DEVEAUX

Création de la maquette intérieure : Valérie GOUSSOT

Création de la maquette de couverture : Laurent CARRÉ

Illustration de la couverture : Alain BOYER

Exécution de la couverture : MÉDIAMAX

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 d’adaptation réservés pour tous pays.

Le Code de la propriété intellectuelle n’autorisant, aux termes des articles L. 122-4 et L. 122-5, d’une part, que les « copies de reproductionsstrictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective », et, d’autre part, que « les analyses et les courtescitations » dans un but d’exemple et d’illustration, « toute représentation ou reproduction intégrale ou partielle, faite sans le consentementde l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite ».Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, sans autorisation de l’éditeur ou du Centre français de l’exploitationdu droit de copie (20, rue des Grands-Augustins, 75006 Paris), constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et suivantsdu Code pénal.

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Avant-propos

« Les Ateliers Sciences » constituent une collectiond’utilisation simple, destinée en particulier aux ensei-gnants qui ne sont pas scientifiques et n’ont pasl’habitude de faire des sciences !En suivant les indications du Guide pédagogique, toutenseignant peut mener facilement chaque séquencede sciences ou de technologie. Ces séquences corres-pondent à la logique des programmes, en associantla découverte des sciences et des techniques et lamaîtrise de la langue.

◗ En quoi cette collectionrépond-elle aux programmes2002 pour l’école élémentaire ?

Les auteurs de cette collection sont des enseignants-formateurs du premier degré, dont un membre dugroupe d’experts qui a participé à l’élaboration desnouveaux programmes.

Chaque leçon comprend des activités qui permettent àl’élève : • d’atteindre les compétences exigées par les pro-

grammes en sciences et technologie, « avoir compriset retenu » des savoirs de base et « être capable de »mettre en œuvre des démarches scientifiques ;

• de lier les découvertes en sciences à des activitésd’écriture et de lecture dans le cadre des ateliers exigéspar les programmes en « maîtrise de la langue ».

◗ Le livre est un manuelde référence pour l’élève

Le manuel induit directement, par la structure dechacun de ses chapitres, la démarche scientifiquepréconisée par les programmes : photographies indui-sant le questionnement, propositions d’expériences etd’observations, textes à lire pour comprendre ou pourouvrir le sujet, savoirs de référence…Attractif par ses propositions d’expériences présentéespar des schémas réalistes et ses documents photogra-phiques de qualité, le manuel rassemble aussi des textesà lire dans le cadre des ateliers de lecture scientifiqueprévus par les programmes. Ces textes permettentd’apporter des éléments nécessaires à la démarche scien-tifique, et de fournir une ouverture des sciences vers l’artet la littérature.

◗ Pourquoi ce guidepédagogique ? Les nouveaux programmes représentent une obligationd’enseignement et une augmentation significative duvolume horaire en sciences (3 heures par semaine enmoyenne comprenant un atelier de lecture documen-taire). Afin de permettre aux enseignants, même à ceux

qui n’ont pas été formés en sciences, de mener cetenseignement, le guide propose des fiches de prépara-tion précises et documentées, des informations scien-tifiques simples, les représentations et les obstacles àsurmonter et de la documentation pour en savoirplus…Ce guide induit une démarche active de découvertedes sciences et des techniques en partant de situationsde questionnement, passant par des mises en situationd’observation ou d’expérimentation jusqu’aux savoirsde base à retenir.Selon qu’il s’agit d’activités de recherche faisant appelà l’expérience, à l’observation directe ou à la recherchedocumentaire, les rubriques varient. Mais dans tous lescas, elles font appel à des écrits personnels de l’élèveet à des écrits collectifs validés par l’enseignant quiprennent alors le statut de savoirs.

◗ La structure d’une leçonDans le manuel, chaque chapitre est construit endouble page, avec des encadrés de couleur et toujoursles mêmes rubriques :– « J’observe »Les élèves, motivés par un questionnement, sont actifs.À partir d’une ou plusieurs photographies montrantdes phénomènes ou des objets qui correspondent àune réalité concrète, ils enquêtent et cherchent desindices pour résoudre une situation problème.• Comment se forme la glace ?• Qu’y a-t-il dans une fleur ?• Peut-on quitter son ombre ?• Comment transmettre un mouvement ?L’objectif est de susciter la curiosité des élèves et deles inciter à chercher des réponses aux questionsqu’ils se posent ou que l’enseignant leur pose.

– « Je lis »Les différents supports sont illustrés par des photo-graphies ou des schémas attractifs.• Écrits scientifiques : compte rendu d’expérience,

fiche technique…• Écrits littéraires : narratifs, informatifs, poétiques…• Reproduction de tableau.L’objectif est de compléter, par la lecture, les activitésde recherche et d’investigation.

– « Je comprends »L’élève peut, suivant les cas :• réaliser une expérience selon un protocole décrit ;• effectuer une analyse critique d’une expérience décrite ;• effectuer une analyse critique d’un schéma ou d’une

photographie.L’objectif est de structurer les connaissances acquiseset de les présenter dans un cadre pour une mise enmémoire : « avoir compris et retenu ».

4

– « Sur ton carnet de chercheur »L’élève peut travailler en autonomie ou avec de l’aide.Les différentes activités proposées sont en cohérenceavec celles qui ont été développées lors de la séquence.L’objectif est de donner aux élèves des occasionssupplémentaires d’observer, d’expérimenter, de sedocumenter et de dessiner en se constituant ainsi unetrace écrite personnelle.

– « Étonnant ! »Il s’agit d’un texte court et anecdotique dont les élèvesauront plaisir à mémoriser le contenu pour étonner, àleur tour, amis ou parents !

– « Vocabulaire »Cette rubrique permet de trouver immédiatement lesdéfinitions de nouveaux termes afin d’enrichir progres-sivement le vocabulaire scientifique des élèves.

◗ Pourquoi un Carnetde chercheur ?

Le manuel est accompagné d’un carnet d’expérienceset d’observations dit Carnet de chercheur. Il incitel’élève à observer et à manipuler grâce à des textes etdes schémas. De la place est laissée à l’enfant pour

qu’il dessine ce qu’il observe (avec une aide) ou qu’ilécrive les résultats de son expérience. Ce carnetcorrespond à l’esprit des nouveaux programmes, enfournissant aux enfants un support construit qui lesaide à s’habituer à l’utilisation d’un carnet d’expérienceset d’observations.

Pour le maître, le carnet est un outil qui facilite la miseen œuvre des nouveaux programmes. Il accompagnela démarche de chaque élève : il lui permet deconserver des traces personnelles de ses découvertes.Les situations proposées incitent à développer lequestionnement et à mettre en œuvre des démarchesd’investigation scientifique.

Les élèves écrivent dans leur carnet leurs interroga-tions, leurs hypothèses, les résultats de leurs recherches,de leurs observations, de leurs expériences, ainsi queleurs interprétations. À ce niveau, le maître assure unrôle régulateur et le manuel sert de référence.

Dans le cadre de la maîtrise de la langue, le carnet initieles élèves à différentes formes d’écrits instrumentauxet d’investigation : explications, descriptions d’expé-riences ou d’observations, argumentations, modesd’emploi, comptes rendus, recherches dans un docu-ment, enquêtes…

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◗ Problématisation (séance 1)• Situation déclenchante.• Recueil des représentations initiales (dessins, textes,

faire raconter).• Confrontation des représentations.• Formulation d’un problème à résoudre, d’une question

scientifique.• Hypothèses (formulées de la manière la plus précise

possible), arguments.

◗ Investigation (séance 2)• Élaboration de protocoles d’expérimentation, mani-

pulation, recueil des résultats.• Observations.• Documentation.Ces activités, à mener avec rigueur, ne se font pas lesunes après les autres, mais sont complémentaires.

Expérimentation• L’élève peut réaliser une expérience qu’il a lui-même

conçue.• L’élève peut réaliser une expérience selon un proto-

cole proposé.• L’élève peut observer une expérience réalisée par le

maître (en fonction du caractère dangereux).• L’élève peut étudier une expérience décrite (pour en

tirer une conclusion).• L’élève peut effectuer une analyse critique d’un proto-

cole expérimental.

Observations• Observations libres au cours de recherches (descrip-

tions, acquisitions de savoirs).

• Observations guidées : explorations systématiques(au cours d’une sortie, par exemple) pour répondre àdes questions.

• Observations avec ou sans instruments : loupe,jumelles, instruments de mesure…

• Observations continues, prolongées (exemple :croissance d’une plante, d’un animal), en prenantdes repères et des mesures.

• Observations avec croquis. Elles permettent de foca-liser l’attention et de formuler les perceptions autre-ment que par le langage oral.

• Observations directes ou sur des documents de subs-titution, ou les deux.

DocumentationLe document (image et/ou texte) permet :• la description de la réalité invisible (microscopique,

intérieur du corps…) ;• la représentation simplifiée ou schématisée ;• la présentation d’explications.

◗ Structuration (séances 2 et 3)• Analyse des résultats, interprétation, mise en relation

des résultats obtenus avec l’hypothèse de départ.• Conclusion, connaissances scientifiques construites.• Généralisation éventuelle.• Traces écrites pour mémoriser, communiquer (séan-

ce 3 et Carnet de chercheur).

◗ Évaluation (séance 4)• Évolution des représentations initiales en fin de

séquence : confronter, après apprentissage, lesconnaissances initiales personnelles au savoir scien-tifique construit.

• Transfert (réinvestissements dans d’autres situations).

Démarche générale d’une séquence

Tableau de répartition du programmeselon les niveaux

6

CE2 CM1 CM2

1. La matière– États et changements d’état de

l’eau. – Mélanges et solutions.

– Plan horizontal, vertical :intérêt dans quelques dispositifstechniques.

– L’air, son caractère pesant.

2. Unité et diversité du mondevivant

– Les stades du développementd’un être vivant (animal etvégétal).

– Reproduction végétale : de lafleur au fruit.

– Reproduction non sexuée(bouturage…).

– Les divers modes dereproduction (animale).

– Les conditions dedéveloppement des végétaux.

– Notion d’espèce.– Des traces de l’évolution des

êtres vivants (quelques fossilestypiques).

– Grandes étapes de l’histoire dela Terre ; notion d’évolution desêtres vivants.

3. Éducation à l’environnement – Approche écologique à partir

de l’environnement proche(exemple de la forêt et de laville).

– Rôle et place des êtres vivants.– Notions de chaîne et de

réseaux alimentaires.– Adaptation des êtres vivants

aux conditions du milieu(approche systémique del’environnement).

– Trajet et transformations del’eau dans la nature.

– La qualité de l’eau.– Pollution et épuration des eaux.

4. Le corps humain etl’éducation à la santé

– Les mouvements corporels(fonctionnement des articulationset des muscles).

– Sexualité et reproduction deshumains (avant la naissance).

– Conséquences à court et à longtermes de notre hygiène ; actionsbénéfiques ou nocives de noscomportements.

– Première approche des fonctionsde nutrition.

– Appareil digestif.– Respiration et circulation.– Principes simples de secourisme.

5. L’énergie– Exemples simples de sources

d’énergie utilisables.– Consommation et économie

d’énergie.– Notions sur le chauffage solaire.

6. Le ciel et la Terre– La lumière et les ombres.– Le mouvement apparent du

Soleil.

– Les points cardinaux et laboussole.

– La rotation de la Terre surelle-même et ses conséquences.

– La durée du jour et son évolutionau cours des saisons.

– Le système solaire et l’Univers.– Mesure des durées, unités.– Manifestations de l’activité de

la Terre (volcans, séismes).

7. Le monde construit par l’homme– Circuits électriques alimentés

par des piles.– Principes élémentaires de

sécurité électrique.– Objets mécaniques ;

transmission de mouvements.

– Conducteurs et isolants.– Quelques montages en série et

en dérivation.– Leviers et balances ;

équilibres.

8. Informatique (TIC) – Approche des principales

fonctions des micro-ordinateurs.

– Utilisation raisonnée d’unordinateur et de quelqueslogiciels.

– Brevet d’informatique etd’Internet (B2I).

8

Guide Manuel

Avant-propos 3

Démarche générale d’une séquence 5

Tableau de répartition du programme selon les niveaux 6

LA MATIÈRE

États et changements d’état de l’eau 11

1. L’eau est-elle toujours liquide ? 13 6-7

2. Que deviennent les gouttes d’eau ? 15 8-9

3. Comment se forme la glace ? 17 10-11

Mélanges et solutions 20

4. Est-ce que tout se mélange avec de l’eau ? 21 12-13

5. Est-ce que tous les liquides se mélangent ? 24 14-15

Zoom sur… Il ne faut pas tout mélanger ! 25 16-17

UNITÉ ET DIVERSITÉ DU MONDE VIVANT

La vie et la croissance de l’arbre 27

Zoom sur… Les saisons d’un arbre 29 18-19

6. Comment vit un arbre ? 30 20-21

7. Qu’y a-t-il dans les bourgeons ? 30 22-23

Zoom sur… Les bourgeons du lilas au printemps 31 24-25

8. Comment les arbres grandissent-ils ? 32 26-27

De la fleur au fruit 34

9. Qu’y a-t-il dans une fleur ? 35 28-29

10. Comment se forment les fruits ? 36 30-31

La reproduction asexuée des végétaux 38

11. Les plantes peuvent-elles se reproduire sans graines ? 40 32-33

Zoom sur… Une année de la vie de la jacinthe 40 34-35

12. Comment obtenir plusieurs plantes à partir d’une seule ? 41 36-37

La croissance des animaux 42

13. Comment peuvent-ils grandir ? 44 38-39

14. Qu’est devenue la chenille ? 45 40-41

Zoom sur… Les métamorphoses du têtard 46 42-43

15. Protègent-ils leurs petits ? 46 44-45

ÉDUCATION À L’ENVIRONNEMENT

Étude d’un milieu 49

16. Qui vit dans la forêt ? 50 46-47

17. Qui vit dans nos maisons ? 50 48-49

Sommaire général

9

Guide Manuel

LE CORPS HUMAIN ET L’ÉDUCATION À LA SANTÉ

Les mouvements du corps 51

Zoom sur… Le squelette et les muscles 52 50-51

18. Comment bouge le corps ? 53 52-53

19. Comment fonctionnent les muscles ? 54 54-55

LE CIEL ET LA TERRE

Ombres et lumière 57

20. Pas d’ombre sans lumière ? 58 56-57

21. Peut-on quitter son ombre ? 58 58-59

Le jour et la nuit 60

22. Qui tourne, le Soleil ou la Terre ? 61 60-61

23. Quelle heure est-il ? 62 62-63

Zoom sur… Les fuseaux horaires 63 64-65

LE MONDE CONSTRUIT PAR L’HOMME

Les circuits électriques 64

24. À quoi sert la pile ? 65 66-67

25. Comment s’allume l’ampoule ? 66 68-69

Transmission du mouvement 68

26. Comment tournent les roues ? 69 70-71

27. Comment transmettre un mouvement ? 69 72-73

INFORMATIQUE (TIC)

L’ordinateur 71

28. À quoi servent les ordinateurs ? 72 74-75

Zoom sur… Une recherche sur Internet 73 76-77

ÉDUCATION À LA SÉCURITÉ

La sécurité 74

Zoom sur… La sécurité et les bons réflexes 74 78-79

Ressources bibliographiques et multimédia 75

11

PAGES 6-11DU MANUEL

◗ Compétences« maîtrise de la langue »

> Parler en sciences• Utiliser le lexique spécifique des sciences.• Formuler des questions pertinentes.• Participer activement à un débat argumenté.• Utiliser à bon escient les connecteurs logiques dans

le cadre d’un raisonnement rigoureux.

> Lire en sciences• Lire et comprendre un ouvrage documentaire.• Traiter une information complexe comprenant du

texte, des images, des schémas, des tableaux…• Chercher et se documenter au moyen d’un produit

multimédia (CD-Rom, DVD-Rom, site Internet, basede données).

> Écrire en sciences• Prendre des notes lors d’une observation, d’une

expérience, d’une enquête ou d’une visite.• Rédiger, à l’aide du maître, un compte rendu d’expé-

rience ou d’observation (texte à statut scientifique).• Tenir un carnet d’expériences et d’observations.• Rédiger un texte pour communiquer des connaissances

(texte à statut documentaire).• Produire, créer, modifier et exploiter un document à

l’aide d’un logiciel de traitement de texte.• Communiquer à l’aide d’une messagerie électro-

nique.

◗ Liens avec d’autres disciplinesou parties du programme

> Géographie (océans et continents, climats)• Effectuer une recherche dans un atlas (imprimé ou

numérique).• Situer quelques grands glaciers français (Alpes ou

Pyrénées) et observer les cours d’eau qui en découlent.• Situer les zones froides du globe.• Observer des photographies (iceberg, banquise,

igloo, brise-glace…).

> Maîtrise de la langue et littérature• Rechercher en BCD ou à la médiathèque une sélec-

tion d’ouvrages de la littérature de jeunesse qui sedéroulent dans ces régions. Par exemple, Samik (unjeune Inuit) et l’Ours blanc, d’Emmanuel Cerisier,collection « Archimède », École des loisirs, mars 2002.

• Effectuer une recherche documentaire.• Élaborer un résumé.• Présenter une exposition avec des photographies

légendées illustrant ces régions.

◗ Compétences en scienceset technologie

> Être capable de• Poser des questions précises et cohérentes à propos

d’une situation d’observation ou d’expérience.

• Imaginer et réaliser un dispositif expérimentalsusceptible de répondre aux questions que l’on sepose, en s’appuyant sur des observations, desmesures appropriées ou un schéma. Par exemple,mettre en évidence que le mélange intime de glaceet d’eau à l’état liquide est à zéro degré (0 °C). Dire« degré Celsius ».

• Montrer expérimentalement que la masse se conserveau cours de cette transformation.

• Utiliser des instruments de mesure : le thermomètre,la balance.

• Recommencer une expérience en ne modifiant qu’unseul facteur par rapport à l’expérience précédente.

• Mettre en relation des données, en faire une représen-tation schématique et l’interpréter.

• Mettre en relation des observations réalisées en clas-se et des savoirs que l’on trouve dans une documen-tation.

• Participer à la préparation d’une enquête ou d’unevisite en élaborant un protocole d’observation ou unquestionnaire.

• Rédiger un compte rendu intégrant schéma d’expé-rience ou dessin d’observation et le communiquer.

• Tenir un carnet d’expériences et d’observations.

• Produire, créer, modifier un document à l’aide d’unlogiciel de traitement de texte.

> Avoir compris et retenu• Les caractéristiques des états de l’eau : liquide, soli-

de, gazeux.

• L’eau passe de l’état liquide à l’état gazeux par évapo-ration.

• L’eau passe de l’état gazeux à l’état liquide parcondensation.

• La vapeur d’eau présente dans l’air ambiant, étatgazeux de l’eau, est imperceptible à nos sens.

• L’eau passe de l’état liquide à l’état solide par solidi-fication.

• L’eau passe de l’état solide à l’état liquide par fusion.

• La conservation de la matière dans les changementsd’état de l’eau.

États et changements d’état de l’eauLa matière

R É F É R E N C E S A U X P R O G R A M M E S

12

◗ Informations scientifiqueset techniques

> Les trois états de l’eau« État : condition particulière dans laquelle se trouveun corps » (Dictionnaire Hachette).Les caractéristiques des trois états de l’eau sont à relieraux notions d’ordre et de désordre au niveau atomique.Dans une goutte d’eau, il y a des milliards de moléculesinvisibles au microscope.On peut comparer une molécule d’eau à une tête deMickey (H2O) : • un volume d’oxygène, le gros rond du visage, O ;• deux volumes d’hydrogène, les deux grandes oreilles,

H2.Dans l’état liquide, les molécules, en agitation inces-sante, restent les unes contre les autres de façon désor-donnée, ce qui explique la fluidité de la matière. Au contraire, dans l’état solide, les moléculess’ordonnent dans l’espace de façon très contraignante :chaque atome d’oxygène d’une molécule d’eau doitêtre aligné avec les atomes d’hydrogène dans la mêmedirection que la liaison oxygène-hydrogène de lamolécule voisine. C’est ce qui explique que la glaceoccupe un volume plus grand que l’eau liquide où lesmolécules d’eau sont désordonnées. Cette contraintene peut être totalement respectée, l’ordonnancementn’est pas totalement compact, ce qui explique l’étatcristallisé de la matière.À la surface horizontale de l’eau liquide, les moléculesont tendance à se tenir serrées les unes contre lesautres. Ce phénomène, appelé tension superficielle,permet par exemple de faire flotter une petite aiguillesur l’eau : l’aiguille est soutenue par les molécules quiforment comme une membrane très mince à lasurface. Cette tension permet aussi au gerris (araignéed’eau) d’évoluer sans peine sur l’eau.Dans l’état gazeux, les molécules, très dispersées,occupent un très grand espace. La fluidité est encoreplus grande que dans l’état liquide.

> La condensation et l’évaporation(Chapitre 2, manuel pages 8 et 9)La transformation de l’eau liquide en vapeur d’eau senomme l’évaporation (page 8).C’est un phénomène de surface qui se produit à toutesles températures et qui dépend de plusieurs paramètres(chaleur, surface de contact avec l’air, agitation, vent)(page 9). Le soleil contribue à ce phénomène enréchauffant l’air qui peut absorber beaucoup d’humidi-té, mais l’eau s’évapore aussi lorsque l’air est sec et froid.Même la neige et la glace s’évaporent. Plus la tempéra-ture est élevée, plus l’évaporation est rapide (page 9).Évaporation et condensation sont les deux change-ments d’état de l’eau qui permettent la récupérationd’eau douce à partir d’eau salée (page 9).La vapeur d’eau est un gaz invisible dans l’air (page 8).Tout comme l’air, elle est incolore et inodore. C’est

donc une erreur de dire qu’on voit la « vapeur » lorsqu’onobserve le « nuage » au-dessus de l’eau qui bout.Ce qu’on voit, ce sont de minuscules gouttelettes.L’eau est toujours présente, on peut s’en rendre comp-te en condensant à nouveau la vapeur en liquide surun objet quelconque.Les nuages ne sont pas de la vapeur d’eau mais desmillions de très fines gouttelettes d’eau ou de cristauxde glace en suspension dans l’air. La brume et lebrouillard, à proximité du sol, sont des phénomènesidentiques. Lorsque le nuage refroidit, les gouttelettestombent en pluie quand la condensation est assezforte. Les averses les plus violentes se produisent dansles pays chauds : les pluies sont diluviennes.En altitude, certains nuages sont formés de minusculescristaux de glace (page 11). Les cristaux, en suspensiondans l’air, se rejoignent pour former des flocons deneige. La neige n’est pas de la pluie gelée. Lorsque lapluie gèle, elle tombe en gouttes de glace : la grêle.Une transformation identique, de l’eau liquide à lavapeur d’eau, mais plus rapide, a lieu lors de l’ébulli-tion de l’eau : l’eau liquide se transforme en gaz.L’ébullition de l’eau pure a toujours lieu à une tempé-rature de 100 °C sous pression normale. Dans le cas del’ébullition, la manipulation doit être conduite parl’enseignant (chapitre 2).Remarques : • La vitesse d’évaporation est fonction de la pression

atmosphérique, mais ce n’est pas accessible à desélèves de CE2.

• En altitude, la pression atmosphérique est plus faiblequ’au niveau de la mer et la température d’ébullitionde l’eau est inférieure à 100 °C : la cuisson desaliments est plus difficile.

• Au contraire, plus la pression augmente, plus latempérature d’ébullition augmente. La cuisson desaliments est plus rapide dans un autocuiseur (cocot-te-minute) car la pression intérieure, supérieure à lapression atmosphérique, entraîne une températured’ébullition supérieure à 100 °C.

• Il est impossible de mesurer la température de lavapeur, car, si on essayait de l’enfermer, il y auraitexplosion. Voir le rôle de la soupape tournante del’autocuiseur qui permet de faire « tomber » lapression.

• La vitesse d’évaporation d’un liquide est aussi fonctionde sa nature : l’alcool s’évapore plus vite que l’eau.

La transformation de la vapeur d’eau en eau liquide senomme la condensation. C’est le froid qui permet lacondensation (pages 7, 8 et 9).

> La fusion et la solidification (Chapitre 3, manuel pages 10 et 11)La transformation de l’eau liquide en glace s’appellela solidification (page 11).La transformation de la glace en eau liquide s’appellela fusion (page 11).

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

13

La température de fusion de la glace est 0 °C. Cettetempérature est celle qui se maintient tout le temps dela transformation. La fusion de la glace commence à0 °C et se termine à 0 °C. Quelle que soit la températu-re de l’eau dans laquelle on place la glace, la températu-re de fusion est 0 °C. L’eau est liquide au-dessus de 0 °C: il faut fournir de la chaleur pour que la glace fonde.L’eau est solide au-dessous de 0 °C.En classe, il y a deux façons de transformer l’eau liqui-de en glace :• utiliser le compartiment à glace d’un réfrigérateur de

l’école ou un congélateur ;• utiliser un mélange réfrigérant composé d’environ 1/4

de gros sel pour 3/4 de glace pilée (environ – 15 °C).Le sel abaisse la température de fusion de la glace,d’où son utilisation sur les routes verglacées en hiver.Attention : si on réalise l’expérience du mélange eau-glace en utilisant des glaçons, il faut veiller à ce quel’eau et la glace soient longuement mélangées et que,lorsqu’on plonge le thermomètre, l’eau liquide et laglace soient encore visibles.Lors de la fusion de l’eau, le volume de l’eau diminue,mais la masse ne change pas.Lors de la solidification de l’eau, le volume augmente,mais la masse ne change pas.

> Glaciers et icebergs(page 11 « Sur ton carnet de chercheur »)L’Antarctique, près du pôle Sud, est un continententièrement couvert de glaciers. L’Arctique, près du pôle Nord, est une mer gelée : labanquise.Les icebergs, qui sont formés d’eau douce (glaciersayant glissé dans la mer), mettent plus de temps à fondreque les morceaux de banquise, formés d’eau salée.Le sel ajouté à la glace abaisse son temps de fusion.On observe deux sortes d’icebergs :• Les icebergs de l’Antarctique, plats, très hauts et très

grands. « En novembre 2003, une tempête a cassé en deuxun iceberg géant. C’était sans doute le plus grand dumonde : 170 km de long. Sa cassure a été observée parun satellite qui observait le pôle Sud. » (d’après LePetit Quotidien n° 1358 du jeudi 13 novembre 2003.)

• Les icebergs de l’Arctique, aux formes plus variées,découpés par les vents et la mer.

Chaque année, des milliers d’icebergs se détachentdes glaciers du Canada et du Groenland et tombent

dans l’océan Arctique. La plupart finissent par fondre,mais quelques-uns gagnent l’océan Atlantique. C’estun de ceux-là qui, en 1912, a fait sombrer le paquebotTitanic.

◗ Représentations des élèveset obstacles à prendreen compte

L’infiniment petit n’est pas accessible aux élèves decet âge, mais il est important de leur faire remarquerque la forme régulière des cristaux tient à un ordremicroscopique au niveau des molécules. Diverses photographies de cristaux vus au microscopeélectronique aideront à une bonne représentation decet ordre. Pour aider à la compréhension du phénomène, laprésentation aux élèves peut se faire en parlant de« grains de matière » qui se serrent ou se séparent.Les changements d’état de l’eau peuvent être repré-sentés par le schéma suivant. La notion de réversibili-té apparaît clairement à sa lecture.

La mise en place de situations d’apprentissage sur leschangements d’état de la matière doit conduire à :• approfondir le concept de matière et d’état de la

matière ;• appréhender la conservation de la matière et de la

masse ;• observer les températures lors des changements d’état.Le mot « vapeur » désigne d’autres gaz que la vapeurd’eau (vapeur d’alcool…).L’expression « eau gazeuse » ne définit pas l’eau dontl’état physique est l’état gazeux mais l’eau à l’étatliquide dans laquelle est dissous un gaz (lire lesétiquettes de diverses bouteilles d’eaux minérales).

Solide Fusion

Solidification

Gaz

Liquide

Conde

nsat

ion

Subl

imat

ion

Vaporisation

Condensation

Il s’agit, dans ce chapitre, de définir les trois étatsphysiques de l’eau.

Au cycle 3, « la construction de la notion de matière,amorcée aux cycles 1 et 2, se poursuit en faisant inter-venir plus systématiquement une observation des étatsgazeux ».

◗ Matériel• 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 réponses des élèves (affichage au tableau).• Miroir de poche (un par élève de préférence, sinon

au moins un pour deux).

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 1L ’ E A U E S T- E L L E TO U J O U R S L I Q U I D E ?

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• Compte-gouttes, couvercles.• Accès, dans l’école, à un congélateur ou au comparti-

ment à glace d’un réfrigérateur.

◗ Séance 1Phase orale collective.Durée : 20 à 35 minutes selon qu’elle comportera ounon une trace écrite (copie d’un poème).

> ProblématisationÉmergence des représentations initiales à partir dumot « eau ». Prise en compte de ces représentations définies parAndré Giordan et Gérard de Vecchi (cf. bibliographie)comme « un ensemble d’images mentales, de modèlesprésents chez l’apprenant avant même qu’une activi-té quelconque ne débute ».Conserver la trace de ces représentations pour mesurerleur évolution en fin d’apprentissage.Les réponses des élèves pourront aussi être prises encompte pour la mise en place d’un projet interdisci-plinaire sur l’eau (maîtrise de la langue ; géographie ;arts visuels…).

> Questionnement initial sur les différentsétats de l’eau

Formulation du problème. Demander aux élèves : « L’eauest-elle toujours liquide ? » « Quelles sont les différentesformes de l’eau que l’on trouve dans la nature ? »Poser les questions avant de faire ouvrir le manuel.Prendre en compte les réponses des élèves. Les écrire.

> « J’observe »À partir des documents photographiques de la page 6,apporter des éléments de réponses en demandant auxélèves sous quelle forme se présente l’eau sur chaquephotographie. Comparer avec les réponses donnéeslors du questionnement initial. Faire commenter etjustifier les réponses données à partir de l’observationde chaque document photographique.Prendre en compte les réponses des élèves en les écrivantau fur et à mesure sur une grande feuille à l’affichage. Cettetrace sera conservée pour les séances ultérieures : les réponsesdes élèves seront complétées ou corrigées si besoin.D’autres photographies peuvent être proposées (par lemaître ou les élèves) :• brouillard d’automne ;• nuages ;• cascade ;• neige ;• rosée.Prendre soin de proposer un ou deux phénomènesqui seront à définir dans le Carnet de chercheur(page 7) de façon à ce que chaque élève de la classepuisse être en situation de réussite.Les manuels de géographie et de langue française, lesouvrages de la BCD peuvent offrir d’autres ressourcesphotographiques.

> « Je lis »Le poème de Philippe Soupault « Pour la liberté ».Philippe Soupault, né en 1897, membre du mouve-ment dada puis du groupe surréaliste.

Le poème sera lu, ou mieux, dit (mémorisation avant laséance ou enregistrement sur cassette audio) par le maîtrepuis associé à l’un des documents photographiques.Les élèves justifieront leur choix.D’autres textes poétiques peuvent être présentés (lusou dits). Ils peuvent être, intégralement ou non, écritspar les élèves pour illustrer une photographie deleur choix dans leur cahier ou dans leur Carnet dechercheur.Autres exemples :« C’était une de ces rudes matinées d’hiver où toute lanature est luisante, cassante et dure comme du cristal.Les arbres, vêtus de givre, semblent avoir sué de laglace. »

Guy de MAUPASSANT, Bel Ami.

« Il neigeait. L’âpre hiver fondait en avalanche.Après la plaine blanche une autre plaine blanche […]Il neigeait, il neigeait toujours ! La froide biseSifflait ; sur le verglas dans des lieux inconnus. »

Victor HUGO, Châtiments, V, XIII, I.

◗ Séance 2Travail individuel, puis synthèse collective et traceécrite.Durée : 10 minutes avant l’expérience 3, puis 20 minutesaprès l’expérience 3. Les deux parties de la séancepeuvent donc, par exemple, être coupées par unerécréation.

> Investigation et structurationLes trois expériences de la page 7 et les explicationsdonnées doivent conduire à l’élaboration avec les élèvesdu tableau de synthèse (encadré jaune) définissant lestrois états de l’eau.Pour les expériences 1 et 2, chaque élève : • lit la consigne ;• fait l’expérience ;• dit ce qu’il constate, ce qu’il observe.Veiller à ce que la consigne soit comprise, au besoin laredire oralement. S’assurer que chaque élève fait lesbons gestes.Prendre en compte les observations en interrogeantquelques élèves, en les laissant échanger entre eux.Sont-ils d’accord ? Observent-ils la même chose ? Pourl’expérience 2, observent-ils ce qui est décrit sous le dessin ?L’expérience 3 peut être réalisée par groupes (selon lematériel à disposition, 4 ou 5 couvercles seront préparés).Le temps écoulé, les élèves observent-ils ce qui estdécrit sous le dessin ?

> ExplicationsChaque expérience est reprise et expliquée. Faire lire et relire le contenu explicatif de chaqueexpérience.S’assurer que les termes exacts sont employés à bonescient par les élèves. Au besoin, reprendre les réponses apportées par lesélèves lors de la première séance et les compléter enfonction des nouvelles connaissances.

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> Élaboration de la synthèseElle se fait d’abord oralement, collectivement, enprenant en compte ce que les élèves ont compris etdoivent retenir.Poser la question : « Que venez-vous d’apprendrependant ces deux séances ? »Ensuite, la trace écrite, pour le cahier individuel, peutse présenter comme dans l’encadré jaune page 7. Cen’est qu’un exemple, pas un modèle. L’important estque chaque état physique de l’eau soit identifié etreconnu par quelques caractéristiques.

◗ Séance 3 et Carnetde chercheur

> Recherche de définitions de motsLes élèves feront une recherche personnelle (diction-naire, recherche en BCD, questionnement d’adultes àla maison…), et pourront aussi se référer à la séance 1.

> « Étonnant ! »Autres exemples :• Le vocabulaire employé par les hommes est étroite-

ment lié aux spécificités géographiques, culturelleset sociales.

• Les Inuits du Grand Nord identifient et nommentune bonne vingtaine de formes solides de l’eau alorsque nous voyons seulement la neige et la glace.

• En Afrique, certains peuples utilisent le même motpour désigner le ciel et la pluie.

• En Centrafrique, le terme « gnou » désigne à la fois« l’eau », « la goutte d’eau », « la pluie ».

• Au Québec, les météorologues nomment « pleige »une des précipitations. Demander aux élèvesd’essayer d’expliquer de quoi il s’agit : « Quelleexpression emploierions-nous ? » Réponse : « neigepluvieuse ».

• Le souffle des baleines.• Le panache de buée, très haut, provient de « l’air

humide » que la baleine chasse de ses poumons parune sorte de narine appelée « évent ».

• Une couche de neige de 10 cm contient autantd’eau que 1 cm de pluie.

◗ Séance 4> ÉvaluationElle devra permettre de s’assurer que les élèves sontcapables d’identifier, de nommer et de définir les troisétats physiques de l’eau.

◗ Matériel• Manuel pages 8 et 9 et Carnet de chercheur pages 6

et 7.• Grandes feuilles de papier, gros feutres pour prise en

notes des réponses des élèves (affichage au tableau).• Verres, assiettes plates.• Accès, dans la classe, à un radiateur.

◗ Séance 1Phase orale collective.Durée : 25 minutes.

> ProblématisationQuestionnement initial : « Que deviennent les gouttesd’eau ? » Par exemple, les gouttes laissées par la pluiesur la table du jardin, par la vaisselle sur l’égouttoir…« Que deviennent-elles si vous ne les essuyez pas ? »Poser les questions avant de faire ouvrir le manuel.Prendre en compte les réponses des élèves. Les écrire.

> « J’observe et je comprends »À partir des documents photographiques décrivant ledispositif de la page 8, demander aux élèves de formulerdes hypothèses pour expliquer ce qui se passe lors desdifférentes étapes. Le dispositif peut être mis en place etobservé en classe tout au long d’une demi-journée.Faire commenter et justifier les réponses.Doc. 1 : Faire observer et décrire. Doc. 2 : Bien faire observer le temps écoulé. Faireémettre des hypothèses quant au fait que le verre est

sec à l’extérieur et avec des gouttes d’eau à l’intérieur.Doc. 4 : Faire émettre des hypothèses quant au fait quele verre est devenu entièrement sec.Questionner : « Qu’est-ce qui rend l’eau invisible ? »C’est le phénomène de l’évaporation.

> Hypothèses pouvant être formuléespar les élèves

« Le verre a séché parce qu’il faisait chaud. » « L’eau adisparu. » « C’est devenu de l’air. » « L’eau s’est envolée. »« L’eau s’est évaporée. » … Comparer avec les réponsesdonnées lors du questionnement initial.Le plus souvent, ces réponses vont montrer que les élèvesne possèdent pas l’idée de conservation et que, poureux, l’existence de quelque chose d’invisible est diffi-cile à admettre. Il est important d’insister sur les« Explications » page 8.Une partie des éléments de réponse va faire apparaîtreque les élèves font intervenir le paramètre de lachaleur dans l’évaporation. Cela va permettre de fairele lien avec la séance suivante.

◗ Séance 2Travail individuel, puis synthèse collective et traceécrite.Durée : 30 minutes si le travail est essentiellementmené avec les documents du manuel.Plusieurs jours d’observation si le dispositif d’expériencesdécrit page 9 (« Je lis ») est mis en place dans la clas-se, ce qui, bien sûr, est préférable.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 2Q U E D E V I E N N E N T L E S G O U T T E S D ’ E A U ?

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> Investigation et structurationLe dispositif décrit page 8, les expériences de la page 9et les explications données doivent conduire à l’élabo-ration avec les élèves du tableau de synthèse (encadréjaune page 8) définissant la condensation et l’évapo-ration.

> « Je lis » Cette séance est destinée à mettre en évidence lesfacteurs qui favorisent l’évaporation :• le rôle de la chaleur (hypothèse 1 page 9) que les

élèves auront sans doute avancé lors de la premièreséance ;

• le rôle de la grandeur de la surface libre (hypothèse 2page 9) ;

• le rôle de la quantité d’eau (hypothèses 1 et 2 page 9) ;• le rôle du vent…Les expériences du « Je lis » page 9 vont permettre auxélèves de prendre conscience de la nécessité de séparerles variables d’une expérimentation avant de conclure :il faut travailler sur un paramètre à la fois.• Le rôle de la chaleur (hypothèse 1).• Le rôle de la surface de l’eau (hypothèse 2).Le travail peut se faire par groupes, chaque grouped’élèves travaillant sur un protocole différent. Quel quesoit le choix de la forme de travail, il faut demander auxélèves de formuler clairement leurs conclusions.

> Autres expériencesAvec l’utilisation d’un sèche-cheveux comportant2 positions, chaud et froid, ou avec des intensités diffé-rentes, les élèves par groupes de 3 ou 4 vont fairesécher un mouchoir en coton.Expliquer les divers protocoles et émettre des hypothèses.« Quel est le mouchoir qui sera sec le plus rapidement ?celui qui sera sec en dernier ? » Faire justifier.• Séchage sans intervention d’un mouchoir étalé.• Séchage sans intervention d’un mouchoir « en boule ».• Séchage avec position « froid » du sèche-cheveux.• Séchage avec position « chaud » du sèche-cheveux.• Séchage avec un ventilateur.Ces expériences sont simples à réaliser dans la classe,mais il faut qu’elles soient menées avec une grandeprécision pour pouvoir être comparées :• mêmes mouchoirs ;• même quantité d’eau pour mouiller chaque mouchoir ;• précision de la mesure du temps : utilisation d’un

chronomètre (prévoir une séance de manipulation).Chaque groupe rend compte de son expérience auxautres groupes. Faire comparer les temps de séchage.Comparer avec les hypothèses de départ.

> Cas de l’ébullitionL’expérience (non traitée dans le manuel) doit êtreréalisée par l’enseignant (dans la cuisine de l’école).Faire observer l’eau en train de bouillir (élèves pardeux ou trois autour du dispositif). Mettre très peud’eau à chaque fois dans la casserole pour que tous lesélèves puissent observer l’ébullition. Lors de l’ébullition, les grosses bulles qui se forment etremontent à la surface sont des bulles de vapeur d’eau.Elles viennent éclater à la surface. Au fur et à mesure,

il y a de moins en moins d’eau dans la casserole. Si oncontinue à chauffer, l’eau s’évapore complètement.Il y a « un nuage » au-dessus de la casserole.Demander aux élèves de quoi il s’agit. Comparer avecce qui a été observé précédemment. Revoir le Doc. 3page 6.Placer un verre ou une assiette froide au-dessus de lacasserole. Demander aux élèves ce qui va se passer(cf. expérience 2 page 7). C’est aussi ce qu’ils peuventobserver occasionnellement sur les vitres froides de lacuisine à la maison quand des plats cuisent. Les mots« buée » et « condensation » doivent être réemployés.Lorsque l’eau bout, sa température est toujours lamême : 100 °C.Amener les enfants à conclure : il y a deux façons defaire passer l’eau de l’état liquide à l’état gazeux.Lentement, c’est l’évaporation qui se produit à toutetempérature. Très rapidement, c’est l’ébullition qui alieu à la température constante de 100 °C.

◗ Élaboration de la synthèseElle se fait d’abord oralement, collectivement, enprenant en compte ce que les élèves ont compris etdoivent retenir.Poser la question : « Que venez-vous d’apprendrependant ces deux séances ? »Ensuite, la trace écrite, pour le cahier individuel, peutse présenter comme dans l’encadré jaune page 8. Cen’est qu’un exemple, pas un modèle. L’important estque le passage de l’état liquide de l’eau à l’état gazeuxde l’eau soit défini et nommé, de même pour lepassage de l’état gazeux à l’état liquide. Les termes « évaporation » et « condensation » doiventêtre définis, expliqués et utilisés à bon escient par lesélèves.

◗ Séance 3 et Carnetde chercheur

> Questionnement en rapport avec la viequotidienne des élèves

Chaque élève doit pouvoir apporter une ou plusieursréponses aux questions page 6. Il est possible aussi decompléter le questionnement en leur demandant si lesfaçons de faire sécher le linge sont différentes sur leslieux de vacances.Aider à la formulation et à la correction orthographiquesi besoin.En profiter pour mettre en garde sur les dangers demettre du linge à sécher en le posant directement surun radiateur électrique.

> Prolongements. Maîtrise de la langue• Écrire un compte rendu d’expérience comme dans

« Je lis ». Travailler ce type de texte lors d’un projetd’écriture. Par exemple, écrire le compte rendu del’expérience décrite dans « Étonnant ! » page 9.

• Travail sur les familles de mots. Observation réflé-chie de la langue. Travail à partir du mot « sécher »,en reprenant d’abord les mots utilisés dans lemanuel : sec (page 8) ; sèche ; sécher (page 9) ;

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séché(e) ; faire sécher ; se sécher ; puis en complé-tant avec les mots qui seront trouvés dans le Carnetde chercheur : séchoir (à linge ; à cheveux) ;séchage (à l’air libre ; au soleil) ; sèche-linge ; sèche-mains ; et d’autres encore : sécheresse ; sécherie (depoissons) ; sèche-cheveux (séchoir à cheveux) ; des-sécher ; dessèchement ; assécher ; quelques expres-sions : mettre un étang à sec ; à conserver au sec ;saison sèche ; fruits et légumes secs ; peau sèche(déshydratée)…

> Objectifs

S’assurer de la bonne utilisation du lexique rencontrélors de la séance 2 (manuel et Carnet de chercheur) etrendre les élèves capables de comprendre des motsnouveaux ou des expressions dans leur contexte et ens’appuyant sur quelques phénomènes dérivés (séchoir ;séchage ; dessécher ; assécher…).

> « Étonnant ! »Ce dispositif peut être mis en place dans la classe.Mettre le matériel à la disposition d’un groupe d’élèvesqui se chargera de réaliser le dispositif à l’aide du sché-ma et d’en rendre compte au groupe-classe en expo-sant oralement ce qu’ils ont fait. Autre exemple : Quand on sort de l’eau (à la piscineou à la mer) pendant qu’il pleut, on a moins froid quepar temps sec. L’eau qui s’évapore de notre peau enfines gouttelettes absorbe la chaleur du corps ; c’estpour cela qu’habituellement on a froid mais, par tempshumide, l’eau s’évapore moins.

◗ Séance 4> ÉvaluationIndividuelle et écrite, elle devra permettre de s’assurerque les élèves sont capables d’identifier, de nommer etde définir « évaporation » et « condensation ».

◗ Matériel• 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 réponses des élèves (affichage autableau).

• Bacs à glaçons, thermomètre.• Accès, dans l’école, à un congélateur et à un réfrigé-

rateur (utilisation possible du compartiment à glace).• Assiette.• 2 bouteilles en plastique rigide.

◗ Séance 1Phase orale collective.Durée : 25 minutes si le travail se fait à partir desdocuments 1 et 2 du manuel page 10, ou 5 minutesde mise en place des bacs, puis 20 minutes après24 heures.Choisir de mettre en place ce module d’apprentissageen hiver où la température peut atteindre 0 °C ou moinspour permettre d’observer la glace dans la nature.Faire observer la formation de cristaux sur une flaque :au fur et à mesure que la flaque gèle, les cristaux, enforme de lames, se rejoignent pour former une couchede glace solide.Profiter d’une chute de neige éventuelle (ou d’uneclasse de découverte à la montagne) pour montrer quela neige est aussi de l’eau solide (la faire fondre). Sion place la neige fondue dans le congélateur, onobtiendra de la glace, pas de la neige (page 11).La neige renferme une grande quantité d’air (page 11).Quand on fait des boules de neige, plus elles sonttassées, plus elles ressemblent à de la glace.À l’extérieur, observer à la loupe des flocons de neigepour voir les cristaux (page 11).

> ProblématisationÉmergence des représentations initiales à partir du mot« glace ». Prise en compte des conceptions des élèves.En conserver la trace (cf. séance 1 du chapitre 1).Questionnement initial : « Comment se forme laglace ? » Poser la question avant de faire ouvrir lemanuel. Prendre en compte les réponses des élèves.

> « J’observe »À partir des documents photographiques décrivant ledispositif de la page 10, demander aux élèves deformuler :• des constatations à propos des bacs A et B ;• des hypothèses pour expliquer ce qui va se passer

pour chacun des bacs A et B si l’expérience estprolongée de plusieurs jours dans les mêmesconditions.

S’assurer que les élèves sont capables de lire un thermo-mètre. Si ce n’est pas le cas, prévoir une séance demanipulation.Faire commenter et justifier les réponses.Reprendre la question initiale « Comment se forme laglace ? » et formuler une réponse prenant en comptece qui vient d’être observé.

◗ Séance 2Travail individuel, puis synthèse collective et trace écrite.Durée : 30 minutes si le travail est mené avec l’expé-rience 1 page 11 et les dessins de l’expérience 2 et del’expérience 3. Plusieurs jours d’observation si les dispositifs des expé-riences 2 et 3 décrits page 11 sont mis en place, cequi, bien sûr, est préférable.Cette séance peut se dérouler en deux fois si on inclutles expériences 4 et 5 (non décrites dans le manuel).

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 3CO M M E N T S E F O R M E L A G L A C E ?

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> Investigation et structuration« Je comprends ». Le dispositif décrit page 10, lesexpériences de la page 11 et les explications donnéesdoivent conduire à l’élaboration avec les élèves dutableau de synthèse (encadré jaune page 11) définis-sant solidification et fusion.Expériences 1, 2, 3 (page 11) à réaliser, décrire etcommenter.Avant de faire l’expérience 2, il est important dedemander aux élèves de formuler des hypothèses surce qu’ils vont trouver au bout de 12 heures : de laneige ? de l’eau liquide ? de la glace ? Utiliser ce qui aété observé (bacs A et B) page 10.Expérience 3 page 11 : mise en évidence de l’augmen-tation de volume. Demander aux élèves de formuler des hypothèses, etde chercher des explications aux questions suivantes :« Quelles sont les précautions à prendre l’hiver pourles tuyauteries ? pour les radiateurs des automobiles ? ».

> Autres expériences à réaliser en classe Mise en évidence de l’augmentation de volume :expérience 4Matériel : • Tube à essai.• Mélange réfrigérant composé de glace pilée et de

gros sel.• Verre.Verser de l’eau liquide jusqu’à un trait de repère dansle tube à essai. Placer le tube en position verticale dansun verre contenant le mélange réfrigérant. L’eau liqui-de se transforme en glace : le niveau de la glace estplus haut que le repère initial.Mise en évidence de la conservation de la masse :expérience 5Matériel : • Deux bouteilles identiques, en plastique souple,

remplies de la même quantité d’eau et fermées.• Balance Roberval.• Accès à un congélateur (ou au compartiment à glace

d’un réfrigérateur).Placer une bouteille sur chacun des plateaux de labalance. Constater l’équilibre. Les deux bouteilles ontla même masse.S’assurer que les élèves sont capables d’effectuer unepesée. Si ce n’est pas le cas, prévoir une séance demanipulation.Déposer une des bouteilles dans le congélateur. Lelendemain, observer cette bouteille : elle est déforméesous l’effet de l’augmentation de volume de l’eau soli-de.Demander aux élèves d’émettre des hypothèses si onreplace les deux bouteilles sur chacun des plateaux dela balance. Y aura-t-il encore équilibre ?Le plus souvent, une grande partie des élèves pensentque la masse de l’eau solide sera supérieure à la massede l’eau liquide. « Il y a plus de glace, donc c’est pluslourd. »Effectuer la pesée pour mettre en évidence la conser-vation de la masse.

◗ Élaboration de la synthèseElle se fait d’abord oralement, collectivement, enprenant en compte ce que les élèves ont compris etdoivent retenir des séances 1 et 2.Poser la question : « Que venez-vous d’apprendrependant ces deux séances ? »Ensuite, la trace écrite, pour le cahier individuel, peutse présenter comme dans l’encadré jaune page 11. Cen’est qu’un exemple, pas un modèle. L’important estque le passage de l’état liquide de l’eau à l’état solidede l’eau soit défini et nommé, de même pour lepassage de l’état solide à l’état liquide. Les termes « solidification » et « fusion » doivent êtredéfinis, expliqués et utilisés à bon escient par lesélèves.

◗ Séance 3 et Carnetde chercheur

> Recherche documentaire sur les icebergsLiens avec la géographie.• Océans et continents.• Les massifs montagneux.• Utilisation de représentations paysagères et cartogra-

phiques.Utiliser un manuel de géographie pour présenter auxélèves quelques documents photographiques.

> Recherche et lecture documentaire en BCDUtilisation d’un document multimédia /Recherche sur Internet

Cf. « Zoom sur… Une recherche sur Internet » pages76 et 77 du manuel.Lire : « Informations pour l’enseignant », partie« Glaciers et icebergs ».Aider les élèves à réaliser l’expérience. La fairecommenter, puis demander d’en faire le compte rendu.

> « Je lis » (manuel page 10)« Des glaces pour Louis XIV »Liens avec l’histoire.• Situer le document : la période historique concernée.• Louis XIV et la vie quotidienne à la cour de

Versailles. Utiliser un manuel d’histoire pour présenteraux élèves quelques documents iconographiques.

Liens avec la vie quotidienne aujourd’hui.• « De quelle façon sont fabriquées les glaces que tu

manges aujourd’hui ? Dans le commerce ? À la mai-son ? »

• Utilisation d’une sorbetière.

> Autres exemples de lectures• Le Roman de Renart : l’histoire d’Isengrin à qui le

chasseur doit trancher la queue coincée dans laglace.

• L’album Le Petit Lapin de Noël d’Olga Lecaye, àl’École des loisirs : l’histoire du petit lapin qui tombedans l’eau glacée et se retrouve prisonnier dans unglaçon.

Les élèves peuvent proposer des expériences pourmettre en scène la situation, puis la décrire :

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• ficelle dans l’eau d’un tube plongé dans un mélan-ge réfrigérant ;

• forme en plastique, représentant le lapin, dans l’eaud’un tube plongé dans un mélange réfrigérant.

> « Étonnant ! »• La glace flotte toujours à la surface d’un étang. Les

poissons peuvent continuer à nager en dessous.• De l’eau salée (donc non pure) ne gèle pas à 0 °C.

On met du sel sur les routes pour que l’eau saléereste liquide à des températures inférieures à 0 °C(entre – 3 °C et – 5 °C).

• Expérience : « Mettez un glaçon dans un saladierrempli d’eau. Saupoudrez le glaçon avec un peu desel et posez une petite baguette de bois dessus (typecure-dents). Vous pouvez alors soulever le glaçonfacilement. »

• Le sel versé sur le glaçon fait fondre la glace mais, aucontact du cube glacé, l’eau gèle à nouveau enemprisonnant le bâtonnet.

• Les objets blancs renvoient la chaleur du soleil. Plusles objets sont sombres, plus ils la capturent.

Expérience

Matériel :

– 2 assiettes.

– 2 glaçons.

– 2 pots de yaourt nature en plastique, vides et débar-rassés de leurs étiquettes. L’un des pots est peint ennoir, l’autre est laissé blanc.

« Un jour où il fait froid mais où le soleil est présent,posez un glaçon sur chaque assiette. Recouvrez l’undu pot de yaourt blanc, l’autre du pot de yaourt peinten noir. Placez au soleil. Observez : sous le pot noir, leglaçon fond plus vite ! »

◗ Séance 4> ÉvaluationIndividuelle et écrite, elle devra permettre de s’assurerque les élèves sont capables d’identifier, de nommer etde définir « solidification « et « fusion ».

• Mélanges et solutions : chapitres 4 et 5 du manuel.• Transfert des connaissances au cycle météorologique

de l’eau dans la nature.• Transfert des notions étudiées au sujet de l’eau à

d’autres 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 entraîne une transformationchimique. La réversibilité est alors imparfaite.

Autres exemples (utilisation par l’adulte car l’expéri-mentation peut présenter des dangers) :

– la paraffine (bougie) ;

– la soudure d’électricien : fusion, puis solidificationd’un métal.

• Enquêtes, documentation pour d’autres métaux, oule verre.

P R O LO N G E M E N T S E T R É I N V E S T I S S E M E N T S

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Mélanges et solutionsLa matière

PAGES 12-17DU MANUEL

◗ SavoirsLe principal objectif est de consolider la connaissancede la matière et de sa conservation.• Découverte de la miscibilité ou de la non-miscibili-

té de certains liquides.• Distinction entre un mélange homogène et une

émulsion.• Ordre constant de superposition des liquides (qu’ils

soient miscibles ou non).• Notion de masse volumique d’un liquide.Le terme de masse volumique ne fera pas nécessaire-ment l’objet d’un apprentissage particulier, mais il estimportant que les enfants découvrent que des volumeségaux de liquides ont souvent des masses différentes. La masse volumique varie en fonction de plusieurs facteurs :– la température : variation du volume due à la dilata-

tion mais conservation de la masse (cf. expérience 3page 11 du manuel) ;

– la concentration dans le cas d’une solution (plus unesolution est concentrée, plus sa masse volumique estgrande) ;

– les proportions dans le cas d’un mélange de liquides.• Utilisation du vocabulaire approprié :– Lors des manipulations, veiller à bien employer le

terme « agiter » plutôt que « mélanger ».– Bien différencier blanc et incolore, liquide limpide et

liquide trouble.

◗ Compétences en scienceset technologie

> Être capable de• Poser des questions précises et cohérentes à propos

d’une situation d’observation ou d’expérience.• Imaginer et réaliser un dispositif expérimental

susceptible de répondre aux questions que l’on sepose, en s’appuyant sur des observations, des mesuresappropriées ou un schéma.

• Utiliser des instruments d’observation et de mesure :la balance, le compte-gouttes.

• Recommencer une expérience en ne modifiant qu’unseul facteur par rapport à l’expérience précédente.

• Mettre en relation des données, en faire une repré-sentation schématique et l’interpréter.

• Mettre en relation des observations réalisées en classeet des savoirs que l’on trouve dans une documentation.

• Rédiger un compte rendu intégrant schéma d’expé-rience ou dessin d’observation.

Ces compétences et ces notions sont détaillées dans ledocument d’application des programmes.

> Avoir compris et retenu• Les mélanges et la dissolution.

◗ Compétences« maîtrise de la langue »

> Avoir acquis une première compétenced’écriture et de rédaction

• Souligner (ou surligner) dans un texte les informa-tions que l’on recherche.

• Pouvoir les organiser en liste sur un support depapier ou grâce à l’ordinateur.

> Parler en sciences• Utiliser le lexique spécifique des sciences dans les

différentes situations didactiques mises en jeu.• Formuler des questions pertinentes.• Participer activement à un débat argumenté pour élaborer

des connaissances scientifiques en en respectant lescontraintes (raisonnement rigoureux, examen critiquedes faits constatés, précision des formulations, etc.).

• Savoir rechercher et énoncer des critères.

> Lire en sciences• Traiter une information complexe comprenant du

texte, des images, des schémas.• Rechercher des informations pertinentes dans des

documents.

> Écrire en sciences• Prendre des notes lors d’une expérience, d’une enquête.• Rédiger, avec l’aide du maître, un compte rendu

d’expérience (texte à statut scientifique).• Rédiger un texte pour communiquer des connaissances

(texte à statut documentaire).

◗ Liens avec d’autres disciplinesou parties du programme

Géographie : lecture de paysages en relation étroiteavec la photographie.

R É F É R E N C E S A U X P R O G R A M M E S

◗ Informations scientifiqueset techniques

La distinction mélange/solution est une distinctiond’usage et non une distinction scientifique. Lorsqu’on

parle d’un mélange hétérogène, on emploie le terme« mélange ».On oppose mélange à corps pur.Un corps pur est constitué de molécules identiques.

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

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Un mélange est un corps dans lequel on trouve deuxou plusieurs sortes de molécules. Dans le cas d’unensemble homogène solide, gazeux ou liquide, onemploie aussi le terme de mélange. Quand un descomposants d’un mélange homogène liquide ou soli-de joue un rôle différent des autres on parle alors desolution.Une solution est donc le mélange d’un solide dans unliquide. Ainsi dans le cas de l’eau salée, l’eau est appelée« solvant », le sel « soluté », et on parle de solution desel dans l’eau.Ces termes « homogène », « hétérogène », « solvant »,« soluté » ainsi que la distinction d’usage entre solutionet mélange n’ont pas à faire l’objet d’un apprentissagesystématique à l’école élémentaire. Dans le cas d’une suspension, le solide dispersé n’estplus à l’état de molécules mais de grains. Ces granulespeuvent être très petits et passer à travers les filtres :c’est le cas du café dit « soluble ».Lors de la dissolution, il y a d’abord séparation desmolécules du solide (on l’observe facilement avec lesucre en morceaux dans de l’eau), puis il y a dispersiondes particules du soluté dans le solvant, la dispersionétant maintenue par l’agitation. Les molécules dissoutes restent intactes dans la solu-tion de sel ; il y a conservation du corps dissous, c’est-à-dire qu’il y a conservation de la masse et la possibi-lité de récupérer le corps dissous par vaporisation dusolvant (par ébullition ou par évaporation).La solubilité d’une substance correspond à la limite dedissolution de cette substance dans un liquide.

◗ Des paramètres à prendreen compte ou à faire varierlors des expériences

> La quantité de solvantIl faut noter que plus la quantité de solvant augmente,plus la concentration est faible. Il faut donc veiller lorsde l’expérience sur la saturation à ce que les élèves nedémarrent pas leur expérience avec une trop grandequantité d’eau.

> Le rôle de l’agitationLe rôle de l’agitation est à souligner. Sans agitation, lesmolécules dissoutes restent au voisinage du corps àdissoudre ; il y a interaction d’attraction entre les molé-

cules du solide et celles du liquide. L’agitation permetà la dissolution de se poursuivre.

> La vitesse de dissolutionPlus la concentration augmente, plus la vitesse dedissolution diminue, pour être nulle lorsqu’on atteintla saturation.

> Le rôle de la température du solvantLes molécules du solvant arrivent plus vite sur le soli-de si la température du solvant augmente. De plus, sile liquide est en cours de chauffage, les courants deconvection jouent alors le même rôle que l’agitationmécanique et accélèrent donc la dissolution. Parexemple, la solubilité du sel est de 35,7 g pour unevaleur de 100 g d’eau à 10 °C et de 39,6 g pour unevaleur de 100 g d’eau à 100 °C. Cette différence estpeu significative pour le sel, mais plus importante pourd’autres solides, comme le sucre par exemple (190 gpour une valeur de 100 g d’eau à 10 °C et 487 g pourune valeur de 100 g d’eau à 100 °C).Pour le café : le café moulu ne se dissout pas, maisl’eau bouillante prend une couleur marron. Aucunéchange ne se produit dans l’eau froide. Il s’agit làd’une suspension et non d’une solution. Les échangesentre les deux corps ne s’effectuent que grâce à latempérature du solvant.Les mélanges de liquides sont des situations familièrespour les enfants : sirop dans l’eau… Lors des séquencesmises en œuvre, il est intéressant de faire comprendreaux élèves que certains liquides ne se mélangent pas.

◗ Représentations des élèves etobstacles à prendre en compte

• La confusion dans le langage courant entre dissoudreet fondre est fréquente. On dit que le sucre fonddans l’eau alors qu’il se dissout (la fusion étant lechangement d’état solide à l’état liquide). Les mots« dissolution » et « dissoudre » seront donnés auxenfants ; il sera nécessaire de leur rappeler ce vocabu-laire car ils referont souvent la confusion entre fondreet dissoudre.

• La conservation de la matière lors d’une dissolutionest difficilement perçue par les élèves.

• Il existe chez l’enfant une confusion entre eau pureet eau limpide, eau propre et eau potable.

◗ Objectifs• Analyser des photographies pour décrire le phéno-

mène observé et réaliser ensuite un dispositif expéri-mental.

• Rendre compte de son expérience.• Utiliser les résultats des expériences pour classer des

substances dans un tableau, selon qu’elles sont solu-bles ou non solubles dans l’eau.

• Prendre conscience qu’une eau limpide peut contenirdiverses substances dissoutes.

• Imaginer un dispositif pour récupérer le sel d’unesolution.

• S’interroger sur la conservation de la masse au coursde la dissolution.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 4E S T- C E Q U E TO U T S E M É L A N G E AV E C D E L ’ E A U ?

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◗ Étude des documents> Documents 1, 2 et 3 (manuel page 12)L’observation du marais salant permet de mettre enimages les phénomènes de solution et de cristallisationles plus spectaculaires et les plus connus des enfants. Lors de l’observation des photos, s’interroger sur :• La profondeur des bassins : les bassins des marais

salants sont peu profonds et très grands ; cela permetune plus grande surface de contact de l’eau avecl’air, donc une évaporation plus rapide (cf. chapitre 2sur l’évaporation).

• Dans les marais salants, on fait passer l’eau dans unesuccession de bassins. La concentration en selaugmente de plus en plus jusqu’à obtenir la limitede saturation (Doc. 2).

• L’importance des facteurs climatiques : l’eau s’éva-pore sous l’action du soleil et du vent.

> Pistes de travailOù trouve-t-on des marais salants en France ? Faireune recherche dans des encyclopédies, rechercher surles étiquettes d’emballage de sel, identifier les diffé-rents types de sel alimentaire vendus dans le commer-ce. Qu’est-ce qu’une mine de sel ?

> « Je lis »L’appellation « eau minérale » est réglementée : l’adjectif« minérale » provient des différents sels minérauxcontenus dans l’eau.

> Pistes de travailRechercher d’autres types d’eaux mises en bouteille(eau de source, eau de table, eau distillée, eau déminé-ralisée…) et lire les étiquettes pour analyser leurcomposition.Aboutir à la notion d’eau pure.Rechercher sur une carte de France où se situent lescentres d’exploitation de ces eaux (lien avec la géogra-phie).

> « Étonnant ! »Le taux de salinité de la mer Morte. On peut recher-cher où se trouve la mer Morte. Essayer de reproduirele taux de salinité de la mer Morte (26 g de sel pour100 g d’eau) et voir comment les objets y flottent.

◗ Séance 1 Durée : 15 minutes pour la séance d’observation et30 minutes pour la phase d’expérimentation, puiscomparaison et analyse des résultats obtenus.

> Matériel• Manuel pages 12 et 13 et Carnet de chercheur pages 10

et 11.• Bocaux de verre.• Eau.• Gros sel.• Sel fin.• Entonnoirs.

> Point de départTravail sur les représentations des élèves. Demanderaux élèves s’ils connaissent des mélanges et des solu-

tions. Observation dans la nature (eau sale, eau demer…), dans la cuisine.

> Situation-problème : pourquoi peut-onrécupérer du sel dans l’eau de mer ?

Les élèves sont par petits groupes (4 élèves) et vontexpérimenter. Un secrétaire est chargé de noter chaqueexpérimentation proposée et les résultats observés.Les élèves proposent des mélanges et font des hypo-thèses sur les résultats. Observation des phénomènesobservés : disparition plus ou moins rapide du produit(ou non-disparition).Les élèves ont quelquefois tendance à mettre beau-coup de produit dans l’eau s’ils n’ont pas de directives.On pourra alors observer la saturation qui sera ensuitereprise dans le Carnet de chercheur.

> Mise en commun Exposé par le délégué de chaque groupe des expérien-ces réalisées.

◗ Séance 2Durée : 45 minutes (30 minutes pour la manipulation,15 minutes pour la mise en commun).

> Situation-problème : où est passé le sel ?Par petits groupes, chercher comment retrouver et isolerle sel dissous.Chaque groupe doit mettre en place un protocole pourrécupérer le sel dissous. Il présentera ensuite ce dispo-sitif à l’ensemble de la classe.

> Mise en communChaque groupe présente son dispositif et annonce sesrésultats. Rassembler les réponses au tableau. Échanges, argumentations.Organisation des réponses dans un tableau.

> Transcription du compte rendud’expérience (temps de travailsur la maîtrise de la langue)

Les procédés utilisés :• le filtrage ou la décantation. Lorsqu’ils sont mis en

œuvre, ces procédés démontrent que ce n’est pas labonne méthode ;

• l’évaporation : rappel des marais salants.L’évaporation peut être accélérée, par une plus gran-de surface d’évaporation, par chauffage (rappel duchapitre 2 pages 8 et 9).

◗ Séance 3 Durée : 45 minutes (30 minutes pour la manipulation,15 minutes pour la mise en commun).

> Situation-problème : tout le sel misdans l’eau se retrouve-t-il dans la solution ?

On développera ici l’idée de la conservation de lasubstance et de la masse au cours de deux phéno-mènes : la dissolution et la cristallisation. A-t-on lamême masse de sel lors des différentes opérations ?Mettre en place un dispositif pour vérifier cette hypo-thèse : possibilité de faire des pesées (nécessité d’avoir

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des balances précises). Peser à part l’eau et le sel. Fairela dissolution, remettre sur la balance. Qu’observe-t-on ? Faire évaporer l’eau. Quelle masse de sel reste-t-il ?La masse de la solution d’eau salée est égale à lasomme des masses d’eau et de sel. Le produit ne secontente donc pas de donner sa saveur, il est entierdans la solution.

> Le volume(Pour le maître) Il y a une légère variation de volume. Levolume de la solution n’est pas égal à la somme duvolume d’eau et du volume de sel. Si l’on souhaite ne faire que deux séances sur ce point,on peut faire travailler une partie de la classe sur lasituation-problème 2 et l’autre partie sur la situation-problème 3. Prévoir alors un temps de mise en communun peu plus long.

◗ Séance 4Durée : 45 minutes (30 minutes pour la manipulation,15 minutes pour la mise en commun).

> Matériel• Manuel pages 12 et 13 et Carnet de chercheur pages 10

et 11.• Récipients transparents.• Agitateurs ou cuillères.• Entonnoirs.• Papiers-filtres.• Balances.• Éprouvettes graduées.• Eau.• Farine.• Sel.• Sucre.• Café moulu, café soluble (l’utilisation du café moulu

permet de casser la représentation des enfants quipensent que tout ce qui est en poudre est soluble).

• Sable.• Terre.• Morceau de savon de Marseille (dissolution longue).La liste n’est pas exhaustive. Tous les mélanges sontpossibles. Il faut veiller à demander aux enfants den’apporter que des produits que l’on utilise pour lacuisine ou la toilette. Le maître apportera lui-même lesproduits plus dangereux (peinture à l’huile, acétone,white-spirit…). Rechercher avec les élèves à quoiservent ces produits.

> Situation-problème :peut-on tout dissoudre dans l’eau ?

ExpérimentationIl est préférable de présenter des situations simples, oùon peut séparer les constituants soit par changementd’état, soit par filtrage ou décantation.Les élèves sont par petits groupes (4 élèves) et vontexpérimenter. La consigne de ne mélanger qu’un seulcorps dans l’eau doit être précisée. Un secrétaire estchargé de noter chaque expérimentation proposée etles résultats observés.

Les élèves proposent des mélanges et font des hypo-thèses sur les résultats. Observation des phénomènes :• disparition plus ou moins rapide du produit (ou non-

disparition) ;• coloration de l’eau ;• émulsion.On peut proposer de conserver les mélanges quelquesjours pour voir si les phénomènes observés se pérennisentou non.Mise en commun• Rassembler les réponses au tableau.• Échanges, argumentations.• Organisation des réponses dans un tableau.Conclusions• Il y a des solides qui donnent avec de l’eau des liquides

limpides.• Il y a des solides qui donnent avec de l’eau des liquides

troubles : les suspensions.• Par filtration ou décantation, une suspension peut

donner un liquide limpide ou moins trouble.

◗ Séance 5> Objectifs• Réaliser des mélanges.• Rechercher la limite de saturation.

> Réaliser des mélanges(Carnet de chercheur pages 10 et 11)

À partir du Carnet de chercheur, les élèves expérimententdes propositions de solutions. Les dissolutions proposéesconcernent pour beaucoup des produits alimentairesou domestiques. Ce choix répond au souci de permettreà l’enfant de faire la différence entre dissolution etsuspension, dissolution et réaction chimique.Café moulu, café soluble. Le terme « café soluble » estimpropre, car on n’obtient pas avec ce produit dessolutions mais des suspensions. Les substances solublescontenues dans le café moulu se dissolvent plus vitedans l’eau chaude que dans l’eau tiède et très peu dansl’eau froide. Il en est de même pour le thé.Il est intéressant de faire rechercher aux enfantsd’autres produits courants répertoriés comme solublesou solubilisés. Ce travail peut être d’abord réalisé par paire, une miseen commun permettant de lister les réponses les pluspertinentes et d’améliorer l’écriture et l’orthographe.

> Situation-problème : peut-ondissoudre une quantité illimitée de seldans une quantité donnée d’eau ?

Dissoudre de plus en plus de sel dans l’eau pour savoirsi cette quantité est illimitée. La limite de solubilité àtempérature ordinaire est d’environ 35 g de sel pour100 g d’eau. La dissolution étant très lente lorsqu’onapproche de la saturation, on peut différer l’observation.

Matériel• Bocaux de verre.• Sel de cuisine (en cristaux).• Mesure (bouchons de bouteilles plastiques, petits

tubes de pellicules photos ou d’aspirine).• Entonnoir.

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L’important est que tous les enfants utilisent la mêmemesure.Certains enfants mettent très vite beaucoup de sel,d’autres procèdent avec méthodologie. La solutiondevient de plus en plus épaisse. Il arrive un seuil où lesel ne se dissout plus et reste en surface. Pour le sel, lasaturation a lieu entre 35 et 40 g de sel pour 100 g d’eau.Lorsqu’on parle de solution saturée, il faut indiquer : lesolvant, le corps dissous, les quantités utilisées et latempérature. Pour le sel, la température change peu letaux de saturation. Par contre, pour d’autres substancescomme le sucre ou le nitrate de potassium, les résultatssont plus significatifs.ProlongementsEt avec du sucre ? Ces mêmes expériences peuventêtre reconduites avec d’autres solides : le sucre, parexemple. La solubilité du sucre est plus grande àchaud qu’à froid alors que la différence est peu signi-ficative pour le sel, comme nous l’avons vu.

> Comment faire des cristaux de sel ?Matériel• Bocaux.• Entonnoir.

• Soucoupe.

• Règle.

• Casserole.

• Fil à pêche en nylon.

On obtient des cristaux de sel à partir d’une solutionamenée à saturation. Les cristaux de sel sont d’autantplus gros que l’évaporation est plus lente. Il est doncintéressant de faire une expérimentation en comparantle sel récupéré par ébullition de la solution et celuirécupéré par évaporation lente. L’évaporation seraplus lente dans un petit pot que dans une soucoupe.Il est possible d’obtenir de gros cristaux de sel enfaisant évaporer l’eau dans un réfrigérateur. Il fautplusieurs semaines pour obtenir l’évaporation complète.

Pour obtenir un gros cristal, on peut mettre en place ledispositif suivant : dans un bocal, verser une solutionsaturée de sel, nouer le fil de pêche sur une règle (fixerun petit caillou à l’autre bout du fil pour tendre cedernier), placer la règle sur le bocal, le fil de pêchependant dans la solution saturée. Le fil de pêche serecouvre de cristaux de sel (ne pas oublier de briser lacroûte qui se forme à la surface).

◗ Objectifs• Comparer des résultats expérimentaux observés à

ceux donnés par les photographies du manuel, pourdire à quoi on reconnaît que des liquides sont misci-bles ou non.

• Faire des hypothèses et réaliser des expériences pourcomprendre de quoi dépend l’ordre de superposi-tion des liquides.

• Schématiser une expérience.• Utiliser ses connaissances pour classer des liquides

du plus lourd au plus léger.

◗ Séance 1> Matériel• 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.Durée : 30 minutes + 15 minutes.

Point de départDemander aux enfants de parler des différents mélangesde liquides rencontrés à la maison. Noter leurs propo-sitions.

> La marée noire : documents 1, 2, 3 et 4(page 14 du manuel)

Les documents proposés permettent aux enfants decomprendre des phénomènes, hélas ! souvent d’actua-lité : marée noire, dégazage en mer…L’expérimentation « eau + huile » ou « eau + pétrole »(vous conduirez vous-même cette expérience) permetde faire comprendre aux élèves pourquoi l’eau et lepétrole ne se mélangent pas, mais aussi pourquoi lepétrole reste en surface. Enfin, dans le chapitre suivant,on essaiera de trouver le solvant du pétrole, afin derépondre à la question : « Peut-on nettoyer la mer ? »

ExpérimentationLes mélanges proposés ne présentent aucun danger.Par petits groupes, laisser les enfants faire leurs mélanges.Dans un premier temps, expliquer qu’il ne faut mélan-ger que deux liquides à la fois.Faire noter par un secrétaire de séance les mélangesréalisés, l’ordre de versement de chaque liquide, lesobservations et les résultats obtenus.

Mise en communChaque rapporteur fait part de ses observations et deses résultats. Ces résultats seront validés ou non par lesautres groupes. L’importance de l’agitation du mélan-ge apparaît, de même que la stabilité du mélange. Lesenfants notent qu’ils ont réussi à mélanger les deuxliquides et que maintenant les liquides sont à nouveauséparés.

SynthèseÉlaboration d’un tableau de résultats : miscible ou nonmiscible, mélange stable ou non stable…

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 5E S T- C E Q U E TO U S L E S L I Q U I D E S S E M É L A N G E N T ?

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« J’expérimente »Il faut noter que le lait est déjà une émulsion : c’est unesuspension de particules liquides dans un liquide decomposition complexe.

◗ Séance 2Même matériel que lors de la séance précédente.

> Situation-problème : de quoi dépendl’ordre de superposition des liquides ?

Les élèves proposent diverses hypothèses :• est-ce fonction de l’ordre de versement des liquides ?• de la quantité versée d’un des liquides ?• de la couleur du liquide ?• de « l’épaisseur » du liquide ?• faut-il peser les liquides ?

ExpérimentationIl s’agit de vérifier si les hypothèses émises par lesenfants se confirment ou non. Chaque groupe va ànouveau expérimenter avec deux liquides. Veiller àproposer différents liquides à chaque groupe pourpermettre des échanges plus riches.En ce qui concerne les pesées, il est important derappeler aux élèves d’utiliser le même volume pourchaque liquide (observation du document « Je lis »page 14 du manuel). Donner une mesure deréférence à chaque groupe.

Mise en communCommunication par chaque groupe des résultats obtenus.Établir un tableau des résultats et comparer.Les élèves notent que la position d’un liquide n’est pastoujours la même suivant le liquide auquel il est associé.

Certains font part de leurs remarques. En faisant tomberquelques gouttes d’un liquide dans un autre, on peutprévoir quel est le liquide le plus lourd. Si les gouttesdescendent, c’est que le liquide ajouté est plus lourd. Siles gouttes remontent, c’est que le liquide ajouté est plusléger. Vérification de cette nouvelle conclusion.

SynthèseRemarquer que l’ordre dans lequel on verse les liquides,et que les quantités utilisées n’ont pas d’influence surl’ordre de superposition des liquides. C’est toujours leliquide le plus lourd qui va au fond.

ConclusionsÀ la fin de la séance, les élèves recopient dans leurcarnet les conclusions élaborées, ce qui constitue lesavoir de référence concernant ces séances.

◗ ProlongementQue se passe-t-il avec la vinaigrette ?Lorsqu’on a expérimenté les mélanges de liquides, lesenfants ont constaté que l’huile flottait au-dessus duvinaigre. Si l’on agite fortement le vinaigre et l’huile,l’huile est réduite en gouttelettes microscopiquesdispersées dans le vinaigre. C’est une émulsion. Il n’ya pratiquement pas d’attraction moléculaire entre levinaigre et l’huile. Au repos, les gouttes vont remonterà la surface du liquide, où elles vont constituer unecouche d’huile. Pour obtenir une vinaigrette homogène,on ajoute de la moutarde. La moutarde joue le rôled’émulsifiant, ce qui permet à l’émulsion de se stabi-liser.Pour la mayonnaise, la moutarde joue le même rôleavec deux liquides différents : le jaune d’œuf et l’huile.

◗ Éducation à la sécuritédomestique

> Règles de sécuritéIl est important de faire prendre conscience aux élèvesde certaines règles de sécurité.• Un liquide incolore n’est pas forcément de l’eau et

ce liquide peut être dangereux. Pour cette raison,certains liquides sont colorés ou parfumés artifi-ciellement : l’eau de Javel, par exemple.

• On ne doit pas mélanger n’importe quel liquide oudissoudre n’importe quel corps dans un liquide. Desréactions chimiques peuvent se produire et être trèsdangereuses. La bande dessinée proposée page 16du manuel, sous son aspect humoristique, doit êtreun point de départ pour cette réflexion sur la dange-rosité de certains produits et de certains mélanges.

• Tous les produits doivent être étiquetés pour êtreidentifiés, et doivent rester dans leur emballaged’origine : attention à ne pas mettre de l’eau de Javeldans une ancienne bouteille de limonade, par exemple.Chaque année de graves accidents se produisent àcause de ce type de négligence.

L’utilisation de la peinture acrylique et de la peinture àl’huile montre que l’eau n’est pas le seul solvant. Lesenfants sont amenés dans la vie courante à rencontrerd’autres solvants (d’autres liquides de nettoyage) et onpeut les faire réfléchir sur les appellations « dissolvantpour vernis à ongles », « détachant »… par l’observa-tion des étiquettes.Le mot « soluble » est relatif à un solide ou un liquidedonné. La nature du solvant détermine la solubilité : lesucre n’est pas soluble dans l’alcool alors qu’il est solubledans l’eau. Un même corps peut donc être soluble dansun liquide et insoluble dans l’autre. De même, un liqui-de peut être solvant pour un corps et pas pour un autre.Quand on parle de dissolution, il faut donc spécifier dequel solvant et de quel soluté on parle.

> « Étonnant ! »« L’eau n’éteint pas tous les incendies. » Cette phraseva permettre de faire réfléchir les élèves sur la maniè-re d’éteindre certains incendies : jamais d’eau sur unfeu de friteuse !Cette découverte peut faire l’objet de recherches documen-taires. Ce peut être aussi l’occasion de rencontrer les pom-piers et d’apprendre comment réagir face aux incendies.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : Z O O M S U R …I L N E FA U T PA S TO U T M É L A N G E R !

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◗ Littérature– « L’Âne chargé d’éponges et l’âne chargé de sel », Les

Fables de La Fontaine (II, 10).– Comment raconter des histoires à nos enfants, « Pourquoi

la mer est salée ? », Miss Sara Cone Bryant, Nathan,1978.

– La Légende de la mer salée, conte d’Asie.– André Gide, Si le grain ne meurt, « L’Harmonica chimi-

que », Gallimard.

◗ Sciences> Les techniques des orpailleursLes orpailleurs sont des chercheurs d’or. Ils récoltentl’or en paillettes ou en pépites dans les rivières. EnFrance, il y a de nombreuses rivières aurifères enSavoie et en Ariège. En Guyane, l’orpaillage représen-te encore une part très dynamique de l’économie dela région. Pour extraire l’or, le principe de base consis-te à séparer l’or des graviers. Pour cela, on s’appuie sur

la grande différence de densité entre l’or et le reste desalluvions. On récolte du gravier, que l’on tamise pourrécupérer le sable dans une batée. On plonge la batéedans l’eau, et on exécute rapidement un mouvementoscillatoire. L’eau entraîne peu à peu hors de la batéetoutes les matières légères. Seuls restent au fond leséléments lourds : le fer et les paillettes d’or.

> Les stalactites et les stalagmitesL’eau infiltrée dans le sol se charge de divers sels miné-raux et de calcaire. Quand l’eau suinte lentement duplafond d’une grotte, le calcaire, en se déposant,forme peu à peu des chandelles : ce sont des stalactites.Quand les gouttes tombent sur le sol, on dit que cesont des stalagmites. Elles mettent des siècles à seformer.

> La fabrication du beurreLorsqu’on agite la crème, les globules gras se soudentsous l’effet des chocs répétés et forment des grains deplus en plus gros qui se soudent entre eux.

P R O LO N G E M E N T S E T P I S T E S D E T R AVA I L

• Fais une série de dessins pour montrer ce que tuobtiens en mélangeant de la craie et de l’eau.

• Qu’est devenu le sucre ? Propose une expériencepour récupérer le sucre dissous dans de l’eau.

• Pourquoi doit-on mettre de l’eau déminéralisée dansun fer à repasser à vapeur ?

L’eau du robinet contient diverses substances et surtoutdu calcaire. Si on met de l’eau du robinet dans le fer àrepasser à vapeur, l’eau va s’évaporer, mais pas le cal-caire ni les substances dissoutes dans l’eau, et le fer vas’encrasser.• On pèse 2 verres, l’un rempli de grenadine, l’autre

de la même quantité d’huile. Le plateau de la balan-

É VA L U AT I O N

ce penche du côté de la grenadine. Que se passerait-il si on mélangeait de l’huile et de la grenadine dansun verre ? Explique pourquoi.

• Observe le schéma ci-contre.Que se passe-t-il si tuchanges l’ordre danslequel tu verses lesliquides ?Dans cette superposi-tion de liquides, écrisle nom des liquides duplus lourd au plus léger.

essence

verre

huile

eau

sirop de menthe

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La vie et la croissance de l’arbreUnité et diversité du monde vivant

PAGES 18-27DU MANUEL

◗ Savoirs• Découvrir le rôle des bourgeons dans la croissance

des arbres.• Découvrir la croissance des arbres : en longueur (sur

des rameaux) et en épaisseur (sur des troncs et desbranches).

• Se rendre compte de la discontinuité de cettecroissance en liaison avec le rythme des saisons.

• Savoir repérer l’âge des rameaux.• Savoir repérer l’âge des arbres (sur une section de

leur tronc).

◗ Compétences en scienceset technologie

> Être capable de• Observer par recherche d’indices sur un échantillon.• Formuler des questions précises et cohérentes à

propos d’une situation d’observation, et pratiquer unraisonnement logique.

• Élaborer des hypothèses et trouver des moyens pourles vérifier.

• Utiliser des instruments d’observation et de mesure :loupe, double décimètre.

• Mettre en relation des données, en faire une représen-tation schématique et l’interpréter.

• Mettre en relation des observations réalisées en clas-se et des savoirs que l’on trouve dans une documenta-tion.

• Rechercher des informations pertinentes dans undocument (le manuel) et dans sa mémoire (connais-sances de l’année précédente).

• Élaborer des traces écrites permettant le suivi dans letemps des phénomènes observés pour la mise enévidence des transformations lors du développementdes végétaux : se souvenir et comparer les étapesd’un phénomène avec la nécessité d’utiliser unemême échelle ou des repères de taille.

• Repérer les manifestations du développement :quantitatives (augmentation de dimension) ou quali-tatives (apparition de feuilles ou de fleurs).

• Comparer et décrire (verbalement et graphiquement)les changements d’un être vivant au cours du temps :naissance, croissance, âge adulte, vieillissement, mort.

• Construire une frise chronologique pour représenterles phases du développement d’un arbre.

• Comparer le développement de deux arbres diffé-rents.

• Utiliser des connaissances acquises pour découvrirl’âge des arbres.

> Avoir compris et retenu• Une fonction du vivant qui en marque l’unité et la

diversité : le développement des végétaux.

• La croissance des arbres est discontinue et saisonnière.• Les bourgeons sont une forme de résistance à la

mauvaise saison. Il en sort une tige qui porte desfeuilles ou des fleurs et de nouveaux bourgeons.

• En comptant le nombre de cernes sur la coupe d’untronc, on peut connaître l’âge de l’arbre.

◗ Compétences« maîtrise de la langue »

> Acquérir une première compétenced’écriture et de rédaction

• Souligner (ou surligner) dans un texte les informa-tions qu’on recherche.

> Parler en sciences• Utiliser le lexique spécifique des sciences.• Savoir rechercher et énoncer des critères.

> Lire en sciences• Traiter une information complexe comprenant du

texte, des images, des schémas.• Rechercher des informations pertinentes dans des documents.

> Écrire en sciences• Prendre des notes lors d’une observation.• Élaborer et mettre au point des textes narratifs

concernant le développement de la plante.• Écrire un texte narratif pour expliquer une observa-

tion continue ou une observation sur documents.• Retravailler le petit texte résumé écrit par les enfants

(forme, syntaxe, orthographe).

◗ Liens avec d’autres disciplinesou parties du programme

Activités artistiques : à propos des feuilles et des fleursau printemps, de leur variété d’aspect et de couleurs.Faire la différence entre le dessin scientifique de lacroissance du rameau et une représentation artistiquesur le même sujet en faisant apparaître le besoin derepères objectifs en sciences.Découvertes sensorielles en liaison avec les parfumsdes fleurs.Mathématiques :• Mesure avec un double centimètre (croissance de

rameaux) et comptage (âge de l’arbre).• Mesure de l’allongement annuel des rameaux. Cette

croissance peut être représentée sous forme detableau comparatif ou de graphique.

• Mesure de la largeur des cernes de croissance dechaque année, à représenter sous forme de tableaucomparatif afin de repérer les années de sécheressepour ces arbres (où les cernes sont les plus fins).

R É F É R E N C E S A U X P R O G R A M M E S

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◗ Informations scientifiqueset techniques

> Structure des bourgeonsLes bourgeons renferment un embryon de rameaufeuillé. Ils sont entourés d’écailles qui les protègent dufroid, de l’humidité et des chocs.

> Croissance des arbres et cycle saisonnierLa croissance est discontinue et saisonnière, ce qui est liéà l’arrêt de la végétation pendant l’hiver, les bourgeonsétant une forme de résistance à la mauvaise saison. Chaque printemps, les bourgeons s’ouvrent : il en sortune tige qui porte des feuilles et de nouveaux bour-geons. Certains bourgeons contiennent une grappe defleurs (poirier, cerisier, lilas, marronnier…). D’autresbourgeons donnent des tiges avec des feuilles. C’estpourquoi les jardiniers taillent les arbres fruitiers pourfavoriser le développement de certains bourgeons àfleur, qui donneront donc des fruits.Les tiges poussent en longueur jusqu’à la fin de l’été,l’arbre grandit ; de nouveaux bourgeons grossissent.À l’automne, les feuilles tombent et l’arbre vit auralenti pendant le froid de l’hiver. La cicatrice dupétiole des feuilles reste visible à la base des bour-geons ; elle a souvent la forme d’un croissant de lune.

> Croissance en longueurLes cicatrices des écailles des bourgeons qui ontdonné naissance aux rameaux restent visibles etforment des marques tout autour de la tige. Cet anneau(ou nœud) indique la base de chaque pousse annuelle.La croissance annuelle d’un rameau correspond à lalongueur des entre-nœuds, c’est-à-dire le segmententre deux zones de cicatrices d’écailles de bour-geons.

> Croissance en épaisseurAu printemps et en été, l’arbre fabrique sous son écor-ce de nouveaux vaisseaux de bois. Ceux-ci forment desanneaux concentriques. Ce sont les cernes que l’onobserve sur un tronc d’arbre scié. Les arbres ont unecroissance discontinue et saisonnière qui sepoursuit toute leur vie. Au printemps, le temps est humide et l’arbre fabriquesous son écorce de nouveaux vaisseaux de boisconducteurs de la sève. Ceux-ci sont très gros et appa-raissent de couleur claire.En été, le temps est plus sec et l’arbre fabrique desvaisseaux de bois très fins qui apparaissent alors decouleur sombre.À l’automne et en hiver, l’arbre ne fabrique plus devaisseaux conducteurs de sève. Il entre en vie ralentiependant toute la période froide.Sur un tronc d’arbre coupé, la succession des sectionsde ces vaisseaux forme des cernes. Ceux-ci indiquentl’âge de l’arbre ou de la branche. Chaque cernecorrespond à un an.Sur la section d’un tronc, on distingue vers la périphérieune zone plus claire et plus tendre constituée des

vaisseaux conducteurs de sève en activité : l’aubier.Dans la partie centrale, les vaisseaux sont bouchés, ilsforment une partie plus dure, le cœur du bois, utiliséeen menuiserie.Tous les arbres ne se développent pas à la même vites-se. Certains se développent rapidement (pin,peuplier, robinier…), d’autres plus lentement (chêne,hêtre…), mais tout dépend de leur environnement.

> La dendrochronologieEn mesurant et en comparant les différents cernes d’unmême arbre et en les datant (science que l’on appellela dendrochronologie), on découvre le climat desannées précédant son abattage. En effet, la largeur descernes varie en fonction du climat (s’il est chaud ethumide, les vaisseaux sont nombreux, donc la coucheest épaisse) et de l’exposition de l’arbre au soleil. Parexemple, les années de sécheresse se présententcomme des cernes très étroits. C’est ainsi que l’on peutreconstituer les climats jusqu’à il y a 5 000 ans sur lesséquoias d’Amérique du Nord et sur de vieilles poutresd’églises.Les vaisseaux du bois se développent davantage sur lescôtés de l’arbre où il y a plus de branches et de végé-tation. Ainsi, une dissymétrie indique que l’arbre amoins poussé d’un côté : par exemple, à cause de laprésence d’un immeuble ou d’autres arbres. On peutainsi découvrir qu’un bâtiment a été construit à droitede l’arbre en 1932 ou que la forêt qui l’entourait a étécoupée en 1968 !

◗ Représentations des élèves etobstacles à prendre en compte

L’observation régulière du développement d’une plan-te permet de distinguer les changements d’un êtrevivant au cours du temps : naissance, croissance, âgeadulte, vieillissement, mort. L’élaboration de la frisechronologique peut être complétée par l’analyse deséquences vidéo sur le développement des végétaux.Les élèves pensent que les bourgeons contiennent« une feuille » ou « une fleur ». C’est par l’observationd’un rameau mis à pousser en le plaçant dans un vaserempli d’eau et à la chaleur (et en observant lesphotographies du livre) qu’ils découvriront avecsurprise qu’il s’agit de tout un rameau avec des feuilleset parfois des fleurs (par exemple, pour certains grosbourgeons terminaux de marronnier ou une grappede fleurs de lilas). Les élèves modifient alors leur conception initiale : surle rameau qui vient de sortir du bourgeon de l’annéeprécédente, des petits bourgeons existent déjà ; ils vontgrossir au cours de l’été avant d’entrer en vie ralentie.Cette confrontation des conceptions des enfants avecla réalité observée directement est un moyen trèsefficace de faire évoluer leurs représentations. Les élèves sont amenés à observer en recherchant desindices ; ils mettent en œuvre une démarche scientifi-

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

29

que en confrontant leurs idées entre eux et en recher-chant sur des documents. Ils peuvent ensuite tester leurs connaissances, en leséprouvant face à de nouvelles observations derameaux et de troncs.La représentation du « cycle de vie » que l’on trouvedans un certain nombre de livres pour montrer lasuccession des générations est intéressante au niveaude l’espèce, mais pose un problème pour les enfants.En effet : • soit ils font une confusion avec les cycles saison-

niers ;• soit ils ne comprennent pas cette représentation, car

ils sont plus sensibles à l’histoire individuelle del’arbre.

De plus, la représentation en « cycle » élude le problè-me de la vie et de la mort de l’individu, qui est unecaractéristique incontournable du vivant. La notion de

« cycle de vie » n’est envisageable qu’au niveau d’unepopulation de même espèce, elle ne doit pas être uti-lisée pour l’individu, car elle ne rend pas compte dufait que la vie de l’individu n’est pas un éternel recom-mencement, mais est caractérisée par un début et unefin (la mort, terme inéluctable de son existence).Les représentations linéaires de la vie du végétal surla durée sont donc à privilégier et correspondentd’ailleurs davantage à ce que les enfants fontspontanément.Les séquences proposées permettent de mettre les élèvesdans une véritable démarche de suivi, donc de comp-te rendu d’activités afin de conserver des traces de lacroissance des plantes. Elles conduisent les élèvesà bien se rendre compte de la nécessité (et desconditions) de la trace écrite de leurs observationspour pouvoir comparer l’évolution de leur expériencesur la durée.

◗ MatérielManuel pages 18 et 19 et Carnet de chercheur pages 14et 15.

◗ Point de départSortir en forêt, dans un square ou simplement dans lacour de l’école à différentes saisons en conservant destraces sur son Carnet de chercheur.

◗ Séance 1Les élèves observent les arbres présents dans la cour, leparc ou la forêt. Par groupes, on leur demande de faireun challenge : celui qui donnera le plus de détails surl’arbre qu’il observe.Cette phase permet de sensibiliser les élèves et leurdonne une panoplie de descripteurs pour le travail quisuit. L’enseignant peut compléter en orientant leurobservation s’ils ne pensent pas à certains aspects. Eneffet, ils pensent à décrire les feuilles, mais ne pensentpas toujours à la forme générale, aux détails des troncs,à la présence de fleurs ou de fruits, à leur forme…Dans une seconde phase, ils choisissent chacun unarbre (plusieurs peuvent avoir le même ce qui permettrades comparaisons sur la qualité de leur observation).Ils le dessinent sur leur Carnet de chercheur en indiquantla date et en recherchant le nom de l’arbre.

◗ Séances 2 et 3 Les enfants dessinent de nouveau « leur » arbre enhiver et au printemps (période de floraison).

◗ Séance 4Les enfants dessinent de nouveau « leur » arbre aumois de juin (période où il peut y avoir des fruits, aumoins en formation).

Dans un second temps, on leur demande de comparerl’aspect de « leur » arbre aux différentes saisons.

◗ Mise en communOn demande aux élèves de dire quelles sont les caracté-ristiques de « leur » arbre en automne, puis en hiver, puisau printemps, puis en juin. L’enseignant fait 4 colonnesau tableau, une par saison, et note les points communs :

Automne Hiver Printemps Été (juin)

Feuilles Pas de Jeunes Feuillesjaunissent feuilles feuilles verteset tombent Fleurs Fruits

En évaluation de la séance, l’enseignant utilise lemanuel et fait commenter les quatre photographies enréférence avec le tableau qui vient d’être établi. Lesélèves reconnaissent les transformations de l’arbre etnomment les quatre saisons.

La comparaison avec leurs observations personnelleset directes d’arbres de leur environnement leur permetde répondre aux dernières questions : les arbres nefleurissent pas tous en même temps, mais la grandemajorité en France métropolitaine, et selon les régions,fleurissent entre février (noisetier, mimosa) et juin(robinier, faux acacia).

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : Z O O M S U R …L E S S A I S O N S D ’ U N A R B R E

30

◗ Matériel Manuel pages 20 et 21.

◗ Point de départSortir en forêt ou dans un parc à différentes saisons, enconservant des traces sur son Carnet de chercheurd’arbres jeunes et vieux et en recherchant des jeunespousses d’arbres (faire des dessins, des croquis,prendre des photographies).

◗ Séance 1De retour en classe, demander aux élèves de faire pargroupes une enquête sur quatre arbres (ceux du Carnetde chercheur : marronnier, chêne, pin et pommier, oud’autres si ces espèces ne sont pas présentes dans larégion). Pour cette enquête, ils peuvent rechercherdans des livres (le manuel de sciences) et des encyclo-pédies de la BCD, chez eux ou sur Internet. Ils peuventaussi enquêter auprès des jardiniers du parc ou dusquare, des gardes forestiers…Parmi les quatre arbres proposés, seul le pin conserveses aiguilles en hiver. La floraison est pour tous lesarbres au printemps. La durée de vie du marronnier esten moyenne de 150 ans (page 20 du manuel), celle duchêne est de 300 à 500 ans (340 ans pour les chênesencore en pleine force de l’âge de la forêt de Tronçais,

par exemple), celle des pins est plus courte (ils sontsouvent coupés au bout de 20 à 30 ans, même s’ilspeuvent vivre plus vieux), celle du pommier est souventseulement d’une vingtaine d’années. Quant auxséquoias, ils peuvent vivre plusieurs milliers d’années(4 000 ans, cf. manuel page 27).Par contre, beaucoup de plantes vivent peu longtemps :les plantes annuelles, comme la salade, vivent unesaison et ne résistent pas au froid de l’hiver. Les plantesbisannuelles, comme la carotte, grandissent en accu-mulant des réserves la première année, et fleurissentpuis meurent la seconde année.

◗ Séance 2Faire observer les photographies du manuel page 20.Demander un travail individuel, puis faire une mise encommun. Les élèves découvrent le marronnier à diffé-rents âges, de sa naissance à sa mort. 1930 : naissance. Germination du marronnier.1950 : arbre adulte. Il fleurit et peut donc se reproduire.1995 : arbre adulte. Il a beaucoup grandi… Est-il déjàvieux ?2000 : arbre mort. Cet arbre a été abattu par latempête. La coupe du tronc montre qu’il avait vieilli etque son tronc commençait à s’abîmer au centre.Cette chronologie permet de définir les stades de la viede tout arbre : naissance, croissance, mort.

Le printemps est la saison la plus favorable (éclosiondes bourgeons et floraison des arbres) pour cetteséquence. Cette approche privilégie l’observationdirecte et l’investigation, dans la classe, dans le jardinde l’école ou au cours de sorties.

◗ Matériel • Chapitre 7 du manuel pages 22 et 23, « Zoom » pages

24 et 25 et Carnet de chercheur pages 20 et 21.• Rameau pour deux ou trois élèves. • Ancien pot de confiture rempli d’eau par table, pour

mettre les rameaux à pousser.• Double décimètre par élève.• Loupe à main par groupe d’élèves (si possible).Durée : 30 minutes.

◗ Point de départCette séquence est idéale au début du printemps, maisaussi à la fin de l’hiver afin de faire percevoir le rôledes bourgeons dans la résistance au froid. Dans ce cas,il est aussi possible de faire se développer des rameauxen les mettant dans l’eau et à la chaleur, mais à condi-tion qu’ils aient subi une levée de dormance. En effet,dans nos régions, les bourgeons sont en vie ralentie et

ne peuvent pas éclore tant qu’ils n’ont pas subi le froidde l’hiver. S’il n’y a pas encore eu de période de grandsfroids, vous pouvez la simuler en plaçant les rameauxpendant deux semaines dans un sac en plastiqueau réfrigérateur. Cette expérience peut aussi êtreexploitée avec profit par les élèves, en comparant lacroissance des rameaux avec ou sans passage au froid.Cette démarche permet de soulever une interrogation :« Pourquoi ne poussent-ils pas dehors ? », d’émettredes hypothèses et de chercher à les vérifier.Apporter des rameaux de marronnier (ou de lilas).L’idéal est d’aller les prélever avec les élèves lors d’unesortie ou dans la cour de l’école. On peut aussi récu-pérer ceux qui résultent d’une opération d’élagage.

◗ Séance 1« Observation de bourgeons »

> Point de départ : se questionnerL’observation du bourgeon conduit les élèves à seposer la question : « Qu’y a-t-il à l’intérieur ? »On leur demande alors de dessiner ce qu’ils pensentqu’il y a à l’intérieur du bourgeon, afin de faire émergerleurs conceptions et les faire se questionner.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 7Q U ’ Y A -T- I L D A N S L E S B O U R G E O N S ?

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 6CO M M E N T V I T U N A R B R E ?

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> Recherche d’indicesdans des photographies et du texte

« Qu’est-ce qui sort du bourgeon de lilas ou demarronnier ? À quoi sert le bourgeon ? Quand s’est-ilformé ? Que deviennent les écailles après l’éclosiondu bourgeon ? » Les élèves doivent chercher des indicesen observant les photographies et en lisant les docu-ments des pages 22 et 23 du manuel.L’observation directe d’un bourgeon coupé en deuxleur montre des petites feuilles et souvent une bourrecotonneuse (en particulier chez le marronnier). Il n’estpas facile d’y distinguer les éléments, sauf quand on adéjà observé ce qui en sort et que l’on sait ce que l’oncherche (petite tige avec des feuilles ou des fleurs).L’endive (page 23) ou le chou de Bruxelles (à rapporterdu marché), qui sont des bourgeons, sont intéressants,car leur structure est directement compréhensiblegrâce à leur grande taille.

> Mise en communLors de la mise en commun, l’enseignant choisit quel-ques dessins caractéristiques afin de revenir à l’hypo-thèse de départ des enfants sur le contenu des bour-geons, pour leur faire modifier leur conception initialesi nécessaire. Ils découvrent alors qu’un bourgeon demarronnier est entouré d’écailles jointives et imper-méables. Il contient une minuscule tige avec des petitesfeuilles entourées de « duvet ».

> Expérimentation(optionnelle, non comptée dans le temps indiqué)« À quoi servent les écailles des bourgeons ? » Cettequestion des élèves, si elle est posée, peut permettreune recherche expérimentale. Demander aux élèvesde formuler et d’écrire leur hypothèse, puis d’imaginerune expérience pour vérifier cette hypothèse. Ilsdessinent cette expérience et la réalisent. Ils notent lerésultat et concluent.Réponse : rôle de protection physique, rôle de protectioncontre la pluie (imperméable, l’eau glisse à la surface).

◗ Atelier de lecture(« Je lis », page 23)

Durée : 30 minutes.La lecture du compte rendu d’expérience proposéamène les élèves à formuler des hypothèses :• d’une part pour expliquer pourquoi le rameau mis

au chaud en janvier a poussé, contrairement à ceuxqui sont restés sur l’arbre ;

• d’autre part pour comprendre pourquoi le premierrameau mis au chaud en décembre n’a pas poussé.

Les élèves écrivent leurs hypothèses sous forme dephrases explicatives. On peut aussi faire exécuter ce travail uniquement àpartir de l’observation directe et comparée entre lesrameaux mis à pousser en classe et ceux restés dans lacour ou le jardin. Les réponses proposées par lesélèves à la question de l’absence de croissance ennovembre feront référence à un état pas encore mature :« il n’est pas encore prêt à pousser, il dort encore »,une idée d’horloge biologique… Pour faire évoluer

cette idée, on les fera réfléchir à ce qui s’est passédehors entre novembre et janvier et qui n’avait pas eulieu avant novembre. Quelques-uns pourront ainsiémettre l’hypothèse que c’est une période de froid quia permis cette maturation. On parle de levée dedormance due au froid.Pour le vérifier, on peut en novembre mettre unrameau trois semaines au réfrigérateur (dans un sacplastique afin qu’il ne se dessèche pas). En le mettantensuite à la chaleur dans un vase rempli d’eau, lesbourgeons vont se développer. Ce n’est pas le cas deceux qui sont restés à l’extérieur et que l’on met à lachaleur : ils ne peuvent pas encore pousser, car ilsn’ont pas subi la levée de dormance due au froid.Pour l’expérience du 5 janvier, l’explication de ladifférence est due à la chaleur de la classe par rapportau froid de l’extérieur, si on est à la fin de l’hiver. Onpeut parfois aussi observer une limite de dévelop-pement du rameau en classe, car le rameau n’est pasaussi bien alimenté en eau et en sels minéraux quecelui resté sur l’arbre au début du printemps.

◗ Séance 2 Durée : plusieurs courtes séquences de 30 minutes surdeux semaines (ou plus si documents vidéo) + 30 minutespour la synthèse.> Observation de rameaux avec des bourgeonsAfin de savoir ce qu’il y a dans un bourgeon, les élèvesproposent :• soit d’ouvrir un bourgeon : ils peuvent alors le faire

avec les ongles ou, mieux, avec une pince fine ;• soit de le mettre dans un vase et d’attendre pour voir

ce qui en sort.

> Observation du développementdes rameaux

Les rameaux seront placés dans des pots avec de l’eauà la chaleur. Ils se développent en une à trois semaines.Au moment de la séance, sortir les rameaux de l’eauet prévoir deux rameaux par table. À la même table,un enfant peut observer du marronnier, l’autre du lilaspar exemple, pour enrichir les observations. Cetteobservation permettra aux élèves d’émettre des hypo-thèses pour interpréter les observations de rameaux. Ilest en effet très intéressant de comparer le développe-ment de plusieurs arbres différents. Le livre présentant des rameaux de marronnier ou delilas (« Zoom » pages 24 et 25 du manuel), il fautprivilégier d’autres espèces pour le suivi en classe(rameaux d’arbres fruitiers et d’arbres de la forêt).

> Élaboration de traces écritesL’observation continue de l’éclosion des bourgeonsnécessite de conserver des traces écrites de l’observa-tion par des dessins, au moins deux fois par semaine(cf. Carnet de chercheur). Chaque élève observe et dessine sur son carnet (enmesurant et en indiquant la taille à côté du dessin) ousur une feuille grandeur nature pour garder une traceobjective de leur taille. Il peut utiliser des couleurscorrespondant à la réalité. On lui demande d’écrire

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des légendes à côté du dessin : bourgeon, feuille, tige,écailles du bourgeon.Si c’est possible (arbre de la cour ou du jardin d’éco-le), on prend le temps de comparer le développementdes rameaux par rapport à ceux qui sont restés surl’arbre.

> Mise en communLors de la mise en commun, l’enseignant choisitquelques dessins caractéristiques afin de revenir àl’hypothèse de départ des élèves sur le contenu desbourgeons, pour leur faire modifier leur conceptioninitiale si nécessaire.Pour les aider à visualiser la croissance, leur faire coloriersur le schéma du carnet en vert la partie nouvelle(tige et feuilles) et en marron la tige de l’an dernier :celle qui existait avant l’ouverture des bourgeons (surle premier schéma). Leur faire dessiner le rameau en yindiquant les nœuds et les années correspondant àchacun des entre-nœuds.

> ÉvaluationÀ partir de cette découverte de la façon dont poussentchaque année les rameaux, il devient facile de faire

calculer aux élèves l’âge d’un rameau. En effet, lescicatrices des écailles des bourgeons qui ont donnénaissance chaque année à une tige correspondentaux marques en anneau. Les cicatrices en demi-lunecorrespondent à l’endroit où étaient fixées les feuilles.On peut ainsi numéroter de l’extrémité supérieure versla base le segment de 2003, puis celui de 2002,puis celui de 2001, etc.

Sur le carnet, faire observer aux élèves les rameaux dedifférents arbres et déterminer leur âge en repérant eten comptant les cicatrices des bourgeons des annéesprécédentes. Leur faire colorier avec les mêmes codesque sur le schéma précédent.

L’âge d’un rameau peut être obtenu en comptant lenombre de nœuds en partant du sommet, chacuncorrespondant au bourgeon terminal de l’annéeprécédente.

Pour le sapin, où chaque année plusieurs bourgeons setrouvent au sommet de chaque rameau, on peut calculerfacilement son âge en comptant du haut vers le bas lenombre de verticilles, c’est-à-dire d’étages de branches :un an à chaque ramification.

Cette séquence peut être mise en place à la suite de laprécédente, à n’importe quelle saison lors de la découver-te d’arbres coupés, par exemple lors d’une sortie. Cette approche privilégie l’observation directe et leraisonnement logique, dans la classe, au jardin scolaireou au cours de sorties.

◗ Matériel • Chapitre 8 du manuel pages 26 et 27 et Carnet de

chercheur pages 22 à 25.• Deux rameaux pour deux élèves. Choisir de préfé-

rence deux espèces différentes : une à croissancerapide (marronnier, ailante…) et une à croissancelente (chêne, lilas…).

• Pot de confiture avec de l’eau par table pour mettreles rameaux à pousser.

• Quelques rondelles de bois (sections d’arbres).L’idéal est une rondelle de bois par groupe, de pré-férence un bois à croissance lente (chêne, lilas,hêtre…) et un à croissance rapide (marronnier, ailan-te, pin, peuplier, sapin, robinier…).

• Double décimètre par élève.• Loupe à main par groupe d’élèves (si possible).

◗ Séance 1> Observer la croissance en longueurDurée : 1 heure + 20 minutes d’atelier de lecture.Pour cette partie de la séquence, fournir aux élèves desrameaux (l’idéal étant d’aller les chercher avec eux lorsd’une sortie, ou au moins dans la cour de l’école).Donner un rameau par élève en proposant des

rameaux de deux espèces différentes à chaque table dedeux élèves.

Il est nécessaire d’aider les élèves en leur fournissantune piste : leur faire émettre des hypothèses à proposdes marques en anneau autour de la tige. Pour lesorienter, les amener à se souvenir de la croissance dubourgeon ou les renvoyer au manuel en observant lesdifférences entre les photographies aux différentsstades de développement (« Zoom » pages 24 et 25 dumanuel).

En leur faisant découvrir ce qu’est un rameau, sorti dubourgeon, avec des feuilles (photographie du manuelou observation précédente), ils découvrent assez faci-lement que les cicatrices des écailles des bourgeons del’année précédente correspondent aux marques enanneau que l’on observe à plusieurs niveaux durameau.

On peut alors les faire se référer aux photographies dela page 26 qui mettent en évidence les cicatrices defeuilles en demi-lune, mais surtout celles en anneauxqui font le tour de la tige et qui correspondent auxtraces laissées par les écailles des bourgeons.

Ces indices leur permettent alors de compter facile-ment l’âge des rameaux, en partant de l’extrémité et enremontant vers la base.

Faire dessiner aux élèves le rameau en y indiquant lesnœuds et les années correspondant à chacun desentre-nœuds. Ils feront aussi ce travail sur les schémasdu Carnet de chercheur. En coloriant les cicatrices desbourgeons, ils feront bien apparaître les segments depousse annuelle et pourront compter facilement lesannées.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 8CO M M E N T L E S A R B R E S G R A N D I S S E N T- I L S ?

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> « Je lis »La compréhension de la lecture du schéma sur lacroissance du sapin page 26 du manuel pourra êtrevérifiée en demandant aux élèves de calculer l’âge dusapin de Noël de l’école.

◗ Séance 2> Observer la croissance en épaisseur

et mesurer l’âge d’un arbreDurée : 1 heure 30.Pour cette séance, fournir aux élèves des rondelles debois coupées sur deux espèces d’arbres différentes (àcroissances lente et rapide). L’idéal est d’avoir au moinsune rondelle par groupe, voire deux, d’espèces diffé-rentes. À défaut, utiliser les photographies du manuel.

> Lire un document pour expliquerQuestion posée : lire le manuel page 27 pour pouvoirexpliquer la manière de calculer l’âge d’un arbre.Pour faire comprendre aux élèves la croissance enépaisseur, leur faire exploiter les schémas et les expli-cations du manuel. Leur demander ensuite d’expliquercomment calculer l’âge d’un arbre. Pour observer directement des coupes de troncs, fourniraux élèves des loupes à main. Ils poseront probable-ment la question : « À quoi correspondent les petitstrous dans le bois ? » Ils découvriront ainsi la présencedes vaisseaux conducteurs de sève.Les arbres ont une croissance discontinue et saisonniè-re, qui se poursuit toute leur vie. Les troncs d’arbresgrossissent en formant chaque année de nouveauxvaisseaux de bois conducteurs de la sève. Ces vaisseaux

forment des cernes clairs au printemps et sombres enété : chaque série de cernes correspond à un an.Leur faire reporter les cernes de croissance sur unebande de papier de 2 cm de large en notant à côté desnuméros pour les années. Ils feront aussi ce travail surles photographies page 24 du Carnet de chercheur,découvrant ainsi que toutes les espèces d’arbres nepoussent pas à la même vitesse.On peut savoir quel arbre était le plus vieux en comp-tant le nombre de cernes sur chacune des sections destroncs : sachant que l’arbre grossit chaque année d’uncerne (cercle clair et sombre), l’âge du chêne est de27 ans, l’âge du pin est de 20 ans.

> ProlongementsDemander aux élèves leurs hypothèses par rapport à ladissymétrie de la section du tronc d’arbre en photogra-phie dans le manuel. Le côté où l’arbre s’est moinsdéveloppé du point de vue de ses branches présentedes cernes de croissance plus étroits. Il peut s’agir dela présence d’un immeuble (si l’arbre était en ville) oud’autres arbres (si l’arbre était en lisière de forêt). Onpeut même raconter son histoire. Il a poussé le longd’une clairière sur un côté, car les cernes deviennentbeaucoup plus larges de ce côté, ce qui prouve qu’il yavait plus de lumière.

> ÉvaluationPour évaluer les acquis des enfants, leur faire observerd’autres rameaux d’arbres et calculer leur âge, puis lesclasser de celui qui pousse le plus vite à celui quipousse le moins vite.Même démarche pour leur faire calculer l’âge detroncs d’arbres découverts lors de sorties en forêt.

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De la fleur au fruitUnité et diversité du monde vivant

PAGES 28-31DU MANUEL

◗ Savoirs• Les fleurs contiennent les organes sexués des végé-

taux.• Une même fleur peut contenir des organes femelles

(pistils) et des organes mâles (étamines). Certainesn’ont que des organes mâles, d’autres que desorganes femelles.

• La fécondation a lieu dans le pistil, qui se transformeen fruit. Elle donne naissance aux graines.

• Les expériences de plantation et de germination quiprolongent cette étude ont déjà été évoquées àpropos du « développement ».

◗ Compétences en scienceset technologie

> Être capable de• Poser des questions précises et cohérentes à propos

d’une situation d’observation.• Utiliser un instrument d’observation et de mesure : la

loupe.• Mettre en relation des données, en faire une repré-

sentation schématique et l’interpréter.

• Mettre en relation des observations réalisées en clas-se et des savoirs que l’on trouve dans une documen-tation.

• Élaborer des traces écrites permettant le suivi dans letemps des phénomènes observés, notamment pourla mise en évidence des transformations chez lesvégétaux à fleurs, de la fleur au fruit.

> Avoir compris et retenu• Des fonctions du vivant qui en marquent l’unité et la

diversité : la reproduction sexuée des végétaux.

◗ Compétences« maîtrise de la langue »

> Acquérir une première compétenced’écriture et de rédaction

• Souligner (ou surligner) dans un texte les informa-tions qu’on recherche, puis pouvoir les organiser enliste sur un support de papier ou grâce à l’ordinateur.

> Parler en sciences• Utiliser le lexique spécifique des sciences.

> Lire en sciences• Traiter une information complexe comprenant du

texte, des images, des schémas.

> Écrire en sciences• Prendre des notes lors d’une observation.• Élaborer et mettre au point des textes narratifs

concernant le développement de la plante.

◗ Liens avec d’autres disciplinesou parties du programme

• Activités artistiques : à propos des fleurs, de leurvariété d’aspect et de couleurs.

• Découvertes sensorielles : en liaison avec les parfumsdes fleurs.

• Mathématiques : classements (fleurs et fruits).

R É F É R E N C E S A U X P R O G R A M M E S

◗ Informations scientifiqueset techniques

> La fleurLa fleur est formée :• de pièces fertiles : le pistil (appareil reproducteur

femelle) qui contient des ovules (répartis en un ouplusieurs carpelles) et les étamines (appareil repro-ducteur mâle) contenant des milliers de grains depollen microscopiques ;

• de pièces stériles, qui protègent le bourgeon floral(sépales) ou qui attirent les insectes pollinisateurs(pétales colorés, nectaires dégageant du nectarsucré, glandes odorantes).

Les grains de pollen peuvent être transportés par levent (pour certaines espèces, comme le noisetier, quiont en général de longues et très nombreuses étaminescontenant des millions de grains de pollen microscopi-ques), ou par les insectes (fleurs aux couleurs vives,

parfumées…), en particulier les abeilles. Mais certainesfleurs peuvent s’autopolliniser, c’est-à-dire être fécondéespar leurs propres grains de pollen.

Une fleur est fécondée si un grain de pollen (élémentmâle) pénètre dans le pistil et rencontre un ovule (élé-ment femelle). Quand le grain de pollen arrive aucontact de l’extrémité du pistil (le stigmate), si lesconditions sont favorables (pas de pluie qui fait éclaterles grains de pollen), il développe un prolongementqui pénètre dans le pistil, rejoint un des ovules et leféconde.

Alors la fleur se transforme progressivement en fruit.Les carpelles contenant les ovules se développent enaccumulant des substances organiques fabriquées parla plante, substances qui se transforment en sucres lorsde la phase de mûrissement du fruit.

À l’intérieur du pistil, l’ovule fécondé se transforme engraine. Cette graine entre en vie ralentie. Elle pourra

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

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donner une nouvelle plante, si elle se retrouve dansdes conditions favorables (voir le chapitre sur la germi-nation).

◗ Représentations des élèveset obstacles à prendreen compte

La comparaison de différentes fleurs permet d’éviterune vision stéréotypée de la fleur.La définition scientifique du fruit (qui contient des graineset provient du développement de la fleur après fécon-dation de ses ovules par des grains de pollen) diffèrede celle du langage courant. Elle concerne des « fruits »au sens courant, comme les cerises, les pommes, etc.,mais aussi certains « légumes », comme la tomate,

l’aubergine, le concombre, le cornichon, l’avocat…Cette différence de vocabulaire doit être établie dansla dernière partie de cette séquence, sinon elle reste unobstacle à la compréhension de la notion de fruit. Enmême temps, cette découverte est très motivante pourles enfants, car elle leur fournit un savoir transférableet applicable dans la vie de tous les jours : quel plaisirde découvrir ce que l’on mange d’une autre manièreet de se sentir plus « savant » !

Ces séquences permettent de mettre les élèves dansune véritable démarche de suivi, donc de compterendu d’activités, afin de conserver des traces de lacroissance des plantes. Elles conduisent les élèves àbien se rendre compte de la nécessité (et des condi-tions) de la trace écrite de leurs observations pour pouvoircomparer l’évolution de leur expérience sur la durée.

Le printemps est la saison la plus favorable (floraisondes arbres fruitiers) pour cette séquence. Mais elle peutaussi être envisagée à la rentrée de septembre. Cetteapproche privilégie l’observation directe et l’investiga-tion, dans la classe, au jardin scolaire ou au cours desorties.

◗ Matériel • Chapitre 9 du manuel pages 28 et 29 et Carnet de

chercheur pages 26 et 27.• Fleurs selon la saison : tulipe, liseron, jonquille,

églantine, lys, coquelicot, bouton d’or, violette, fleurde cerisier, fleur de pommier, etc. (pas de fleurcomposée comme la marguerite, le dahlia ou le souci).

• Loupe à main.• Fruits et légumes divers (tomate, cerise, petit pois en

gousse, haricot vert ou flageolet à écosser, pomme,avocat, cornichon…).

• Graines de haricots ou de petits pois à mettre enculture, jardinières ou pots, terreau ou (et) rameaude cerisier (ou de pommier) en fleur.

◗ Séance 1Durée : 1 heure + 30 minutes pour l’atelier de lecture.

> Point de départDemander aux élèves ce qu’évoque pour eux le mot« fleur » et quel est son rôle, ce qui vous permettra desavoir ce qu’ils savent déjà.

> Situation-problème : observation de fleurs Le questionnement des élèves sera induit par lacomparaison de différentes espèces de fleurs ou (et) àpartir des photographies du manuel.Faire observer une fleur (mais pas une fleurcomposée, trop difficile pour les enfants). Donner desespèces de fleurs différentes à chaque groupe d’élèvespour enrichir les échanges et motiver la communica-tion de leurs observations.

Pour nourrir leur observation, les élèves pourront s’aiderdu schéma de principe du manuel pour rechercher etreconnaître les différentes parties de leur propre fleur.Le schéma précise les pièces stériles (sépales et pétales)et les pièces fertiles : le pistil (appareil reproducteurfemelle) avec des ovules (à l’intérieur) et les étamines(appareil reproducteur mâle) contenant des grains depollen.

Demander aux élèves de faire un dessin d’observationde « leur » fleur sur le Carnet de chercheur et de conser-ver les différentes pièces florales en les collant avec duruban adhésif transparent ou de la colle, après les avoircomptées et avoir indiqué leur nombre.

Dans un second temps, chaque groupe peut faire undessin d’observation pour communiquer ses remar-ques aux autres. Ne pas oublier de légender le dessind’observation.

Les échanges entre les groupes permettront de distin-guer les points communs et les différences entre lesfleurs observées.

> « Je lis »Faire lire le texte de Colette sur les couleurs desviolettes. Demander aux élèves de repérer dans letexte et de faire au fur et à mesure la liste des nuancesde couleurs de violettes. Si vous disposez d’un nuancierde couleurs, vous pouvez leur faire visualiser lesnuances de couleurs indiquées.

◗ Séance 2 Durée : 30 minutes.

> Découverte de la pollinisationDonner l’information : « Pour transformer la fleuren fruit, un grain de pollen d’une fleur doit venirféconder un ovule d’une autre fleur. »

L’analyse de documents photographiques (du manuel)ou de films vidéo permet de découvrir que les fleurs

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 9Q U ’ Y A -T- I L D A N S U N E F L E U R ?

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doivent être pollinisées pour pouvoir se transformer enfruit. La pollinisation permet à des grains de pollend’être transportés d’une fleur à l’autre, soit par le vent,soit par les insectes (les abeilles par exemple).

Exemple de la sauge : la pollinisation par les abeilles.Présence de grains de pollen sur le corps de l’abeillequi est en contact avec le sommet du pistil (stigmate).

Exemple du noisetier : la pollinisation par le vent.Étamines qui pendent dans le vent, fleurs au moisde février (où il n’y a pas d’insectes dans la nature),fleurs mâles et femelles séparées.

> Expérimenter (optionnel)La recherche d’une expérience permettant de vérifierles hypothèses conduit à utiliser son imaginaire pourproposer des solutions permettant d’isoler le pistil desétamines, par exemple en coupant les étamines dèsque la fleur est en bouton et en mettant une gaze surla fleur afin que des grains de pollen extérieurs nepuissent pas y arriver. Si l’on dispose d’un jardin d’école ou de jardinières defleurs, proposer à un groupe d’élèves d’effectuer surune ou deux fleurs l’expérience proposée dans le Carnet.Le résultat sera visible quelques semaines plus tard.

◗ Matériel> Pour la séance 1 : • Rameaux de cerisier en fleur ou culture de pois ou

haricot.• Loupe à main.

> Pour la séance 2 :Assortiment de fruits et légumes observés lors d’unevisite sur un marché, ou rapportés par les élèves oul’enseignant. Par exemple :• cerise, pomme, orange, tomate, aubergine, concom-

bre, cornichon, avocat…• noisette, châtaigne, haricots, petits pois, lentilles,

maïs…• chou, épinards, salade, endive, poireau…• carotte, radis, navet…

◗ Séance 1Durée : 1 heure 30, divisée en plusieurs courtesséances d’observation du développement réel d’unefleur en fruit.

> Observation suivie des transformationsde la fleur en fruit

Pour réaliser cette séquence, il est très intéressant desuivre en classe la transformation de la fleur en fruit,par exemple à partir d’un rameau de cerisier en fleurplacé dans un vase rempli d’eau, ou sur une culture depetits pois ou de haricots commencée six semainesplus tôt (culture facilement réalisable en pots dans laclasse dès la fin de l’hiver ou au début du printemps).Une observation régulière avec prise de notes (dessinsdatés et légendés, avec indication de la taille, sur leCarnet de chercheur) permet aux élèves, lorsqu’ils enarrivent aux étapes où le fruit devient reconnaissable,de faire un retour sur leurs anciens dessins pour carac-tériser les transformations de la fleur, et donc d’arriverà la découverte et à la compréhension du phénomène. Il est aussi possible de faire analyser les documents dumanuel page 30 pour visualiser et comprendre la transfor-mation de la fleur de tomate en fruit. Les élèves obser-veront les restes de sépales verts à la base de la toma-te. On peut retrouver les fleurs et les fruits sur la même

branche car ils correspondent à différents momentsdu développement de la fleur en fruit. Ce seral’occasion de discuter le terme scientifique de fruit(cf. « Informations pour l’enseignant »).

◗ Séance 2Durée : 45 minutes.

> Enquête sur les fruits et légumesCette séquence permet de reprendre les connaissancesacquises lors de la séquence précédente, en les trans-posant à une nouvelle situation et en généralisant àd’autres espèces. Elle part d’objets connus des enfantsdans un autre contexte, celui de la vie quotidienne, enles reliant au registre scientifique.Proposer aux élèves un assortiment de fruits et légumesobservés lors d’une visite sur un marché, ou rapportéspar les élèves ou l’enseignant.Demander aux élèves de retrouver ceux qui sont desfruits au sens scientifique du terme, c’est-à-dire issusd’une fleur. Demander comment on peut le savoir.Certains disent qu’il aurait fallu les voir se former,d’autres pensent à rechercher la présence de graines.Si ce n’est pas proposé directement, faire se remémorerle cas étudié précédemment.L’observation de ces fruits et légumes permet d’essayerd’y retrouver les éléments du fruit, c’est-à-dire laprésence de graines ou simplement d’ovules (grainsblanchâtres mous ou durs) à l’intérieur.

> Exemples de réponses• Fruits : les « fruits » du langage courant (cerise,

pomme, orange…), mais aussi certains « légumes »(tomate, aubergine, concombre, cornichon, avo-cat…).

• Graines : noisette, châtaigne, haricot, petit pois,lentille, maïs…

• Feuilles : chou, épinard, salade, endive, poireau…• Racines : carotte, radis, navet…Certains élèves peuvent proposer de vérifier ces réponsesen cultivant ces fruits et légumes, ce qui est possible enfaisant des cultures potagères dans le jardin d’école.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 1 0CO M M E N T S E F O R M E N T L E S F R U I T S ?

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◗ Séance 3Un élargissement peut être fait en recherchant desfruits d’arbres de la forêt (certains sont visibles aussisur le manuel page 31) pour observer leur diversitéet faire des exercices de classement différents, parexemple en fonction de leur mode possible de dissé-mination (transport) : par le vent (fruits d’érable, detilleul, graines de pissenlit), par les animaux et nous(crampons de la bardane, gratterons), par l’écureuil(noisettes), par les oiseaux (fruits du gui et baies detoutes sortes, par exemple les cerises)….

◗ Évaluation> Frise chronologique à reconstituerDurée : 15 minutes.

Proposer une série de dessins de la transformation dela fleur en fruit.

L’exercice consiste à remettre dans l’ordre les schémas,en coloriant de la même couleur les parties qui ont lamême origine. Il permet de découvrir leur deveniret de le préciser en légende (pétales qui tombent,étamines qui se dessèchent et tombent, sépales quitombent mais dont la cicatrice reste visible, pistil quigrossit pour former le fruit).

> Exercice : Chercher l’intrusDurée : 15 minutes.Présenter aux enfants des dessins ou des photographiesde différents fruits et légumes : tomate, cerise, corni-chon, noisette dans sa bogue, petit pois dans sa gous-se, avocat, radis.Demander aux élèves de trouver l’intrus, celui quin’est pas un fruit (réponse : le radis).Les élèves vont devoir chercher des indices pouridentifier les éléments du fruit : présence de graines,d’ovules (grains blanchâtres, mous ou durs) à l’inté-rieur ; restes de la fleur (sépales, étamines, pistil…).

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La reproduction asexuée des végétauxUnité et diversité du monde vivant

PAGES 32-37DU MANUEL

◗ SavoirsChez certains végétaux, il est possible d’obtenir unenouvelle plante en l’absence de graine : bouture, bulbe…

◗ Compétences en scienceset technologie

> Être capable de• Poser des questions précises et cohérentes à propos

d’une situation d’observation.• Mettre en relation des données, en faire une repré-

sentation schématique et l’interpréter, mettre enrelation des observations réalisées en classe et dessavoirs que l’on trouve dans une documentation.

• Distinguer reproduction sexuée (avec les principalesformes qu’elle peut prendre chez les végétaux) etreproduction non sexuée (exemples du clonagenaturel des végétaux : marcottage, bouturage,bulbes, tubercules...).

> Avoir compris et retenu• Des fonctions du vivant qui en marquent l’unité et la

diversité : la reproduction non sexuée des végétaux.

◗ Compétences« maîtrise de la langue »

> Avoir acquis une première compétenced’écriture et de rédaction

• Souligner (ou surligner) dans un texte les informa-tions que l’on recherche, puis pouvoir les organiser

en liste sur un support de papier ou grâce à l’ordi-nateur.

• Être capable d’élaborer des traces écrites permettantle suivi dans le temps des phénomènes observés,notamment pour le suivi des transformations chezles végétaux lors des multiplications asexuées(bouturage, marcottage…) et la croissance desbulbes.

> Parler en sciences• Utiliser le lexique spécifique des sciences.

> Lire en sciences• Traiter une information complexe comprenant du

texte, des images, des schémas.

• Comprendre un schéma et mettre en œuvre lesinstructions proposées.

> Écrire en sciences• Prendre des notes lors d’une observation.

• Élaboration et mise au point de textes narratifsconcernant le développement de la plante.

◗ Liens avec d’autres disciplinesou parties du programme

Mathématiques : construction et analyse d’un graphique(croissance d’une plante) ; classements (type de multi-plication).

R É F É R E N C E S A U X P R O G R A M M E S

◗ Informations scientifiqueset techniques

> Faire un jardin d’écoleLes Programmes 2002 incitent à créer un jardin d’éco-le. En ville et dans les écoles où le terrain est compté,il est parfois difficile de jardiner « en pleine terre ».Pourtant, même dans une cour bétonnée ou sur uneterrasse, il est possible de disposer, dans un coin enso-leillé, une série de bacs profonds (30 cm de terre) encarré, chacun avec un type de culture. On peut aussirecycler un carré de pelouse. Une aide de la munici-palité est souvent envisageable.

Pour démarrer, choisir une petite surface dont lalargeur n’est pas trop importante, pour que les enfantsne piétinent pas la terre. Son emplacement sera à lafois bien exposé (au soleil) et un peu abrité du vent.

Pour le sol, prévoir un apport de matières organiques(terreau, tourbe). Un engrais complet favorise les

cultures. D’année en année, un terreau de feuillesl’enrichit de manière naturelle. De petits outils, robustes et faciles à utiliser, convien-nent : mini-fourches, griffes, plantoirs, arrosoirs…Prévoir aussi tuteurs, liens, ficelle, étiquettes plasti-ques, filet (pour protéger les cultures des oiseaux, et enparticulier des pigeons en ville).

> Exploitation du jardin d’écolepour l’observation de la multiplicationdes plantes

Le retour des grandes vacances, en septembre,permet la récolte des tubercules de pommes deterre, d’oignons, et surtout l’observation du mode demultiplication des mauvaises herbes qui ont envahiles cultures. C’est l’occasion de se poser la question :« Comment ont-elles pu coloniser si vite le jardin ? »,et d’observer leur mode de propagation : stolonsdes boutons d’or, tiges souterraines du chiendent,etc.

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

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Le Carnet de chercheur permet de garder des traces desactivités et de l’état de développement des végétaux(dessins, photographies), traces qui seront utilisées enclasse pour une synthèse finale.

En liaison avec les mathématiques, il est aussi possiblede travailler sur le plan du jardin (pour établir le jardinou pour garder une trace papier de son plan).

> Techniques de multiplication végétativeCes techniques sont utilisées par les jardiniers depuisdes siècles. Ils les ont découvertes en observant la mul-tiplication naturelle des plantes dans la nature. Cestechniques de multiplication asexuée leur ont permisde développer la culture de spécimens de plantessélectionnées sans risquer d’en perdre les qualités.

La plantation de bulbes. Un bulbe est formé d’unensemble d’écailles, pleines de réserves nutritives, quientourent un bourgeon qui se développe en donnantdes feuilles et une fleur. Le bulbe se vide de ses réservespour développer la fleur. Après la floraison, si on lemaintient dans de bonnes conditions, un petit bour-geon niché au cœur du bulbe grossit en se remplissantde matières nutritives fabriquées par la plante et repro-duit ainsi un nouveau bulbe, que l’on pourra replanterl’année suivante.

Le marcottage est le mode de multiplication naturellepour un certain nombre de plantes sauvages ou culti-vées. Le fraisier en est un exemple bien connu avec sesstolons qui partent du pied mère et qui portent depetits fraisiers avec leurs racines. Les nouveaux plantsde fraisiers poussent à partir de ces stolons, qui sedessèchent ensuite et disparaissent. Les nouveauxfraisiers sont alors complètement indépendants, maisidentiques à la plante d’origine.

Des arbustes, comme le noisetier ou le forsythia(mimosa de Paris), se multiplient aussi grâce à desbranches qui se plient vers le sol et y font des racines.C’est aussi le cas de nombreuses « mauvaises herbes »,qui, par ce procédé, envahissent rapidement nosjardins.

Il y a deux manières pour le jardinier de reprendre ceprocédé à son compte : le marcottage simple (qui sefait en enterrant la base d’une branche) et le marcotta-ge aérien (qui a l’avantage de préformer les racines surle pied mère).

Le bouturage. Une bouture est une portion debranche bien saine, toute droite ou prélevée avec untalon, c’est-à-dire un petit morceau de la branche d’oùelle a poussé. Il faut la couper avec un sécateur pourlaisser une coupe propre d’où pousseront les racines.Les boutures de printemps prennent mieux et plus viteque celles d’automne, car c’est l’époque où la végéta-tion se réveille, et où la sève circule plus vite.

La plantation de tubercules. Un tubercule (pomme deterre, dahlia…) est un renflement d’une tige souterrai-ne, où la plante stocke des réserves nutritives : lapomme de terre que l’on mange. Si on plante ce tubercu-le de pomme de terre au printemps, il développe desracines et une tige qui donnent une plante avec des

feuilles, des fleurs et des fruits (toxiques), et fabriquebeaucoup de nouveaux tubercules de pommes deterre. Ceux-ci ont grossi grâce à la nourriture produitepar la plante.

> Quelles plantes se multiplientde façon asexuée ?

• Bulbes à fleurs (plantation automnale) : narcisse,tulipe, jacinthe, perce-neige, muscari, crocus,anémone, iris…

• Bulbes alimentaires : ail, oignon, échalote.• Stolons : fraisier, chlorophytum, bégonia…• Marcottage : framboisier, ficus, vigne, glycine,

hortensia, romarin…• Plantation de tubercules de pomme de terre.• Boutures : géranium, œillet, misère, bégonia, saint-

paulia (violette du Cap), chrysanthème, groseillier,vigne, olivier, saule, rosier, lilas, peuplier, papyrus…

> Le clonage artificiel :la multiplication in vitro

Depuis des millénaires, l’homme clone les plantes parbouturage ou greffage et, depuis quelques années,par multiplication in vitro. Beaucoup d’arbres et defleurs du fleuriste proviennent ainsi de clonages effec-tués à partir de cultures de méristèmes en tube à essaidans des laboratoires. Il s’agit de petits ensembles decellules indifférenciées, prélevés sur des bourgeons oudes feuilles d’une plante. Cultivés dans un milieu deculture approprié (substances nutritives et hormones)et stérile (pour éviter qu’ils soient concurrencés pardes bactéries ou des moisissures), ces méristèmesdéveloppent des racines, des tiges, des feuilles, puisune plante entière qui est génétiquement identiqueà celle dont les cellules ont été prélevées. Cettetechnique permet, à partir d’une plante particulièresélectionnée pour ses qualités, d’obtenir des milliers,voire des millions de plantes identiques à la planted’origine.

> ObjectifsLes activités de jardinage sont une puissante motiva-tion qui joue son rôle d’éducation au civisme et aurespect de la nature. En effet, et particulièrement dansle cas d’un coin de jardin dans la cour de l’école, lesélèves sont amenés à s’organiser pour son entretien, àcommuniquer avec les autres afin de faire respecter lescultures et les récoltes…Dans tous les cas, les récoltes du jardin ou la présen-tation des résultats doivent faire l’objet d’une infor-mation largement diffusée. L’utilisation fonctionnellede la langue, écrite et orale, est en l’occurrence large-ment favorisée. Ces séquences permettent de mettre les élèves dansune véritable démarche de suivi, donc de compterendu d’activités afin de conserver des traces de lacroissance des plantes. Elles conduisent les élèves àbien se rendre compte de la nécessité (et des condi-tions) de la trace écrite de leurs observations pour pou-voir comparer l’évolution de leur expérience sur ladurée.

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◗ Matériel Chapitre 11 du manuel pages 32 et 33 et Carnet dechercheur pages 32 et 33.

◗ Séance 1Durée : 30 minutes à 1 heure.

> Point de départEn septembre, la visite au jardin d’école, abandonnépendant l’été et envahi de mauvaises herbes, est unexcellent déclencheur du questionnement : « Commentces mauvaises herbes ont-elles pu pousser si vite ?Comment le plant de fraisiers a-t-il produit plein depetits fraisiers ? »

> Activités dans le jardin Proposer aux élèves de lister les moyens visibles (au-dessus de la terre) ou invisibles (ils ont le droit degratter la terre pour voir) que les plantes ont utiliséspour se multiplier pendant l’été et/ou l’automne.En observant les plantes, les élèves découvrent les sto-lons des fraisiers et de beaucoup de mauvaises herbes,les tiges souterraines de certains boutons-d’or, les bulbesd’autres espèces…

> Activités en classe En utilisant le manuel pages 32 et 33, on peut lister lesmoyens de multiplication végétative des plantes :

• tiges souterraines des oyats et du mimosa ;• stolons des fraisiers ;• duplication des pieds de jacinthe d’eau.

> « Je lis »Durée : 30 minutes.« Le rapt de la patate »Faire expliquer ce titre : chercher la définition des motsdu titre dans le dictionnaire.Faire remplacer le mot « patate » par le terme exact quiest « pomme de terre », « patate » étant employé icidans son sens populaire. Le langage scientifiqueemploie le terme « patate » pour un végétal différent,la patate douce (cf. Doc. 1 page 37).La recherche sur une carte du monde permet aux élèvesde situer les Andes en Amérique du Sud.L’introduction de la pomme de terre répondait à unbesoin de nourrir le peuple après plusieurs faminesdues à de mauvaises récoltes de blé. Elle permet dedifférencier l’alimentation. Mais le peuple n’aime pasce qui est nouveau.La stratégie de Parmentier (1737-1813) est de montrerque la pomme de terre est un bien précieux, puisquele champ est gardé. En favorisant le vol des tuberculesla nuit, il encourage leur dissémination, donc le déve-loppement de la culture de la pomme de terre enrégion parisienne, puis en France.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 1 1L E S P L A N T E S P E U V E N T- E L L E S

S E R E P R O D U I R E S A N S G R A I N E S ?

Commencer cette séquence une semaine de rentrée devacances (vacances de Noël, d’hiver ou de printemps)afin d’avoir 6 semaines devant soi pour le suivi de lacroissance des plantations.

◗ Matériel• Manuel pages 34 et 35 et Carnet de chercheur pages 34

et 35.• Bulbes de jacinthe, narcisse.• Jardinières ou petits pots (type pot de yaourt). Penser

à faire un trou au fond des pots afin de ne pas noyerles graines.

• Assiettes en carton à placer sous les pots. • Terreau. • Feuilles de plastique pour protéger les tables lors de

la préparation des expériences.• Bouteille de plastique pour transporter l’eau d’arro-

sage.• Doubles décimètres, feuilles de papier et crayons

pour dessiner.• Baguettes de brochettes.

◗ Séance 1Durée : une première séance d’1 heure suivied’1/2 heure chaque semaine, séance finale d’1 heure 30.

> SensibilisationIntroduire l’activité par des questions : « Commentgrandit le bulbe ? » « Un bulbe grandit-il chaquejour ? » « De combien grandit-il ? » « Pousse-t-il le jourou la nuit ? »… Ce sont des questions que les enfantsse posent naturellement.

Cette activité peut permettre aux élèves de se remémorerdes connaissances, ou de redécouvrir la présence d’unbourgeon à l’intérieur du bulbe. Ils peuvent ouvrir unbulbe, et le comparer au dessin du manuel page 34(attention ! le jus du bulbe à fleur peut être irritant outoxique : ouvrir plutôt un oignon ou une échalote).

Dans la coupe du bulbe, on observe le bourgeon quicontient la fleur déjà en bouton à l’intérieur du bulbe,ainsi que les premières feuilles. Les écailles charnuesque l’on mange lorsqu’il s’agit d’un oignon contien-nent des réserves utilisées pour la croissance de laplante.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : Z O O M S U R …U N E A N N É E D E L A V I E D E L A J A C I N T H E

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> Observation suivie d’une cultureDemander aux élèves comment garder une trace desétapes de la croissance du bulbe. Faire des mesures etdes dessins une fois par semaine sur le Carnet de cher-cheur permet de comparer et de prendre consciencedes transformations liées à la croissance de la plante(pousse d’abord des racines, puis des feuilles et de lafleur).

Cette activité fait découvrir aux élèves l’intérêt deconserver des traces de toutes les étapes. Ils peuventaussi prendre des photographies, planter une baguettedans le pot et marquer des traits deux fois par semainepour indiquer la hauteur de la plante.

Le Carnet de chercheur permet de conserver une traceécrite de la plantation du bulbe, en apprenant, grâceau suivi des rubriques proposées, à remplir une fichetechnique. Le compte rendu d’observation permet deconserver des traces écrites (en particulier dessins etmesures). L’élève peut faire des comparaisons et suivrele développement de la plante.

Une méthode très intéressante (cf. photographies dumanuel pages 34 et 35) consiste à enfoncer deux fois

par semaine des baguettes de brochettes jusqu’à lahauteur de la plante, afin de visualiser la courbe decroissance de la plante. Cette technique est une trèsbonne initiation à la représentation graphique, que lesélèves peuvent ensuite mettre en œuvre sur le papier àpartir des mesures effectuées.À la fin, leur faire réaliser une frise chronologique(incorporant dessins, photos et mesures) ou un texteexpliquant la croissance observée.

> Exploitation des documents pages 34 et 35L’observation des photographies du développement dubulbe de jacinthe peut permettre de faire une synthèsesur la croissance.Observer d’abord la pousse de la grappe de fleurs, puisla croissance des feuilles, qui continue même aprèsque la fleur est fanée. On peut interroger les enfantssur le rôle des feuilles : elles produisent de la matièrevivante pour remplir les écailles du bulbe qui donneraune jacinthe l’année suivante. Cette hypothèse peut sevérifier en déterrant un bulbe immédiatement après lafloraison, et un autre deux mois plus tard. On observeque le bulbe qui était vide après la floraison a recons-titué des réserves (écailles charnues).

◗ Matériel• Chapitre 12 du manuel pages 36 et 37 et Carnet de

chercheur pages 36 et 37.• Tubercules de pommes de terre, fraisiers dans le jar-

din d’école, plantes d’appartement… à multiplier età mettre en culture.

• Jardinières ou petits pots (type pot de yaourt). Penserà faire un trou au fond des pots afin de ne pas noyerles graines. Assiettes en carton pour mettre dessous.

• Terreau et feuilles de plastique pour protéger lestables lors de la préparation des expériences.

• Bouteille de plastique pour transporter l’eau d’arro-sage.

• Doubles décimètres, feuilles de papier et crayonspour dessiner.

• Baguettes de brochettes.• Exploitation du jardin d’école (fraisiers, pommes de

terre, bulbes…).• Fiches de culture obtenues gratuitement sur le site

Internet de « Jardinons à l’école » :http://www.jardinons-alecole.org/

◗ Séance 1> Découverte des techniques

de multiplication des plantes Durée : 1 heure 30 pour la séance de multiplicationdes plantes.La visite de jardins publics, de serres ou d’entreprisesd’horticulture est l’occasion de découvrir qu’il est

possible de multiplier les plantes par différents procédés.Parmi ces derniers, le bouturage et le marcottagepeuvent sans difficulté être pratiqués en classe.

L’observation des mauvaises herbes dans le jardind’école à l’automne et une enquête auprès dejardiniers peuvent permettre aux élèves de lister lestechniques de multiplication des plantes et les exem-ples de plantes concernées. L’utilisation du Carnet dechercheur est particulièrement utile pour rassembler lesinformations avant d’en faire part à la classe.

> Lecture de fiche techniqueEn classe, les enfants seront mis en situation d’agir àpartir de fiches-modes d’emploi de différentes natureset sous des formes différentes (cf. « J’observe », « Je lis »ou Carnet de chercheur). L’utilisation de ces fichescorrespond à un atelier de lecture documentaire (texteet image) qui s’inscrit dans le cadre de la maîtrise de lalangue.

L’analyse des documents de la rubrique « J’observe »leur permet de lister les parties de la plante que l’onpeut utiliser pour multiplier une plante : rameau avecfeuilles séparées (bouture) ou pas (marcottage) de laplante mère.

La lecture de la page 37 donne d’autres organes demultiplication traditionnels et naturels, comme lestubercules (patate douce), ou issus des technologiesmodernes, comme le clonage à partir seulement dequelques cellules de la plante mère.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 1 2CO M M E N T O B T E N I R P L U S I E U R S P L A N T E S

À PA R T I R D ’ U N E S E U L E ?

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La croissance des animauxUnité et diversité du monde vivant

PAGES 38-45DU MANUEL

◗ Savoirs• Repérer les principaux traits qui caractérisent les

différents stades de la croissance, en cherchant àdéterminer la nature des changements observés,leurs effets, la rapidité plus ou moins grande aveclaquelle ils surviennent, l’apparition simultanée decertains d’entre eux.

• Découvrir différents types de comportements desanimaux par rapport à leurs petits.

• Découvrir différents types de croissances chez lesanimaux.

• Découvrir les transformations lors de la croissancede certaines espèces (grenouille, papillon…).

◗ Compétences en scienceset technologie

> Être capable de• Poser des questions précises et cohérentes à propos

d’une situation d’observation.• Utiliser des instruments d’observation et de mesure :

loupe.• Mettre en relation des données, en faire une repré-

sentation schématique et l’interpréter.• Mettre en relation des observations réalisées en clas-

se et des savoirs que l’on trouve dans une documen-tation.

• Élaborer des traces écrites permettant le suivi dans letemps des phénomènes observés, notamment pourla mise en évidence des transformations lors dudéveloppement des animaux.

• Repérer les manifestations du développement : quanti-tatives (augmentation de la masse et des dimensions)ou qualitatives (larves, métamorphoses).

• Comparer et décrire (verbalement et graphiquement)les changements d’un être vivant au cours du temps :naissance, croissance, âge adulte, vieillissement, mort.

• Construire une frise chronologique pour présenterles phases du développement d’un animal.

• Comparer le développement de deux animauxdifférents.

> Avoir compris et retenu• Les fonctions du vivant qui marquent l’unité et la

diversité : développement et reproduction.

◗ Compétences« maîtrise de la langue »

> Avoir acquis une première compétenced’écriture et de rédaction

• Souligner (ou surligner) dans un texte les informa-tions que l’on recherche.

• Pouvoir organiser ces informations en liste sur unsupport de papier ou grâce à l’ordinateur.

> Parler en sciences• Utiliser le lexique spécifique des sciences.• Savoir rechercher et énoncer des critères.

> Lire en sciences• Traiter une information complexe comprenant du

texte, des images, des schémas.• Rechercher des informations pertinentes dans des

documents.

> Écrire en sciences• Prendre des notes lors d’une observation.• Élaborer et mettre au point des textes narratifs

concernant le développement de l’animal.• Écrire un texte narratif pour expliquer une observa-

tion continue ou une observation sur documents.

◗ Liens avec d’autres disciplinesou parties du programme

Mathématiques : classements (animaux), savoirconstruire et interpréter un graphique.

R É F É R E N C E S A U X P R O G R A M M E S

◗ Informations scientifiqueset techniques

> Vie d’un individuTout animal évolue dans le temps en passant par unesérie de phases : naissance, puis croissance qui s’arrê-te généralement à l’âge adulte avec la possibilité de sereproduire, sénescence (vieillissement), mort.La croissance correspond à une augmentation irréver-sible de la taille et de la masse.La mort est inéluctable ; elle est une des caractéristi-ques du vivant.

> Petits indépendants ou élevés par les parentsChez les espèces qui pondent beaucoup d’œufs, lespetits sont en général abandonnés par leurs parents etla plupart sont mangés par d’autres animaux avantd’arriver à l’âge adulte. Par exemple, sur les 3 000œufs que pond la grenouille, seulement 2 ou 3 indivi-dus arriveront en âge de se reproduire.Chez les espèces qui protègent leurs petits à la nais-sance (oiseaux, mammifères, mais aussi certains pois-sons), le taux de mortalité des petits est beaucoup plusfaible, et le nombre de petits par portée ou couvéeaussi. On retrouvera encore seulement 2 petits qui arri-

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

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veront à l’age adulte et se reproduiront. Dans tous lescas, on garde un équilibre du nombre d’individus dansun milieu naturel en équilibre. Si les conditions dumilieu de vie ne changent pas, le nombre de petits quideviennent adultes est égal au nombre d’adultes de lagénération précédente.

> Le développement de la grenouilleLa grenouille est un amphibien qui vit dans les maresou les étangs. Lors de l’accouplement, la grenouillepond 3 000 œufs qu’elle abandonne dans l’eau, accro-chés à des plantes aquatiques. Deux semaines plustard, ils donnent naissance à des petits têtards adaptésà la vie dans l’eau. Quatre mois plus tard, le têtard estdevenu une jeune grenouille qui peut sortir de l’eau. Àpartir de 3 ans, elle pond des œufs chaque printemps.Elle meurt après quelques années, si elle n’est pasdévorée avant par un prédateur.

> Le développement du papillon :la piéride du chou

On trouve des adultes d’avril à octobre, leur durée devie adulte est de 10 à 20 jours. Dès le deuxième jour,ils s’accouplent, puis, 1 ou 2 jours plus tard, la femel-le pond 150 à 400 œufs. L’éclosion des œufs a lieu6 jours plus tard, en donnant une chenille.La chenille vit de 20 à 25 jours. Elle se nourrit en man-geant les feuilles du chou sur lequel elle a été pondue.Elle grandit par 5 mues successives et passe de 1 mmà la naissance à 50 mm (la croissance dure de 1 à3 mois selon la température), en quittant à chaque foisl’enveloppe rigide de son corps (exuvie) pour devenirune chenille plus volumineuse.Puis elle cesse de manger et recherche un support oùelle tisse un feutrage de soie, se fixe, s’entoure d’un filde soie et élimine peu à peu sa cuticule de chenillepour laisser place à une chrysalide. Elle reste ainsisuspendue immobile 10 à 15 jours sans se nourrir : ondit que c’est une nymphe. La nymphe subit des trans-formations très importantes, puisqu’elle devient unpapillon qui sort de sa cuticule nymphale. On ditqu’elle est devenue un imago (insecte qui peut sereproduire).

> Le développement du criquetLa femelle criquet pond dans la terre 40 œufs regrou-pés en une oothèque (œufs regroupés dans une sortede sac). 17 jours plus tard (à 28 °C) naissent les petits,longs de 9 mm, sans aile ni antenne. Ils grandissentpar 5 mues successives, les antennes apparaissant lorsde la première mue, les ébauches d’ailes à la deuxiè-me mue et les ailes développées lors de la cinquièmemue (la mue imaginale), qui donne l’adulte long de 40mm. L’adulte est capable de se reproduire 15 joursplus tard. La ponte a lieu 6 jours plus tard(4 à 5 oothèques). La mort a lieu 1 à 6 jours plus tard(durée de vie de l’adulte : 3 à 4 semaines).Le criquet est facile à élever en classe.

◗ Représentations des élèveset obstacles à prendreen compte

L’observation régulière de petits élevages permet dedistinguer les changements d’un être vivant au coursdu temps : naissance, croissance, âge adulte, vieillis-sement, mort. L’élaboration de la frise chronologiquepeut être complétée par l’analyse de séquences vidéosur le développement des animaux.La représentation du « cycle de vie » que l’on trouvedans un certain nombre de livres pour montrer lasuccession des générations est intéressante au niveaude l’espèce, mais pose un problème pour les enfants.En effet :• soit ils font une confusion avec les cycles saisonniers ;• soit ils ne comprennent pas cette représentation, car ils

sont plus sensibles à l’histoire individuelle de l’animal.De plus, la représentation en « cycle » élude le problè-me de la vie et de la mort de l’individu, qui est unecaractéristique incontournable du vivant. La notion de« cycle de vie » n’est envisageable qu’au niveau d’unepopulation de même espèce, elle ne doit pas être uti-lisée pour l’individu, car elle ne rend pas compte dufait que la vie de l’individu n’est pas un éternel recom-mencement, mais est caractérisée par un début et unefin (la mort, terme inéluctable de son existence).Les représentations linéaires de la vie de l’animal sur ladurée sont donc à privilégier et correspondent d’ailleursdavantage à ce que les enfants font spontanément.

> Intérêt des élevages en classeCe type de séquence s’appuie sur l’observation d’unélevage d’un petit animal dans la classe (escargot,phasme, grillon, criquet, papillon, poisson, petit mam-mifère…). Il permet la prise en compte du facteurtemps qui est un paramètre fondamental de la vie. L’élevage de petits animaux tient une place importantedans l’initiation à la biologie. En élevant des animauxen classe, les enfants apprennent à reconnaître et àrespecter la vie sous toutes ses formes. Au cycle 3, leniveau de raisonnement permet aux élèves d’appro-fondir les recherches et d’acquérir des connaissancesen biologie. Le contact quotidien et familier avec lesanimaux les amène à prendre conscience du conceptde vie, de leur propre destin, de la naissance à la mort. Le suivi d’un élevage, en mesurant les animaux quigrandissent et en gardant des traces de leur aspect(dessin d’observation), permet de faire évoluer les exi-gences des élèves eux-mêmes par rapport à la préci-sion de leur dessin, afin de pouvoir effectuer descomparaisons avec les stades antérieurs. Il fournit desdonnées qui permettent d’envisager une représenta-tion graphique de la croissance, qui est une approchemathématique intéressante (cf. J. Guichard, Observerpour comprendre les sciences de la vie et de la terre,Hachette, 1998).

44

Cette séquence peut être envisagée à toute saison. Ilest en effet possible d’élever des insectes du type phas-me et grillon à toutes les saisons, en se les procurant dansune autre classe (passer des messages sur une liste dediffusion) ou chez un fournisseur comme l’OPIE.La séquence s’appuie pour la première partie sur unélevage d’insectes en classe.Elle privilégie l’observation directe et l’investigation,dans la classe ou au cours de sorties.

◗ Matériel• Chapitre 13 du manuel pages 38 et 39 et Carnet de

chercheur pages 38 et 39.• Loupe à main.• Si possible, la vidéo « Naissance 1 » du CNDP et le

film sur « La mue du crabe ».• Élevage de criquets, de grillons ou de phasmes

(cf. fiches d’élevages dans Comprendre le vivant,J. Guichard et J. Deunff, Hachette Éducation, 2002).

• Bandes de papier de 2 centimètres de large, décou-pées dans une feuille A4.

• Fiche du Carnet de chercheur pour coller les bandesde papier.

◗ Séance 1Durée : mesures de 15 minutes une fois par semainependant au moins 4 semaines + 30 minutes pour la séan-ce de comparaison et d’analyse des résultats obtenus.

> Point de départDemander aux élèves comment grandissent lesanimaux, afin de faire émerger leurs conceptions.

> Situation-problème :comment suivre la croissance ?

Demander aux élèves : « Comment peut-on voir com-ment nos insectes grandissent ? »Ils peuvent proposer et exécuter différentes observa-tions et mesures : dessiner, mesurer régulièrement,photographier (attention au problème de l’échelle : ilest nécessaire que sur la photographie apparaissetoujours le même objet de référence ou, mieux, undouble décimètre).Réaliser une fiche d’élevage (cf. Carnet de chercheurpages 46 et 47).Les élèves écrivent et dessinent une fois par semaine(plus ou moins fréquemment, selon la vitesse de déve-loppement des animaux) sur leur carnet de suivi del’élevage en observant les comportements des ani-maux, en mesurant leur taille, en observant la naissan-ce et la croissance de leurs petits, en observant cequ’ils mangent ou d’autres détails de leur comporte-ment dans la colonne « Remarques ».

> Mesures(cf. Carnet de chercheur pages 38 et 39)On privilégiera l’estimation de la taille en découpantdes bandes de papier à la taille de l’animal et en les

collant jour après jour côte à côte sur la page duCarnet de chercheur. On peut aussi faire une mesure chaque jour et la repré-senter sur un graphique par un bâton à l’échelle (trouverune échelle cohérente, avec la proportionnalité dutemps représenté), puis les ranger. On peut aussi faireune schématisation par des rectangles (les enfants latrouvent simple et pratique).Les élèves peuvent aussi conserver des traces de la formede l’animal en faisant régulièrement des dessins ou desphotographies dont la lecture permet d’expliquer le déve-loppement de l’insecte : dessins de criquets à différentestailles, dessins ordonnés (représentation horizontale ouverticale). Cette représentation conduit au principe dugraphique. Le graphique peut aussi être construit à partirdu tableau de la fiche élève sur les mesures du criquet.

> Mise en communL’analyse de ces représentations permet de découvrirles conditions du développement et des transformations. Elle permet d’apprécier l’intérêt d’avoir une échellecohérente, en réservant une case pour chaque jour(même si on n’a pas de mesure) afin d’établir uneéchelle de temps cohérente.Parfois c’est seulement lors de l’observation de cettereprésentation que les élèves prennent conscience dela nécessité de la mue pour grandir. D’autres fois, cettedécouverte est le fruit d’une observation fortuite. Pourcomprendre la nécessité de la mue et le phénomène,ils peuvent faire référence aux vêtements devenus troppetits lorsqu’on grandit. Cette mise en commun introduit la séance suivante.

◗ Séance 2Durée : 45 minutes (ou plus si documents vidéo), dont30 minutes pour l’atelier de lecture, avec la rechercheproposée à la fin du texte.

> Situation-problème : observationd’un crabe (acheté au marché ou trouvélors d’une promenade en bord de mer)ou de l’image d’un livre

Les échanges entre les groupes permettront de poser leproblème de l’augmentation de taille lorsque le corpsest enserré dans une carapace rigide. Demander aux élèves d’émettre des hypothèses. Parexemple : « les morceaux de la carapace s’agrandis-sent par les bords » ou « ils sortent de leur carapacepour grandir ».Demander aux élèves comment on pourrait vérifier ceshypothèses. Les moyens possibles en classe sont lesrecherches sur le manuel ou le visionnage d’un film.

> Atelier de lecture (« Je lis », page 38)Faire lire le compte rendu à haute voix par des élèves,les autres lisent en écoutant.Regrouper les idées des élèves pour répondre à laquestion posée : « D’où vient ce criquet ? »

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 1 3CO M M E N T P E U V E N T- I L S G R A N D I R ?

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Par groupes, leur demander de faire une recherche surla page suivante du manuel, et de proposer une répon-se en l’écrivant sur une grande feuille.

> Mise en commun

Rassembler les réponses au tableau pour une mise encommun. Elles font apparaître l’idée de changementde carapace : le criquet (photographie du 14 janvier),pour grandir, s’est suspendu à une branche et est sortide sa vieille carapace (15 janvier, photographie dumilieu : vieille carapace, et photographie de droite :criquet qui a grandi avec sa nouvelle carapace encorede couleur claire).

Le dessin du crabe en train de muer permet aux élèvesde mieux comprendre le phénomène de la mue. Lesinsectes, comme les crabes, grandissent par mue (cf.« Informations pour l’enseignant »). On peut alors revenir sur la courbe de croissance qu’ilssont en train de construire avec les mesures régulièresde leur animal d’élevage. Ils interprètent ainsi lesdécrochements de taille observés à chaque mue.Visionner des cassettes vidéo présentant le développe-ment d’insectes (exemple : la séquence du grillon dufilm « Naissance 1 » du CNDP), ou leur faire chercherdes photographies du manuel à commenter. Rédiger un résumé à partir des propositions des élèves.

Cette séquence est plus facilement réalisable au prin-temps car on trouve aisément des chenilles. Elle s’appuiede préférence sur un élevage de chenilles en classe,même si le manuel peut y suppléer.Elle privilégie l’observation directe et l’investigation,dans la classe ou au cours de sorties.

◗ Matériel• Chapitre 14 du manuel pages 40 et 41 et Carnet de

chercheur pages 40 et 41.• Loupe à main.• Si possible : vidéo « Naissance 1 » du CNDP.• Élevage de chenilles.

◗ Séance 1 Durée : 15 minutes + 45 minutes.

> Point de départUn élève ou l’enseignant apporte une chenille, ondécide de la conserver en classe pour l’élever. Unecondition est cependant nécessaire : la possibilité detrouver de la nourriture. En effet, les chenilles ne mangentque les feuilles d’une espèce de plante ou d’espècesvoisines. Il faut prévenir les élèves que, s’ils trouventune chenille et qu’ils veulent l’élever, il faut préleveren même temps la plante sur laquelle elle vivait etpouvoir en rapporter régulièrement des rameaux avecdes feuilles pour la nourrir. Pour l’élever, consulter lafiche d’élevage correspondante dans Comprendre le vivant,de J. Guichard et J. Deunlt, Hachette Éducation, 2002. L’élevage peut être mis en place par un groupe d’élèves.Prévoir un tableau de responsabilités pour le suivi del’élevage : qui apporte des feuilles, qui nettoie la cage,quand… ?

> Observation de la chenilleChaque élève réalise des dessins en observant la chenille,ou à l’aide des photographies du manuel. Il met un titre auxdessins et relie les légendes aux détails qu’il a dessinés. L’ajoutdes légendes proposées permet d’affiner l’observation.L’enseignant peut demander de réaliser un dessincollectif par groupes afin de les exposer au tableau etde les faire comparer aux élèves. Cette méthode per-

met de prendre conscience des éléments nécessairespour qu’un dessin soit compréhensible par les autres,donc communicable. Elle permet aussi d’affiner l’ob-servation de chacun.Une séance identique sera effectuée après la naissan-ce du papillon. Elle permettra d’évaluer les progrèseffectués par les élèves par rapport à cette techniquedu dessin d’observation.

◗ Séance 2Durée : 45 minutes pour la séance d’exploitation despages 40 et 41 du manuel.

> Se questionnerSuite à l’observation en classe de la transformation dela chenille en chrysalide, ou (et) de la lecture dumanuel page 40, dans la rubrique « J’observe », seposer la question : « Qu’est devenue la chenille ? »Faire émettre des hypothèses pour expliquer cettetransformation.La chenille s’est transformée en chrysalide, transforma-tion que l’on découvre et que l’on voit se réaliser entreles photographies 4, 5 et 6 de la frise en bas des pages40 et 41 du manuel.

> « Je lis »Reconstituer la chronologie du Carnet de chercheur enobservant les photographies de la frise en bas des pages 40et 41 et en lisant le texte page 41 « Je comprends ».Chaque groupe est chargé d’écrire un titre pour carac-tériser un des dessins et, si les élèves maîtrisent suffi-samment la langue, une ou deux phrases à partir de lalecture du texte pour expliquer l’image.Selon le niveau de la classe et le moment de l’année,ce travail peut être d’abord réalisé par groupes. Prévoir un temps de mise en commun avec affichaged’un dessin grand format du stade de croissanceconcerné, ainsi que du titre et de la phrase. Unediscussion collective permet d’en améliorer la rédaction.Faire classer et numéroter les fiches dans l’ordre chro-nologique.À la fin de la séance, les élèves recopient dans leurCarnet de chercheur les différents titres et phrases, ce quiconstitue le savoir de référence concernant cette séance.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 1 4Q U ’ E S T D E V E N U E L A C H E N I L L E ?

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◗ Atelier de lectureAtelier de lecture utilisant le Carnet de chercheurpages 42 et 43 et le « Zoom » du livre pages 42 et 43.Les élèves lisent le « Zoom » pages 42 et 43, le texteavec les étapes chronologiques numérotées, chaquephrase étant illustrée d’une photographie.À partir du texte du manuel, il s’agit de rechercher desindices pour compléter les phrases proposées etdécouvrir les différents stades de développement de lagrenouille. La grenouille adulte a quatre pattes qui lui permettentde sauter, alors que le têtard a une queue qui lui per-met de nager.La grenouille adulte respire dans l’air avec ses pou-mons et sa peau, alors que le têtard respire dans l’eauavec des branchies.La grenouille mange des insectes ou des proies vivantes,alors que le têtard mange des algues et des plantesaquatiques.Les têtards sont adaptés à la vie dans l’eau par la formeallongée (hydrodynamique) de leur corps et leur respi-ration aquatique par des branchies. Les grenouillessont adaptées à la vie amphibie (dans l’eau et hors del’eau) par leur respiration mixte (peau et poumons) etleurs pattes.

Comparaison des différents stades de développementde la grenouille :

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : Z O O M S U R …L E S M É TA M O R P H O S E S D U T Ê TA R D

vit…

se déplace…

mange…

respiredans…

par…

Cette phasede sa viedure…

Le têtardsans patte

dans l’eau.

en nageantavec saqueue.

des végé-taux.

l’eau.

desbranchies.

2 mois.

Le têtardà pattes

dans l’eau.

en nageantavec sespattes.

des petiteslarves.

l’eau.

desbranchies.

2 mois.

Lagrenouille

sur terre etdans l’eau.

en sautant eten nageantavec sespattes.

des insectesou deslarves quibougent.

l’air.

la peauet sespoumons.

5 ans.

Cette séquence s’appuie de préférence sur un élevagede gerbilles en classe, même si le manuel peut ysuppléer. Elle privilégie l’observation directe et l’investigation,dans la classe ou au cours de sorties au parc zoologi-que ou animalier.

◗ Matériel• Chapitre 15 du manuel pages 44 et 45 et Carnet de

chercheur pages 44 et 45.• Loupe à main.• Si possible : élevage de gerbilles ou de petits mam-

mifères (en classe ou apportés par un élève).• Si possible : vidéo « Naissance 2 » du CNDP et sites

Internet sur les gerbilles.

◗ Séance 1> Écrire pour remplir son carnet d’élevageDurée : 1 heure 30.À partir du Carnet de chercheur pages 44 et 45, les élèvesapprennent à tenir un carnet d’élevage en remplissantles rubriques proposées. Ce travail peut d’abord êtreréalisé en groupes, une mise en commun permettant delister les réponses les plus pertinentes et d’améliorerl’écriture et l’orthographe.

Les élèves dessinent la cage et son contenu, expliquentcomment on a aménagé la cage pour reconstituerle milieu de vie de l’animal, indiquent les soins àapporter : ce qu’il faut donner à manger chaquejour, les noms des élèves responsables, ce qu’il fautfaire pour maintenir l’élevage propre chaquesemaine, et un planning de roulement des élèvespour effectuer cet entretien. Cette responsabilisationdes élèves est un aspect important de la mise enplace d’élevages dans les classes. Elle correspond à unobjectif d’éducation civique par rapport à la vie de laclasse.

Dans un second temps, une recherche documentaire(par exemple sur le manuel) leur permet d’écrire lacarte d’identité des animaux avec leur nom et ledessin de l’animal ou des animaux différents (lesfemelles sont peut-être différentes des mâles, il y apeut-être des espèces différentes).

> « J’observe » (manuel page 44)Durée : 15 minutes.

En observant les animaux de l’élevage ou les photogra-phies du manuel, demander aux élèves quelles sont lesdifférences entre le bébé et l’adulte (taille, absence depoils, yeux fermés). Le fait d’avoir les yeux fermés,donc d’être aveugle à la naissance, le besoin de lait,

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 1 5P R OT È G E N T- I L S L E U R S P E T I T S ?

47

donc de téter sa mère, le besoin de chaleur et de pro-tection, tout cela explique pourquoi le petit a besoinde sa mère.

> « Je lis » (manuel page 44)Durée : 1 heure.

Demander aux élèves de réaliser une frise chronologi-que racontant la vie d’une gerbille de la naissance à lamort, en s’aidant du texte.

Faire observer toutes les images et commentaires despages 44 et 45.

« Quels sont les points communs et les différences entre cespetits des animaux photographiés ? » Les élèves découvrentque certains petits (notamment chez les oiseaux, lesmammifères comme les gerbilles et le cheval) sont protégéset nourris par la mère. Par contre, le jeune poisson (alevin)est seul avec sa réserve de nourriture sous le ventre.Le texte de l’encadré montre que le nombre d’œufs oude petits est beaucoup plus faible chez les animauxqui les nourrissent et les protègent que chez les autres.On peut en déduire l’idée d’équilibre du nombred’individus d’une génération à la suivante.

Cette séquence clôture l’ensemble des observationset du travail sur le développement des animaux. Elles’effectue nécessairement après avoir étudié le déve-loppement d’un animal par mue, d’un animal parmétamorphose et d’un animal à croissance continue.

◗ MatérielChapitres 13, 14 et 15 du manuel pages 38 à 45 etCarnet de chercheur pages 38 à 45.

◗ Séance de synthèseDurée : 1 heure 30.C’est une séance de synthèse après l’observation suivied’un élevage en classe : insecte (papillon, phasme,criquet ou grillon), escargot, petit mammifère. Elles’effectue en comparaison avec les documents proposésdans les planches du manuel. Elle peut aussi s’appuyersur des films vidéo comme ceux de la série « Nais-sances » du CNDP.Faire comparer les différents types de croissances observésdirectement ou d’après les documents (développement dupapillon et de la grenouille sur les planches du manuel).

Les élèves doivent reclasser leurs dessins d’observationafin de retracer le développement de l’animal. Ils peu-vent raconter l’histoire de ce développement enexploitant les résultats de leurs observations antérieu-res (mesures, descriptions des modifications morpho-logiques de l’animal).Dans un second temps, ils peuvent effectuer une com-paraison entre le développement de l’animal qu’ils ontsuivi et ceux qui sont présentés dans le manuel oudans les documents vidéo projetés.

◗ Évaluation Durée : 30 minutes.Après avoir observé et étudié la croissance du criquet,de la grenouille et de la gerbille, faire compléter letableau suivant par les élèves.La comparaison permet de découvrir les différents typesde croissances, soit continue (mammifères…), soit dis-continue par mue (insectes, crustacés…), soit avecmétamorphoses (papillon, libellule, grenouille…).Poser la question : « Quels sont les différences et lespoints communs entre ces développements ? »

S É Q U E N C E D E S Y N T H È S E E T D ’ É VA L U AT I O NL A C R O I S S A N C E D E S A N I M A U X

Les jeunes et les adultes Gerbille Criquet Grenouille

« Est-ce qu’ils se ressemblent ? » bébés nus à la ailes apparaissent transformationnaissance chez l’adulte avec complète du corps

les dernières mues entre têtardet grenouille

« Est-ce qu’ils vivent dans le même oui oui non, adaptationmilieu ? » à 2 milieux différents

« Comment grandissent-ils ? » régulièrement par mues par métamorphose

« Mangent-ils les mêmes aliments ? » non, lait de la mère oui non, nourriturepour les petits végétale des jeunes

têtards puis animauxvivants

« Combien de petits ont-ils ? » 5 à 8 tous les mois une centaine une centaine,une fois par an

« Quelle est la durée du développement 2 mois 1 à 3 mois selon 3 moisde la naissance à l’adulte ? » température

Points communs : grandir (en taille et en poids), setransformer et se développer afin d’être capable de sereproduire.

Différences : croissance continue ou discontinue.Dans le cas de la croissance discontinue, elle se faitpar mues, avec ou sans métamorphose.

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Étude d’un milieuÉducation à l’environnement

PAGES 46-49DU MANUEL

◗ Savoirs• Un milieu est caractérisé par les conditions de vie

qui y règnent et par les végétaux et les animaux quil’habitent.

• L’activité des êtres vivants s’organise en fonction dessaisons.

• Il existe des dépendances alimentaires.• Les végétaux verts (chlorophylliens) constituent les

premiers maillons des chaînes alimentaires.• Les chaînes alimentaires s’organisent en réseaux

trophiques.• Par son action, l’homme modifie les milieux.

◗ Compétences en scienceset technologie

• Relever et observer systématiquement les êtresvivants.

• Rechercher les indices de la présence d’un animal,si l’observation directe n’est pas possible.

• Maîtriser certains gestes, ainsi que l’utilisation decertains outils simples, comme la loupe, nécessairepour observer certains animaux (ou leurs traces). Cetoutil est particulièrement recommandé en classe etdoit devenir un élément permanent des séquencesscientifiques.

◗ Compétences« maîtrise de la langue »

> Parler en sciences• Utiliser le lexique spécifique des sciences.• Formuler des questions pertinentes.• Participer activement à un débat argumenté.• Utiliser à bon escient les connecteurs logiques dans

le cadre d’un raisonnement rigoureux.

> Lire en sciences• Lire et comprendre un ouvrage documentaire.

> Écrire en sciences• Prendre des notes lors d’une observation.• Rédiger, avec l’aide du maître, un compte rendu

d’observation (texte à statut scientifique).• Rédiger un texte pour communiquer des connaissances

(texte à statut documentaire).

◗ Liens avec d’autres disciplinesou parties du programme

Les interactions nombreuses que l’organisation d’unmilieu implique (et que l’étude permet de discerner)amènent les élèves à aborder de nombreux domainesdes programmes.• Géographie : la notion de milieux.• Arts visuels : la photographie et le cinéma.• Éducation civique : le respect de la faune et de la flore ;

le tri des emballages ; les économies d’énergie…

R É F É R E N C E S A U X P R O G R A M M E S

L’éducation à l’environnement est transdisciplinaire.En liaison avec l’éducation civique, elle développeune prise de conscience de la complexité de l’environ-nement et de l’action exercée par les hommes sur lesmilieux.La notion d’équilibre naturel est l’essentiel de ce qu’ilfaut retenir de ce chapitre (les conditions de cet équi-libre sont rappelées à la rubrique « Je comprends »page 47 du manuel).Une des séances est également l’occasion de comprendrele fonctionnement d’un écosystème particulier : l’éco-système urbain, totalement lié aux activités des hommes.Il va de soi que ce thème se prête particulièrement auxactivités intégrées dans les sorties scolaires ou les classesde découverte. La collecte des éléments de la natureest à exercer avec circonspection. Il faut attirerl’attention des enfants sur le fait qu’on ne peut pas fairen’importe quoi dans la nature. On ne doit pas cueillirdes fleurs à tort et à travers, arracher des arbustes,déranger les nids ou les terriers des animaux… Il faut

leur montrer et leur faire prendre conscience que chacu-ne de leurs actions dans la nature a des conséquencessur l’environnement. L’approche environnementale estau cœur des préoccupations de ces séances.Les chapitres 16 et 17 sont liés par la logique relativeà l’équilibre des milieux. Le milieu urbain se caracté-rise par les agressions qu’il inflige à la nature. Celainduit de nombreux déséquilibres environnementaux.Au sein du monde vivant, les hommes sont en concur-rence avec les autres espèces.

◗ Représentations des élèves etobstacles à prendre en compte

Ces deux chapitres permettent d’amener à la compré-hension générale de l’organisation du monde vivant, etde lever certains obstacles dans l’esprit des enfants.• Prendre en compte les représentations des élèves,

qui véhiculent de nombreux stéréotypes sur ce sujet.Les enfants ont un lien affectif avec le monde animal,

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

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qui peut affecter leurs compréhensions des phéno-mènes, et leurs comportements.

• Attirer l’attention des enfants sur les conditions

d’hygiène à respecter. On citera, par exemple, l’entre-tien d’un aquarium et des élevages en général, lelavage des mains avant et après les manipulations.

◗ MatérielChapitres 16 et 17 du manuel pages 46 à 49 et Carnetde chercheur pages 48 à 51.

◗ Séance 1Durée : 30 minutes.À partir de l’observation individuelle de la page 46 dumanuel, faire établir par les élèves la liste des animauxqu’ils ont reconnus. Pour être certain de ne pas enoublier, en faire le décompte total : il y a 18 animauxsur cette page. Une discussion dans la classe peutpermettre de déterminer quels animaux les élèves ontdéjà pu observer dans la nature.Dans un deuxième temps, on peut demander aux élèvesquel est le régime alimentaire de chacun des animauxprésents sur la page 46. Faire souligner les animaux enrouge ou en vert dans la liste, selon leur régimealimentaire : en rouge pour les carnivores, en vert pourles herbivores. On attirera l’attention sur les grandesdifférences de taille entre les animaux représentés.Une sortie en forêt doit enrichir les activités proposéesdans ce chapitre. Le Carnet de chercheur (pages 48 et49) sera mis à contribution dans la récolte des indicesde la présence des animaux.L’exposé que peuvent réaliser des élèves en petiteséquipes doit conduire à une première compréhensionde l’organisation d’un milieu naturel.

◗ Séance 2Durée : 30 minutes.La page 48 du manuel doit être exploitée dans lemême esprit que celle du chapitre précédent.Ce dessin et ces photos représentent les animauxque l’on peut trouver dans une maison. Faire repérerles animaux par les enfants, et poser les questions :« Connaissez-vous ces animaux ? » « Les avez-vousdéjà observés chez vous ? »Entamer un débat dans la classe entre les élèves. Ladiscussion va montrer qu’ils ne considèrent pas tousces animaux comme nuisibles. Des nuances vontapparaître au cours du débat. L’idée qui va naître estque tous les animaux qui vivent dans nos maisonsn’ont pas le même impact sur nous ou sur notre envi-ronnement immédiat, et qu’ils n’ont pas tous le mêmestatut de « nuisibles » pour l’homme.Tous les enfants ne vont pas considérer le chat de lamême façon. S’il est présent dans cette page, c’estparce que certaines personnes y sont allergiques, etdonc le bannissent des maisons. On ne peut pas placer lechat sur le même plan que les termites, par exemple. Les

termites sont combattus partout en France, à cause desdégâts qu’ils peuvent provoquer dans les maçonnerieset les charpentes des constructions. Impossible devendre une maison si elle est infestée de termites !Faire mener par la classe une enquête sur les animaux« parasites » qui vivent dans nos maisons et dans lequartier. La synthèse de cette enquête doit prendre laforme d’un grand panneau d’affichage, établi collecti-vement, qui rassemblera l’ensemble des informationsrecueillies lors de l’enquête : « Qui vit dans le quartier ? »

◗ Séance 3 : « Je lis »Durée : 45 minutes.Faire lire le texte de la page 47 du manuel à hautevoix. Chaque élève repère les mots difficiles ou inconnus,et cherche dans un dictionnaire leurs définitions, enplus de celles données au bas de la page.Après la lecture, engager un débat entre les élèvespour confronter ce qui vient d’être lu avec leur expé-rience personnelle. Ont-ils déjà vu des pigeons desvilles ? D’après eux, quels types de dégradations peutoccasionner un pigeon ?Introduire l’idée que la présence des animaux dans lesvilles est constante. L’exemple des pigeons, de « gentilsoiseaux » en apparence inoffensifs, montre aux enfantsque la réalité est tout autre.Faire le parallèle avec des situations similaires :• les goélands. À Dieppe, la municipalité organise des

vols de rapaces dans la ville pour chasser les goélands,qui se sont multipliés.

• les lapins en Australie. Leur prolifération sur le continentaustralien, et les dégâts qu’ils occasionnaient,notamment dans les cultures, ont obligé les autoritésà prendre des mesures drastiques pour tenter delimiter leur nombre.

L’encadré « Étonnant ! » de la page 49 présente lesacariens. Ces animaux sont trop petits pour permettreune perception visuelle immédiate. Cela conduit lesélèves à concevoir l’existence d’une vie à une autreéchelle, et à trouver des moyens de lutte adaptés.Pour impliquer l’ensemble du groupe-classe, lancerune recherche, qui peut être à la fois collective, dansla classe, et individuelle, à la maison, sur les moyensde lutte contre les animaux « parasites ». Les élèvesvont trouver des prospectus, des modes d’emploi deproduits ménagers, des emballages, des affiches muni-cipales sur une campagne de dératisation ou de désin-sectisation dans la ville… Autant de supports de lecturedifférents, qui pourront être affichés dans la classe surun grand panneau, après avoir été lus et expliqués.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E S 1 6 E T 1 7Q U I V I T D A N S L A F O R Ê T ?

Q U I V I T D A N S N O S M A I S O N S ?

51

Les mouvements du corpsLe corps humain et l’éducation à la santé

PAGES 50-55DU MANUEL

◗ Compétences en scienceset technologie

> Être capable de• Poser des questions précises et cohérentes à propos

d’une situation d’observation ou d’expérience.• Imaginer et réaliser un dispositif expérimental

susceptible de répondre aux questions que l’on se pose,en s’appuyant sur des observations, des mesuresappropriées ou un schéma. Par exemple, réaliser unmodèle matériel montrant l’attache des muscles surles os (modélisation simple) dans le mouvementd’une articulation.

• Distinguer flexion et extension.• Recommencer une expérience en ne modifiant

qu’un seul facteur par rapport à l’expérience précé-dente.

• Mettre en relation des données, en faire une repré-sentation schématique et l’interpréter.

• Mettre en relation des observations réalisées en clas-se et des savoirs que l’on trouve dans une documen-tation.

• Exploiter un document radiographique ou multimédia.• Participer à la préparation d’une enquête ou d’une

visite en élaborant un protocole d’observation ou unquestionnaire.

> Avoir compris et retenu • Le squelette est formé d’os rigides, articulés entre

eux, qui permettent d’effectuer des mouvements.

• Les principes élémentaires des fonctions de mouve-ments à partir de leurs manifestations chez l’homme.

• Les mouvements corporels : rôle et fonctionnementdes articulations et des muscles.

• La distinction entre flexion et extension.

◗ Compétences« maîtrise de la langue »

> Parler en sciences• Utiliser le lexique spécifique des sciences.• Formuler des questions pertinentes.• Participer activement à un débat argumenté.• Utiliser à bon escient les connecteurs logiques dans

le cadre d’un raisonnement rigoureux.

> Lire en sciences• Lire et comprendre un ouvrage documentaire.• Rechercher sur Internet des informations scientifiques.• Traiter une information complexe comprenant du

texte, des images, des schémas, des tableaux…

> Écrire en sciences• Prendre des notes lors d’une observation, d’une

expérience, d’une enquête, d’une visite.• Rédiger, à l’aide du maître, un compte rendu d’expé-

rience ou d’observation (texte à statut scientifique).• Rédiger un texte pour communiquer des connaissances

(texte à statut documentaire).• Produire, créer, modifier et exploiter un document à

l’aide d’un logiciel de traitement de texte.

R É F É R E N C E S A U X P R O G R A M M E S

◗ Le squeletteLe squelette est constitué de l’ensemble des os et descartilages qui forment la charpente qui soutient lecorps.

Il fait aussi partie des systèmes respiratoire, circulatoi-re et nutritif puisque c’est grâce à la moelle que sontfabriqués les globules.

Le squelette permet tous les mouvements, c’est-à-diretous les changements de position du corps ou d’une deses parties, grâce aux articulations. Les mouvementsne sont possibles que sous l’action des commandesnerveuses.

Les mouvements peuvent être simples, effectués parun membre, ou une partie du corps : élévation ; exten-sion ; flexion ; moulinet ; haussement.

Les mouvements peuvent être complexes, effectuéspar tout le corps : balancement ; glissade ; saut ; plon-geon ; demi-tour.

Les mouvements peuvent être des mouvements delocomotion : course ; marche ; reptation…

◗ Les muscles> Les organes du mouvementLe mot « muscle » vient du latin mus, « souris », musculus,« petite souris ». Par analogie, le muscle charnu àl’extrémité du gigot s’appelle « la souris » !Les muscles sont les organes du mouvement.Si les muscles ne fonctionnent pas :• on ne peut plus tenir ou porter un objet ;• on ne peut plus parler, rire…• on ne peut plus se tenir debout, marcher, courir,

sauter…Le corps humain comprend environ 600 muscles fixéssur le squelette. Ceux-ci fournissent une force detraction qui permet le déplacement. Ils constituentenviron 40 % du poids total du corps.

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

52

> Comment les muscles travaillent ?En général, les muscles sont fixés aux os de part etd’autre des articulations par de solides liens : les tendons.Il n’y a pas un seul mouvement du corps dont un ouplusieurs muscles ne soient responsables directementou indirectement, sous l’effet de notre volonté ou defaçon automatique. Tous les muscles striés obéissent ànotre volonté par l’intermédiaire du système nerveuxcérébro-spinal.Les muscles ont des fonctions bien précises :• rotation ;• extension ;• flexion.Ils se contractent pour accomplir ces fonctions, puisse relâchent. Ils se contractent en se raccourcissant, cequi déplace les os, qui restent passifs.Dans un membre, lorsque les muscles rapprochent lessegments entre eux, ils sont fléchisseurs. Au contraire,lorsque les muscles éloignent les segments, ils sontextenseurs. Des muscles qui travaillent en opposition,comme les muscles extenseurs et les muscles fléchis-seurs, sont appelés muscles antagonistes.La forme d’un muscle varie selon le travail qu’il doitaccomplir. Il y a des muscles plats (tête), des musclescirculaires (sphincters) et des muscles en fuseau :• simple ;• double (biceps) ;• triple (triceps) ;• quadruple (quadriceps).

> Exemples de travail des musclesLe fait de tenir un stylo fait intervenir plusieurs actions :• le cerveau donne l’ordre, en créant un influx

nerveux ;• les nerfs transportent cet influx nerveux jusqu’aux

muscles, qui répondent à la commande ;• les fibres musculaires des doigts se contractent. Les

muscles deviennent plus gros, plus durs, jusqu’à ceque le cerveau leur ordonne de se relâcher.

Le fait de plier le bras fait intervenir plusieurs actions :• le biceps se gonfle et durcit quand on plie le bras ;• comme le biceps est fixé d’une part à l’os de l’épau-

le et d’autre part au radius, lorsqu’il se gonfle, il seraccourcit : l’avant-bras se rapproche du bras ;

• pour ramener l’avant-bras à sa première position, unautre muscle intervient, le triceps, qui agit en sensinverse du biceps.

> RemarqueIl faut classer à part le muscle cardiaque. Ses fibressont proches de celles de tous les autres muscles dusquelette, mais il est doté d’un système de contractionautonome. Notre volonté n’a pas de contrôle directsur ses contractions.

> Les muscles sont fragilesUn muscle est constitué d’un grand nombre defibres musculaires. On trouve également à l’intérieurdes vaisseaux sanguins et des nerfs. Les fibresmusculaires, formées de myosine, sont élastiques etcontractiles. Cœur, muscles et tendons n’aiment pas être brutalisés.Pour un sportif, l’entraînement, l’échauffement,l’assouplissement, les étirements sont très importantspour protéger les muscles et permettre leur bonfonctionnement. Des lésions musculaires peuventapparaître si ces précautions ne sont pas prises. Il y adifférents stades de lésions, qui toutes entraînent l’arrêtdes activités sportives :• l’élongation ;• le claquage ;• la déchirure.

◗ Les articulationsSi les élèves parlent volontiers des muscles, ilsemploient rarement le mot « articulation ». Le mot« ligament » est encore moins cité.Les ligaments maintiennent les os entre eux au niveaud’une articulation.Grâce aux articulations, les os peuvent se déplacer lesuns sur les autres. Un liquide, la synovie, facilite enco-re le glissement des os en lubrifiant les articulationsmobiles.Il existe trois formes d’articulations :• l’articulation fixe (os du crâne) ;• les articulations semi-mobiles (la colonne vertébra-

le), qui permettent un peu de mobilité ;• les articulations mobiles, qui permettent soit des

mouvements de rotation (épaule, hanche…), soit desmouvements sur un seul plan (genou, coude…).

Les articulations peuvent subir des traumatismes :• la luxation : les ligaments sont rompus et l’articula-

tion « se déboîte » ;• l’entorse : les ligaments sont distendus ou déchirés.

◗ Matériel• Manuel pages 50 et 51.• Squelette en plastique.• Radiographies.

◗ Séance 1Dessins individuels, et phase orale collective.Durée : 1 heure.

> ProblématisationFaire émerger des représentations initiales à partir dumot « squelette ».

Demander aux élèves de dessiner leur squelette enschématisant (faire représenter les os par des segments).

Il est aussi possible de donner à chacun une feuilleavec deux silhouettes à compléter : l’une d’un enfant

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : Z O O M S U R …L E S Q U E L E T T E E T L E S M U S C L E S

53

de huit ou neuf ans, l’autre d’un adulte. Demanderaux élèves de dessiner les os là où ils pensent qu’ilssont placés. Le travail peut aussi être proposé à deuxgroupes : l’un complète la silhouette adulte, l’autre lasilhouette enfant.

> Mise en communNe pas corriger les dessins initiaux des élèves, mais lescomparer (en choisir quelques-uns, particulièrementreprésentatifs, et les afficher) pour provoquer leséchanges, et lancer un débat dans la classe sur lesdifférentes représentations, en demandant aux élèvesde bien justifier leurs commentaires. Prendre note des« accords » et des « désaccords ».Remarques : sur les dessins des enfants, la position desos ne prend en général pas en compte les articulations.Et il y a souvent plus d’os chez l’adulte !En dernier lieu, comparer avec le schéma de la page 51du manuel, ou, mieux, utiliser un squelette en plastique.

> Questionnement« À quoi servent les os ? » « Qu’est-ce qu’un os ? »« Comment les os sont-ils placés dans le corps ? » « Àquoi servent les articulations ? »Travailler à partir du document de la page 50 dumanuel. Demander aux élèves de repérer les articula-tions en mouvement lorsqu’on pédale sur un vélo.Faire mimer l’action avec ou sans vélo (voir aussi « Jecomprends », chapitre 26 page 71 du manuel).Demander aux élèves à quelles parties du corpscorrespondent ces articulations.Pour chaque observation, inciter les élèves à se référerau schéma de la page 51 (emplacement des articula-tions) ou au squelette en plastique.

◗ Séance 2Travail individuel, par deux, puis synthèse collective ettrace écrite.Durée : 1 heure (+ 30 minutes pour la séance« Apprendre à porter secours »).

> Observer son propre corpsDemander aux élèves de tâter leurs bras, leurs jambes,de façon à sentir leurs os. En travaillant par deux, ilspeuvent :• placer les mains derrière les épaules d’un camarade

pour sentir les omoplates ;• partir du sternum et suivre la clavicule…• toucher les os de la colonne vertébrale quand le

camarade se baisse…À chaque fois, un va-et-vient avec le schéma de lapage 51 et le squelette en plastique est important pourlocaliser et nommer l’os avec précision.

Il ne s’agit pas de faire apprendre par cœur le nom etla localisation de tous les os mais d’inciter les élèves,à chaque fois que c’est possible, à se référer au sché-ma ou au squelette. Il est d’ailleurs important que,pendant tout le travail sur le squelette et les muscles,le squelette en plastique reste, dans la classe, à ladisposition des élèves.Toutes ces observations montrent que la dispositiondes os explique à la fois la rigidité du corps mais aussila possibilité de faire des mouvements.

> Comment serions-nous sans nos os ?Demander aux élèves de rechercher des animaux quin’ont pas d’os. Quelques exemples :• les escargots ;• les limnées ;• les buccins (leur corps mou peut rentrer dans une

coquille spiralée) ;• les limaces ;• les lombrics…« Comment sont-ils ? Comment se déplacent-ils ? »

> Lire une radiographieDemander aux élèves : « Y a-t-il un moyen de voir lesos dans le corps ? »Réponse attendue : « Oui, grâce aux radiographies. »Observer plusieurs radiographies apportées par les élèves(ou le maître). Les élèves vont pouvoir observer nonseulement les différentes parties du squelette, maisaussi, par exemple, des os fracturés.Observer aussi, page 50 du manuel, les Doc. 1 et 2 :« os fracturé » et « os ressoudé ».En conclusion, l’os est un organe vivant qui grandit. Ilpeut se casser et se réparer (cf. « Étonnant ! », page 50).

◗ Liens avec l’enseignementdes premiers secours

Les programmes insistent sur l’éducation à la santéet à la citoyenneté, notamment dans le cadre duprogramme « Apprendre à porter secours ». Il ne s’agitpas d’une nouvelle discipline, mais d’une compétencetransversale à construire par l’enseignant et à intégrerdans son programme.Que faut-il faire face à un traumatisme du membreinférieur ou supérieur ?• Fracture (notions de fracture fermée, fracture ouverte).• Luxation.• Entorse.

◗ Séance 3 : évaluationDemander aux élèves de dessiner leur squelette, etcomparer avec le dessin de la séance 1.

◗ MatérielManuel pages 52 et 53 et Carnet de chercheur pages 52et 53.

◗ Séance 1Phase orale collective.Durée : 45 minutes.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 1 8CO M M E N T B O U G E L E CO R P S ?

54

◗ Matériel• Manuel pages 54 et 55 et Carnet de chercheur.

Pour la séance 2 :

• Mètre de couturière.

• Ailes de poulets (achetées en barquettes, une pargroupe de 4 ou 5 élèves).

• Deux bandes de carton de 30 cm de long sur 5 cmde large pour chaque groupe d’élèves.

• Deux bouts de laine rouge ou de ficelle de 40 cm delong pour chaque groupe d’élèves.

• Trombones ou ruban adhésif.

◗ Séance 1Phase orale collectiveDurée : 1 heure.

> ProblématisationFaire émerger des représentations initiales à partir dumot « muscle ». Prendre en compte ces représentationset en conserver la trace.Questionnement initial : « Comment fonctionnent lesmuscles ? »

> « J’observe »À partir du document photographique de la page 54du manuel, faire mimer les gestes de l’haltérophile.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 1 9CO M M E N T F O N C T I O N N E N T L E S M U S C L E S ?

> ProblématisationÉmergence des représentations initiales à partir du mot« mouvement ». Prise en compte de ces représentations.En conserver la trace.Questionnement sur les différents mouvements ducorps et formulation du problème : « Comment bougele corps ? » Autres types de questions pouvant êtreposées : « À quoi sert le coude ? le genou ? la cheville ? »« Qu’est-ce qui nous permet de faire des mouvements ? »« Qu’est-ce qui permet aux os de glisser les uns sur lesautres au niveau d’une articulation ? »Par groupes, les élèves formulent des hypothèses etdébattent des réponses possibles à apporter à cesinterrogations.À partir du document photographique de la page 52du manuel (Doc. 1), apporter des éléments de réponsesen demandant aux élèves de décrire chaque phase dumouvement du sportif qui saute une haie.Faire commenter et justifier les réponses. Cette étudede document doit s’appuyer sur l’observation du corpsen activité lors des activités physiques et sportives.

> « Je lis »Observation d’un tableau (Doc. 2 page 52 du manuel) :Parc des Princes, Nicolas de Staël, 1952.Cette œuvre représente le corps en activité des sportifsjouant au football. Laisser les élèves commenter cetableau, et s’exprimer sur ce sport. Les interroger sur lesport qu’ils pratiquent (sport individuel ou collectif), etleur demander d’indiquer quels sont les membres enmouvement quand ils pratiquent ce sport. Leur fairemimer les gestes sportifs.Autre exemple d’œuvre d’art représentant le corps enmouvement : Le Nu descendant l’escalier n° 2, de MarcelDuchamp, 1912. Le mouvement représenté parDuchamp correspond-il au mouvement réel d’unepersonne qui descend un escalier ?

◗ Séance 2Les élèves travaillent par deux.Durée : 1 heure.

> Vérification des hypothèses• Le coude. Bloquer l’articulation avec une attelle et

essayer d’exécuter quelques mouvements : mettredes lunettes, une casquette…

• Le genou. Bloquer l’articulation et essayer d’exécuterquelques mouvements : passer sous une table,s’asseoir, jouer à la marelle…

• La cheville. Bloquer l’articulation et essayer d’exécuterquelques mouvements : tourner le pied, allonger lepied…

Les élèves recherchent les endroits où le corps peuttourner, se plier, se lever, se baisser… Noter cesendroits sur un schéma du corps et vérifier à l’aide duschéma page 51 du manuel.On peut aussi proposer un mouvement et demanderaux élèves de noter toutes les articulations mises enjeu pendant ce mouvement.Exemples : • tenir une craie et écrire au tableau (épaule, coude,

poignet, toutes les articulations de la main) ;• ouvrir une porte ;• nouer des lacets…Ces expériences et les explications données page 53du manuel doivent conduire à l’élaboration avec lesélèves du tableau de synthèse (encadré jaune) définis-sant les articulations et leur rôle.Insister sur le fait que c’est la forme de l’articulationqui permet tel ou tel mouvement (page 53).Exemple : « Pourquoi peut-on faire des mouvementsamples au niveau de l’épaule et pas au niveau ducoude ? »

◗ Séance 3 : évaluationIndividuelle et écrite, elle devra permettre de s’assurerque les élèves sont capables :• d’expliquer comment bouge leur corps ;• de définir une articulation, d’expliquer son rôle

selon qu’il s’agit d’une articulation en forme de pivotou de charnière.

55

Pour répondre aux questions, apporter des éléments deréponses en demandant aux élèves de formuler deshypothèses pour expliquer ce qui se passe lors desdifférentes étapes du mouvement du sportif, lors dechacun de ses gestes. Faire commenter et justifier lesréponses aux questions du manuel.Observation individuelle : « Serre ton poing et plie lecoude. » Les élèves peuvent aussi s’observer par deux.

> « Je lis »Faire lire le texte « Un champion de saut à ski » page 54.Faire mimer les gestes.Faire un travail de lecture et de vocabulaire à partird’articles de presse sportive.

◗ Séance 2Durée : 1 heure 30.

> « Je comprends »Pour l’ensemble de ces activités, un travail de groupefavorise les confrontations d’idées et l’explicitation dessolutions proposées lors de la verbalisation entre lesélèves.Point de départ. Schématiser ce qui se passe dans lebras lorsqu’on le plie. Cela permet de faire appel àce qui s’est passé lors de la séance précédente(cf. « J’observe », question 3, séance 1).Faire exécuter le dessin au crayon. On ne corrigera pasimmédiatement le dessin initial, mais on incitera lesélèves à discuter de leurs différentes représentations.On confrontera les différentes représentations desélèves.Première observation du bras. L’auscultation de sonpropre bras est importante pour l’élève afin qu’il pren-ne conscience de ses muscles et de ses os. Associéeaux mesures de la circonférence du bras(utilisation du mètre de couturière), elle permet de serendre compte de la contraction du biceps qui segonfle et se durcit (il se contracte en se raccourcissant)lorsqu’on fléchit le bras, en soulevant un poids parexemple. Et l’enfant se rend compte également de lacontraction du triceps quand on tire vers le bas enmettant le bras en extension (cf. Doc. 2 et 3 page 55).Afin de faire verbaliser l’idée « os = rigide et muscle =moteur », faire s’observer entre eux les élèves en leurdemandant de fléchir puis d’étendre le bras. Chaqueélève dit ce qu’il fait.S’assurer que chaque élève emploie le lexique scienti-fique approprié pour chacun des mouvements décrits.Questions. « Qu’est-ce qui bouge ? » « Quellesparties sont rigides ? » « Qu’est-ce qui fait bouger lesdifférentes parties ? »…

> Situation-problèmeRéaliser un modèle en carton (cf. dessins du Carnet dechercheur, pages 54 et 55).Cette modélisation va permettre de mettre en éviden-ce le blocage de l’articulation du coude et faciliter larecherche des points d’ancrage des muscles.Au préalable, il faut faire dire aux élèves qu’en secontractant les muscles tirent sur les os. L’écrire autableau.

Activité des élèves : attacher un bout de laine (parexemple de couleur rouge comme le muscle) ou unbout de ficelle sur le carton avec des trombones ouune bande adhésive pour simuler le muscle.Rechercher les points d’ancrage en fonction des hypo-thèses des élèves, dans un premier temps pour lemuscle fléchisseur.Demander à ceux qui ont terminé plus vite de chercherles points d’ancrage pour le muscle extenseur.Cette situation-problème amène à un tâtonnementexpérimental. On demandera aux élèves d’expliciterleurs hypothèses et de formuler les résultats clairementlors d’une mise en commun pour tout le groupe-classe.

> Interprétation des résultatsLa situation de réalisation et de test par les élèves deleurs hypothèses sur un modèle est particulièrementriche car elle leur permet de remettre en question leursconceptions initiales. Laisser les élèves tâtonner etconfronter leurs idées à la réalité.Après avoir trouvé les points d’attache du muscle quisimule le biceps, leur demander de faire la mêmerecherche pour le muscle qui permet l’extension dubras (le triceps). Ils découvriront que ce muscle doits’accrocher à l’extrémité du segment représentantl’avant-bras, derrière le point de rotation du coude.L’observation d’une aile de poulet (il suffit d’enlever lapeau) permet aux élèves de manipuler pour découvrirles mouvements possibles, la consistance des muscleset des os et leur aspect réel. Elle permet surtout devérifier si les points d’ancrage trouvés sur le modèle encarton correspondent à la réalité. Ce rapport au réel estparticulièrement important pour la compréhension dumodèle fabriqué auparavant.Un second moyen de comparer la maquette à laréalité est de demander aux élèves de l’associer aumouvement de leur propre bras.Une analyse critique est importante pour faire le lienavec la réalité et percevoir les limites de la maquette.

> ConclusionLes élèves connaissent la viande des animaux, mais nesavent pas qu’il s’agit de muscles (cf. « Étonnant ! »page 55).L’utilisation du vocabulaire courant amène les enfantsà confondre les nerfs avec les ligaments ou les tendons.L’observation de l’aile de poulet permet de faire cetteliaison entre la viande et les muscles, ainsi que depercevoir la forme et les points d’ancrage des musclessur les os.La réalisation d’un modèle fonctionnel du bras est uneactivité qui permet de faire évoluer leurs conceptionsen les soumettant au test de la réalité. Les élèves endifficulté scolaire, mais à l’esprit très concret, sontsouvent très pertinents dans cette activité qui peut lesmettre en valeur dans la classe. Il est important de fairecomparer la maquette réalisée au mouvement de leurpropre bras, afin de leur faire intégrer le principe de cettemaquette comme un modèle fonctionnel de leur bras.

> Références au manuelDoc. 2 et 3 page 55.

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L’observation de ces documents ne doit intervenir qu’àla fin de la séance, pour retrouver les noms des muscleset visualiser clairement les connaissances acquises lorsde cette séance.Chaque élève verbalise à nouveau (cf. séance 2 :« Première observation du bras »).S’assurer que chacun emploie le lexique scientifiqueapproprié pour chaque mouvement décrit.Les activités conduites pendant cette séance, les schémaset les explications donnés doivent conduire à l’élabo-ration avec les élèves du tableau de synthèse (encadréjaune) définissant flexion et extension (page 55).

◗ Séance 3 : évaluationCorrection du schéma de départ. On demandera auxélèves de modifier leur schéma de départ en fonctionde leurs découvertes lors de cette séquence. Cette

démarche permet aux enfants de se rendre compte deleurs acquis lors de cette séquence et d’intégrer leursnouvelles connaissances par rapport à leurs représen-tations initiales.

> « Étonnant ! »• Lorsqu’on mange une cuisse de poulet ou de lapin,

un bifteck ou une côtelette d’agneau, on mange lesmuscles de l’animal.

• Notre corps compte environ 570 muscles striés :170 dans la tête et le cou, 200 dans le tronc, 100 dansles membres supérieurs et 100 dans les membresinférieurs.

• Le muscle le plus grand est le grand fessier (quipermet l’extension de la cuisse).

• Le muscle le plus petit est le stapédius (qui actionnel’étrier dans l’oreille). Il mesure moins de 1,27 mmde long.

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Ombres et lumièreLe Ciel et la Terre

PAGES 56-59DU MANUEL

◗ Savoirs• Maîtriser le vocabulaire, et savoir reconnaître si un

objet est transparent, opaque ou réfléchissant.

◗ Compétences en scienceset technologie

• Constater qu’un objet éclairé par une source lumi-neuse présente une partie éclairée et une partiesombre (ombre propre).

• La partie éclairée se présente sous différentes formesen fonction de la perspective sous laquelle elle estobservée.

◗ Compétences« maîtrise de la langue »

Trois concepts sont recherchés ici (transparent, opaque,réfléchissant). Leur approche simple par des expé-riences facilement réalisables par les élèves seconcrétise dans le vocabulaire étudié dans ce chapitre.L’incitation à « jouer » des saynètes et à créer deshistoires se situe dans la perspective de la mise enœuvre de la langue orale.

> Parler en sciences• Utiliser le lexique spécifique des sciences.• Formuler des questions pertinentes.

• Participer activement à un débat argumenté.• Utiliser à bon escient les connecteurs logiques dans

le cadre d’un raisonnement rigoureux.

> Lire en sciences• Lire et comprendre un ouvrage documentaire.

> Écrire en sciences• Prendre des notes lors d’une observation, d’une

expérience.• Rédiger, avec l’aide du maître, un compte rendu

d’expérience ou d’observation (texte à statut scienti-fique).

• Rédiger un texte pour communiquer des connaissances(texte à statut documentaire).

◗ Liens avec d’autres disciplinesou parties du programme

• Histoire et géographie : le choix d’ouvrir la séquen-ce par le théâtre d’ombres, développé en Extrême-Orient, permet d’élargir largement le champ d’étudevers d’autres parties du programme, et notammentl’histoire et la géographie, mais aussi l’expressioncorporelle.

• Littérature : lecture de poésie.• Technologie : réalisation de figurines, et mise en

place d’un dispositif avec un écran et un projecteur.

R É F É R E N C E S A U X P R O G R A M M E S

◗ La lumièreC’est de la lumière visible par l’œil humain dont il estquestion quand on parle de « lumière » aux enfants àl’école.D’un point de vue physique, la lumière est une ondeélectromagnétique, comme le sont les rayonnementsinfrarouges et ultraviolets, les ondes radio ou les rayons Xou gamma.Une onde est caractérisée par sa longueur « d’onde ».L’œil humain perçoit les longueurs d’onde comprisesentre 400 nanomètres (couleur bleue) et 800 nanomètres(couleur rouge).La lumière se déplace dans l’espace (dans le vide à lavitesse de 300 000 km/s, et un peu plus lentementdans l’air). Ce déplacement s’effectue en ligne droitedans tout milieu transparent homogène. Pour représenterce déplacement, on le symbolise par des droites issuesde la source de lumière, aboutissant aux objetséclairés. On considère que ces rayons symboliquessont des faisceaux très fins.Lorsqu’un faisceau de lumière rencontre un obstacle,il peut changer de direction. Si cet obstacle est réflé-

chissant, le faisceau rebondit. Si l’obstacle est opaque,une partie est absorbée et partiellement diffusée.Si la lumière naturelle du soleil arrive sur une surfacecapable d’absorber toutes les couleurs sauf le rouge, lalumière renvoyée sera rouge. Cette surface sera perçuecomme rouge par l’œil. Même chose pour une surfacequi absorbe tout sauf le vert (c’est le cas de la chloro-phylle des plantes).Si la surface est transparente, la lumière peut changerde direction en traversant la surface.Dans certaines conditions, la lumière peut même sediviser en plusieurs radiations colorées. Cela est dûaux différentes longueurs d’onde. C’est de ce phéno-mène que naît l’arc-en-ciel.La lumière est elle-même invisible. C’est son interactionavec la matière qui la rend visible. Dans la vie courante,les poussières en suspension dans l’air nous permettentde visualiser la lumière, et de matérialiser son passage.

◗ La visionQue la lumière soit naturelle ou artificielle, les objets sontvisibles grâce à la part de lumière reçue qu’ils renvoient.

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

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La nature de la surface des objets détermine cette partde lumière renvoyée. Une surface noire absorbe toutesles radiations ; une surface blanche les réfléchit toutes.

La lumière pénètre dans l’œil par la pupille, et impres-sionne la rétine, sur laquelle se forme l’image. Lephénomène est reproduit dans l’appareil photo(système de la chambre noire).

Si la luminosité est suffisante, les cellules réceptrices,sensibles au bleu, au rouge et au vert, qui tapissent larétine, sont impressionnées et la vision est en couleurs.Une luminosité insuffisante n’impressionne que les

bâtonnets de la rétine et la vision est en noir et blanc.Le cerveau, informé par l’intermédiaire du nerf optique,traite les images reçues. Il permet de les reconnaître,de les nommer, de les combiner et de les interpréter.

◗ L’ombreUn objet opaque éclairé par une source de lumière ades zones non éclairées : ce sont des zones d’ombre.Ceci s’explique par la propagation rectiligne de lalumière. Ces zones sont tout de même perceptibles àl’œil en raison du faible éclairage produit par lesparties éclairées.

◗ Séance 1Durée : 20 à 30 minutes.

> Matériel• Chapitre 20 du manuel pages 56 et 57, et Carnet de

chercheur pages 56 et 57.

• Lampe torche.

• Objets divers : un objet à surface transparente, unobjet à surface opaque, un objet à surface réfléchis-sante.

> ObservationDébuter par l’observation du tableau de Georges de La Tourreproduit à la page 56 du manuel. Les deux questionsproposées permettent de fixer l’attention des élèves surles aspects immédiats du phénomène lumineux. Unéchange de points de vue doit permettre à toute laclasse de prendre conscience de l’opposition entrel’ombre et la lumière.

Dans cette problématique d’opposition entre l’ombreet la lumière, on prendra soin de laisser les élèvesdécrire des éléments de leur vécu, et en particulier surla propagation de la lumière telle qu’ils la perçoivent(même si ce n’est pas le sujet ici). Trois à quatre minutessont à consacrer à cette première étape.

> « Je lis »Faire lire aux élèves le texte de la page 56 du manuel,« Le théâtre d’ombres, l’ancêtre du cinéma ! ». Cetexte va les inciter à développer encore l’oppositionentre l’ombre et la lumière.

On demande aux élèves de rechercher un certainnombre d’indices dans le texte. Cet exercice permet dedévelopper la lecture, la compréhension et l’utilisationde la langue écrite comme support d’informations,individuellement ou collectivement. L’analyse des élémentsdu texte est un bon exercice à la fois d’approchescientifique et de travail sur la langue. On peut fairerépondre individuellement et par écrit à ces questions.Il est aussi possible de faire réaliser ce travail pargroupes de trois ou quatre. L’idée est d’éviter unquestionnement magistral qui favoriserait les plusrapides en lecture, et démobiliserait les autres.

> ExpérimentationLes expériences présentées à la page 57 sont simples àréaliser en classe. L’interprétation de ces expériencespar les élèves passe par une série de questionnements.Il faut mettre à profit ces questions et ces interrogationspour permettre la compréhension générale du phéno-mène. Les trois photographies sont en elles-mêmesexplicites, mais les phénomènes n’étant pas univoques,des questions peuvent apparaître. Par exemple, le faitque, bien que transparente, la tasse en verre a tout demême une ombre, peut poser question.

◗ Séance 2Durée : 30 à 45 minutes.

> MatérielChapitre 21 du manuel pages 58 et 59, et Carnet dechercheur pages 58 et 59.

> ObservationLes savoirs et les connaissances déjà acquis par les élèvespermettent d’interpréter les images de la page 58 dumanuel. Ils peuvent ainsi observer et se rendre comp-te que les ombres dessinées ne sont pas en rapportavec la situation dessinée. L’aspect ludique de cetteactivité peut déclencher des réactions spontanées dansla classe, réactions qu’il va falloir canaliser pour pou-voir mener une exploitation efficace des dessins. Onprendra soin de désigner nettement l’élève sollicité,pour favoriser une utilisation raisonnée du langage aubénéfice de tous.On peut aussi prévoir une observation par petits groupesqui échangent leurs réponses, ce qui permet une autreapproche de la lecture d’images. Dans tous les cas, lamise en commun des erreurs repérées dans les dessinsdoit être nette et fera l’objet d’un rappel graphiquesommaire au tableau.

> « Je lis »Le poème de Pierre Albert-Birot (page 58) est l’occa-sion d’une réflexion à partir d’un écrit. Ce poèmeexprime à sa façon la problématique de l’oppositionentre l’ombre et la lumière. Demander aux élèvesd’imaginer la scène décrite dans le poème, d’abord

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E S 2 0 E T 2 1PA S D ’ O M B R E S A N S L U M I È R E ?

P E U T- O N Q U I T T E R S O N O M B R E ?

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dans leur tête, puis par écrit, enfin en la dessinant.On profitera d’un jour ensoleillé pour reconstituer lasituation du poème.

◗ ProlongementsLes élèves ont des expériences individuelles desombres portées : soleil en extérieur, lampe à l’intérieur.N’hésitez pas à faire appel à ces connaissances, que cesoit à l’écrit, à l’oral ou par le dessin. L’interprétationde photographies comme celles du manuel permet departir de points communs à tous les élèves, tout enacceptant les apports individuels.Dans l’esprit de ce qui est indiqué dans le Carnet dechercheur (page 57), il est possible d’extrapoler et defaire réaliser un théâtre d’ombres par une équiped’enfants.Les activités de fabrication des silhouettes et la mise enplace de l’espace, en prévoyant la source de lumière etl’écran, sont simples et permettent de valider lesconnaissances acquises au cours de la séquence. Deplus, ces activités permettent de travailler sur la maîtrisede la langue, en insistant sur la lecture et l’écritured’une fiche technique de fabrication, par exemple.

La « représentation » de la saynète, imaginée, écrite etmise en scène, devant la classe ou d’autres classes del’école, est une source de motivation et de communi-cation à ne pas négliger.Pour guider les élèves et leur imaginaire, vouspouvez leur proposer de réaliser des silhouettesd’animaux pour mettre en scène certaines fables deJean de La Fontaine. Cela peut conférer à cette activi-té un caractère historique, et être une passerelle vers lalittérature.Dans tous les cas, le recours au langage, tant oralqu’écrit, et l’étude des images et des schémas donnentà la séquence de sciences et technologie toute sonimportance dans la mise en place d’un projet pluridis-ciplinaire.

Les connaissances des élèves se trouvent clairementexplicitées dans le paragraphe « Je comprends » dumanuel. Une évaluation simple peut être réalisée parune mise en situation, comme celle décrite dans leCarnet de chercheur. Le compte rendu oral d’un élève, àpartir de ses observations et du questionnementproposé, est un moment important de mise en communà organiser pour conclure la séquence.

60

Le jour et la nuitLe Ciel et la Terre

PAGES 60-65DU MANUEL

◗ Savoirs• Observer méthodiquement les phénomènes quotidiens.• Engager une démarche de construction d’un modèle

scientifique.

◗ Compétences en scienceset technologie

> Être capable de• Poser des questions précises et cohérentes à propos

d’une situation d’observation ou d’expérience.• Imaginer et réaliser un dispositif expérimental

susceptible de répondre aux questions que l’on sepose, en s’appuyant sur des observations, des mesuresappropriées ou un schéma.

• Utiliser une maquette pour raisonner. • Mettre en relation des données, en faire une repré-

sentation schématique et l’interpréter.• Mettre en relation des observations réalisées en clas-

se et des savoirs que l’on trouve dans une documen-tation.

• Chercher des informations dans un atlas imprimé etdans un atlas numérique.

• Rédiger un compte rendu intégrant un schémad’expérience.

• Utiliser une carte des fuseaux horaires graduéed’heure en heure.

• Utiliser une maquette pour y indiquer le moment dela journée dans différents pays.

> Avoir compris et retenu• La rotation de la Terre sur elle-même face au Soleil a

pour conséquence que l’heure n’est pas identiquepartout sur Terre.

• L’alternance du jour et de la nuit.• L’heure et les fuseaux horaires.• Le mouvement apparent du Soleil.• La durée du jour.• La mesure des durées, les unités.

◗ Compétences« maîtrise de la langue »

> Parler en sciences• Utiliser le lexique spécifique des sciences dans les

différentes situations didactiques mises en jeu.• Formuler des questions pertinentes.• Participer activement à un débat argumenté pour éla-

borer des connaissances scientifiques en respectant lescontraintes (raisonnement rigoureux, examen critiquedes faits constatés, précision des formulations…).

• Savoir rechercher et énoncer des critères.

> Lire en sciences• Traiter une information complexe comprenant du

texte, des images et des schémas.• Rechercher des informations pertinentes dans des

documents.• Rechercher sur Internet des informations scientifiques

simples et les comprendre.

> Écrire en sciences• Prendre des notes lors d’une expérience, d’une

enquête.• Rédiger, avec l’aide du maître, un compte rendu

d’expérience (texte à statut scientifique).• Rédiger un texte pour communiquer des connaissances

(texte à statut documentaire).

◗ Liens avec d’autres disciplinesou parties du programme

• Géographie : comparaison des représentationsglobales de la Terre (globe, planisphère…) et dumonde (carte, image d’artiste ou publicité).

• Mathématiques : repérage du temps et des durées(lecture de l’heure, unités de mesure des durées etleurs relations) ; calcul de la durée écoulée entredeux instants donnés.

• Apprentissage d’une langue étrangère : contact avecdes écoles étrangères en respectant le décalagehoraire ; connaissance des rythmes de vie.

R É F É R E N C E S A U X P R O G R A M M E S

né, il fait un angle de 23,5° avec la perpendi-culaire au plan de la trajectoire ; cet angle resteconstant tout au long de l’année.

C’est à Léon Foucault, physicien français, que l’on doiten 1851 l’une des plus célèbres démonstrations scien-tifiques de la rotation de la Terre sur elle-même. Il amontré qu’un simple pendule, en oscillant, révèle leseffets de la rotation de la Terre.

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 mouvements de la Terre dans l’espaceLe mouvement apparent du Soleil s’explique par lesmouvements de la Terre dans l’espace : sa rotation surelle-même et sa révolution orbitale autour du Soleil.La Terre tourne sur elle-même en 23 heures 56 minuteset 49 secondes. L’axe de rotation de la Terre est incli-

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Aucune expérience ou observation adaptée aux élèvesde CE2 ne permet de prouver que la Terre tourne surelle-même. Pourtant, c’est un savoir qu’il est nécessaired’acquérir au cycle 3.Quand on est à l’arrêt dans sa voiture, on a souventl’impression de continuer à avancer, alors que c’est lavoiture sur la file d’à côté qui avance. On est là dansune situation de mouvement relatif. Pour comprendreque c’est la voiture voisine qui avance, il faut se repérerpar rapport à un objet fixe.De même, pour observer le mouvement apparent duSoleil, il faut observer la longueur de l’ombre queprojette un bâton sur le sol. Cela permet de faire desobservations sans regarder le Soleil, car on sait qu’il estextrêmement dangereux de regarder le Soleil, mêmeavec des lunettes fumées.L’alternance du jour et de la nuit en un point précis dela Terre correspond au passage de ce point successive-ment dans la zone éclairée par le Soleil et dans la zoned’ombre portée par la Terre.

> Les fuseaux horairesLe mot « heure » est utilisé pour désigner un momentdu temps. On peut qualifier ce moment en fonctiond’une règle : heure légale, heure solaire, heure univer-selle…La notion d’heure est liée au mouvement apparent duSoleil. La Terre est fictivement découpée en 24 fuseauxhoraires. Ce système a été instauré en 1884, avec leméridien de Greenwich comme origine. L’observatoirede Greenwich a été construit en 1675 sur ordre du roiCharles II d’Angleterre, qui voulait alors établir uneéchelle de l’heure pour l’ensemble de la planète.La rotation de la Terre en 24 heures définit 24 fuseauxhoraires, délimités par des méridiens précis. Le déca-lage horaire tient compte de cette différence desfuseaux entre les pays. En réalité, les démarcations deszones ne sont pas des lignes parfaites : des correctionsont été faites pour permettre, par exemple, à un mêmepays d’être dans le même fuseau horaire. À cet effet, ilsera intéressant de faire rechercher aux élèves, sur lacarte des fuseaux horaires, ces ajustements.

Heure légale. Chaque pays devrait être à l’heure dufuseau sur lequel il est situé. Pour des raisons diverses(voisinage, économie d’énergie, étalement desfuseaux, habitudes locales), on adopte souvent uneheure civile ou heure légale différente. Ainsi la France,presque entièrement située dans le fuseau deGreenwich, adopte en hiver l’heure du fuseau horairevoisin plus à l’est (1 heure d’avance sur Greenwich), eten été celle du fuseau suivant (2 heures d’avance surGreenwich).Heure solaire. Définie localement, elle correspond àl’heure indiquée par le cadran solaire. Le passage del’heure solaire à l’heure légale est une opérationcompliquée qui ne se réduit pas, comme on pourrait lepenser à la correction d’une heure pour l’heure d’hiverou de deux heures pour l’heure d’été.Ligne de changement de date. Il a été convenu defaçon internationale de tracer une ligne fictive, dite« ligne de changement de date », qui va du pôle Nordau pôle Sud à travers l’océan Pacifique (zone inhabi-tée). Cette ligne suit à peu près le méridien antipode deGreenwich. Ainsi, un voyageur partant du méridiend’origine, qui fait le tour de la Terre d’est en ouest,gagne 24 heures en franchissant la ligne de change-ment de date. Voilà comment Philéas Fogg a gagné sonpari dans le roman Le Tour du Monde en quatre-vingtsjours de Jules Verne.La découverte des mouvements de la Terre prépare l’étu-de du système solaire qui sera abordée au Cours Moyen.

◗ Représentations des élèveset obstacles à prendreen compte

• Comme les Anciens, certains élèves se représententle monde suivant le modèle géocentrique : ils pen-sent que la Terre est immobile et que le Soleil tourneautour d’elle en un jour.

• D’autres pensent que l’alternance du jour et de lanuit provient du fait que la Terre tourne autour duSoleil et non sur elle-même.

◗ Matériel• Manuel pages 60 et 61 et Carnet de chercheur pages

60 et 61.• Grandes feuilles de papier et gros feutres pour la

prise en notes des réponses des élèves (affichage autableau).

• Globe terrestre par groupe d’élèves. Si on ne possè-de pas suffisamment de globes terrestres dans l’éco-le, on peut utiliser des boules de polystyrène (envi-ron 10 cm de diamètre) traversées d’une tige (aiguil-le à tricoter, par exemple) et plantées dans un sup-port (pâte à modeler).

• Lampe d’architecte ou lampe de poche par grouped’élèves.

• Craies de couleur.• Piquet si on choisit de faire les mesures de l’ombre

avec un piquet plutôt qu’avec l’ombre d’un enfantcomme sur l’expérience proposée dans le manuel.

◗ Séance 1Phase orale collective.Durée : 20 à 35 minutes, plus si on mène l’observationde la course du Soleil dans la cour.

> « J’observe »Conserver la trace des réponses des élèves, pour mesurerleur évolution en fin d’apprentissage.Poser les questions avant de faire ouvrir le manuel.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 2 2Q U I TO U R N E , L E S O L E I L O U L A T E R R E ?

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Prendre en compte les réponses des élèves. Les écrire.La séance peut être menée de deux façons : soit onobserve dans le manuel l’expérience réalisée avec laclasse de CE2, soit l’enseignant met en place dans lacour de récréation la même expérience que celledécrite.On peut représenter l’ombre d’un élève ou celle d’unpiquet. Tout au long de la journée, à heure fixe, les élèvesdessinent l’ombre et observent : • où se trouve le Soleil ;• les variations de l’ombre tracée sur le sol.Lors de chaque relevé d’ombre, écrire et fairecommenter les observations. L’ombre du piquet setrouve toujours à l’opposé du Soleil. « À quelle heurel’ombre du piquet est-elle la plus courte ? » « Où setrouve alors le Soleil ? » Prendre en compte les réponsesdes élèves en les écrivant au fur et à mesure sur unegrande feuille, à l’affichage. Cette trace sera conservée,pour être confrontée ensuite avec les dessins et obser-vations du manuel.Élaborer de manière collective une trace écrite desobservations. Noter que la direction et la longueur desombres des objets éclairés par le Soleil varient aucours de la journée. L’ombre se déplace d’ouest en est,et c’est à midi qu’elle est la plus courte.

> « Je lis »La conception géocentrique des Anciens est encorecelle de beaucoup d’enfants. L’allusion au manège faitcomprendre cette illusion de mouvement. On peutcompléter cette lecture par la recherche des représen-tations de l’alternance du jour et de la nuit dansl’Antiquité. Par exemple, dans la mythologie grecque,la légende de Phaéton, fils du dieu-soleil Hélios.

◗ Séance 2Travail par groupes, puis synthèse collective et trace écrite.Durée : 30 minutes.

> « Je comprends »Distribuer à chaque groupe un globe terrestre et unelampe d’architecte ou une lampe de poche. Faire une recherche par petits groupes en s’aidant de la maquette.Connaissant le mouvement apparent du Soleil, les élèvesdéduisent le sens de rotation de la Terre sur elle-même.

L’enseignant dirige les échanges entre les différentsgroupes et valide la solution : la Terre tourne sur elle-même d’est en ouest.Marquer la France par une gommette piquée d’uneépingle à tête colorée représentant une personne (celapermet une meilleure maîtrise de la maquette). Éclaireravec une ampoule et faire chercher les situationsd’éclairement (jour/nuit). Chaque groupe fait l’expé-rience, dit ce qu’il constate, ce qu’il observe. S’assurerque chaque groupe fait les bons gestes.Prendre en compte les observations en interrogeantquelques élèves, et en les laissant échanger entre eux.Sont-ils d’accord ? Observent-ils la même chose ?La fabrication de la maquette permet de comprendrecomment la Terre tourne sur elle-même, tout en étanten permanence éclairée par le Soleil. Les différentspays passent successivement de la zone éclairée (c’estle jour) à la zone dans l’ombre (c’est la nuit).Cette expérimentation sur maquette n’est pas unepreuve de ce mouvement, c’est seulement un moyende vérifier l’explication des phénomènes observés.Rappeler aux élèves que, dans cette représentation,les proportions ne sont pas respectées : le Soleil esten réalité 100 fois plus grand que la Terre (le Soleil aun diamètre de 1 390 000 km ; celui de la Terre est de12 000 km).

◗ SynthèseLa trace écrite sera rédigée collectivement. Les élèvesrecopieront sur leur cahier. Faire dessiner la représen-tation de l’expérience dans la cour et le schéma de lamaquette réalisée avec le globe et la lampe.

◗ Prolongements• Sur le calendrier des Postes, relever les heures de

lever et de coucher du Soleil.• Rechercher sur le globe où se situent les pôles et

comprendre pourquoi le jour peut y durer plusieursmois. Pour cela, refaire l’expérience avec la lampe(cf. « Étonnant ! » page 61 du manuel).

• Lancer un débat sur la durée du jour et de la nuitvécue par les enfants (l’été, la nuit n’est pas encorelà quand on se couche, alors que l’hiver, on se lèvequand il fait encore nuit).

◗ Matériel• Manuel pages 62 et 63 et Carnet de chercheur pages

62 et 63.

• Grandes feuilles de papier et gros feutres pour laprise en notes des réponses des élèves (affichage autableau).

• Globe terrestre.

• Lampe torche ou lampe d’architecte.

◗ Séance 1Phase orale collective.Durée : 20 à 35 minutes, selon que la séance comporteraou non une trace écrite.

> Situation-problème :l’heure est-elle partout la même ?Les élèves ont, pour la plupart, déjà entendu parler de« décalage horaire ». La séance a pour objectif de leurfaire prendre conscience que l’heure solaire est diffé-

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 2 3Q U E L L E H E U R E E S T- I L ?

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rente d’un endroit à un autre. Cette heure n’est lamême que le long du même méridien.La question nécessite de faire appel à plusieursconnaissances :• le mouvement de rotation de la Terre sur elle-même

et ses conséquences sur l’alternance des jours et desnuits (cf. chapitre précédent) ;

• l’heure d’un lieu est déterminée par la position duméridien de ce lieu par rapport au Soleil ;

• des éléments de repérage sur le globe terrestre (méri-diens, équateur, pôles, hémisphères).

Conserver la trace des représentations initiales des élèves,pour mesurer leur évolution en fin d’apprentissage.

> « J’observe »Faire observer et commenter les documents photogra-phiques de la page 62 du manuel. D’autres photogra-phies peuvent être proposées (par le maître ou les élèves).On peut aussi faire appel à l’expérience des élèves.Ont-ils voyagé ? Où sont-ils allés ? Qu’ont-ils pu observerdans certains pays ?Les quatre documents représentent quatre endroits dumonde. Il fait nuit à Paris : que se passe-t-il ailleursdans le monde ? Les petites pendules permettent des’interroger sur le décalage horaire.Les représentations classiques présentent Paris à midi.Nous avons volontairement changé cette représenta-tion pour permettre une nouvelle réflexion.Le recours à la carte des fuseaux horaires peut êtrenécessaire aux élèves pour répondre à la question 2.Le lien avec les représentations de la Terre (planisphè-re) est indispensable pour permettre aux élèves desituer les villes présentées.

> « Je lis »Le Tour du Monde en quatre-vingts jours, de Jules Verne :« Le pari de Philéas Fogg ».La lecture à voix haute par le maître du chapitre entiercorrespondant à l’extrait peut être envisagée. La lectureintégrale de ce roman est trop difficile pour des élèvesde CE2, mais il existe des versions simplifiées quipeuvent être présentées.Pour comprendre la situation, il est nécessaire de s’aiderdu globe éclairé utilisé lors de la séance précédente etde la carte des fuseaux horaires.

◗ Séance 2Travail individuel, puis synthèse collective et traceécrite.Durée : 45 minutes.

> Situation-problème :pourquoi l’heure n’est pas la même partout ?Dans le chapitre précédent, les élèves ont pu expéri-menter l’alternance du jour et de la nuit à partir d’unemaquette.

Phase 1. Travail par groupes. Demander aux élèvesd’élaborer un dispositif pour répondre à la question :« Pourquoi l’heure n’est pas la même partout ? »Phase 2. Chaque groupe présente son dispositif et sesconclusions.Phase 3. Synthèse. Chaque groupe donne ses conclu-sions.

> « Je comprends »Les documents 1, 2 et 3 de la page 63 peuvent remplacerle dispositif mis en place par les élèves. Ces documentsne sont lisibles pour les enfants que si l’on a aupara-vant travaillé en géographie les représentations de laTerre et des continents. Faire repérer l’Europe sur leglobe de la classe (coller une gommette pour repère).Faire l’expérience. Les élèves expriment ce qu’ilsconstatent, ce qu’ils observent.

> Élaboration de la synthèseElle se fait d’abord oralement, collectivement, enprenant en compte ce que les élèves ont compris etdoivent retenir.Poser la question : « Que venez-vous d’apprendrependant ces deux séances ? »Ensuite, la trace écrite, pour le cahier individuel, peutse présenter comme dans l’encadré jaune page 63. Cen’est qu’un exemple, pas un modèle.

◗ Séance 3et Carnet de chercheur

La construction de la maquette (cf. Carnet de chercheur)est un support qui permet de visualiser le partage de laTerre en « quartiers » (quartiers qui correspondent auxméridiens étudiés préalablement en géographie).

◗ Séance 4 : Zoom sur…Les fuseaux horaires

La représentation de la Terre sur un planisphère doitêtre préalablement travaillée lors d’une séance de géo-graphie.La carte des fuseaux horaires va permettre de mieux com-prendre ce qu’est le décalage horaire et aider notammentà la compréhension du pari gagné de Philéas Fogg.Les exercices proposés (cf. « Sur ton carnet de cher-cheur ») ne peuvent être réalisés sans cette carte desfuseaux horaires.

◗ Séance 5 : évaluation• « À quel moment de la journée l’ombre est-elle la

plus courte ? »• « Pourquoi sur la plage doit-on déplacer le parasol

pour rester à l’ombre ? »• « Un voyageur part de Paris à 14 heures ; quelle

heure est-il lorsqu’il arrive à Istanbul ? Tu peux t’aiderde la carte des fuseaux horaires. »

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Les circuits électriquesLe monde construit par l’homme

PAGES 66-69DU MANUEL

◗ Savoirs• Une pile peut faire circuler de l’électricité dans une

chaîne continue et fermée.• Cette chaîne est formée de la pile et d’objets

conducteurs reliant une borne de la pile à l’autre.• Dès que la chaîne est interrompue, l’électricité ne

circule plus, y compris dans la pile.• L’ampoule est le témoin du passage du courant.

Grâce à elle, on peut classer les matériaux enconducteurs et en isolants. Si l’ampoule est allumée,c’est que le courant circule. Si l’ampoule est éteinte,c’est que le courant ne circule pas dans le circuit.

• Principes de sécurité : si on met les doigts dans uneprise, on ferme le circuit. Le passage de l’électricité dansle corps humain est très dangereux, et peut être mortel.

◗ Compétences en scienceset technologie

> Être capable de• Allumer une ampoule à l’aide d’une pile.• Imaginer et réaliser un dispositif expérimental

susceptible de répondre aux questions que l’on sepose, en s’appuyant sur des observations, des mesuresappropriées ou des schémas.

• Réaliser un montage électrique à partir d’un schéma.• Faire des branchements de qualité.• Maîtriser certains gestes fins, ainsi que l’utilisation

d’outils simples (pinces, tournevis).

> Avoir compris et retenu• Le fonctionnement d’un circuit électrique.• Relier directement les deux pôles de la pile par un

conducteur crée un court-circuit qui peut provoquerdes brûlures.

◗ Compétences« maîtrise de la langue »

> Parler en sciences• Utiliser le lexique spécifique des sciences.• Formuler des questions pertinentes.• Participer activement à un débat argumenté.• Utiliser à bon escient les connecteurs logiques dans

le cadre d’un raisonnement rigoureux.

> Lire en sciences• Lire et comprendre un ouvrage documentaire.• Traiter une information complexe comprenant du

texte, des images, des schémas, des tableaux…

> Écrire en sciences• Prendre des notes lors d’une observation, d’une

expérience.• Rédiger, avec l’aide du maître, un compte rendu

d’expérience ou d’observation (texte à statut scienti-fique).

• Tenir un carnet d’expériences et d’observations.• Rédiger un texte pour communiquer des connaissances

(texte à statut documentaire).

◗ Liens avec d’autres disciplinesou parties du programme

• Activités artistiques : construction de motifs animésou de maquettes éclairées.

• Éducation à la sécurité : étude des dangers queprésente l’électricité domestique.

• Approche historique d’une découverte technolo-gique.

• Géographie : les sites producteurs d’électricité, lesdifférentes sources d’énergie…

R É F É R E N C E S A U X P R O G R A M M E S

Aucune formule n’est abordée à l’école élémentaire,mais certains calculs simples de consommation peuventêtre proposés aux élèves à partir de documents derelevés.

◗ Le circuit électriqueUn circuit électrique est constitué d’un générateur (leplus souvent une pile), et d’un ou plusieurs récepteurs-transformateurs (lampe, moteur…), reliés par desconducteurs (fils électriques). Un interrupteur peutouvrir ou fermer le circuit.Un circuit peut être ouvert ou fermé. L’interrupteur estle dispositif qui ouvre ou ferme un circuit. Ouvert, lecourant ne passe pas. Fermé, il circule dans l’ensemble

des composants du circuit, si tous les contacts sontcorrectement établis entre eux.La dynamo de vélo, qui est en fait un alternateur, peutêtre utilisée en classe avec profit. La dynamo trouvetoute sa place dans la perspective de la sensibilisationdes enfants à l’intérêt des énergies renouvelables etnon polluantes.L’activité proposée dans le Carnet de chercheur (page 68)amène l’élève à distinguer les objets conducteurs deceux qui ne le sont pas. Un tableau de vérité à com-pléter en permanence peut être constitué et affichédans la classe. Les corps sont plus ou moins conduc-teurs selon les conditions de leur mise en œuvre.La classification en deux catégories – « isolant » et« conducteur » – est donc trop simple. Cependant, à

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

65

ce stade, cette compréhension permet une premièreapproche.Le concept de circuit est ici essentiel, qu’il s’agisse duparcours du courant interne à l’ampoule, du courantqui chemine dans les fils d’un montage ou à l’intérieurdes éléments de la pile.

> Le courant électriqueLe courant électrique est un déplacement d’électrons.Les électrons sont de très petites particules chargéesnégativement, qui tournent autour du noyau desatomes.Les métaux sont bons conducteurs du courant électri-que, car leurs atomes sont constitués d’électrons libresqui se déplacent en mouvements désordonnés. Sousl’effet d’un champ électrique, les électrons se déplacenten un mouvement d’ensemble, de la borne négativedu générateur vers sa borne positive. Il s’agit du courantélectrique.

> La tensionLa tension (U) est caractérisée par le nombre de volts (V)délivrés par le générateur (1,5 V, 4,5 V ou 9 V pour unepile, 220 V pour le courant domestique). Elle indiquela plus ou moins grande tendance du générateur à fairecirculer du courant électrique entre ses bornes.Les piles délivrent du courant continu : les électronscirculent toujours dans le même sens.Le courant du secteur est alternatif : il change de sens50 fois par seconde.Si des piles sont associées en série dans un circuit(pôle + de l’une relié au pôle – de l’autre), leurstensions s’additionnent. Par exemple, une pile de 4,5 Vest constituée de trois éléments cylindriques de 1,5 Vmontés en série.

> L’intensitéL’intensité (I) d’un courant représente la quantitéd’électrons circulant dans la masse d’un conducteur.Elle s’exprime en ampères (A). Elle est la même en toutpoint du circuit. Ce débit d’électrons est fonction de latension du générateur et de la résistance du circuit(plus ou moins grande facilité à laisser passer lecourant). Plus la résistance du circuit est grande, plusl’intensité du courant est faible.

Intensité et tension sont liées par la loi d’Ohm : U = RI(R est la résistance qui s’exprime en ohms).Un très bon conducteur a une résistance quasi nulle.Placé entre les bornes d’un générateur, il permet lepassage d’un grand nombre d’électrons, donc d’uneforte intensité. Il s’échauffe rapidement et peut mêmeêtre porté à incandescence. Il y a alors un court-circuit. Dans un tel cas, une pile est rapidement« vidée » de son potentiel. Il faut rappeler qu’un court-circuit est dangereux par le risque de brûlure etd’incendie qu’il représente. L’expérience de la fabri-cation d’une maquette d’ampoule qui est proposéedans le manuel de l’élève illustre bien ce phénomène.

◗ Représentations des élèveset obstacles à prendreen compte

• Le courant électrique est particulièrement difficile àconcevoir dans la mesure où son existence estabstraite. Pourtant l’enfant en perçoit les effets dansles plus simples manifestations de la vie quotidiennedu monde actuel.

Il est facile de faire émerger ce qui est réellement perçude cette réalité en jouant sur le fonctionnement de lalumière de la salle de classe ou d’un jouet à la pile usée.Faire établir un inventaire de ce qui est perçu commefonctionnant grâce à l’électricité, puis vérifier collecti-vement. Proposer de rechercher dans des cataloguesles « objets » électriques, et faire établir une liste. Lesprocédés et les exercices possibles sont multiples etdoivent correspondre aux capacités des groupes.L’expérience sensible qui consiste à toucher du boutde la langue les deux lamelles d’une pile de 4,5 V serévèle efficace dans l’approche du phénomène électri-que. Elle ne présente pas de danger.• L’arrêt du déplacement des particules (électrons) si

le circuit est ouvert par le jeu de l’interrupteursoulève souvent un problème. La dialectiqueouvert/fermé prête souvent à confusion. Par analogieavec ce qui est fermé, on peut supposer que « ça nemarche pas », et inversement pour ce qui est ouvert.Il faut lever cet obstacle avec les élèves.

◗ Séance 1Durée : 30 minutes.

> Matériel• Manuel pages 66 et 67 et Carnet de chercheur pages 66

et 67.• Piles plates (une par élève ou groupe d’élèves).• Ampoules.

> ExpérimentationFaire observer les deux expériences dessinées page 66.On demande aux élèves de faire ces deux expériences.Laisser les enfants tâtonner, pour qu’ils envisagent

librement et expérimentent toutes les possibilités decontact. Quelques minutes devraient suffire.

Laisser les élèves discuter et échanger leurs impres-sions et leurs remarques sur ces expériences. Cettediscussion permet la mise en commun des obser-vations.

Le dessin au tableau des configurations repérées peutfavoriser la compréhension et aider au repérage de cequi fonctionne et de ce qui ne fonctionne pas.

Demander ensuite à chaque élève d’allumer uneampoule sans tâtonnement. Le geste expert doit êtreacquis par tous à l’issue de cette séance.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 2 4À Q U O I S E R T L A P I L E ?

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◗ Séance 2Durée : 30 minutes.

> MatérielManuel pages 66 et 67 et Carnet de chercheur pages 66et 67.

> « Je lis »Les élèves observent les gravures de la page 66, et lisentsilencieusement le texte proposé. Leur faire remarquerl’ancienneté de ces documents, et situer les événements.Le questionnement du manuel donne à l’élève lapossibilité de répondre simplement par la mise enrelation des documents proposés. L’échange verbalcollectif doit permettre à tous les élèves d’acquérir lacompréhension de ce qu’est une pile.Tous les enfants connaissent les piles, et les mani-pulent dans les objets du quotidien. La leçon est làpour soutenir cette expérience, et lui donner uncaractère de savoir scientifique.

On pourra de façon facultative « ouvrir » une pile plateusagée (4,5 V) et faire constater la présence de troiscylindres reliés entre eux par un fil métallique. Cecipermet d’établir le lien avec l’existence des piles rondesde 1,5 V, nombreuses désormais dans les objets duquotidien. Attention ! Ne pas faire ouvrir les piles par lesenfants ! les piles contiennent des produits toxiques !

> Prolongements et Carnet de chercheurEn prolongement, on aura soin de faire établir une listeindividuelle ou par petits groupes des objets de la viecourante qui nécessitent une ou plusieurs piles pourfonctionner. Cette activité est proposée dans le Carnetde chercheur page 66.Le respect de l’environnement est une notion transver-sale du programme qu’il est indispensable d’aborderdans le cadre de cette séquence. Le texte sur le recy-clage des piles (« Étonnant ! » page 67) pourra être utili-sé collectivement dans le cadre de l’éducation civique,et donner lieu à un débat.

◗ Séance 1Durée : 30 minutes.

> Matériel• Chapitre 25 du manuel pages 68 et 69 et Carnet de

chercheur pages 68 et 69.• Lampes de poche (une pour deux élèves).• Piles plates.

> ObservationL’observation des trois photographies de la page 68permet de faire le lien entre l’utilisation fonctionnellede la lampe de poche familière aux enfants et l’analy-se de son fonctionnement.

> ExpérimentationLa situation décrite par ces trois photographies est aisémentreproductible en classe. Un boîtier pour deux élèvesconvient parfaitement.Demander aux élèves de suivre avec la pointe d’uncrayon le chemin supposé du courant électrique àl’intérieur de la lampe. La présence des matériaux« conducteurs » et « isolants » (notions que les élèvesont déjà abordées) étaye l’analyse.Faire repérer les indications + et – inscrites sur la pile.Ces indications sont bien visibles sur les piles plates.Sur les piles rondes, seul le pôle + est visible. Faireremarquer aux élèves que la plupart des notices présentessur les emballages de piles recommandent de respecterles polarités. Demander aux élèves de proposer deshypothèses : « Pourquoi doit-on respecter les polarités ? »

◗ Séance 2Durée : 30 minutes.

> Matériel• Chapitres 24 et 25 du manuel pages 66 à 69 et

Carnet de chercheur pages 66 à 69.

• Bouteille plastique.

• Fils de paille de fer.

• Bouchon de polystyrène.

> « Je lis »Faire lire le texte de la page 68. Faire relever les donnéeschiffrées présentes dans le texte.

Pour obtenir un temps de fonctionnement del’ampoule en jours, les élèves vont devoir effectuerune conversion.

Cela va permettre d’attirer leur attention sur la duréede vie des ampoules, de se rendre compte de l’évolu-tion en faisant le parallèle avec les matériels modernes,et en particulier les ampoules « longue durée ».

Les questions posées dans le manuel permettent desensibiliser les élèves à la possibilité de comprendrequ’on peut empêcher la combustion.

La fabrication d’une maquette d’ampoule permet deréinvestir ce qui a été assimilé lors de l’analyse dufonctionnement du circuit et de l’ampoule. Lescomposants sont à faire récupérer par une équiped’élèves volontaires (bouteille plastique de boisson,fils de paille de fer, bouchon de polystyrène). Uneréalisation peut suffire pour la classe et permettrel’expérimentation collective.

La question posée dans le manuel de l’élève doitrenforcer la première approche du vide nécessairepour empêcher la combustion, notion qui va bienau-delà des préoccupations de ce cycle. Elle évoqueaussi la complexité du réel que les élèves constatentou soupçonnent et qu’il ne faut pas occulter. Parexemple, Edison utilise du bambou, que chacunperçoit comme du bois, et qui n’est pas connupour conduire le courant ! Il s’agit là d’un obstaclepotentiel.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 2 5CO M M E N T S ’ A L L U M E L ’ A M P O U L E ?

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◗ Séance 3Durée : 45 minutes.

> Matériel• Chapitres 24 et 25 du manuel pages 66 à 69.• Piles plates.• Ampoules.• Fils électriques et pinces crocodiles.• Interrupteurs.

> Mise en place d’un circuitProposer aux élèves de réaliser en classe, par groupes,le montage électrique représenté sur les schémas 1 et 2de la page 69 du manuel. Cette réalisation supposeque tous les composants soient réunis pour le jour dit.Une anticipation est donc nécessaire. La liste du matérielindispensable peut être affichée dans la classequelques jours avant la date prévue, cette liste étantrédigée par les élèves. Cette activité place les enfantsen situation d’écriture fonctionnelle (la constitutiond’une liste) parfaitement en liaison avec les activités defrançais et de maîtrise de la langue.

La validation de l’activité tient au bon fonctionnementdu dispositif. L’ampoule ne peut éclairer que si toutesles étapes de la réalisation ont été correctement réalisées.La mise en œuvre par petites équipes de deux ou troisenfants est à prévoir. Les élèves doivent bien comprendreleur responsabilité dans le processus. Le recours à lalangue orale est ici évident pour une bonne articulationdes actions de chacun.

> ConseilsLors de l’ensemble des activités sur les circuits électriques,les branchements doivent être de qualité. Les enfantsvont ainsi prendre conscience très concrètement de lavaleur du contact, concept qui sera étendu plus tard àd’autres domaines. En travaillant sur l’électricité et lecourant électrique, nous sommes dans la constructionde l’abstraction, puisque nous cherchons à montrer età expliquer un phénomène invisible.

La maîtrise de certains gestes fins fait aussi partie descompétences à acquérir lors de ces leçons, commel’utilisation d’outils simples (pinces, tournevis).

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◗ Savoirs• Fonctions d’un objet technique.• Mouvements de translation et de rotation.• Transmission d’un mouvement.• Aspect historique.

◗ Compétences en scienceset technologie

• Analyser un objet technique ; comprendre le rôledes composants et leurs interactions.

• Utiliser de manière efficace un objet technique.• S’approprier une démarche technologique.

◗ Compétences« maîtrise de la langue »

> Parler en sciences• Utiliser le lexique spécifique des sciences dans les

différentes situations didactiques mises en jeu.• Formuler des questions pertinentes.• Participer activement à un débat argumenté pour

élaborer des connaissances scientifiques enrespectant les contraintes (raisonnement rigoureux,examen critique des faits constatés, précision desformulations).

• Utiliser à bon escient les connecteurs logiques dansle cadre d’un raisonnement rigoureux.

> Lire en sciences• Lire et comprendre un ouvrage documentaire de

niveau adapté.• Rechercher sur Internet des informations scientifiques

simples.

> Écrire en sciences• Rédiger, avec l’aide du maître, un compte rendu

d’expérience ou d’observation (texte à statut scienti-fique).

• Rédiger un texte pour communiquer des connaissances(texte à statut documentaire).

◗ Liens avec d’autres disciplinesou parties du programme

• Activités physiques et sportives : développementd’habiletés motrices, construction de l’équilibre,travail de latéralisation, à partir de circuits dessinéssur le sol de la cour de récréation. Pédagogie de projetdans le cadre d’une sortie collective à bicyclette.

• Éducation civique : apprentissage de la citoyennetépar le respect des règles de circulation, création d’uncircuit dans la cour de l’école.

• Mathématiques : mesures de longueur, approche dela notion de rapport (1 tour pour 2 tours, pour ntours, mais cela est difficile à mettre en œuvre enCE2), vitesse de rotation (tour/minute, difficile égale-ment).

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Transmission du mouvementLe monde construit par l’homme

PAGES 70-73DU MANUEL

◗ Des pièces en mouvementDans un objet technique créé par l’homme pourrépondre à un besoin, tout mécanisme induit des piècesen déplacement les unes par rapport aux autres. Onne peut dissocier la perception de l’interrelation entreles pièces en mouvement et la structure dans laquelleelles sont mobiles. Par exemple, le piston de la pompeà vélo n’a aucune action s’il n’est pas associé au corpsde la pompe.Ces structures appelées châssis, bâti, boîtier, carcassese caractérisent par des propriétés communes :• elles sont fixes par rapport aux parties mobiles ;• elles sont rigides et indéformables et ne doivent pas

suivre le mouvement des pièces mobiles ;• elles servent au calage, au guidage et parfois à la

limitation du mouvement par des butées.Pour faciliter la lecture de certains schémas, ces piècesne sont pas toujours représentées, ce qui peut induiredes représentations erronées du fonctionnement dessystèmes étudiés.

◗ Rotation et translationRotation et translation sont les deux catégories demouvements repérables.La rotation est un mouvement circulaire autour d’unaxe solidaire de la pièce.• Cet axe peut être en mouvement : balai d’essuie-

glace, porte, roue motrice de véhicule, roue àaubes…

• Cet axe peut être fixe : roue avant de vélo, moulinetd’enfant…

La rotation peut être :• complète : roue de vélo, hélice d’avion, de bateau,

pédalier…• incomplète : porte, balai d’essuie-glace, direction de

vélo, poignée de frein de vélo…La translation est un mouvement linéaire : tiroir,curseur, fermeture Éclair, piston dans un cylindre,câble de frein dans sa gaine…On peut modifier le sens, la direction d’un mouve-ment. On peut l’amplifier. On peut le transformer.

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Une rotation peut être transformée en une autre rota-tion (frottement, courroie, chaîne, engrenage).Un mouvement de translation peut être transformé enrotation (bielle, manivelle).Dans chaque cas, l’analyse de la chaîne cinématiquepeut être réalisée, déterminant les mouvementsd’entrée et de sortie.

◗ Représentations des élèveset obstacles à prendreen compte

Il est important de partir de situations concrètes etd’objets familiers aux enfants. Ils doivent prendreconscience que les objets techniques sont créés par leshommes pour répondre à des nécessités, et « inventés »pour améliorer les conditions de vie. Ils permettent deséconomies d’énergie, ont pour but la recherche du

confort, de la sécurité ou de l’efficacité, ou simple-ment du profit.La présentation d’objets anciens (dans les musées) oude leurs représentations (gravures, tableaux…) ne doitpas précéder le dessin que les enfants doivent réaliserde ce qu’ils savent déjà.

> Proposition d’une activitéLes enfants, assis en cercle dans la cour de récréation,observent l’un des leurs qui fait du vélo autour d’eux.Ce moment peut être filmé en vue d’une utilisationultérieure. Une grille d’observation des actions peutêtre rédigée collectivement en prévision de cemoment. Vous pouvez enregistrer la discussion quiprend place après l’observation. Cela permettra laproduction écrite, par transcription, des observationsdes enfants. Les dessins avant/après seront exploitéspour aider à la construction de la connaissance parcomparaison.

◗ Séance 1Durée : 30 minutes.

> Matériel• Chapitre 26 du manuel pages 70 et 71, et Carnet de

chercheur pages 70 et 71.• Si possible, un vélo.• Feuilles de dessin (format A4), crayons à papier et

feutres.Il sera fait appel le plus souvent possible à la pratiquedu vélo par les élèves.Rien ne s’oppose à la présence d’un vélo dans la clas-se en tant qu’objet d’étude. La mise en action de sesdifférentes parties sous le regard de la classe prend unevaleur certaine dans le processus de compréhensiondu fonctionnement.Demander aux élèves de dessiner un vélo. Présentercollectivement l’ensemble des dessins. Faire parler lesenfants sur ces dessins pendant quelques minutes. Ilsvont se critiquer mutuellement, dire quels élémentsmanquent sur tel ou tel dessin… Cette discussionpermet une première approche du fonctionnement duvélo, et fait travailler la capacité de description et dedébat contradictoire, dans la perspective de la maîtrisede la langue.

Faire observer les deux photographies du manuel page 70(Doc. 1 et Doc. 2). Faire décrire les deux vélos par lesélèves. La comparaison des deux images permet une

approche historique de l’évolution des techniques.Faire repérer les pièces mobiles et les pièces fixes.

En fin de séance ou, mieux encore, le lendemain,demander de nouveau aux élèves de dessiner un vélo,mais cette fois sans modèle. C’est le moyen de vérifierl’apprentissage des connaissances, et d’évaluer leurdegré de compréhension de la séance de la veille. Lacomparaison des deux dessins (initial et final) doitamener chaque élève à prendre conscience de l’évolu-tion de sa connaissance du fonctionnement de l’objet.

◗ Séance 2Durée : 45 minutes.Dans le Carnet de chercheur, le texte journalistique de lapage 71 (de caractère descriptif) permet de faire le lienentre une image et un texte. L’activité de dessin proposéeimplique une lecture particulièrement attentive dutexte.

Le Doc. 4 de la page 71 du manuel propose un travailmotivant pour les élèves. La photographie du vélo « enpièces » est humoristique, et permet de travailler lesens de l’analyse des élèves, en lien avec leursconnaissances d’un objet technique qui leur est fami-lier. Le questionnement proposé les incite à réfléchir.Cette seconde activité de dessin, plus libre mais aussiplus documentée, conduit à synthétiser les connais-sances acquises.

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◗ Séance 1Durée : 45 minutes.La propulsion de la patinette (objet technique familierdes enfants) est le mouvement le plus simple qui soit.

Son observation permettra aux élèves de retrouver cequ’ont été les débuts du célérifère ou de la draisienneavant l’invention du pédalier et de la transmission parchaîne.

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Une démonstration par un enfant devant ses camarades(dans la cour de récréation) sera très utile en débutde séance. L’observation directe du mouvement depropulsion de la patinette, accompagnée d’uncommentaire de photographie (Doc. 1 de la page 72du manuel), permettra aux enfants d’exprimer leursremarques.Question : « Comment les fillettes font-elles avancer lapatinette ? » Cette interrogation amène les enfants àconstater que la transmission du mouvement est direc-te, qu’elle ne passe pas par l’intermédiaire d’un dispo-sitif technique. Le pied gauche prend appui sur le solpour transmettre la force de propulsion et provoquer lemouvement en avant de l’engin (et de l’enfant qui estdessus).Faire ensuite observer et commenter les Doc. 2, 3 et 4de la page 72 du manuel. Ces trois objets de la vie

courante, connus des élèves, font intervenir un dispo-sitif d’engrenage entre le geste du manipulateur et lemouvement : • rotation de l’essoreuse ;• rotation des fouets du batteur à œufs ;• rétraction de la vis du tire-bouchon.Les illustrations de la page 73 incitent les enfants àutiliser des pièces de jeux de construction pourfabriquer des objets techniques et à mettre en placedes systèmes d’engrenages. Ces trains d’engrenagespeuvent être réalisés en classe pour illustrer la leçon.La recherche proposée sur le Carnet de chercheur(pages 74 et 75) ouvre l’étude du chapitre sur la viecourante, et permet aux élèves de se rendre comptequ’ils utilisent tous les jours des objets techniquesqui mettent en œuvre la transmission du mouve-ment.

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L’ordinateurInformatique (TIC)

PAGES 74-77DU MANUEL

◗ SavoirsLes compétences du B2I (Brevet informatique etInternet) définissent les premières bases de la techno-logie informatique.• Utiliser à bon escient le vocabulaire spécifique

nécessaire à la désignation des composants matérielset logiciels utilisés pour permettre la saisie, letraitement, la sortie, la mémorisation et la transmissionde l’information.

• Savoir recourir à l’utilisation de la souris et à quelquescommandes-clavier élémentaires.

• Ouvrir un fichier existant.• Enregistrer un document créé dans le répertoire par

défaut.• Ouvrir et fermer un dossier (répertoire).

◗ Compétences en informatique> Être capable de• Consulter en vue de son utilisation un document

existant.• Saisir ou modifier un texte.• Mettre en œuvre une consultation raisonnée du

support d’information (en présence du maître pourInternet).

• Conduire une recherche selon les modalités les plusadaptées : arborescence, lien hypertexte, moteur de

recherche (l’utilisation des connecteurs logiques ET,OU, etc., n’est pas exigée).

• Exploiter l’information recueillie (par copie et collage,ou par impression).

• Faire preuve d’esprit critique face aux documents, enrecherchant quelques critères propres à évaluer leurvalidité : auteur, source, date de création et de modi-fication.

◗ Compétences« maîtrise de la langue »

> Avoir acquis une première compétenced’écriture et de rédaction• Souligner (ou surligner) dans un texte les informa-

tions que l’on recherche.• Pouvoir organiser ces informations en liste grâce à

l’ordinateur.

> Parler en sciences• Utiliser le lexique informatique spécifique.

> Lire en sciences• Traiter une information complexe comprenant du

texte, des images, des schémas.

> Écrire en sciences• Rassembler une information comprenant du texte,

des images, des schémas.

R É F É R E N C E S A U X P R O G R A M M E S

◗ Informations scientifiqueset techniques

> Comment fonctionne un ordinateur ?

Pour traiter les informations, l’ordinateur dispose decomposants électroniques qui fonctionnent commedes interrupteurs électriques. Ils sont regroupés parmillions dans de minuscules plaquettes de silicium :les microprocesseurs, appelés familièrement « puces ».Ces microprocesseurs exécutent le programme et traitentles informations.

Les informations sont enregistrées provisoirement dansune mémoire vive (RAM) qui s’efface automatiquementdès que l’ordinateur est éteint ou lors d’une coupurede courant. Il faut donc enregistrer régulièrement lestextes et les données dans le disque dur de l’ordinateur(fonction « Enregistrer ») ou sur une mémoire externe(disquette, zip, CD-Rom…).

L’ordinateur se compose d’une unité centrale qui trai-te l’information et peut l’enregistrer sur le disque dur(interne), à condition de le lui demander.

Les informations sont envoyées à l’unité centrale pardes périphériques d’entrée.• Le texte et les ordres sont saisis par un clavier et une

souris.• Des images peuvent être captées à l’aide d’un scanner,

d’un appareil photo numérique ou d’un caméscopenumérique.

• Les informations extérieures en provenance duréseau (réseau téléphonique pour Internet, ou réseaulocal s’il existe pour les données venant des autresordinateurs de l’école) arrivent par l’intermédiaired’un modem (qui peut être dans l’ordinateur, ou àl’extérieur pour les machines anciennes).

• Des données déjà enregistrées par vous (ou achetées)sont lues sur un CD-Rom ou un DVD.

Les informations sont rendues visibles ou disponiblesgrâce aux périphériques de sortie de l’ordinateur.• L’écran sert à visualiser immédiatement les informa-

tions et les ordres envoyés à l’ordinateur.• L’imprimante permet d’avoir une trace papier.• Des enceintes servent à écouter les sons enregistrés

(un haut-parleur est déjà contenu dans l’ordinateur).

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

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• Un graveur de CD-Rom ou DVD-Rom permet d’enre-gistrer les informations sur un CD ou un DVD.

> La carte à puceElle a été inventée en 1974 par un Français, RolandMoreno. C’est une carte à mémoire dotée de micro-processeurs rassemblés sur la puce visible sur la carte.En 1980, un groupement de banques françaises lancela commercialisation des premières cartes à mémoirebancaires dotées de microprocesseurs.Ce principe a de multiples utilisations : cartes de par-king, carte Vitale (Sécurité sociale), cartes d’accès et degestion des personnels de certaines entreprises, porte-monnaie électronique…

> InternetInternet est un réseau mondial qui permet d’échangerdes informations dans le monde entier. C’est « unetoile d’araignée mondiale », traduction du « www »,initiales de « world wide web », qui relie tous lespoints du monde en réseau, grâce à des liaisonstéléphoniques et satellites.Ce sont les militaires américains qui ont inventéInternet, pour faciliter leurs communications.Puis les laboratoires de recherche ont utilisé le système

pour faciliter la diffusion de l’information scientifique.C’est ce qui a permis son développement au niveaumondial. En 1981, 213 ordinateurs étaient connectéssur Internet ; en 1986, on en dénombrait 5 089.Aujourd’hui, des centaines de millions de personnessont reliées par Internet dans le monde.

Ainsi on peut trouver des informations sur tout etvenant de n’importe quel point du monde.

Grâce à la messagerie électronique, on peut aussienvoyer et recevoir instantanément des messages depersonnes situées à l’autre bout du monde.

Pour chercher des informations sur Internet, oncommence par ouvrir un logiciel de communication(Explorer ou Netscape…). Il est indispensable que l’ordi-nateur soit connecté à Internet via la ligne téléphoniqueou un réseau spécialisé.

On choisit un moteur de recherche. Pour le travailavec les élèves, nous conseillons le moteur agréé parl’Éducation nationale, celui du CNDP : www.cndp.fr/spinoo/. Il garantit la qualité des sites qui sont propo-sés. En revanche, pour vos recherches personnelles,choisissez les moteurs les plus performants commewww.google.fr ou http://fr.altavista.com/.

◗ Matériel• Chapitre du manuel pages 74 et 75 et Carnet de cher-

cheur pages 76 et 77.

• Ordinateur.

◗ Séance 1Durée : 1 heure 30.

> ObservationSur le manuel page 74, faire observer les photogra-phies de la rubrique « J’observe » avec la question :« Quelles différences constatez-vous entre les deuxordinateurs ? »Les élèves remarquent la taille et le nombre de personnesen train de travailler. Ils peuvent remarquer la tenuevestimentaire des femmes présentes sur la photo-graphie de 1948. On peut ajouter que le portabled’aujourd’hui est au moins un million de fois pluspuissant et rapide que l’ordinateur de 1948.

> « Je lis » Faire lire le texte « De drôles de puces… » page 74, etdemander aux élèves de répondre aux questionsposées.Dans le texte, ils relèvent les appareils contenant desmicroprocesseurs : caisse de supermarché, distributeurautomatique de billets de train, panneaux d’affichagedes gares, des aéroports ou des autoroutes (mais aussides bus), feux tricolores.Leur demander de trouver d’autres objets qui contien-nent une puce. Ils peuvent faire une enquête auprès de

leurs parents ou dans des livres, et découvrir qu’ontrouve des puces dans presque tout l’électroménager(machine à laver la vaisselle, lave-linge, four à micro-ondes ou four classique, certains robots ménagers,chaudière de chauffage central et ballon d’eau chau-de…), dans le multimédia (baladeur, télévision,magnétoscope, lecteur de CD, de DVD…), souventdans leur réveille-matin, leur montre et beaucoupd’autres objets de la vie quotidienne.

> InvestigationAprès un travail en salle informatique, et en exploitantles informations du schéma page 75, demander auxélèves d’expliquer ce qui se passe lorsqu’ilsécrivent un texte sur l’ordinateur, puis lorsqu’ilsl’impriment.Ils décrivent les périphériques utilisés en entrée. Dansce cas : clavier et souris pour saisir le texte et l’enregis-trer sur le disque dur de l’unité centrale, et visualisa-tion sur un périphérique de sortie : l’écran.Pour imprimer, il faut entrer les ordres à l’ordinateur(unité centrale) par le clavier et la souris, et envoyerdes informations sur le périphérique de sortie : l’impri-mante.

> ÉvaluationPour vérifier la compréhension du fonctionnementgénéral du système, proposer à la classe de chercher etd’indiquer le trajet d’une information :• lorsqu’on fait une recherche sur Internet et qu’on

imprime le résultat ;

• lorsqu’on scanne une photographie et qu’on la gravesur un CD-Rom.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : C H A P I T R E 2 8À Q U O I S E R V E N T L E S O R D I N AT E U R S ?

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◗ Matériel• Manuel pages 76 et 77 et Carnet de chercheur pages 78

et 79.

• Ordinateur avec accès à Internet.

◗ Séance 1Durée : 1 heure 30.

Indiquer aux élèves que rechercher des informationssur Internet, c’est comme entrer dans une immensebibliothèque. Il est très difficile de trouver si on ne saitpas précisément ce que l’on cherche. Il faut beaucoupde méthode et de rigueur.

Donner une par une les différentes étapes de la métho-de. Il est important de partir d’une vraie questionposée lors d’une activité précédente. Pour unepremière recherche, cette question doit être très simple etformulée avec précision. Vous devez avoir vous-mêmefait la recherche auparavant avec les mêmes étapesafin de vérifier sa faisabilité. L’exemple des pages 76 et77 du manuel peut être réalisé par les élèves. Mais lemieux est de prendre un autre exemple, tiré desquestionnements liés à une activité que l’on vient defaire en classe. On conserve alors l’exemple dumanuel pour une évaluation que feront les élèvesde façon autonome avec une question précise, parexemple : « Que mangent les gerbilles ? ».

> Première étape :avoir une question et délimiter le sujet

Consigne : « Tu dois d’abord faire la liste des mots quivont te permettre de rechercher exactement les infor-mations que tu souhaites : ce sont les mots-clés. C’estavec ces mots-clés que tu vas lancer ta recherche. »

Demander aux élèves de dresser une liste des mots-clés en inscrivant les termes :

• au singulier ;

• en lettres minuscules (sauf la première lettre desnoms propres).

Indiquer de ne pas mettre les adjectifs et les verbes etde ne conserver que des noms communs ou des nomspropres.

Prendre un exemple : « Si on recherche des informa-tions sur la Terre, quels mots-clés va-t-on choisir ? »Selon les questions que l’on peut se poser, on choisitdes mots-clés comme : planète, rotation de la Terre,planisphère…

Si on a déjà traité les élevages ou si on vient de le faire,suivre l’exemple du manuel : on prend le mot gerbille.Demander aux élèves de trouver un second mot afind’améliorer le résultat de la recherche. Le second nomde l’animal, mérion, est intéressant. Si on cherche desinformations spécifiques sur leur élevage, on ajouteraélevage.

> Deuxième étape :sur l’ordinateur, ouvrir un logicielde communication

Pour chercher des informations sur Internet, oncommence par faire ouvrir aux élèves le logiciel decommunication (Explorer ou Netscape, en fonction decelui qui est disponible sur les ordinateurs de l’école).Il est indispensable que l’ordinateur soit connecté àInternet via la ligne téléphonique ou un réseau spéciali-sé.• Lancer le logiciel de communication.• Taper l’adresse du moteur de recherche.http://www.cndp.fr/spinoo/ : ce moteur de recherchetrès spécialisé, celui du CNDP, offre la garantie de nepas tomber sur des sites « douteux ».

> Troisième étape :sélectionner les références

Plusieurs adresses de sites vont apparaître, une fois larecherche lancée. Il est alors important d’attirer l’atten-tion des élèves sur l’origine des informations : est-ceun site d’un organisme national, un site dont on est sûrque les informations sont garanties ?On peut souvent trouver des sites personnels qui necontiennent pas d’informations fiables. Parfois, enfonction des recherches, on peut aussi trouver des sitesqui ne correspondent pas à ce que l’on recherche. Parexemple, si on cherche des informations sur Pasteur, onva voir s’afficher tous les sites des écoles ou des lycéesqui portent le nom de ce savant.

> Quatrième étape :sélectionner les documents

Parmi tous les sites sélectionnés par les élèves dansl’étape 3, ils doivent sélectionner les documents quipeuvent servir à leur recherche. Il faut parfois naviguerdans le site en cliquant sur les mots correspondant à larecherche, là où la flèche se transforme en une petitemain sur l’écran.

> Cinquième étape :enregistrer les informations

Selon la question posée (question courte et précise depréférence), les élèves copient les phrases qui répon-dent à la question sur leur cahier.Ils peuvent aussi les enregistrer dans un fichier (s’ilssavent déjà ouvrir un fichier sur un traitement detexte). Demander aux élèves de regrouper les rensei-gnements recueillis et de les classer par ordre d’impor-tance.

◗ Séance 2 : évaluationDurée : 20 minutes.Les élèves effectuent une recherche de façonautonome avec une question précise. Par exemple :« Que mangent les gerbilles ? »Ils suivent les instructions du manuel pages 76 et 77.Ils recopient la réponse dans leur cahier.

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : Z O O M S U R …U N E R E C H E R C H E S U R I N T E R N E T

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La sécuritéÉducation à la sécurité

PAGES 78-79DU MANUEL

Les éléments de savoir et de connaissance à acquérirpar les élèves sur la sécurité sont à rapprocher des indi-cations données dans le programme d’éducation civique.Si nous avons introduit quelques-unes de ces notionsdans les séquences de sciences et de technologie,c’est parce qu’il nous a semblé logique d’associer ladécouverte d’objets et d’activités techniques et lacompréhension des dangers qu’ils représentent.Comment aborder l’électricité sans parler des risquesd’électrocution ? La sensibilisation des enfants aux gestes de sécuritédans la vie quotidienne est une tâche qui incombe toutautant à la famille qu’à l’école. Les enfants doivent peuà peu prendre conscience des dangers éventuels, etdoivent acquérir les savoirs et les attitudes à adopterface à ces dangers.Le cours de sciences est également un moment propiceau maniement d’instruments susceptibles d’être dan-gereux (couteau, aiguille, ciseaux). Les élèves doivent

maîtriser l’utilisation de ces ustensiles dans des condi-tions de sécurité maximum.Les élèves doivent être capables de lire les indicationset les icônes présents dans la vie quotidienne, dans larue, sur les emballages de certains produits d’usagecourant, sur les notices…Les enfants sont encore à un âge où ils sont particulière-ment exposés aux accidents domestiques. Dans ce cadre,les principes de sécurité liées à l’usage de l’électricité doiventêtre très présents dans le cadre des leçons. Il faut leurrappeler que les expériences menées en classe ne doiventpas être reproduites à la maison en utilisant l’alimentationdu secteur. Ils doivent savoir distinguer, parmi les objetsélectriques, ceux qui sont alimentés par des piles et ceuxqui sont alimentés par le secteur. Ils doivent savoir qu’il estdangereux de mettre ses doigts dans une prise électrique,et d’utiliser les appareils électriques dans un milieu humide.Ces règles de sécurité de base doivent être affichées defaçon permanente dans la classe.

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

On aura soin de fractionner l’étude de ce « Zoomsur… », qui évoque diverses situations périlleuses danslesquelles les élèves peuvent se trouver.Cette double page peut être utilisée comme supportd’activité de lecture directe, et les questions posées àla page 78 du manuel peuvent amener à la rédactionde textes courts : « Que faire en cas de fuite de gaz ? »

◗ Lire et interpréterDifférents pictogrammes sont présentés, qu’il s’agit defaire « lire » par les élèves.On peut prévoir une recherche d’autres pictogrammesrelatifs à la sécurité, que les élèves pourront se procurerchez eux ou trouver sur Internet.L’observation des pictogrammes de la page 78 concer-nant la fuite de gaz montre que ce sont des panneauxcerclés et barrés de rouge. Indiquer aux élèves qu’ilfaut toujours interpréter cette forme et cette couleurcomme un signal de mise en garde, de danger, voired’interdiction. Demander aux élèves de citer d’autrespanneaux cerclés et barrés de rouge qu’ils ont déjàrencontrés dans la vie quotidienne. Ils vont penser auxpanneaux du Code de la Route.La question : « Quels appareils ne faut-il pas utiliser encas de fuite de gaz ? » amène une lecture directedes pictogrammes et de leur signification. Les élèvesdoivent arriver à comprendre qu’une flamme ouqu’une étincelle peut faire exploser le gaz présent dans

la pièce. Cette activité, ainsi que celle sur l’incendie,peut être le prétexte à des mimes ou à des jeux de rôles.Les trois textes de la page 79, relatifs aux brûlures, à lanoyade et aux blessures graves seront lus et discutés.Les élèves doivent prendre toute la mesure de leurscontenus. Il leur sera ensuite demandé de réaliser undessin (dans l’esprit d’un pictogramme) reprenant lecontenu de ces textes.

◗ ProlongementsUne sensibilisation à cette étude peut être entrepriseaprès un exercice d’évacuation réalisé dans l’école.Faire repérer dans l’école les dispositifs de sécurité :extincteurs, sorties de secours, lumières de secours(circuit indépendant), trappes de ventilation, contrôleélectronique des portes coupe-feu, plans d’évacuation,mesures de sauvegarde prévues dans les zonessismiques, sirène d’alarme…Demander aux enfants quels sont les éventuels dispo-sitifs de sécurité qui existent dans leur immeuble oudans leur maison. Faire réaliser individuellement laliste de ces dispositifs et les confronter lors d’une miseen commun.La création d’un jeu de carte par les élèves (aveccorrespondance entre le texte et l’image) sur le thèmede la sécurité est une activité transversale qui ouvredes perspectives vers les autres disciplines : arts plastiques,géométrie, lecture, socialisation…

S É Q U E N C E P É D A G O G I Q U E : Z O O M S U R …L A S É C U R I T É E T L E S B O N S R É F L E X E S

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◗ Pour les élèves• Sur les plantes> Livres– ADAMS R. : La Nature aux quatre saisons, Centurion

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76

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> Internet– www.jardinons-alecole.org : des fiches pratiques

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sentier.html : site canadien avec liens vers des sitesrelatifs aux végétaux (entretien des plantes, recon-naissance, croissance végétale), aux animaux…

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1999 : le cycle de vie de quelques plantes (fraise,tomate, pissenlit, courgette, pomme de terre, maïs,pois).

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– LÉNA P. : Les Sciences du ciel, Flammarion, 1996.

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Jeunesse Multimédia, 1999.– Le Petit Prince, Gallimard, 1997.– Les Expériences des Petits Débrouillards : autour des

planètes, Montparnasse Multimédia, France TélécomMultimédia, 1999.

> Adresses utiles– Association française d’astronomie, 17 rue Emile

Deutsch de la Meurthe, 75014 Paris, 01-45-89-81-44.– Palais de la Découverte, avenue Franklin Roosevelt,

75008 Paris, 01-56-43-20-20.– Institut géographique national, 136 bis rue de

Grenelle, 75007 Paris, www.ign.fr

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> Fournisseurs d’animaux– OPIE, Chemin de la Petite Minière, BP 9-78280

Guyancourt. 01-30-44-13-43

– www.insecte.org : vente par correspondance d’in-sectes : papillons, grillons, criquets.

– Maison de l’escargot, 79 rue Fondary, 75015 Paris.01-45-75-31-09.

– Jardins du Brisard : achat de matériel d’élevaged’insectes et insectes (phasmes, grillons, criquets,etc.) : Jardins du Brisard, Le Brisard, 85150 Sainte-Foy. 02-51-22-75-75. http://jardins-du-brisard.com

◗ Pour les élèves> Livres– GEORGE B. : Le Livre du corps, coll. « Découverte

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Hachette, 1987.– PARKER S. : Le Corps, coll. « Guides pratiques Jeu-

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Hachette Jeunesse.> CD-Rom– Encyclopédie du corps humain, Larousse.– Les Mystères du corps humain, Hachette Multimédia.– Ainsi vient la vie, Montparnasse Multimédia.> Cassettes vidéo – Le Corps humain, Cycle 3, coll. « Sciences et Techno-

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◗ Pour l’enseignant> Livres– BOUCHER D., COSTA DE BEAUREGARD D. et DE

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