Faculté d’Éducation

Campus de Glendon

Didactique des sciences

Cycle moyen et intermédiaire

PED 3728

Travail 3

Plan de leçon: Comparer la viscosité des fluides

Présenté par : Godefroy Tsane, 6279485

Silviu Serban, 6290836

Professeur : Denis Yelle

Automne: 2011

Élaboration d’une tâche d’écr iture

autonome

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Table de matières

Les  fluides  :  la  viscosité  .............................................................................................................................  2  Attentes  .......................................................................................................................................................................  2  Objectifs  .....................................................................................................................................................................  2  

Bibliographie  ................................................................................................................................................  6  

Annexes  ..........................................................................................................................................................  7  

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Les fluides : la viscosité

Attentes -démontrer sa compréhension des propriétés de fluides y compris la masse volumique, la compressibilité et la viscosité.

Objectifs À la fin de cette leçon, les élèves pourront :

-différencier entre les viscosités des liquides (eau, sirop d’érable, huile d’olive, ketchup) selon leur débit et expliquer les différences qu’ils ont constatées.

-définir la viscosité.

Matériaux nécessaires à l’activité « Comparer la viscosité des liquides» (Charrette, R. & al, 2001) :

- 5 viscosimètres : 1 pour l’enseignant (quand je fais la modélisation) et 1 X 4 équipes = 4, fabriqués une semaine en avance. Un viscosimètre est fait d’une seringue en plastique, un support universel, une pince d’éprouvette, une planchette de bois, de la colle, un bécher.

- chronomètre - sirop d’érable - huile d’olive - eau - miel - ketchup - 1 bécher/par équipe (c.à.d. 4 béchers) étiqueté.

Programmer la leçon au laboratoire (au moins une semaine en avance).

Stratégies : remue-méninges, objets à manipuler, modélisation, discussions.

Leçon (60 minutes)

Introduction : (5 minutes)

Faire un remue-méninges pour arriver à définir la viscosité. Par exemple :

« D’après vous, qu’est-ce que c’est la viscosité? » (Cette question assure la transition vers le développement de la leçon.)

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Demander aux élèves, organisés en dyades, de faire un remue-méninges sur les caractéristiques de la viscosité. (Utiliser l’organisateur C.)

Développement  de  la  leçon  : (40 minutes)

1) Annoncer le thème de cette leçon : faire une expérience pour comparer la viscosité de différents liquides :

2) Montrer une vidéo sur les liquides et leur écoulement (pour mieux saisir visuellement la viscosité – le concept clé de cette leçon) :

http://www.sosdevoirs.org/fiches/sciences/niveau-moyen-intermediaire/la-matiere/la-viscosite-de-differents-liquides (Question à poser: Pourquoi pensez-vous que les liquides ne s’écoulent pas à la même vitesse?) (3 minutes)

Les marches de 3 à 7 : 10 minutes.

3) Avant de commencer le laboratoire, rappeler aux enfants les consignes de sécurité dans le laboratoire (pour cette leçon), en incluant les instructions suivantes :

• Manipuler avec soin le matériel du laboratoire • Communiquer immédiatement s’ils observent des articles de verre brisé. • Jeter tout article brisé dans un récipient bien identifié. • Bannir toute consommation de nourriture ou de boisson dans le laboratoire. • Faire part des blessures lors de la manipulation.

4) Former des équipes d’élèves, chaque équipe à 4 élèves: le coordinateur (coordonne l’activité), le secrétaire (note les résultats), le pilote (effectue l’expérience), le communicateur (communique les résultats), dont chacune s’attachera à un liquide différent. Chaque équipe vérifie la viscosité d’un liquide seulement.

5) Distribuer les tableaux d’observation (utiliser le tableau D, voir dans l’Annexe).

6) Indiquer les objectifs spécifiques de cet atelier : mesurer la durée de l’écoulement, noter l’ordre croissant de viscosité (de 1 à 4, de moins visqueux au plus visqueux) et interpréter les résultats.

7) Présenter les béchers contenant les différents liquides : de l’eau, du miel, du sirop d’érable, de l’huile d’olive et du ketchup (j’utilise ce dernier liquide).

Les marches de 9 à 10 : 30 minutes.

9) Commencer le laboratoire et communiquer les marches à suivre pour cette expérience (texte adapté d’après Charrette, R. & al, 2001, p. 4) (par modélisation : j’explique et je montre ce qu’ils doivent faire d’abord; chaque équipe d’élèves va tester un liquide seulement dès que je finis mon expérience) :

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a) « s’assurer que le viscosimètre est propre et sec.

b) installer le viscosimètre dans son support sur la table.

c) remplir la seringue du viscosimètre au trois quarts en utilisant du ketchup et en bouchant l’embout du doigt.

d) s’assurer qu’il n’y a pas de bulle d’air dans le liquide

e) placer le bécher sous l’embout.

f) insérer le piston dans le corps de la pompe et le pousser jusqu’à ce qu’il touche la surface du liquide

g) déposer la pesée délicatement sur la planchette.

h) retirer le doigt de l’embout.

i) lorsque le bouchon arrive à la marque supérieure de la seringue, commencer à chronométrer et arrêter lorsque le bouchon descend à la marque inférieure de la seringue.

j) noter la période d’écoulement dans le tableau. (Lorsque les équipes effectuent les expériences : les élèves-secrétaires notent les données dans leurs tableaux et je ramasse les données pour les noter dans un tableau central. Je parle avec les élèves-coordonnateurs pour m’assurer que les expériences découlent dans des bonnes conditions.)

k) récolter le fluide, après l’expérience, dans le bécher approprié; les béchers avec les liquides serviront pour le jour 2 (quand on observera l’effet de la variation de température sur la viscosité des liquides).

l) bien rincer le système avant de le ranger. »

m) à partir de ce moment, demander aux élèves-pilotes de faire l’expérience eux-mêmes; je m’assure que les équipes respectent les marches à suivre et en les assistant (sans les importuner) pendant l’expérience.

10) Discuter les résultats avec les élèves-communicateurs et demander aux équipes s’il y a des questions.

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Application : (10 – 13 minutes)

1) Demander aux élèves de réfléchir à cette question et d’expliquer leurs réponses en se rapportant à la théorie particulaire de la matière. » (Voir l’organisateur D dans l’Annexe). Une autre question, si le temps me le permet : « Comment expliquez-vous que vous avez (ou n’avez pas) retrouvé les caractéristiques que vous avez écrites au début de la classe dans l’organisateur C dans les résultats que vous avez notés dans l’organisateur D ? »

2) Demander aux élèves de formuler leurs conclusions (voir l’organisateur D dans l’Annexe) de cette leçon et de définir la viscosité.

3) Prendre les feuilles d’observation pour faire une évaluation formative (voir la grille de rendement dans l’Annexe).

Fin : (2 - 5 minutes)

Devoir (à l’expliquer dans la classe, mais à le faire à la maison) : En quoi la connaissance de la viscosité peut-elle s’avérer utile dans notre vie quotidienne?

Dans l’organisateur D, distribué au début de l’expérience, se trouve la question :

« Quelle est la relation entre le temps d’écoulement et la viscosité?

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Bibliographie

Charrette, R., et al. (2001). Technoscience : 8e année. Vanier : Centre franco-ontarien de ressources

pédagogiques.

Ministère de l’éducation de l’Ontario. (2007). Le curriculum de l’Ontario de la 1re à la 8ème année :

Sciences et technologie. Toronto : Imprimeur de la Reine pour l’Ontario.

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Annexes

Les  caractéristiques  de  la  viscosité    

Viscosité

C

La  viscosité1        Tableau  d’observations    

Fluide  liquide   Durée  de  l’écoulement   Ordre  croissant  de  la  viscosité  

Eau      Sirop  d’érable      Huile  d’olive      Ketchup          Analyse    Quelle  est  la  relation  entre  le  temps  d’écoulement  et  la  viscosité?  Expliquer  sa  réponse  en  se  rapportant  à  la  théorie  particulaire  de  la  matière.      _________________________________________________________________________________________________    _________________________________________________________________________________________________          Conclusion          

                                                                                                               1  Ressource   utilisée  :   Charrette, R., et al. (2001). Technoscience : 8e année. Vanier : Centre franco-

ontarien de ressources pédagogiques, p. 5.

 

D  

Grille d’évaluation formative – S&T, leçon « La comparaison des viscosités », la 8e année

Compétences Niveau 1 Niveau 2 Niveau 3 Niveau 4

Connaissance et compréhension – La construction du savoir propre à la discipline, soit la connaissance des éléments à l’étude et la compréhension de leur signification et de leur portée.

L’élève :

Connaissance des éléments à l’étude (définir la viscosité, connaitre les consignes de sécurité).

démontre une connaissance limitée des éléments à l’étude.

démontre une connaissance partielle des éléments à l’étude.

démontre une bonne connaissance des éléments à l’étude.

démontre une connaissance approfondie des éléments à l’étude.

Habiletés de la pensée – L’utilisation d’un ensemble d’habiletés liées aux processus de la pensée critique et de la pensée créative.

L’élève :

Utilisation des habiletés de traitement de l’information (Cueillir les données de l’expérience).

utilise les habiletés de traitement de l’information avec une efficacité limitée.

utilise les habiletés de traitement de l’information avec une certaine efficacité.

utilise les habiletés de traitement de l’information avec efficacité.

utilise les habiletés de traitement de l’information avec beaucoup d’efficacité.

Utilisation des processus de la pensée critique et de la pensée créative (Analyser des résultats, tirer des conclusions)

utilise les processus de la pensée critique et de la pensée créative avec une efficacité limitée.

utilise les processus de la pensée critique et de la pensée créative avec une certaine efficacité.

utilise les processus de la pensée critique et de la pensée créative avec efficacité.

utilise les processus de la pensée critique et de la pensée créative avec beaucoup d’efficacité.

Compétences Niveau 1 Niveau 2 Niveau 3 Niveau 4

Communication – La transmission des idées et de l’information selon différentes formes et divers moyens.

L’élève : Expression et organisation des idées et de l’information.

exprime et organise les idées et l’information avec une efficacité limitée.

exprime et organise les idées et l’information avec une certaine efficacité.

exprime et organise les idées et l’information avec efficacité.

exprime et organise les idées et l’information avec beaucoup d’efficacité.

Communication des idées et de l’information, de façon orale, écrite à des fins précises pour des auditoires spécifiques (Camarades, personnel enseignant).

communique les idées et l’information à des fins précises et pour des auditoires spécifiques avec une efficacité limitée.

communique les idées et l’information à des fins précises et pour des auditoires spécifiques avec une certaine efficacité.

communique les idées et l’information à des fins précises et pour des auditoires spécifiques avec efficacité.

communique les idées et l’information à des fins précises et pour des auditoires spécifiques avec beaucoup d’efficacité.

Utilisation de la terminologie à l’étude.

utilise les conventions et la terminologie à l’étude avec une efficacité limitée.

utilise les conventions et la terminologie à l’étude avec une certaine efficacité.

utilise les conventions et la terminologie à l’étude avec efficacité.

utilise les conventions et la terminologie à l’étude avec beau- coup d’efficacité.

Mise en application – L’application des éléments à l’étude et des habiletés dans des contextes familiers et leur transfert dans de nouveaux contextes. L’élève : Application des connaissances et des habiletés (Réaliser une expérience en suivant le protocole, respecter les consignes de sécurité) dans des contextes familiers.

applique les connaissances et les habiletés dans des contextes familiers avec une efficacité limitée.

applique les connaissances et les habiletés dans des contextes familiers avec une certaine efficacité.

applique les connaissances et les habiletés dans des contextes familiers avec efficacité.

applique les connaissances et les habiletés dans des contextes familiers avec beaucoup d’efficacité.

Transfert des connaissances et des habiletés (p. ex., concevoir une expérience, appliquer les résultats obtenus au quotidien) à de nouveaux contextes.

transfère les connaissances et les habiletés à de nouveaux contextes avec une efficacité limitée.

transfère les connaissances et les habiletés à de nouveaux contextes avec une certaine efficacité.

transfère les connaissances et les habiletés à de nouveaux contextes avec efficacité.

transfère les connaissances et les habiletés à de nouveaux contextes avec beaucoup d’efficacité.