أدوات: Matériel spécifique pour chaque groupe de quatre élèves :
- thermomètres : ٤
- loupes : ٢
- petites bouteilles (٢٥/٣٠ grammes) avec compte goutte : ٢
- chronomètre (ou accès à une horloge ou une montre) : ١
- doseurs de médicament (٢ gradués, ٢ non gradués) : ٤
- plateaux en plastique : ٤
- capsules de bouteille : ٤
- marbre : ١
- élastiques fins (par exemple # ١٩) : ٤
- des pointes : ٢
- étiquettes autocollantes (٣,٥ cm x ٥ cm) : ٤
- boule de coton : ٤ ou plus
- assiette en carton coloré plastifiée (taille normale ou de dessert) : ٤ - ٦
- cellophane : ٤ ou plus
- petits gobelets en plastique ou carton (٩٠ - ٢١٠ g) : ٢
- des ciseaux : ١ ou plus
- gros sel : ١,٥ tasses
- eau sale (voir préparation préliminaire séquence ١١)
- ١ godet
- glaçons (de tailles égales) : ١٨ ou plus
- des carrés de papier journal (٥ cm x ٥ cm) : ٤
- boite de conserve vide (٢٤٠ g ou plus ; idéal : boite à café de ٣٩٠ g) : ١
- couvercle en plastique pour boites de conserve (facultatif) : ١
- bouteilles en plastique, de soda ou autre (٥٠٠ g) : ٨
- matériel pour terrarium, plante, brindilles, cailloux, terre, gravier (voir préparation préliminaire de la séquence ١٥)
- ٤ jeux
Matériel général pour l'ensemble de la classe :
- ١ bouteille d'alcool à ٦٠° (pour remplir les petites bouteilles avec compte goutte)
- ١ crayon gras
- ١ balance
- ١ grand bloc de bois pour les démonstrations
- ١ bouteille d'empois d'amidon
- ١ bouteille de colle blanche non toxique
- ٢ ballons de même taille
- des sacs plastiques à sandwichs supplémentaires
- colorant rouge pour alimentation
- ١ doseur
- ٨ marqueurs de couleurs différentes
- Scotch
- papier graphique
- eau froide et chaude
- glaçons supplémentaires
- ١ grand récipient (par exemple bocal en verre ou gobelet en plastique transparent)
- ١ récipient haut et transparent
- ١ récipient large et peu profond
- gobelets en plastique ou en carton supplémentaires
- boites de conserve supplémentaires
- objets qui favorisent la fonte (voir préparation préalable séquence ٣)
- divers matériaux isolants (voir préparation - préalable séquence ٤)
- vieux journaux
- ١ bouteille d'eau visiblement sale
- bouteilles en plastique supplémentaires (environ ٥٠٠ g)
- matériel supplémentaire pour terrarium
- flocons anti-mite (facultatif)
- récipient avec couvercle (facultatif)
- liquide supplémentaire (facultatif)
- neige carbonique
- carte de France (facultatif)
A température ambiante, beaucoup de choses sont solides, certaines sont liquides et certaines sont gazeuses. Nous considérons comme allant de soi que notre bureau et nos livres ne vont pas fondre et que la boisson dans notre verre ne va pas geler. Nous comptons sur le fait que la majeure partie de la matière ne change pas d'état aux températures que nous rencontrons dans notre environnement normal. Imaginez à quoi la Terre ressemblerait si elle était plus proche du Soleil : un grand nombre de solides que nous connaissons changeraient d'état pour devenir liquides et les liquides deviendraient gaz. Heureusement, sur la Terre telle que nous la connaissons, la majeure partie de la matière ne change pas d'état à la température ambiante.
Certaines matières pourtant changent d'état à des températures facilement observables; la plus commune est l'eau. Vos élèves ont déjà observé de nombreux changements d'état de l'eau ils ont vu de la glace ou de la neige fondre, ont été témoin de l'évaporation, et ont regardé de l'eau bouillir. Dans ce module, travaillant individuellement et en petits groupes, les élèves construisent la base d'une compréhension des facteurs qui influent sur les changements d'état de la matière, en observant ces changements physiques pour l'eau. Ils commencent par passer en revue quels sont les états de la matière et à construire un tableau d'exemples. Ils regardent alors la glace et les facteurs qui influent sur la façon dont elle fond. Au cours du module les élèves explorent l'évaporation, la condensation, et la solidification en examinant le comportement de l'eau au cours de ces processus. Tout au long du module, on encourage les élèves à utiliser leurs observations de ces phénomènes pour réfléchir sur leurs expériences concernant les changements d'état dans leur propre vie.
Ce module fournit aussi aux élèves l'occasion d'utiliser un grand nombre de méthodes de réflexions et de méthodes de travail scientifiques. Pendant que les élèves explorent les phénomènes, ils observent de près et apprennent comment les changements d'état font partie de systèmes plus vastes. Ils terminent le module en créant des terrarium comme petits modelés de notre monde et déduisant comment certains des changements d'état de l'eau sont impliques dans le processus qui est essentiel pour la vie sur Terre le cycle de l'eau.
Il est important de comprendre qu'on attend des élèves qu'ils explorent et observent les changements d'état, mais on ne s'attend pas à ce qu'ils comprennent leurs observations au niveau moléculaire. Les différences de structures moléculaires des solides, des liquides et des gaz sont des concepts trop abstraits pour être bien compris des élèves de cet âge. Ainsi, de tels concepts ne sont pas incluent dans ces séquences. En revanche, les séquences sont conçues pour aider les élèves à établir une base à partir de laquelle ils peuvent construire leur futur apprentissage : ils observent des changements d'état, développent une idée des facteurs qui ont un effet sur les changements d'état, et apprennent certaines des façons dont les changements d'état ont un impact sur leur quotidien.
Le module "les changements d'état" est un document de ١٦٤ pages. Si vous le souhaitez, vous pouvez le télécharger, au format PDF : Module complet
Vous pouvez aussi télécharger individuellement les séquences (au format pdf) :