La Terre : notre environnement

Discipline
Sciences et technologie
Niveaux
CM1.
Auteur
C. LANIESSE
Objectif
Caractériser les conditions de vie sur Terre
Mettre en place une démarche expérimentale
Décrire les états et la constitution de la matière.
Décrire le fonctionnement d'objets techniques, leurs fonctions et leurs constitutions.
Relation avec les programmes
Cette séquence n'est pas associée aux programmes.
Dates
Créée le 12 novembre 2017
Modifiée le 12 novembre 2017
Statistiques
151 téléchargements
3 coups de coeur
Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

Déroulement des séances

1

Cette attraction d'une extrême gravité : comportement des solides

Dernière mise à jour le 12 novembre 2017
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Caractériser les conditions de la vie terrestre.
Savoir mener une démarche d'investigation.
Décrire et questionner ses observations.
Formuler des hypothèses, les tester et les éprouver.
Mettre en oeuvre des observations et des expériences pour
caractériser un échantillon de matière.
Durée
40 minutes (4 phases)
Matériel
5 x au moins 3 petits récipients identiques
sable
balance / pèse lettre
étiquettes
1 feuille de classeur A4 jaune par élève
une feuille A3
Informations théoriques
Vocabulaire : gravité (synonyme de pesanteur) ; attraction terrestre ; masse ; démarche
expérimentale
Remarques
Mettre en place la séance mathématique sur les mesures de masses un peu avant.

1. Lancement

collectif | 5 min. | découverte

Ecrire au tableau : La Terre : notre environnement. Sc 2
Cette attraction d'une extrême gravité : comportement des solides
Rappel : Nous avons découvert le système solaire, les planètes, et nous connaissons la position de la planète Terre dans notre système solaire. Nous savons que la Terre tourne sur elle même en 24 heures (un jour), ce qui explique le jour et la nuit, et qu'elle tourne autour du Soleil en 365 jours (1 an).
Aujourd'hui, nous allons découvrir l'une des caractéristiques de la vie sur Terre en travaillant sur la matière.
Connaissez-vous les 3 états de la matière ? La matière peut être à l'état liquide, solide ou gazeux.
Expliciter si nécessaire.
Aujourd'hui, nous allons mettre en oeuvre une démarche expérimentale pour observer le comportement des solides sur la planète Terre, c'est-à-dire que nous allons faire une expérience pour vérifier une hypothèse à une question scientifique.


Ecrire au tableau en expliquant : Démarche expérimentale -->problème (ce que je cherche) / hypothèse (ce que je pense) / expérimentation (ce que je fais) / résultat (ce que j'observe ou mesure) / conclusion (ce que je peux dire)

2. Découverte

collectif | 5 min. | découverte

Montrer quelques boites vides. Cette matière est-elle liquide ? gazeuse ? Elle est solide, on peut prendre les boites dans la main, les toucher.
D'après-vous, si je lâche ces boites d'une certaine hauteur, que va-t-il se passer ? --> elles vont tomber.
Distribuer une ou deux boites à chaque groupe : vérifiez votre hypothèse.
Laisser les élèves vérifier que la boite tombe.
Validation de l'hypothèse en dictée à l'adulte : "Si l'on lâche une boite d'une certaine hauteur, elle tombe."
Dire : c'est la force de gravitation de la Terre qui explique ce phénomène. La gravité, c'est l'attraction qu'exerce un objet sur un autre. Le solide (la boite) est attiré par la Terre. La planète Terre exerce une force de gravitation, d'attraction sur la boite.
Ecrire les mots "un solide, gravité, force de gravitation, attraction terrestre" sur l'affiche.

3. Recherche

collectif | 20 min. | recherche

Je vous pose maintenant un problème scientifique (écrire la question) : Des boites de masses différentes tombent-elles à la même vitesse ?
Lister au tableau les hypothèses envisagées par les élèves.

Vous allez maintenant mettre en oeuvre une démarche expérimentale pour répondre à cette question. Vous  allez travailler en groupe de 5 élèves. Dans chaque groupe, il faudra un coordonnateur, un scripteur et un rapporteur. Attention, tout le monde travaille et cherche.
Chaque groupe va recevoir 3 boites identiques et mettre en oeuvre un dispositif expérimental pour vérifier ses hypothèses à la problématique.
Vous allez préparer les 3 boites de masse différentes en y versant du sable. Attention : gardez une boite témoin, vide de sable.
Ensuite vous les numéroterez avec des étiquettes de 1 à 3.
[Vous les pèserez et noterez dans un tableau leur numéro, leur masse et ce que vous pensez qu'il va se passer dans votre expérimentation.]
Vous allez commencer par vous répartir le travail : qui s'occupe de mettre du sable / de peser / d'étiqueter / de faire le tableau.

Attention, il est nécessaire pour faire cette expérience de ne pas lancer les boites mais bien de les lâcher toutes de la même hauteur à vitesse nulle.
"Nous allons faire l'expérience dehors. Dans chaque groupe, il faut impérativement des expérimentateurs ET des observateurs. Vous inverserez les rôles en faisant l'expérience plusieurs fois.
Vous faites l'expérience plusieurs fois, l'important est de pouvoir constater si votre hypothèse de départ est vérifiée ou non.
Ensuite, vous revenez pour noter le résultat de votre expérimentation.

Que cherchons nous à savoir ? --> Si la masse influe sur la vitesse de la chute.
Les élèves expérimentent puis notent le résultat de leurs observations.
Les inciter à écrire une conclusion.

4. Conclusion / mise en commun

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Retour au calme. Rappeler la question introductive :
"Nous savons qu'une boite (un solide) lâché à une certaine hauteur tombe, attiré par la gravité. Notre questionnement : Des boites de masses différentes tombent-elles à la même vitesse ?"
Chaque rapporteur donne les résultats des observations et la conclusion : "Notre hypothèse était que... Nous avons fait... Nous avons constaté... Ce que nous pouvons dire c'est que..."
Conclusion générale :
Après expérience, on constate que toutes les boites atteignent le sol en même temps. Donc, quelque soit leur masse, les boites tombent toutes aussi vite. On peut en conclure que la vitesse de la chute ne dépend pas de la masse des boites.
Explication : "ce phénomène est dû à la gravité, qui est l'attraction terrestre exercée par un astre, ici la Terre, sur tout objet de son voisinage. La force d'attraction est la même quelle que soit la masse des objets.

2

Cette attraction d'une extrême gravité : comportement des liquides

Dernière mise à jour le 12 novembre 2017
Discipline / domaine
Sciences et technologie
Objectif
Découvrir grâce à la manipulation que la force d'attraction
terrestre s'applique aussi aux liquides
Observer et décrire les effets de cette force sur une goutte
d'eau
Réaliser une modélisation de la pluie
Durée
50 minutes (4 phases)
Matériel
7 flacons compte-gouttes
7 plaquettes de verre type microscopie
1 feuille jaune de classeur par élève
1/2 A4 blanc par élève
eau
7 petits récipients
papier essuie-tout
sirop (en prolongement)
Informations théoriques
Vocabulaire : chute libre, gravité, liquide, force d'attraction terrestre, masse

1. Lancement

collectif | 5 min. | découverte

La dernière fois nous avons compris par l'expérience que des solides de masses différentes tombent toutes à la même vitesse.

La gravité s'applique de la même façon quelque soit la masse. Aujourd'hui, nous allons nous nous demandons quelle est l'influence de la gravité sur les liquides :
"Quelle est la forme d'une goutte de pluie qui tombe ?"
Distribuer les feuilles jaunes de classeur : les élèves notent la question et le sous-titre : "Hypothèse"
Tout d'abord, en hypothèse, je vous propose de dessiner la pluie qui tombe sur cette demi-feuille.

2. Découverte

collectif | 10 min. | découverte

Chacun dessine puis observation de manière à faire émerger les hypothèses et les désaccords : les élèves n'ont pas tous dessiné les gouttes d'eau de la même façon.
"Vous êtes tous d'accord que la pluie tombe mais vous n'êtes pas tous d'accord sur la forme des gouttes d'eau lorsqu'elles tombent.
Vous allez donc maintenant mettre en place une expérience qui va vous permettre d'observer la forme de la goutte d'eau qui tombe, savoir si elle garde toujours la même forme. Attention, il faut réussir à vous débarrasser de ce que vous croyez pour simplement observer ce que vous voyez réellement. Ensuite,  vous vous demanderez si les deux correspondaient ou non.
Tout d'abord, vous avez à votre disposition ce matériel : un compte-gouttes (présenter la manière dont on s'en sert), un récipient.
Demandez-vous quelles étapes allez-vous mettre en place pour vérifier la forme de la goutte d'eau qui tombe.
A-t-elle la même forme du début à la fin de son parcours ?
Attention à bien observer chacune des étapes pour 1 goutte : posez-vous bien la question de quelles étapes est-ce que l'on a, quelles étapes parcourt la goutte d'eau à partir du moment où elle est dans le flacon compte- gouttes jusqu'au moment où elle touche le sol. L'observation est difficile car la goutte tombe vite, n'hésitez pas à recommencer plusieurs fois, à faire les choses lentement, à vous poser toutes les questions.
Quelles sont ces étapes ? --> (les modéliser) dans le flacon, la sortie du flacon compte-gouttes, le trajet vers le sol, la forme une fois qu'elle a atteint le sol.
Vous vous rassemblez en groupe de travail (les mêmes que la dernière fois).
Vous désignez les responsables (coordo, scripteur, rapporteur). Vous vous mettez d'accord sur la façon dont vous allez utiliser le matériel puis vous faites votre expérience. Vous faites le schéma de votre expérience et vous la décrivez au scripteur.
Attention : on respecte le calme de la classe et de l'école : vous chuchotez, vous réfléchissez avant d'agir.

3. Recherche

groupes de 5 | 20 min. | recherche

Les élèves reproduisent la pluie en faisant tomber quelques gouttes d'eau dans un récipient avec le flacon compte-gouttes puis dessinent toutes les étapes de la chute de la goutte d'eau, du flacon jusqu'au récipient.
PE passe dans les rangs pour amener les élèves à bien observer les 3 étapes, à renouveler l'expérience plusieurs fois pour bien observer, à bien noter toute remarque concernant le liquide.
Les élèves dessinent leurs observations sur la feuille du classeur d'expérience.
PE incite alors à observer la forme de la goutte lorsqu'il y a une goutte ou plusieurs qui tombent au même endroit : donner une plaque de verre à chaque groupe au fur et à mesure.

4. Mise en commun / institutionnalisation

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Mise en commun : on distingue les étapes suivantes :
dans le flacon compte-gouttes, à la sortie du flacon, au moment où la goutte est prête à tomber, lors de la chute et lors du contact avec le récipient. --> chaque étape correspond à un changement de "forme" de la goutte.
Dessiner au tableau la forme de la goutte à chaque étape. La forme de la goutte qui tombe est relativement sphérique.
Remarquer ce qu'il se passe lorsque plusieurs gouttes tombent au même endroit.

Compte rendu collectif :
Comme les solides, les liquides tombent sur le sol à cause de la gravité.
En phase de chute (chute libre), la goutte d'eau a une forme sphérique (ronde).
Lorsque plusieurs gouttes tombent au même endroit, les gouttes sont "écrasées" par la gravité : elles se rassemblent et forment une flaque.
Lorsqu'on penche la plaque, les gouttes d'eau s'écoulent toujours de haut en bas.