L’AIR EST-IL DE LA MATIÈRE ?

Discipline
Vivant, matière, objets
Niveaux
CP, CE1, CE2.
Auteur
N. MARCELLIN
Objectif
- Connaître l'existence, l'effet et quelques propriétés de l'air (matérialité et compressibilité de l'air).

- Savoir mener une démarche d'investigation.
- Décrire et questionner ses observations.
- Formuler des hypothèses, les tester et les éprouver.
- Rendre compte de sa démarche.
Relation avec les programmes

Socle commun de connaissances, de compétences et de culture

  • Savoir mener une démarche d'investigation.
  • Décrire et questionner ses observations.
  • Prélever, organiser et traiter l'information utile.
  • Formuler des hypothèses, les tester et les éprouver.
  • Modéliser pour représenter une situation.
  • Manipuler, explorer plusieurs pistes, procéder par essais et erreurs .
  • Analyser, argumenter, mener différents types de raisonnements (par analogie, déduction logique...).
  • Rendre compte de sa démarche.

Cycle 2 - Programme 2020

  • Connaître l'existence, l'effet et quelques propriétés de l'air (matérialité et compressibilité de l'air).
Dates
Créée le 11 septembre 2018
Modifiée le 16 septembre 2018
Statistiques
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Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

Prise de conscience de l’existence de l’air. L’air peut se déplacer. L’air
ne disparaît et n’apparaît pas ; s’il semble disparaître d’un lieu, c’est qu’il s’est déplacé vers un autre lieu.
D'après la main à la pâte.

Déroulement des séances

1

Qu’y a-t-il dans les cartons ?

Dernière mise à jour le 11 septembre 2018
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Prendre conscience que l’air a une consistance. Mettre des mots sur ses sensations. Sentir, éprouver des perceptions, les caractériser, les nommer, puis les communiquer et les confronter à celles ressenties par les autres élèves
Durée
35 minutes (3 phases)
Matériel
4 cartons avec un trou pour que les élèves puissent y passer la main sans voir
ce que les cartons contiennent
4 sacs plastiques neufs (non troués !) contenant de l’eau, des graviers fins ou du sable ; de l’air ; une brique ou un gros caillou.
Photocopie du tableau des ressentis.

1. Présentation

collectif | 10 min. | découverte


"Aujourd’hui, nous vous avons apporté quatre cartons dans lesquels se trouve un sac en plastique. Voici la question que je vous pose dont nous allons chercher la réponse : Qu’y a-t-il dans les sacs cachés dans les cartons ? »
« Vous allez, chacun votre tour, toucher doucement chaque sac et vous noterez ensuite, sur un tableau que je vous ai préparé, ce que vous avez senti et ce que vous pensez qu’il y a dedans. »

Les élèves vont toucher les sacs (qui ne sont pas visibles). Ils retournent ensuite à leur place et complètent leur tableau.

Les élèves disposent d’une « valise de mots » pour les aider à caractériser leur ressenti.

2. Mise en commun des observations et validation

collectif | 20 min. | recherche

On interroge sur un seul sac à la fois.

Chaque élève va dire oralement ce qu’il a ressenti, puis en groupe, nous nous mettons d’accord sur ce que c’est.


«Vous allez maintenant, chacun votre tour, nous dire ce que vous avez senti en touchant le sac 1» « qu’est ce que c’est à ton avis ? » (idem pour les trois autres sacs)

Valider les propositions  par l’ouverture du sac. Orienter les échange pour caractériser la matière (état solide, état liquide)

États de la matière connus : solide, liquide. Leur faire proposer des exemples d’autres matériaux entrant dans les 2 catégories connues (pierre, bois, ... ; eau, huile, ...).

Qu’est-ce qui est contenu dans le sac 3 (air) ? Le sac est-il vide ? Est-ce du rien ?

Ouvrir le sac 3 : rien ne sort. Pourtant, pas d’aplatissement possible du sac avant de l’ouvrir : « il y a quelque chose. »

3. Synthèse collective

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation


En reprenant les éléments de la discussion, écriture d’une synthèse collective qui rappellera les étapes de la séance et les conclusions auxquelles le groupe est parvenu.
 

2

L’air existe, mais est-il partout ?

Dernière mise à jour le 15 septembre 2018
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Prendre conscience que tout le monde n’est pas d’accord sur l’existence de l’air, sur les endroits où il y en a et sur son rôle, verbaliser un protocole d’expérience, exposer ses idées et écouter celles des autres pour en tenir compte.
Durée
48 minutes (6 phases)
Matériel
Sacs plastiques
Bouteilles en plastique
récipients transparents divers qui ferment.
Informations théoriques
L’air existe partout autour de nous, on ne le sent pas, on ne le voit pas. On peut l’attraper et l’enfermer dans un récipient.

1. Rappel de la séance précédente et proposition de lister toutes les questions que l’on se pose sur l’air

collectif | 10 min. | découverte

 « Que peut-on faire avec de l’air ? Peut-on le toucher ? Bouge-t-il ? Comment faire pour le voir ? De quoi est-il fait ? »

Une trace écrite collective, recensant les différentes questions qui ont été abordées se construit peu à peu. Mise au propre par l’enseignant, elle figurera dans le cahier d’expériences.

2. Comment faire pour savoir s’il y a de l’air ?

collectif | 5 min. | recherche

 "L’air est difficile à repérer, pourtant il est présent. Mais est-il présent partout ? Où cela ? Dans la salle en fermant les portes ? Dans le placard ?, dans la cour ?, dans son corps ?….
Le problème est : « Comment faire pour savoir s’il y a de l’air ? ».

Les élèves proposent des solutions.

"Comment l’air avait été « piégé » lors de la séance précédente ?"

Le groupe se met d’accord sur l’idée générale que : L’air est présent partout, on peut le capturer.

3. Recherche : Comment capturer l'air ?

binômes | 7 min. | recherche

Les élèves en binômes, réfléchissent à différentes solutions qu’ils notent sur leur cahier d’expérience. (Comment, avec quoi et où ?)

4. Mise en commun des propositions

collectif | 6 min. | mise en commun / institutionnalisation


-de remarquer que dans le sac plastique, on voit qu’il est gonflé : il est rempli d’air. Le groupe peut choisir d’utiliser des sacs en plastique, ou garder le choix de différents
récipients.
- de mettre au point une ou deux techniques pour capturer l’air en précisant les différentes actions (par exemple : se déplacer avec le récipient, le fermer, l’étiqueter)
- de choisir les différents lieux où l’on va capturer de l’air et de se répartir les captures.

5. La capture de l'air

collectif | 5 min. | recherche

Les élèves, répartis en autant de groupes que de lieux, « capturent » l’air. Les sacs, une fois remplis, sont étiquetés par chaque élève qui y inscrit son nom et le lieu où le sac a été rempli d’air.
Puis ils représentent sur leur cahier d’expérience ce qu’ils ont fait.

6. synthèse collective

collectif | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

Reprendre les étapes du déroulement :

Problème : Comment faire pour savoir s’il y a de l’air ?

Recherche avec votre cahier d'expérience.

Expérimentation

Synthèse : A t'on répondu à la question ?

 

Écrire une synthèse collective qui rappellera le problème posé et la solution choisie (pour montrer que l’air existe, on va le capturer), comment les élèves s’y sont pris et quelle est la conclusion : (L’air existe partout autour de nous, on ne le sent pas, on ne le voit pas. On peut l’attraper et l’enfermer dans un récipient)

3

Comment voir l’air ? La réalisation

Dernière mise à jour le 15 septembre 2018
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
- Rendre l’air visible.
- Connaître l'existence, l'effet et quelques propriétés de l'air (matérialité et compressibilité de l'air).
- Savoir mener une démarche d'investigation en concevant et réalisant une expérience.
Durée
31 minutes (4 phases)
Matériel
sacs plastiques étiquetés, bassine, eau, ciseaux, crayons, stylos…
Informations théoriques
L’air invisible fait des bulles dans l’eau, c’est le moyen de le voir. Lorsque l’on met un sac rempli d’air dans l’eau et que l’on fait un trou.
dans le sac, le sac se vide de son air qui remonte à la surface en faisant des bulles

1. Rappel de la séance précédente et de ses résultats.

collectif | 5 min. | réinvestissement

Nous avons vu lors de la précédente séance une démarche scientifique. Nous avions un problème (Comment faire pour savoir s’il y a de l’air ?), nous avons fait des recherches puis nous avons expérimenté (nous avons emprisonné l'air) et enfin nous avons pu répondre à la question.

 

Écrire une synthèse collective qui rappellera le problème posé et la solution choisie (pour montrer que l’air existe, on va le capturer), comment les élèves s’y sont pris et quelle est la conclusion : (L’air existe partout autour de nous, on ne le sent pas, on ne le voit pas. On peut l’attraper et l’enfermer dans un récipient)

2. Nouveau problème « comment montrer qu’il y a bien de l’air dans nos sacs ? »

groupes de 3 | 8 min. | recherche

Les élèves, en petits groupes, doivent imaginer une expérience qui prouverait que le sac contient quelque chose. Les propositions d’expériences sont faites sur le carnet d’expériences.
Les élèves ont plusieurs hypothèses :
- On peut le sentir sur la joue si on le fait sortir du sac.
- on peut l’entendre si on saute sur le sac fermé rempli d’air, ça fait du bruit.
Certains élèves peuvent mentionner les bulles d’air, sinon l’enseignant peut le proposer et amener le groupe à l’idée de l’eau pour montrer l’air des sacs

3. « Comment montrer qu’il y a de l’air dans nos sacs avec une bassine d’eau ».

binômes | 8 min. | mise en commun / institutionnalisation

Le problème est donc reformulé pour tous : « Comment montrer qu’il y a de
l’air dans nos sacs avec une bassine d’eau ».

Réalisation de l'expérience  envisager d’immerger le sac et de le crever sous l’eau pour voir apparaître les bulles.

Puis ils représentent sur leur cahier d’expérience ce qu’ils ont vu.

4. Synthèse collective

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

En reprenant les étapes du déroulement, écriture d’une synthèse collective qui rappellera le problème posé et la solution choisie (pour voir l’air on a mis le sac dans une bassine d’eau), comment les élèves s’y sont pris (pour que l’air soit visible et les différentes étapes pour faire apparaître les bulles) et quelle est la conclusion (l’air invisible fait des bulles dans l’eau, c’est le moyen de le voir). Cette expérience permet aussi de voir que dès qu’il s’échappe du sac, il remonte à la surface.

4

Vérifier la présence de l’air avec l’eau

Dernière mise à jour le 16 septembre 2018
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
Réinvestir la séance précédente. - Connaître l'existence, l'effet et quelques propriétés de l'air (matérialité et compressibilité de l'air).
- Savoir mener une démarche d'investigation en concevant et réalisant une expérience.
- Décrire et questionner ses observations.
- Formuler des hypothèses, les tester et les éprouver.
- Rendre compte de sa démarche.
Durée
50 minutes (5 phases)
Matériel
bassines, eau, petites bouteilles en plastique, des pailles
Informations théoriques
l'eau nous permet de repérer s'il y a ou non présence de bulles d'air

1. Rappel de la séance précédente et de ses résultats : on peut voir l’air dans l’eau.

collectif | 10 min. | réinvestissement

Nous avons vu lors de la précédente séance une démarche scientifique. Nous avions

un problème (comment montrer qu’il y a bien de l’air dans nos sacs ?),

nous avons fait des recherches puis nous avons expérimenté (pour que l’air soit visible et les différentes étapes pour faire apparaître les bulles)

et enfin nous avons pu répondre à la question. (l’air invisible fait des bulles dans l’eau, c’est le moyen de le voir)

2. Nouvelle expérience

individuel | 10 min. | recherche

L’enseignant propose au groupe une bouteille en plastique ouverte puis la ferme.

« Que contient-elle ? » « comment le prouver ? »

Les élèves réfléchissent individuellement et représentent sur leur cahier l’expérience ce qu’il faut faire pour le prouver.

L’enseignant les aide à bien présenter toutes les étapes de celle-ci et à préciser ce qu’ils pensent qu’il va se passer.

3. Mise en commun : Affichage des feuilles d'exp + échanges

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Affichage de quelques feuilles.

Discussion collective afin de mettre en place un procédé commun fiable (les différentes étapes et positions de la bouteille dans l’eau)

4. Réalisation de l’expérience

groupes de 4 | 10 min. | recherche

Chaque groupe réalise l’expérience puis chacun la représente sur son cahier.

5. Trace écrite collective

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Une trace écrite collective est élaborée récapitulant ce que l’on a appris (l'eau nous permet de repérer s'il y a ou non présence de bulles et donc de vérifier que l’air était présent dans la bouteille)

En conclusion, nous avons vu qu’il y a de l’air partout, que l’eau nous permet de le voir.

 

Rappel de la séance 2  et des activités de la piscine :

"Il y a de l’air dans notre corps" et demander comment le vérifier (souffler avec la paille dans l’eau)

5

Évaluation

Dernière mise à jour le 16 septembre 2018
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
-Évaluer la compétence du socle commun : Savoir mener une démarche d'investigation en concevant une expérience.
Durée
20 minutes (1 phase)
Matériel
un verre en plastique vide

1. Évaluation individuelle

individuel | 20 min. | évaluation

Tu as un verre en plastique vide. Quelle expérience pourrais‐tu faire (dessine là) pour montrer qu'il y a de l'air dans ce verre?