L'air

Discipline
Vivant, matière, objets
Niveaux
CE2.
Auteurs
R. DELENE, C. PAPAILHAU X, L. CORDA X, L. NOVI X, L. NOVI X et E. PENTCHEFF X
Objectif
- Connaître l'existence, l'effet et quelques propriétés de l'air (matérialité et compressibilité de l'air).
- Mettre en œuvre des expériences simples impliquant l'eau et/ou l'air.
- Modéliser pour représenter une situation.
- Savoir mener une démarche d'investigation.
- Manipuler, explorer plusieurs pistes, procéder par essais et erreurs .
- Rendre compte de sa démarche.
- Formuler des hypothèses, les tester et les éprouver.
Relation avec les programmes

Cycle 2 - Programme 2020

  • Connaître l'existence, l'effet et quelques propriétés de l'air (matérialité et compressibilité de l'air).
  • Mettre en œuvre des expériences simples impliquant l'eau et/ou l'air.
Dates
Créée le 28 mars 2019
Modifiée le 10 avril 2019
Statistiques
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18 coups de coeur
Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.Dépublier la séquence

Déroulement des séances

1

L'air S1: le vent et ses effets

Dernière mise à jour le 28 mars 2019
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
comprendre que le vent est de l'air en mouvement
découvrir que l'air est partout autour de nous
Durée
55 minutes (5 phases)
Matériel
images à vidéoprojeter
sacs plastiques
cahier de sciences

1. émergence d'un questionnement: qu'est ce que le vent?

collectif | 10 min. | découverte

Images: cerf volant, arbre courbé par le vent, bateau à voile, manche à air

Selon vous, qu'est ce que le vent?

de l'air en mouvement

bien distinguer matière et effet: qu'est ce que le vent // que fait le vent, il ne s'agit pas de simplement décrire les images

proposer des réponses, s'interroger

Où y-a-t-il de l'air?== =recueil des propositions (réponse attendue: dehors/ partout)

Comment être sûrs qu'il y a de l'air dehors?=== propositions des élèves

Vous allez vérifier qu'il y a bien de l'air dehors. Nous allons sortir et mener une expérience

2. investigation en extérieur

individuel | 15 min. | recherche

PE: Vous allez vérifier qu'il y a bien de l'air dehors en le "capturant" dans votre sac par le moyen que vous voulez.

stratégies possibles: souffler dans le sac, courir avec le sac, le secouer

Certains élèves ne feront pas le geste de capturer de l'air mais ils en auront quand même dans leur sac===> cela permettra de comprendre que l'air est partout , qu'on a pas besoin d'aller le chercher au moment de la mise en commun

3. Retour en classe, mise en commun

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation

PE: Qu'avons nous fait? Qu'avez vous observé?

Les élèves expliquent en quoi ce qu'ils ont fait ou observé montre qu'il y a bien de l'air dehors

Le sac est gonflé, il est dur, si on l'ouvre on sent du vent qui sort, j'ai mis de l'air en soufflant

Note les réponses au tableau ou sur un paperboard

4. nouveau questionnement, expérimentation: y-a-t-il de l'air dans la classe?

collectif | 15 min. | recherche

Et dans la classe? Pensez vous qu'il y a de l'air aussi?

hypothèses de réponses: oui sinon on ne pourrait pas respirer/ non, l'air c'est dehors

Comment faire pour le savoir?

Comme tout à l'heure avec le sac

essayez de capturer avec votre sac SANS COURIR

5. Mise en commun

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Rappel de la question de départ: qu'est ce que le vent?

recueil des réponses/ constat de leur évolution

Construction de la trace écrite:

"Il y a de l'air partout, dehors et dans la classe. Mais on ne le voit pas. L'air est invisible."

Possibilité si temps restant:

dessiner les expériences menées (capture de l'air)

 

2

L'air S2: Jouons avec le vent!!

Dernière mise à jour le 28 mars 2019
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
- Découvrir les connaissances des élèves - Élargir les connaissances des élèves en partageant les résultats - Fabriquer un moulin à vent
- Réaliser des objets techniques par association d'éléments existants en suivant un schéma de montage.
Durée
55 minutes (2 phases)
Matériel
Pour un élève : 1 papier carré, une épingle, un bouchon en liège, des ciseaux, de quoi décorer le papier (cf document eduscol lié)
cahier de sciences
affiche

1. rappel du questionnement, représentations des élèves

collectif | 15 min. | découverte

Pour vous, c'est quoi l'air?

Le vent, ce qu'on respire, ce qui passe dans le ventilateur...

Les élèves répondent à l'oral pour donner leur point de vue 

On note au tableau les idées des élèves.

- Connais-tu des objets qui font du vent?

Une feuille, un ventilateur, la bouche, un aspirateur...

Connais-tu des objets qui fonctionnent avec le vent?

Une éolienne, un moulin, un voilier, une manche à air, un planeur...

 Sur le cahier faire noter les réponses pertinentes on doit arriver au résultat suivant : -Q1 : L'air est ce qu'on respire, il est tout autour de nous et on peut le sentir dans le vent. -Q2 : Les objets qui font du vent sont le ventilateur ou l'aspirateur mais aussi... -Q3: Un bateau à voile, un moulin... Sont des objets qui fonctionnent grâce au vent.

2. fabrication du moulin à vent

individuel | 40 min. | recherche

Après avoir fait un tour des connaissances des élèves, on va les lancer dans une activité de création pour illustrer les propos tenus (la bouche qui fait de l'air, qui fait tourner l'hélice, qui peut produire de l'énergie...). Présenter tout d'abord un modèle terminé puis guider les élèves dans la construction. Suivre le guide eduscol

Vous allez maintenant fabriquer vous même un moulin à vent à partir du matériel que je vous donne et de la fiche de fabrication.

vocabulaire: diagonale / manipulation des ciseaux, fourniture de la punaise (épingle) par le PE au dernier moment

suivre le guide, fabriquer un objet technique

3

L'air S3: matérialité de l'air

Dernière mise à jour le 10 avril 2019
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
comprendre que l'air occupe un volume/ prend de la place en utilisant la démarche d'investigation
- Connaître l'existence, l'effet et quelques propriétés de l'air (matérialité et compressibilité de l'air).
Durée
40 minutes (5 phases)
Matériel
récipient transparent, eau
bouteille en plastique transparente à fond coupé
objet flottant (balle de ping pong ou autre)
affiche démarche d'investigation
fiche élève avec schémas (hypothèses)
cahier de sciences
Informations théoriques
voir vidéo LAMAP sur la matérialité de l 'air (vidéo bateau)
Remarques
ne pas axer le questionnement sur l'objet flottant qui sert de repère visuel (confusion avec flotte/coule), bien définir ce que les élèves doivent observer (niveau de l'eau), rappeler comment on représente avec un schéma et à quelle étape de la démarche d'investigation nous en sommes

1. présentation du matériel et du questionnement

collectif | 5 min. | découverte

matériel en place sur une table visible de l'ensemble de la classe:

bassine transparente, bouteille en plastique à fond coupé, bouchon en liège ou balle de ping pong (flotteur)

aujourd'hui nous allons être de véritables scientifiques. Pour commencer, voici le matériel que nous allons utiliser. Je vais vous distribuer une fiche où vous allez pouvoir répondre à la question que je vais vous poser en entourant la réponse qui vous semble juste. (distribution fiche schémas hypothèses)

Question: que pensez vous qu'il va se passer quand je vais enfoncer la bouteille à fond coupé dans l'eau? Le niveau de l'eau va-t-il rester le même? être plus haut dans la bouteille que dans le bac? être plus bas dans la bouteille?

 

2. émission d'hypothèses

individuel | 10 min. | recherche

les élèves entourent l'hypothèse qui leur semble correcte.

sous le schéma que vous avez entouré, écrivez pourquoi vous pensez que cette hypothèse est la bonne. Justifiez/ expliquez avec vos mots.

3. mise en commun des hypothèses

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation

Oralement: mise en commun des différentes hypothèses et de leurs justifications.

Maintenant je vais réaliser l'expérience devant vous. Vous allez observer attentivement.

observation, constat: le niveau d'eau est plus bas dans la bouteille qu'en dehors.

4. schématisation du résultat de l'expérience

individuel | 10 min. | découverte

Sur votre cahier de sciences: collez la feuille ou vous avez entouré votre hypothèse, en dessous vous allez représenter par un schéma le résultat de l'expérience que vous avez observé. Servez vous du premier schéma (rappel schéma= dessin très simplifié). Il faut que l''on voit bien ce que nous avons observé.

circule dans les rangs pour étayer si besoin, vérifie que le schéma correspond à l'observation

5. synthèse

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Qu'avons nous constaté lors de cette expérience?

l'eau dans la bouteille est descendue/ est plus basse qu'autour

Pourquoi selon vous?

Parceque l'air prend de la place=======

Trace écrite à copier dans le cahier: L'eau dans la bouteille est descendue car l'air prend de la place.

Conclusion de séance

4

S4 Défi gobelet

Dernière mise à jour le 10 avril 2019
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
- Connaître l'existence, l'effet et quelques propriétés de l'air (matérialité et compressibilité de l'air)
- Mettre en œuvre des expériences simples impliquant l'eau et/ou l'air
Durée
40 minutes (5 phases)
Matériel
6 bacs transparents (saladiers ou autres)
12 gobelets transparents
6 torchons (voire +)
mouchoirs en papier
patafix
1/4 de feuilles pour noter durant l'expérience

1. rappel des séances précédentes, présentation du défi

collectif | 5 min. | découverte

Matériel disposé sur 6 tables, constitution de 6 groupes de travail (à ajuster selon l'effectif, environ 4 élèves/ilot)

« En t’aidant des objets qui sont devant toi, trouve une solution qui te permettra de plonger un mouchoir en papier sous la surface de l’eau SANS LE MOUILLER ! »

réponse aux premières questions sans orienter les expériences des élèves. Préciser que le torchon sert seulement à sécher le verre entre deux expériences

2. expérimentation

groupes de 4 | 10 min. | recherche

Au cours de la manipulation, les élèves notent leurs remarques, questions, et notent si le défi est relevé ou non.

3. mise en commun

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Un ou plusieurs élèves qui ont relevé le défi viennent montrer leur technique, sans donner d’explication. Chaque élève retourne faire l’expérience.

Mise en évidence des conditions dans lesquelles l’expérience fonctionne ou pas.

4. nouvelle expérimentation

groupes de 4 | 5 min. | recherche

Les élèves essaient à nouveau de réussir le défi.

5. schématisation et justification

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Sur 1/4 de feuille : « Dessine la manipulation que tu viens de réaliser et essaie de donner une explication »

rappel de ce qu'est schématiser en sciences (recours à l'affiche)

Mise en commun des différentes propositions. NB : Toutes les hypothèses autres que la présence de l’air (ex : la vitesse avec laquelle est plongé le gobelet, niveau d’eau, .....) sont à vérifier à l’aide de la manipulation et seront donc invalidées par les élèves.

Conclusion: le morceau de papier est resté sec car l’air du verre a empêché l’eau de rentrer.

Rangement du matériel

5

S5 Est ce que l'air pèse quelque chose?

Dernière mise à jour le 10 avril 2019
Discipline / domaine
Vivant, matière, objets
Objectif
identifier une des caractéristiques de l'air: il possède une masse
Durée
35 minutes (4 phases)
Matériel
balance
ballon de hand ou autre
pompe à main
modèle de schéma (balance roberval )
cahier de sciences
Remarques
pré requis: avoir étudié la notion de masse

1. rappel des séances précédentes, recueil des représentations

collectif | 5 min. | découverte

Rappel des séances précédentes et des questions auxquelles nous avons répondu.

Question du jour:

Est ce que l'air pèse quelque chose?

Ce que je pense:

Sur votre cahier de sciences, écrivez la question ainsi que " ce que je pense" puis notez votre réponse.

2. recueil des représentations, choix de l'expérience

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Invite les élèves a formuler leurs réponses à l'oral et les note au tableau

Comment pouvons nous faire pour savoir qui a raison?

proposent des expériences

propose d'utiliser le matériel suivant:

ballon de foot/ hand , pompe, balance (à plateau puis électronique si l'expérience n'est pas probante)

au tableau: Est ce-qu'un ballon gonflé sera plus lourd, plus léger ou aura la même masse qu'un ballon dégonflé ?

notent la question, représentent par un schéma leur hypothèse sur le cahier de sciences (modèle du schéma fourni au tableau: balance équilibrée ou non)

3. réalisation de l'expérience

collectif | 10 min. | recherche

Réalisation de l'expérience sur une table visible par tous:

selon le type de balance (roberval ou électronique) on procédera diffèrement

balance roberval:

  1. déposer le ballon dégonflé sur un des plateaux, équilibrer la balance avec les masses marquées, constater la masse atteinte, la noter au tableau
  2. procéder de même avec le même ballon gonflé entretemps
  3. comparer les résultats: y a t-il une différence? Que constatons nous? (faire venir les élèves en petits groupes pour une meilleure observation si besoin)
  4. Notre balance est elle assez précise?

Balance électronique:

  1. déposer le ballon dégonflé sur le plateau. Noter le poids
  2. gonfler le ballon, procéder à la pesée, noter le poids atteint
  3. que constatons nous?

schématisent l'expérience sur leur cahier, notent le résultat

 

 

4. conclusion

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Que pouvons nous conclure de cette expérience?

Trace écrite:

D’après nos expériences, on peut conclure qu’on peut peser l’air, et que l’air a une masse, même si on ne la ressent pas forcément. Le poids de l’air est de 1g par litre, alors que l’eau pèse 1kg, soit 1 000g par litre.