Du 1er au 11 octobre nous fêtons la science en France Métropolitaine, en région, en département et au Centre Pilote La Main à la Pâte de Nice bien évidemment !
Comment fêter la science dans votre classe ? Comment faire naître l’émotion de la découverte chez vos élèves ? Voici quelques propositions d’activités scientifiques réalisables en classe pour l’occasion, qui s’inscrivent dans les programmes et peuvent être le déclencheur de séquences pédagogiques.
Cycle I : Eruption volcanique dans la classe !
Émerveillez vos élèves de maternelle en répliquant une éruption volcanique, tout en les sensibilisant aux risques des mélanges de produits chimiques que l’on trouve dans les placards de la maison.
Explication scientifique : Quand on mélange le vinaigre blanc avec du bicarbonate de soude, une réaction chimique se produit. Des bulles se forment lorsque les deux éléments entrent en contact. Que se passe-t-il ? En chimie, le vinaigre est un acide et le bicarbonate est une base. Ces deux réactifs lorsqu’ils entrent en contact vont former un élément nouveau, un gaz : le dioxyde de carbone.
Point sécurité : Le vinaigre étant un acide, il faut que l’adulte qui le manipule doit protéger ses yeux (lunettes ou une visière de protection, à défaut un masque de plongée ou de ski fait l’affaire) et sa peau (gants chirurgicaux).
Le bicarbonate de sodium (ou bicarbonate de soude) est basique, étant sous forme de poudre volatile il faut également prendre quelques précautions. Heureusement nous portons toutes et tous des masques chirurgicaux en classe qui protègent nos voies respiratoires de l’inhalation du produit.
Enfin pour protéger les élèves, il suffit de matérialiser un périmètre de sécurité à l’aide de ruban de balisage.
La réplique d’un volcan effusif :
Matériel :
Pour la maquette du volcan : pâte à sel (farine, sel, eau, huile végétale), peinture marron, une bouteille d’un litre.
Modeler votre volcan autour de la bouteille débouchée, laisser sécher, peindre.
Pour l’éruption volcanique : des lunettes de protection (pour l’adulte manipulant les produits ainsi qu’un masque chirurgical, mais celui-ci on l’a!), du ruban de balisage pour matérialiser un périmètre de sécurité, vinaigre blanc, sirop de grenadine, bicarbonate de soude, liquide vaisselle, plateau en plastique, un entonnoir.
« Recette » : Mélanger 50cl de vinaigre blanc avec 20cl de sirop, ajouter sans mélanger quelques gouttes de liquide vaisselle, verser le mélange, à l’aide de l’entonnoir, dans le cratère du volcan, ajouter 3 cuillères à soupe de bicarbonate de soude…
Pour observer la réaction chimique qui se produit dans la chambre magmatique de la maquette, vous pouvez procéder à l’expérience suivante :
La réplique du volcan Dallol (Éthiopie, photo ci-dessous).
Matériel : des lunettes de protection (pour l’adulte manipulant les produits ainsi qu’un masque chirurgical, mais celui-ci on l’a!), du ruban de balisage pour matérialiser un périmètre de sécurité, 1 plateau en plastique, bicarbonate de soude, pipettes, vinaigre blanc, colorant alimentaire jaune.
Versez une couche d’un centimètre de bicarbonate de soude sur le plateau, mélangez le vinaigre avec le colorant alimentaire, prélevez ce mélange à l’aide de la pipette, versez le contenu de la pipette sur le bicarbonate de soude… Emerveillez-vous !
Supports : L’Esprit Sorcier, épisode 9, Au cœur des volcans, https://www.youtube.com/watch?v=2qSZ4AbOJ-E
Albums : Anga, fils du feu de Jean-Pierre Idatte, le Petit Prince raconté aux enfants de Antoine de Saint-Exupéry.
Référence programmes : Explorer le monde du vivant, des objets et de la matière. Prendre en compte les risques de l’environnement familier proche (produits toxiques).
Cycle II : Combien de couleurs dans mes feutres ?
Les Centres Pilotes La Main à la Pâte vous proposent de défier vos élèves : comment séparer les couleurs d’une encre ? (https://www.fondation-lamap.org/fr/continuite-defis)
Cette activité est une occasion de regarder le feutre comme un objet manufacturé et de faire découvrir aux enfants que les couleurs sont issues de la superposition d’autres couleurs et qu’elles peuvent donc être décomposées. Les couleurs primaires sont utilisées dans la fabrication de feutres de couleurs différentes par un processus de mélange de matières colorées.
Matériel :
- Feutres bas de gamme (premier prix) de différentes couleurs (un feutre vert recommandé et si possible : jaune, bleu clair, rose, rouge, orange, violet, marron et noir). Cela fonctionne beaucoup moins bien avec des feutres de qualité.
- Filtres à café découpés en bandes (ou papier buvard)
- Petits verres ou pots transparents
- Pics à brochettes ou cure- dents
- Gomme fixe (facultative)
- Eau
Comment dissocier les couleurs d’un feutre ?
- Découpez 5 à 10 bandelettes de filtre à café (environ 1cm de large et 7-8 cm de long) par groupe ou par élève selon votre organisation.
- Faites une croix au crayon à 2 cm du bord inférieur de la bandelette (c’est simplement un repère pour faire la tache par la suite)
- Versez de l’eau dans un verre (1cm d’eau au fond du verre suffit)
- Posez le pic à brochette (à défaut le cure-dent) sur le verre. De la gomme fixe peut être utile pour stabiliser le pic
- Avec le feutre vert faire un rond (ni trop gros, ni trop petit : un « point » de 0,5 à 0,8 cm) sur la croix
- Placez la bandelette à cheval sur le pic à brochette de façon à ce que sa base soit en contact avec l’eau mais que la tache d’encre ne soit pas dans l’eau (voir le schéma du dispositif ci-après).
Discussion : Que va-t-il se passer selon vous? Il faut sortir la bandelette avant que le niveau d’eau atteigne le haut du papier (ou la tache de feutre en haut du papier), puis la laisser sécher.
Observation : Quel est le résultat ? voir schéma ci-après.
L’eau est montée le long de la bande de papier filtre et a emporté avec elle différents «pigments», différentes couleurs. La tache verte déposée a donné deux taches : bleue et jaune. Le vert est donc un mélange de bleu et de jaune.
Émission d’hypothèses : Que vont donner les expériences avec les autres feutres ? Avec quel feutre obtiendra-t-on le plus de taches de couleurs sur le papier filtre ?
Avec le même matériel et selon le même dispositif expérimenter avec les autres couleurs.
Trace écrite : coller les bandes de papier obtenues après expériences dans un cahier de sciences, une fois que celles-ci seront sèches.
Cyan (bleu clair), magenta (rose) et jaune n’ont pas donné d’autres taches de couleur. Ce sont des couleurs « pures », non mélangées, dites couleurs primaires.Mélangées deux à deux, les couleurs primaires donnent les couleurs secondaires (rouge, vert, bleu). Toutes les autres couleurs s’obtiennent par mélange des couleurs primaires.
Pour les autres couleurs, on constate que plusieurs taches apparaissent. Ce sont donc des mélanges. Plus la couleur est foncée, plus elle est composée d’un grand nombre de pigments. Ainsi, les feutres foncés (violet foncé, brun, gris, noir…) vont donner le plus de couleurs sur le papier filtre.
Le Centre Science peut sur demande vous prêter du matériel, vous accueillir avec votre classe pour des expériences, vous fournir des supports théoriques (exemple synthèse additive et soustractive des couleurs).
Référence programmes : Domaines du socle 1, 2, 4 et 5
Cycle 2 : Questionner le monde / Les objets techniques. Qu’est-ce que c’est ? A quels besoins répondent-ils ? Comment fonctionnent-ils ? Observer et utiliser des objets techniques […]. Dans une démarche d’observation, démonter / remonter, procéder à des tests et essais.
Fin de cycle II / cycle III : Hé Ho ! Du bateau !
Questionnement : Comment transmettre un message sans utiliser le langage oral, l’écriture ou la langue des signes ? Par exemple lorsqu’on est en pleine mer et que l’on veut communiquer d’un bateau à un autre.
Nous pouvons utiliser la lumière et le langage Morse. Pour cela, il nous faut fabriquer un télégraphe optique.
Programme de construction du télégraphe optique :
Matériel : 1 trombone, 2 attaches parisiennes, 3 fils électriques, 1 lampe, 1 douille, 1 pile, 1 morceau de carton, 1 règle graduée.
- Prépare l’interrupteur en redressant le trombone.
- Fixe les deux attaches parisiennes dans le morceau de carton en laissant entre elles un espace de 3cm.
- Enroule une extrémité dénudée d’un fil électrique sous la première attache parisienne.
- Enroule une extrémité dénudée d’un autre fil électrique sous la deuxième attache parisienne.
- Relie ensuite une attache parisienne à une borne de la pile et l’autre attache parisienne à la lampe (attache le fil électrique dans un des trous de la douille).
- Avec le troisième fil électrique, relie la lampe à l’autre borne de la pile.
- Enfin, glisse une extrémité du trombone sous une attache parisienne et laisse l’autre extrémité sur le dessus de l’autre attache parisienne (tords un peu le trombone pour ne pas qu’il touche tout le temps le dessus de la deuxième attache parisienne).
Tu as réussi si lorsque le trombone touche les deux attaches parisiennes, la lampe s’allume.
Une fois les télégraphes fabriqués, le concours de codage et décodage de message peut commencer : Morse.
Référence programmes : Domaines du socle 1, 2, 4 et 5
Cycle 2 : Questionner le monde / Les objets techniques. Qu’est-ce que c’est ? A quels besoins répondent-ils ? Comment fonctionnent-ils ? Réaliser des objets techniques par association d’éléments existants en suivant un schéma de montage.Identifier les propriétés de la matière vis-à-vis du courant électrique (bon conducteur/bon isolant). Différencier les objets alimentés avec des piles ou avec le courant du secteur.
Cycle 3 : Sciences et technologie / Matière, mouvement, énergie, information. Identifier différentes sources d’énergie. Reconnaître les situations où l’énergie est stockée, transformée, utilisée. La fabrication et le fonctionnement d’un objet technique nécessitent de l’énergie.Identifier un signal et une information.
Le projet complet : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/dsden06/esfi/wp-content/uploads/sites/15/2021/09/Telegraphe-optique.pdf
