Mettre les élèves en activité, contextualiser la première séance, où trouver l'inspiration ?

Si les manuels scolaires peuvent être sources d'inspiration (pas seulement les "activités" mais aussi les exercices de fin de chapitres qui donnent des idées de contextes d'apprentissage), l'observation du quotidien (phénomène ou propriété physique, actualité scientifique, vidéos en ligne sur les réseaux sociaux, émissions de radio, de télévision, articles ou reportages...) peut aussi s'avérer très riche.

Par exemple : dans le journal télévisé du 22/08/2022, une technique de tri des prunes intervenant dans la fabrication des pruneaux d'Agen pour sélectionner les plus sucrées peut constituer un contexte intéressant afin de réactiver les notions de masse, de volume, de masse volumique... et de bien d'autres notions encore...

Un contexte :

https://www.francetvinfo.fr/economie/emploi/metiers/agriculture/lot-et-garonne-une-bonne-saison-pour-les-pruneaux-d-agen_5320564.html

Aux environs de 2 min, il est expliqué que les prunes sont triées en fonction de leur taux de sucre par un procédé qui consiste à les plonger dans un bain d’eau salée. Les prunes qui sont sucrées vont rester au fond et vont continuer le processus de transformation en pruneaux. Les prunes qui ne sont pas assez sucrées vont flotter et être écartées.

Activité proposée aux élèves

Rédiger une explication scientifique au processus de tri des prunes.

Il est possible de proposer des mots-clés attendus dans l’explication (masse, volume, masse volumique, …).

En situation plus ordinaire que la première séance où la mise en activité expérimentale peut être délicate, il pourrait être pertinent de faire proposer des hypothèses et les protocoles expérimentaux permettant de les valider, mais dans le cadre de la première séance, les différentes expériences possibles seront simplement présentées pour être exploitées par les élèves.

En effet, selon les réponses avancées, des relances basées sur la présentation de photos d'expériences sont présentées aux élèves afin qu'ils adaptent ou enrichissent l’explication proposée. Faute de prunes disponibles au moment de la préparation de cette activité, les expériences ont été réalisées avec des abricots.

1ère réponse possible :

• Les prunes plus sucrées sont plus lourdes, elles coulent.

Relance n° 1 : La photographie d'un abricot et d'un grain de raisin dans un bain d'eau salée saturée.

2ème réponse possible :

Les prunes plus sucrées sont plus grosses, elles coulent.

Cette proposition pourrait aussi servir d'accroche à partir de l'article suivant https://mahalsa.fr/sante/lot-et-garonne-une-bonne-saison-pour-les-pruneaux-dagen/ qui affirme “Plus c’est sucré, plus le calibre du pruneau va être important“

Relance n° 2 : La photographie de plusieurs abricots de calibres différents : un petit qui coule et un gros qui flotte dans un bain d'eau salée saturée.

3ème réponse possible :

• Les prunes plus sucrées ont une plus grande masse volumique que l'eau salée, elles coulent.

Relance n° 3 : La photographie du même fruit plongé dans de l'eau douce puis dans de l'eau salée.

Plusieurs autres questions peuvent alors être posées en complément :

• À quelle condition le même fruit peut-il couler ou flotter ?
• Pourquoi choisir de l'eau salée et pas de l'eau douce pour trier les fruits ?

• L’eau doit-elle être très salée ?

Mutualisation - Décontextualisation

Les prunes sucrées ont une plus grande masse volumique que les prunes non sucrées.

Une prune coule dans l’eau salée si sa masse volumique est plus grande que celle de l’eau salée.

Une prune flotte dans l’eau salée si sa masse volumique est plus faible que celle de l’eau salée.

La masse volumique est caractéristique d'une matière.

La masse volumiqued'une matière de masse m et de volume V s'exprime par la relation : ρ = m / V.

Si la msse s'exprime en gramme (g) et le volume en centimètre cube (cm³), alors la masse volumique s'exprime en g/cm³.

Les notions travaillées

• Masse
• Volume
• Masse volumique

Mais aussi, selon les cas :

• Poids et masse
• Équilibre à deux forces
• Dissolution du sel dans l’eau
• Solubilité du sel dans l’eau

Cette activité contribue à construire les objectifs d’apprentissages suivants :

Cycle 4 : Exploiter des mesures de masse volumique pour différencier des espèces chimiques.

Seconde : Identification d’espèces chimiques dans un échantillon de matière par des mesures physiques (température de changement d’état, masse volumique…).

Les compétences travaillées

Cycle 4 :

Pratiquer des démarches scientifiques

- Interpréter des résultats expérimentaux, en tirer des conclusions et les communiquer en argumentant.

- Développer des modèles simples pour expliquer des faits d’observations et mettre en œuvre des démarches propres aux sciences.

Pratiquer des langages

- Utiliser la langue française, à l’écrit comme à l’oral, en cultivant

précision, richesse de vocabulaire et syntaxe pour rendre compte des observations, expériences, hypothèses et conclusions.

Seconde

Analyser/raisonner :

- Choisir un modèle ou des lois pertinentes.

- Choisir, élaborer, justifier un protocole.

- Faire des prévisions à l'aide d'un modèle.

-Procéder à des analogies.

Valider :

- Confronter un modèle à des résultats expérimentaux.

-Proposer d’éventuelles améliorations de la démarche ou du modèle.

Communiquer :

- présenter une démarche de manière argumentée, synthétique et cohérente.

- utiliser un vocabulaire adapté.