3. Résolution de problèmes par des expériences scientifiques

Pour la dernière partie de cette section, nous consolidons les idées des deux premières sections en demandant aux élèves de résoudre le problème présenté dans l’Activité clé (lisez-là maintenant). Cette activité fait appel aux compétences d’investigation – hypothèses, préparation, enregistrement et présentation des résultats. Est-ce que ce type d’activité a suscité l’intérêt des élèves  ? Pouvez-vous penser à d’autres thèmes au programme du cours de science où vous pourriez renouveler cette approche  ? Partagez vos idées avec vos collègues. Peut-être pourriez-vous commencer un cahier des expériences dans l‘école.

Souvent, dans la science, se produisent des choses inattendues. Dans l’Étude de cas 3, un enseignant a utilisé une démonstration pour motiver la réflexion de ses élèves – il a montré qu’une aiguille en métal flottait. Comment peut-on expliquer cela  ? Ce type d’activités vous donne l’occasion d’évaluer le niveau de compréhension de vos élèves et de compléter la carte mentale du début de cours.

Étude de cas 3: Une aiguille flotte – étude de la tension superficielle

Barnabé Ayo a toujours adoré les surprises lorsqu’il était enfant. Dans ses cours de science, il cherche toujours à démontrer les faits décrits dans les manuels par des expériences inattendues. Cette courte démonstration a certainement surpris ses élèves et les a fait réfléchir sérieusement à la nature de l’eau.

Il a rassemblé un bol en verre, rempli au deux tiers d’eau, quelques aiguilles à coudre ordinaires, des ciseaux et du papier hygiénique ou un mouchoir en papier plié en deux.

Tout d’abord, il a demandé aux élèves de lui dire ce qui allait se passer si l’on plaçait une aiguille à la surface de l’eau. Ils ont tous affirmé qu’elle allait couler. M. Ayo a demandé à un élève d’essayer – et leur hypothèse a été vérifiée.

Ensuite, il a pris une autre aiguille et a coupé un petit rectangle dans le mouchoir en papier légèrement plus long que l’aiguille et de 2 cm de large. Il a séparé les deux couches de papier et a posé l’aiguille sur l’un des rectangles. Puis il a posé avec précaution les deux morceaux de papier sur l’eau. « Vous voyez ! Elle flotte », a-t-il dit à la classe. Ils lui ont tous répondu qu’il trichait. Mais ensuite, pendant qu’ils regardaient, le mouchoir imbibé d’eau a coulé et l’aiguille est restée flotter à la surface.

M. Ayo n’a pas donné d’explication. Il a demandé à ses élèves d’en discuter par petits groupes. Puis il leur a demandé de suggérer des explications du phénomène qu’ils venaient d’observer et leur a expliqué le principe de la tension superficielle.

À la fin du cours, quelques élèves ont ajouté cette nouvelle information à leur carte mentale sur l’eau. (La Ressource 5 : La tension superficielle donne des informations de contexte qui vous sont destinées à vous, l’enseignant.)

Activité clé : Quelle est la meilleure façon de faire sécher un bout de tissu ?

  • Répartissez vos élèves par groupes de quatre.
  • Donnez à chaque groupe un morceau de tissu ou une serviette en papier à mouiller et ensuite couper en morceaux. Maintenant demandez-leur quelle est la meilleure manière de sécher les morceaux de tissu. Le tissu doit-il être – chiffonné  ? plié  ? étendu  ? au soleil  ? à l’ombre  ? au courant d’air  ?
  • Chaque groupe doit émettre une hypothèse et préparer son expérience. De quel matériel ont-ils besoin ? Que vont-ils mesurer ? Comment vont-ils présenter leurs résultats ?
  • Dites aux élèves qu’ils ne doivent rien changer excepté la seule chose qu’ils recherchent – ici, leur méthode de séchage. Ils doivent donc s’assurer que chaque morceau de tissu est de la même taille et mouillé avec la même quantité d’eau quand ils démarrent leur expérience.
  • Lorsque les groupes ont bien préparé leur expérience et leur équipement, laissez-les démarrer.

Chaque groupe doit présenter ses résultats à la classe : ils doivent inclure la meilleure façon de sécher le tissu et expliquer ce qui n’a pas marché au cours de leur expérience.

2. Focus sur l’eau potable

Ressource 1 : Survivre dans le désert