2. Mener une investigation sur les propriétés des solides en groupes

La Section 1 portait sur les propriétés de la matière en ce qui concerne la compressibilité des solides, des liquides et des gaz. Nous allons maintenant examiner de plus près les propriétés des solides.

La première à laquelle nous allons réfléchir est la suivante. Comment se fait-il que certains objets solides sont froids au toucher alors que d’autres ne le sont pas  ? Prenons par exemple une cuiller en bois et une cuiller en métal. Lorsque nous les saisissons alors qu’elles sont toutes deux sur une table, elles sont à la même température ambiante – et pourtant la cuiller en métal est plus froide.

Certains matériaux conduisent la chaleur mieux que d’autres. Les métaux ont la propriété d’être de bons conducteurs thermiques : la cuiller en métal éloigne la chaleur de notre main d’où la sensation de froid. La cuiller en bois est un mauvais conducteur thermique – c’est un bon isolant thermique.

Dans l’Activité 2, vous étudiez la propriété de la solubilité avec vos élèves. Quelles autres propriétés pourriez-vous étudier  ? La conductivité électrique ? La densité ?

L’Étude de cas 2 montre comment un enseignant dans une classe à effectif lourd a soutenu les groupes d’élèves dans leurs investigations sur un groupe particulier de matériaux. (Voir la Ressource clé : Travailler avec des classes à effectifs lourds ou à niveaux multiples [Tip: hold Ctrl and click a link to open it in a new tab. (Hide tip)] .)

Étude de cas 2: Les propriétés des métaux

Un lundi matin, Mme Ogunde arrive en classe avec des objets en métal de toutes sortes qu’elle dispose sur son bureau en face des élèves. Il y a une bague en or, de vieilles pièces en argent et en cuivre, du fer, des clous et des vis en acier et en laiton et toutes sortes de fils de fer.

Pendant que le reste de la classe travaille à autre chose, elle rassemble le groupe qui doit étudier et rechercher les propriétés des métaux autour d’elle. Ils examinent et discutent des objets exposés. Ils se demandent si les métaux rebondissent. Ils commencent à poser des questions: Est-ce que tous les métaux sont brillants  ? Quel est le métal le plus dur, le plus résistant  ? Est-ce que le fait de se ternir et de rouiller est une propriété  ?

Mme Ogunde suggère également quelques questions : Est-ce que tous les métaux conduisent l’électricité  ? Qu’est-ce que le magnétisme  ? Que sont les alliages  ? Ils se rendent compte qu’il existe un grand nombre de propriétés à étudier, mais certaines à une phase plus avancée de la leçon. (Reportez-vous à Ressource 2 : Observation des propriétés des solides pour des conseils complémentaires pour la préparation d’un cours sur les solides.)

Elle suit leur travail pendant toute la semaine où ils se préparent à présenter les résultats de leurs recherches. La semaine suivante, elle suit un autre groupe qui travaille sur un autre type de substance comme le plastique ou le bois.

Activité 2: Actes de disparition – la propriété de la solubilité

Cela peut être la suite du travail que vous avez déjà fait avec vos élèves dans l’Activité clé de la Section 1, lorsque les élèves étudiaient les substances de poudres blanches inconnues.

Commencez à discuter de ce qui se passe lorsque vous ajoutez quelque chose de soluble comme le sucre à votre thé. Comment pouvez-vous dire que quelque chose a été dissout  ? Peut-être qu’avec les élèves les plus âgés c’est l’occasion d’introduire des termes comme solvant (le thé liquide chaud), soluble (le sucre) et solution (le liquide sucré qui en résulte).

Donnez à cinq groupes différentes substances et des récipients d’eau. Laquelle de ces substances est soluble dans l’eau  ? Demandez-leur d’émettre des hypothèses et de noter le résultat de leurs expériences sous forme de tableau en utilisant des mots tels que « légèrement soluble » ou « complètement soluble ». (Voir la Ressource clé : Travail de recherche et d'investigation en classe.)

Enfin, demandez à chaque groupe de préparer sa propre expérience en utilisant une variable différente (quelque chose qui peut changer) et qui peut affecter la solubilité du sucre dans l’eau. Cela peut être la température du liquide (solvant), la taille des grains de sucre (produit soluble), ou la façon de remuer la solution ou de secouer le récipient. Vous pouvez expliquer aux élèves comment présenter leurs résultats sous forme de diagramme. (Reportez-vous à Ressource 3: Préparation du cours sur la solubilité pour des conseils plus détaillés).

1. L’apprentissage fondé sur l’enquête – une méthode de présenter les résultats de l’enquête

3. Travail d’investigation sur les transformations irréversibles