Module 2 : Étude des matériaux

Section numéro 1 : Étude et classification des matériaux

1. Utilisation des jeux pour explorer les matériaux – en groupes

Avec quelle substance de la terre sommes-nous le plus souvent en contact  ? La terre, les plantes, l’eau, le bois, le ciment, le tissu …  ?

Avez-vous pensé à l’azote  ? Nous passons notre vie entière immergés dans le gaz azote (80% de l’air).

Nous allons commencer par donner une « vue d’ensemble » de la matière et des matériaux qui constituent notre monde. L’Étude de cas 1 et l’Activité 1 décrivent des jeux dans lesquels les élèves nomment, décrivent, trient et regroupent la matière et les matériaux. Ces activités ludiques vous permettront d’établir ce que les élèves connaissent déjà, ce qui est indispensable pour un enseignement réussi de n’importe quelle matière.

2. Techniques pour explorer les propriétés des matériaux

Quand vous commencez à bien connaître vos élèves, il est vraiment utile que vous puissiez discuter avec eux de leur personnalité, de leurs aptitudes, de ce qu’ils aiment et n’aiment pas, de leurs forces et de leurs faiblesses. Afin de terminer cette discussion sur une note sympathique, demandez-leur de dessiner un autoportrait en pied et d’y indiquer leurs traits distinctifs d’une couleur. Ils peuvent utiliser différentes couleurs pour lister et écrire leurs différents types de caractéristiques.

Désormais, ils seront prêts à faire la même chose lorsqu’il s’agira de lister les propriétés des différentes substances communes (types de matériaux) qu’ils connaissent dans leur environnement. L’Activité 2 explore l’une des façons de procéder, à l’aide d’images.

Dans l’Etude de cas 2, un enseignant introduit le concept de propriétés et les trois états de la matière (solide, liquide et gazeux) en démarrant avec une seule propriété – la compressibilité. Est-ce que cette approche diffère de celle que vous utilisez habituellement  ? Quels autres sujets pourriez-vous étudier en utilisant cette approche  ?

3. Organisation de travaux pratiques pour mener un travail d’investigation

Thinking and behaving scientifically is most evident when pupils investigate something practically.Avoir une démarche et une pensée scientifiques est plus évident lorsque les élèves abordent l’objet de l’étude par des travaux pratiques.

Faire des expériences est une des pratiques clés de l’étude des sciences. Vos élèves et vous-même devez :

• décider de la question à laquelle vous allez essayer de répondre;
• décider du matériel et de l’équipement que vous allez utiliser;
• décider des mesures que vous allez prendre et des observations que vous allez faire ;
• décider de la manière dont vous allez présenter vos résultats et comment ceux-ci vont vous apporter une réponse à votre problème.

L’Étude de cas 3 montre comment les enseignants peuvent mener une séance de travaux pratiques sur une substance « inconnue ». Si les élèves ont déjà fait une expérience dirigée par leur enseignant, ils seront mieux préparés pour mener ensuite leurs propres expériences sur d’autres substances. Aussi nous vous recommandons vivement de suivre le plan du cours de l’étude de cas donné dans la Ressource 4 : Préparation d’une séance de travaux pratiques avec vos élèves avant de démarrer l’Activité clé.

In the Key Activity you will support groups in planning, conducting and reporting on their own investigations of ‘unknown’ white powders.Dans l’Activité clé, vous aiderez les groupes à préparer, effectuer et commenter leurs propres recherches sur des poudres blanches « inconnues ».

Ressource 1 : La chasse aux objets

 Ressource de l’enseignant pour la préparation ou l’adaptation, à utiliser avec les élèves

On a donné aux élèves la « liste des éléments » notée dans la colonne centrale. Le tableau montre comment les élèves des groupes A et D ont relevé le défi.

Remarque: L’intérêt de ce jeu est qu’il est toujours ouvert. Il n’y a pas de « réponses correctes », simplement de « bonnes réponses » et de « très bonnes réponses ».

Ressource 2 : Préparation du cours : Parmi ces matières, lesquelles peuvent être compressées – liquide, solide, gaz  ?

 Ressource de l’enseignant pour la préparation ou l’adaptation, à utiliser avec les élèves

Alima a utilisé l’activité ci-dessous comme point de départ pour son cours.

Tout d’abord, elle a demandé aux élèves de noter sur un schéma en forme d’araignée leurs observations et leurs connaissances sur le sable et voici le résultat de l’un des meilleurs groupes.

Puis elle a décidé qu’avec ce type d’activité, elle aurait pu laisser une plus grande part d’initiative aux élèves. Elle a préparé une feuille de travail (voir ci-dessous). Elle a trouvé que cette nouvelle approche faisait une très grande différence en terme de motivation, enthousiasme et apprentissage de la part de ses élèves.

Ressource 3 : Exemple de travail d’élèves

 Exemple de travail d’élèves

Maximise

Ressource 4 : Préparation d’une séance de travaux pratiques

 Information préliminaire ou connaissance du sujet

La préparation du cours

Avant le cours, vous devez trouver un peu d’argile sèche que vous allez écraser, broyer et moudre jusqu’à l’obtention d’une fine poudre sèche. Vous n’avez pas besoin d’une grande quantité – juste assez pour en donner une bonne cuiller à café à chaque groupe.

Étape 1a – Etude par observation, comparaison et prise de notes

Donnez à chaque groupe une petite assiette ou un couvercle plat pour contenir la poudre d’argile. Demandez-leur d’observer la substance attentivement et de noter toutes leurs observations dans leur langue maternelle ou en français sur une feuille de papier.

(Nous avons observé qu’il est important que l’enseignant n’intervienne pas dans les groupes au début du cours. Il faut leur laisser quelques minutes pour qu’ils puissent démarrer tout seuls.)

Avant la fin de l’étape 1, posez les questions suivantes afin de vous assurer qu’ils ont observé attentivement la substance :

• Quelle est la couleur de la substance ?
• A-t-elle une odeur  ?
• How does it feel ?Comment est-elle au toucher ? etc…
• Lister d’autres substances que vous connaissez qui sont similaires à cette substance.

Étape 1b - Communication

Demandez aux groupes de faire part de leurs observations. Résumez-les sur le tableau noir. C’est l’occasion de rapprocher les deux langues. Si les élèves répondent dans la langue locale, vous pouvez traduire pour que les réponses soient écrites en français au tableau (et ainsi leur donner les termes techniques qui leur manquent en français).

À ce point, vous pouvez identifier la substance comme étant une poudre d’argile sèche.

Étape 2a – Hypothèses et prise de notes

Demandez aux groupes d’utiliser une couleur différente ou des stylos ou des crayons différents pour cette étape.

Donnez-leur des compte-gouttes avec de l’eau, ou montrez à la classe une petite bouteille d’eau. Voici les questions préparées pour cette étape :

• Que va-t-il se passer si nous ajoutons juste quelques gouttes d’eau à cette substance  ? 
• Écrivez ce que vous pensez qu’il va se passer si vous ajoutez quelques gouttes d’eau à la poudre d’argile sèche.
• De quelle manière l’eau va-t-elle changer l’argile  ?
• Écrivez toutes les modifications qui vont se produire, d’après votre groupe.

Puis laissez-les continuer leur travail. Après environ cinq minutes, vous pouvez leur donner quelques indices. Est-ce que la couleur va changer ? Est-ce que l’apparence de la substance va changer ? Comment sera-t-elle au toucher  ?

Étape 2b - Communication

Ajoutez les nouveaux résultats des élèves au tableau à l’aide d’une craie de couleur différente. Utilisez le français pour noter et commenter leurs réponses, en apportant des précisions si nécessaire.

Étape 3a – Etude, observation, et compte-rendu

Là encore, les groupes doivent utiliser des stylos ou des crayons de couleur différente.

Maintenant, ils peuvent ajouter quelques gouttes d’eau. Quels changements observent-ils, à l’œil et au toucher  ? Est-ce que cela correspond à leurs hypothèses  ? Demandez-leur de bien observer et de noter ce qu’ils ont remarqué.

Étape 3b - Communication

Pour la troisième fois, notez le travail combiné des groupes au tableau, en utilisant une troisième couleur de craie si possible.

Étape 4 - Discussion

Pour cette étape, demandez aux élèves de discuter des utilisations possibles de l’argile mouillée et de l’écrire. Ecrivez leurs suggestions au tableau. Puis demandez-leur de prendre un peu d’argile mouillée et de la rouler en forme de petit serpent dans leur assiette ou sur leur couvercle. Demandez-leur de mesurer la forme avant de la mettre à sécher dans un endroit à l’abri. Demandez aux élèves de noter ce qui d’après eux va se produire dans les jours à venir.

Vous devez alors avoir au tableau une carte mentale montrant les observations et les prévisions sur l’argile

Adapté de: Primary Science Programme Cross Curricular Work

Ressource 5 : Lecture des paquets

 Ressource de l’enseignant pour la préparation ou l’adaptation, à utiliser avec les élèves

ÉTUDE DES PUBLICITES

Utilisez ces questions pour aider vos élèves à regarder différents emballages.

Questions   Qu’est-ce que vous voyez en premier  ? Pourquoi  ? Qu’est-ce que vous voyez ensuite  ?   a.Que nous dit cette image  ? b.Est-ce que toutes les inscriptions se ressemblent  ? c.Qui fabrique ce produit  ? d.Que contient ce paquet  ? e.Où est-ce qu’on voit ce qu’il contient  ?

Adapté de Umthamo 15, University of Fort Hare Distance Education Project

Section numéro 2 : Étude des solides

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

En ce qui concerne les solides, nous pouvons demander:

• D’où viennent-ils  ? Ou :
• Quelles sont leurs propriétés  ?
• Peut-on les modifier  ? (De cette manière, on apprend beaucoup plus activement qu’en se contentant d’écouter et en espérant mémoriser les faits. Et si nous ne savons pas – ou si nous n’avons pas encore trouvé – il y a toujours la possibilité qu’un jour, nous serons enchantés de découvrir la bonne réponse.)

Certaines substances solides se trouvent à l’état naturel, d’autres sont fabriquées. Par exemple, le sable est un matériau naturel et le verre un matériau fabriqué. En fait, le verre est fabriqué à partir du sable. Savez-vous comment se déroule exactement ce processus de fabrication  ? Essayez de le découvrir et vous aurez alors fait une démarche d’investigation scientifique.

De la même manière, le bois est un matériau naturel qui provient des arbres, et le papier est fait à partir du bois. Certaines guêpes mâchent le bois pour en faire de la pulpe et le transformer en « papier » qu’elles utilisent pour construire les alvéoles de leur nid. Les hommes ont découvert comment faire la même chose. Vous pouvez continuer votre enquête et faire l’expérience de fabriquer votre propre papier à partir de la pulpe de bois.

Une bonne façon de démarrer pour cette approche est d’avoir des discussions informelles pendant lesquelles les élèves partagent leurs idées et développent des problématiques de recherche qui les intéressent. L’Étude de cas 1 montre comment un enseignant a encouragé ses élèves à mener leurs propres investigations. Dans l’Activité 1, vous allez encore plus loin dans cette démarche avec une exposition et des livres d’accompagnement réalisés par vos élèves.

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.)

3. Travail d’investigation sur les transformations irréversibles

Ici, nous consolidons l’acquis des deux premières activités en étudiant de quelles façons la matière peut être transformée. En sciences, il y a deux types de transformations auxquelles les élèves doivent s’intéresser :

• les transformations réversibles – appelées transformations physiques ;
• les transformations irréversibles (transformations qui ne peuvent être inversées aisément) – appelées transformations chimiques.

La cire qui fond sous l’effet de la chaleur et se solidifie à nouveau subit une transformation physique. On peut retrouver le sucre dissous si l’on fait évaporer le liquide, il s’agit également d’une transformation physique. (La Ressource 4 : La course au glaçon qui disparaîtdonne un exemple d’activité illustrant une transformation physique.) Mais le verre ne peut aisément redevenir du sable –, – il s’agit donc d’une transformation chimique. L’Étude de cas 3 montre comment on peut inciter les élèves à réfléchir aux transformations chimiques à travers une série de démonstrations guidées. (Voir la Ressource clé : Utiliser l'explication et la démonstration pour favoriser l'apprentissage.) Lorsque le fer et l’acier rouillent (transformation chimique), le métal perd sa forme et sa force. Dans l’Activité clé, vous proposez un concours à vos élèves qui les forcera à réfléchir à la manière dont ils pourront ralentir cette transformation chimique.

Ressource 1 : Fabrication d’un livre-accordéon

 Ressource de l’enseignant pour la préparation ou l’adaptation, à utiliser avec les élèves

Maximise

Adapté de: Stories into Books (Des histoires deviennent livres) – D Dyer and A & V Kenyon (UCT 1990)

Ressource 2 : Observation des propriétés des solides

 Ressource de l’enseignant pour la préparation ou l’adaptation, à utiliser avec les élèves

La plupart des objets sont fabriqués à partir de matériaux solides. Il existe différents types de solides, chacun possédant des propriétés qui lui sont propres. Les propriétés du solide doivent être adaptées à l’objet pour lequel il est utilisé.

Vous pouvez faire une activité de remue-méninges avec vos élèves portant sur les différentes propriétés des matériaux. Exposez différents objets tout autour de l’école. Fabriquez une étiquette pour chaque objet avec quelques questions (voir les exemples ci-dessous). Les élèves travaillent en binômes pendant 20 minutes, ils regardent les objets et répondent aux questions posées sur leurs matériaux pour les aider à décrire leurs propriétés.

Voici quelques suggestions d’objets et d’étiquettes pour votre exposition :

Pendant que les élèves observent les objets, déplacez-vous dans la classe et discutez avec eux de ce qu’ils sont en train d’observer. Lorsque le temps imparti est achevé, rassemblez vos élèves et demandez-leur de faire part à la classe de leurs observations. Notez une liste de propriétés au tableau ou sur un mur de la classe. Si les élèves ne connaissent pas le nom des propriétés en français, laissez-les utiliser leur langue maternelle. Vous pouvez afficher les noms en français dans votre classe pour que les élèves puissent les apprendre.

Voici un exemple de liste :

Assurez-vous que vos élèves comprennent bien la signification de chacune des propriétés et demandez-leur de dessiner un tableau sur leur cahier qui illustre chacune des propriétés avec un exemple d’un matériau possédant cette propriété, comme suit :

Maintenant donnez à vos élèves quelques problèmes portant sur le choix de matériaux. En voici quelques exemples:

Pour chacun des problèmes, les élèves doivent réfléchir à ce à quoi doit servir l’objet et sélectionner, à partir de leur liste, les propriétés qu’il doit avoir. Ensuite, ils peuvent choisir le matériau qui correspond le mieux à chaque cas.

Ressource 3 : Préparation du cours sur la solubilité

 Ressource de l’enseignant pour la préparation ou l’adaptation, à utiliser avec les élèves

Phénomènes de disparition

Voici l’une des manières dont vous pouvez introduire l’idée de solubilité auprès de vos élèves.

Pensez à un bonbon, un bonbon à la menthe forte, par exemple. Vous le mettez dans votre bouche et appréciez le goût à la fois sucré et frais de la menthe. Mais cela ne dure pas longtemps. Il diminue et s’amincit pour finir par disparaître complètement. Où est-il passé ? Dans la solution de sucre et de salive que vous avez avalée pendant qu’il était dans votre bouche. Votre salive liquide a progressivement dissous (processus de dissolution) le bonbon dur au fur et à mesure que vous le suciez. Le résultat de ce processus de dissolution est une solution de sucre et de salive.

Vous pourriez peut-être lancer un concours en classe pour voir qui est capable de garder le plus longtemps un bonbon soluble dans sa bouche. Comment les gagnants ont-ils procédé ?

Vous croquez le bonbon et il se casse en petits morceaux – vous avez perdu ! Faites-le tourner dans tous les sens dans votre bouche et vous avez également perdu ! Mais si vous le maintenez au bout de votre langue, là où l’air est le plus frais, et où il y a également le moins de salive, vous avez toutes les chances de gagner.

Ce genre d’exemples donne aux élèves des idées sur les facteurs dont dépend la solubilité.

Etudier la solubilité

1. Chaque groupe d’élèves choisit un facteur relatif à la solubilité auquel il va réfléchir. Voici quelques idées :
   • la température de l’eau (très chaude, tiède, température ambiante et glacée)
   • Transformation de la taille des morceaux de sucre (quatre morceaux: un morceau entier, un morceau brisé en petits morceaux, un morceau en grains et un morceau broyé en poudre) ;
   • remuer (ne pas remuer, remuer lentement, remuer rapidement).
2. Écrivez ces questions au tableau pour aider les élèves à préparer leurs expériences :
   • Qu’est-ce que vous voulez découvrir  ?
   • D’après vous, que va-t-il se produire ?
   • De quel matériel avez-vous besoin ?
   • Qu’est-ce que vous allez changer à chaque fois  ?
   • Qu’est-ce que vous n’allez pas changer (pour être sûr que les conditions de l’expérience sont respectées)  ?
   • Qu’allez-vous mesurer exactement ?
3. Assurez-vous que les facteurs sont les mêmes pour tous les groupes (constants). Seul un facteur doit être différent pour chaque groupe. Par exemple, si c’est l’action de remuer qu’ils étudient, ils doivent utiliser la même quantité d’eau à la même température et la même quantité de sucre à chaque fois.
4. Demandez à vos élèves de noter leurs résultats sous forme d’un diagramme en bâtons comme illustré ci-dessous, qui montre combien de minutes il a fallu à une cuiller de sucre pour se dissoudre dans le même volume d’eau à des températures différentes.

Informations sur le contexte pour l’enseignant

Modèle de dissolution

Voici clairement ce qui se passe quand une matière solide se dissout dans un liquide. Un solide (soluble) entre en contact avec un liquide (solvant). Le liquide « décolle » les particules du solide qui peuvent alors se déplacer, se mélanger et glisser librement entre les particules du liquide.

Les facteurs qui affectent le temps mis par un solide pour se dissoudre sont les suivants :

• la température du solvant (plus rapide dans l’eau chaude) ;
• la taille du soluble (plus rapide avec de petits grains) ;
• le mouvement du solvant (en remuant, on accélère la dissolution).

Un exemple – dissolution du sel

La cuiller à café de sel est le soluble. L’eau dans le pot est le solvant. Une fois que l’on a ajouté le sel, le processus s’appelle la dissolution. Le produit de la dissolution est une solution saline (salée).

Si l’on ajoute du sel jusqu’à ce que la dissolution ne soit plus possible, on obtient une solution saturée.

Ressource 4 : La course au glaçon qui disparaît

 Ressource de l’enseignant pour la préparation ou l’adaptation, à utiliser avec les élèves

Répartissez vos élèves en groupes de quatre ou cinq.

1.  Dans chacun des groupes, choisissez quelqu’un qui jouera le rôle d’un « observateur indépendant ». Cet observateur devra dire:

• si le groupe a bien travaillé collectivement ;
• ce qu’a fait exactement le groupe pour résoudre le problème ;
• combien de temps cela leur a pris.

2.  Voici le défi : Chaque groupe a un glaçon de taille moyenne dans une coupe en polystyrène ou en plastique. Il s’agit de trouver le meilleur moyen pour faire disparaître le glaçon sans laisser de trace, même pas une marque d’humidité !

3.  L’observateur du groupe enregistre les résultats au tableau noir, dans une grille comme celle-ci.

4.  Toutes les minutes, l’observateur de chaque groupe inscrit un « X » s’il reste encore une trace du glaçon.

5.  Avant de démarrer la course, donnez aux élèves le temps de discuter et de planifier la manière dont ils vont faire disparaître le glaçon.

6. Quel groupe a trouvé le meilleur moyen de faire disparaître le glaçon le plus rapidement ? Quel groupe a trouvé le deuxième meilleur moyen ? Quel groupe a le moins bien réussi ?

7. Demandez aux observateurs de faire un compte-rendu sur la manière dont les groupes ont travaillé. Pour cela, ils peuvent utiliser une fiche d’évaluation (voir ci-dessous) pour noter chaque groupe.

Exploitation de la course aux glaçons

Discutez des transformations vues par les élèves au fur et à mesure que le glaçon disparaissait. Comment de la glace sous forme solide se transforme (fond) en eau liquide et enfin se transforme (s’évapore) en un gaz invisible ou en vapeur  ? C’est ce qu’on appelle les transformations de phase. Terminez la leçon avec un petit questionnaire. Voici les questions :

• Faites une liste de tout ce que vous pouvez faire pour accélérer le processus de transformation de glace solide en eau liquide.
• Quel est le terme scientifique qui décrit la transformation d‘un solide en un liquide  ?
• Faites une liste de ce qui accélère le processus de transformation d’eau liquide en un gaz tel que la vapeur d’eau.
• Quel est le terme qui décrit la transformation d’un liquide en un gaz  ?

Aide pour les réponses :

Les facteurs qui entrent en jeu dans la dissolution et l’évaporation sont :

• la chaleur ;
• la taille et la forme ;
• l’air en mouvement ;
• la pression.

Comme devoir de maison, vous pouvez demander aux élèves d’écrire un court résumé de ce qu’ils ont appris avec la course aux glaçons.

Ressource 5 : Molécules et atomes

 Information préliminaire ou connaissance du sujet

Adapté de: Primary Science, Developing Subject Knowledge, Jane Devereux

Section numéro 3 : Etude des liquides

1. Utilisation du remue-méninges, des cartes mentales et des démonstrations pour explorer les connaissances préalables des élèves

Dans la mesure où l’eau joue un rôle tellement essentiel sur la terre, nous insistons sur son rôle quand nous abordons la leçon sur les liquides. L’Étude de cas 1 montre comment un enseignant a noté les idées des élèves sur l’eau dans une carte mentale qui a été ensuite complétée au fil des leçons sur le sujet. Pouvez-vous utiliser les cartes mentales pour introduire ce sujet  ? Après avoir fait une carte mentale ou utilisé un autre moyen pour vous rendre compte du niveau de connaissances des élèves, il est important de faire des démonstrations pratiques. Elles permettent de renforcer les connaissances et de montrer comment les choses fonctionnent ou se produisent.

Dans l’Activité 1, vous effectuez l’une des nombreuses démonstrations qu’il est possible de faire pour montrer les propriétés de l’eau – une roue à aubes.

Depuis l’antiquité, l’homme a compris la force de l’eau en mouvement. Si l’eau peut être canalisée pour couler au-dessus ou en dessous des pales d’une roue, elle fait tourner la roue. Cela peut être utilisé pour actionner d’autres machines qui à leur tour vont moudre la farine ou générer de l’électricité.

Si vous n’avez pas accès à suffisamment d’eau pour cette démonstration, nous vous suggérons d’essayer une autre démonstration, par exemple « Comment montrer la présence de vapeur d’eau dans l’air du désert  ? » (La Ressource 1: Survivre dans le désert explique cette activité.)

2. Focus sur l’eau potable

Certains prédisent qu’à l’avenir, l’eau sera la cause des prochaines guerres – une pensée alarmante. L’eau est notre ressource la plus précieuse. Comment nous assurer que les élèves apprécient l’eau à sa juste valeur et l’utilisent avec modération  ?

La quantité d’eau qui se trouve sur la terre est d’environ 1 400 milliards de litres. On la trouve principalement dans trois endroits:

• les océans et les mers (97%)
• gelée, sous forme de glace (2%)
• sous terre (1%)

Il y a aussi de l’eau dans les lacs et les rivières, dans l’atmosphère et dans les êtres vivants.

L’Étude de cas 2 montre une manière intéressante de combiner la science et le langage dans un petit scénario d’art dramatique relatif à l’approvisionnement en eau. Il est important d’utiliser différents types d’activités en science de façon à ce que chaque élève puisse avoir un style d’apprentissage préféré – certains apprennent mieux par la pratique, d’autres en observant et d’autres encore en écoutant.

Dans l’Activité 2, vous préparez et faites une démonstration sur la manière d’extraire de l’eau potable à partir d’eau salée ou d’eau sale. Comme pour toutes les démonstrations, nous vous recommandons de l’essayer avant le cours et de préparer soigneusement les questions que vous allez poser aux élèves pendant la démonstration.

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.

Ressource 1 : Survivre dans le désert

 Ressource de l’enseignant pour la préparation ou l’adaptation, à utiliser avec les élèves

Si vous êtes bloqué dans le désert sans eau, vous pouvez collecter de l’eau du sol pour la boire si vous disposez d’une feuille de plastique transparent et un récipient vide. L’illustration ci-dessous montre comment procéder.

Pouvez-vous expliquer comment ça marche  ?

La chaleur du soleil fait évaporer l’eau du sol.

La vapeur d’eau s’élève dans l’air.

Lorsqu’elle est en contact avec la feuille plus froide, elle se condense et se transforme en eau.

L’eau coule le long des parois internes de la feuille et est collectée dans le récipient.

Pouvez-vous tenter cette expérience avec vos élèves  ?

Ressource 2 : Exemple d’une carte mentale: Activité préliminaire – créer une carte mentale de tout ce que nous savons sur l’eau.

 Ressource de l’enseignant pour la préparation ou l’adaptation, à utiliser avec les élèves

Les élèves travaillent par petits groupes, ils discutent et réfléchissent aux différents aspects de l’eau, et créent une carte mentale sur l’un de ses aspects en particulier. Les aspects abordés sont les suivants:

• les propriétés de l’eau ;
• où l’on trouve de l’eau ;
• les polluants ;
• les utilisations de l’eau ;
• les sources ;
• les dangers ;
• les croyances culturelles.

Cette activité est très valorisante. Au lieu de tester ce qu’ils ne connaissent pas, on leur donne l’opportunité de partager avec les autres ce qu’ils savent déjà. Ils sont encouragés à s’aider mutuellement, et à ne pas entrer en compétition les contre les autres. C’est un bon moyen d’évaluation du niveau de leurs connaissances et en même temps de leur capacité à travailler ensemble.

La page suivante montre une carte mentale réalisée par des enseignants au cours d’un atelier pédagogique.

Maximise

Ressource 3 : Instructions pour la fabrication d’une roue à aubes

 Informations sur le contexte/la connaissance du sujet, pour l'enseignant

Vous avez besoin d’une aiguille à coudre, d’un tube en verre ou en plastique par exemple l’armature d’un stylo (à travers lequel l’aiguille peut passer), de ficelle (environ 1,5 m), de pâte à modeler/mastic et de carton rigide.

Découpez les huit lames pour la roue à aubes dans le morceau de carton – des rectangles d’environ 6 cm par 4 cm.

Faites passer l’aiguille à tricoter dans le tube de verre.

Attachez l’extrémité de la ficelle autour du tube de verre et recouvrez cette extrémité avec un morceau de mastic.

Puis recouvrez-la d’un gros morceau de mastic dans lequel vous plantez les lames de votre roue à intervalles réguliers.

Attachez un poids à l’autre extrémité de la ficelle.

Vous êtes prêt à essayer votre roue ! Tenez l’aiguille à tricoter et versez de l’eau sur un côté des lames.

Maximise

Ressource 4 : Fabrication d’un grand livre

 Informations sur le contexte/la connaissance du sujet, pour l'enseignant

Raisons pour faire un livre

Si les livres sont intéressants, alors les élèves développent un intérêt pour la lecture. Si les livres sont ennuyeux et ne parlent pas de ce qui les intéresse, les élèves considèrent la lecture comme une corvée qui n’a pas grand-chose à voir avec eux et leurs centres d’intérêt.

Si on propose aux enfants de réaliser eux-mêmes un livre, ils se voient comme des auteurs et c’est quelque chose d’extrêmement motivant.

Si les élèves ne se reconnaissent jamais ni ne reconnaissent leur vie dans les livres qu’ils lisent, alors ils pensent que les livres n’ont que peu de choses à voir avec eux et cela ne les incite pas à plus de curiosité.

Dans beaucoup d’autres parties du monde, on encourage les élèves à faire leurs propres livres à l’école (collectivement ou individuellement). Ces élèves adorent lire et maîtrisent parfaitement la lecture.

On a également tendance à réaliser des livres de grand format pour les premières étapes de l’apprentissage de la lecture afin que la lecture puisse être une activité partagée. Avec un livre grand format, un enseignant peut aider la classe entière à devenir des lecteurs assidus.

Merci pour le verre d’eau.

Ce livre retrace à l’envers l’histoire d’un enfant à qui l’on donne un verre d’eau. L’histoire remonte jusqu’au fournisseur originel – le soleil. Vous pouvez adapter l’histoire selon l’endroit où vous êtes, comme un village ou une ville et faire votre propre livre avec vos élèves. Assurez-vous de la participation de tous les élèves. Préparez chaque page et répartissez les pages entre les différents groupes. Vos élèves pourront montrer leur travail à d’autres élèves de l’école.

Adapté de Primary Science Programme Workshop Report – Kenyon & Kenyon (1996)

Ressource 5 : Tension superficielle – informations pour les enseignants

 Informations sur le contexte/la connaissance du sujet, pour l'enseignant

Si vous n’avez jamais vu d’aiguille en acier flotter sur la « couche mince » de la surface de l’eau, vous pouvez être aussi surpris que vos élèves le seront quand vous en ferez la démonstration. Mais quelle est l’explication ?

Réfléchissez un peu. Essayez d’imaginer de fines particules d’eau. Dans votre esprit, imaginez-les en train de flotter et de se déplacer entre elles. Mais elles sont toujours maintenues ensemble par de faibles forces d’attraction. Cela se produit dans toutes les directions. À n’importe quel moment, toute particule se trouve cernée de particules voisines (à droite, à gauche, devant et derrière). Il y en a également au-dessus et en-dessous. Vous voyez ce qui se passe ?

Maintenant pensez à une particule à la surface. Il n’y a pas de particules au-dessus d’elle. Cela donne aux particules qui se trouvent à la surface des forces d’attraction supplémentaires à dépenser, et par conséquent, les particules à la surface auront tendance à se resserrer plus fortement. Cela crée une couche temporaire dure et assez solide à la surface de l’eau. Les scientifiques s’accordent pour appeler cette attirance supplémentaire entre les particules de certains liquides « tension superficielle ».

L’eau possède une tension superficielle beaucoup plus élevée que la plupart des autres liquides. Vous pouvez tenter cette expérience avec d’autres liquides pour démontrer cette propriété.

Est-ce que vos élèves peuvent donner d’autres exemples de tensions superficielles  ?

Parmi d’autres exemples, il y a la formation des gouttes d’eau et les insectes qui marchent sur l’eau.

Une goutte d’eau – où comment la tension superficielle en modifie la forme

L’insecte peut marcher sur l’eau grâce à la tension superficielle existant à la surface de l’eau.

Adapté de: University of Central Florida, Website

Section numéro 4 : Étude de l’air

1. Focus sur la langue d’apprentissage pour explorer le thème « l’air »

Les instituteurs enseignent souvent les cours de science dans la langue maternelle des enfants tandis que la prise de notes et les tests se font dans la langue cible, à savoir l’arabe, le kiswahili, l’anglais ou le français. Pourtant, le cours de science offre une excellente opportunité d’acquisition de la langue dans la mesure où le vocabulaire appris est « connecté à une action ».

C’est le thème de l’Étude de cas 1. La simple action de « montrer du doigt » quelque chose au cours d’une démonstration peut vous aider à voir ce que les élèves ont compris. Ce que les élèves disent, en montrant du doigt quelque chose, révèle ce qu’ils savent. Vous mettez ceci en pratique dans l’Activité 1 avec une série d’études où vous mettez l’accent sur les observations et les déductions clairement réfléchies – d’après leurs observations, que peuvent-ils déduire de la nature de l’air  ? Encouragez l’utilisation de nombreux mots descriptifs. C’est l’occasion idéale pour renforcer leur apprentissage de la langue.

2. Exploration des propriétés de l’air

Dans l’Activité clé de la section 4 du module 1, les élèves ont observé et recherché des choses qui se déplacent dans l’air. L’Activité 2 s’intègre parfaitement à ce travail et peut être effectuée en même temps. Mais vous pouvez aussi commencer par observer et comparer les choses non-vivantes, par exemple les feuilles de papier, les cerfs-volants et les avions. Il peut être également utile d’observer et de comparer les choses qui tombent, ou chutent dans l’air. Les enfants ont ainsi commencé à penser que l’air doit être constitué de petites particules qui se déplacent librement, mais qui néanmoins se mettent en travers du chemin et exercent une poussée contre les choses qui tombent.

Dans l’Etude de cas 2, nous voyons comment un enseignant utilise la question d’un élève pour parler des avions et de faire réfléchir toute la classe à la capacité de ceux-ci à voler et rester en l’air. L’Activité 2 commence par des observations faites par les élèves dans leurs propres langues, puis évolue avec un défi pratique où l’on demande aux enfants de résoudre un problème, et leur démarche est révélatrice de ce qu’ils pensent.

3. Utilisation de modèles pour expliquer des concepts invisibles

Les activités de cette section auront commencé à donner aux élèves une idée de ce qu'on appelle « la nature particulaire de la matière ». Si vous observez la manière dont une feuille de papier se fraie un chemin à travers l'air en tombant, vous pouvez presque vous imaginer les particules invisibles qui lui barrent le chemin. Paulina a mentionné les particules quand elle a expliqué la faible pression au-dessus de l'aile d'un avion.

Il est difficile de montrer aux élèves les particules dans l'air – celles-ci sont beaucoup trop petites pour être vues, même au microscope ; nous devons donc utiliser des modèles pour aider nos élèves à construire une image de ce qu’est l'air. Dans l'Activité-clé, les élèves deviennent des particules dans l'air. Beaucoup d'élèves aiment apprendre en touchant et en faisant. Ils aiment être actifs et il est plus facile pour eux de se rappeler ce qu'ils ont vécu réellement.

Dans l'étude de cas 3, un enseignant construit un modèle pour montrer comment l'air est constitué d'un mélange de différentes particules et enchaîne avec un travail d’investigation sur la respiration. Les deux types d'approche donnent la possibilité d'évaluer ce que vos élèves apprennent.

Ressource 1 : Cours d’introduction sur l’air

 Ressource de l’enseignant pour la préparation ou l’adaptation, à utiliser avec les élèves

Remarque: Planifiez une leçon sur une double période d’une heure juste après la récréation, mais faites votre introduction juste avant la récréation.

Commencez par donner à un élève un seau et demandez-lui d’aller vous chercher un demi-seau d’eau. Puis donnez à un autre élève un grand sac en plastique transparent et demandez-lui (choisissez un élève avec le sens de l’humour) d’aller vous chercher un demi sac d’air. Cela va sans doute causer quelque étonnement parce qu’il s’agit bien entendu d’une blague – mais qui prouve une chose : l’air est partout autour de nous. Insistez sur le fait qu’il doit s’agir de l’air du dehors. Puis distribuez trois ou quatre autres sacs en plastique transparent pour enfermer de l’air provenant de:

• sous un bureau
• dans le coin le plus éloigné de la classe
• près de la fenêtre
• dans les poumons d’un élève.

Insistez sur le fait que l’air est partout autour de nous.

Divisez votre classe en huit groupes. Chaque groupe choisit un responsable.<0} Expliquez-leur qu’après la récréation, ils vont travailler à tour de rôle pendant dix minutes sur chacune des quatre stations de travail afin d’en savoir plus sur l’air. Cela s’appelle du travail de groupe rotatif.

Pendant la récréation, installez les stations de travail avec le matériel nécessaire, et posez une copie de la feuille de travail devant chaque station. Vous trouverez les cartes de travail à la Ressource 2 : Expériences sur l’air.

Vous pouvez demander aux huit responsables de groupe de vous aider de manière à ce qu’ils soient préparés à jouer leur rôle de responsable pendant les expériences.

Ensuite, c’est aux groupes de se mettre au travail. A la fin du cours, demandez aux élèves de résumer ce à quoi ils ont réfléchi et ce qu’ils pensent avoir appris à chaque station de travail.

Ressource 2 : Expériences sur l’air

 Ressource de l’enseignant pour la préparation ou l’adaptation, à utiliser avec les élèves

Maximise

Maximise

Maximise

Maximise

Ressource 3 : Qu’est-ce qui permet à l’avion de tenir en l’air ? Activités pratiques à faire en classe

 Ressource de l’enseignant pour la préparation ou l’adaptation, à utiliser avec les élèves

Un professeur du collège Notre Dame de La Trinité d’Atakpamé a fait des photocopies à M. Kassinga des notes qu’il avait prises au cours d’un atelier de science destiné aux primaires auquel il avait participé.

Vous trouverez ces notes ci-dessous. M. Kassinga a effectué ces activités en classe. Ses élèves ont été fascinés et n’ont pas arrêté de poser d’autres questions.

L’une des questions posées par les enfants était la suivante : « Qu’est-ce qui permet à une chose aussi lourde qu’un avion de tenir dans l’air ? » C’est une excellente question. Leur enseignant leur a expliqué que l’on pouvait mener un certain nombre d’expériences pour montrer comment un avion était capable de voler. Mais cela nécessite des explications très détaillées.
Pour amorcer la réflexion, vous pouvez commencer par comparer ce qui se passe quand on souffle sur des balles de ping-pong avec deux instruments différents. Vous avez besoin du tube central d’un rouleau de papier hygiénique et d’un entonnoir en plastique. L’idée est de souffler sur la balle de ping-pong pour la faire monter au plafond. Demandez aux élèves quel instrument est d’après eux le mieux adapté pour souffler dedans, le tube du rouleau de papier hygiénique ou l’entonnoir en plastique. Puis faites-les essayer.
Là, cela va les faire réfléchir car le résultat est plutôt inattendu ! ! ! Qu’est-ce qui passe dans l’entonnoir pour que la balle refuse de décoller ? Ça ne peut pas être l’air !
Un autre professeur nous donne une autre activité. Fabriquez un petit pont en papier en repliant les deux extrémités de la feuille. A l’aide d’une paille, soufflez de l’air sous le pont.
D’après vous, que va-t-il se passer ? Et qu’est-ce qui se passe réellement ? Pourquoi est-ce que le pont s’effondre vers l’intérieur et ne se gonfle pas plutôt vers l’extérieur.
Une troisième activité consiste à plier une feuille de papier A4 d’une manière un peu décentrée, puis de coller les deux extrémités de manière à faire une aile d’oiseau ou d’avion. Soufflez directement contre le bord qui dépasse et regardez ce qui se passe. Le papier se soulève. Pourquoi ?
Indices Pensez à un groupe de gens en train de marcher le long d’une route. Ils entendent quelque chose de dangereux derrière eux et commencent à courir. Que devient le groupe de gens  ? Oui. Plus ils courent vite et plus ils ont tendance à s’éparpiller.
Maintenant, tentez la même expérience avec une poignée de billes. Tout d’abord, faites-les rouler doucement sur une surface lisse et elles auront tendance à rester en tas. Puis faites-les rouler plus rapidement et elles auront tendance à s’éparpiller.
Quand l’air est forcé de se déplacer plus rapidement sur une surface incurvée il s’éparpille. Cela signifie qu’il y a moins de pression. Vous pouvez donc obtenir une force plus importante ou portance de l’autre côté.
Il peut être également utile d’observer et de comparer les choses qui tombent, ou chutent dans l’air. Tout d’abord, on a essayé les courses de papier. On a comparé la façon dont deux feuilles de papier, appelées A et B, tombaient dans l’air. Pourquoi est-ce le papier en boule tombe beaucoup plus rapidement  ? Essayez de trouver les meilleurs mots pour décrire le mouvement observé de la feuille plate et de la boule de papier est une excellente activité multilingue.
Papier A (feuille à plat) Flotte Tremble Tourne Plonge Zigzague, comme une feuille d’arbre ou une plume Papier B (Chiffonné) Tombe Droit Rapidement Tombe comme une pierre

Emprunté de: Primary Science Programme, Grade 4 Air Workshop Report

Ressource 4 : La course de feuilles de papier lente

 Ressource de l’enseignant pour la préparation ou l’adaptation, à utiliser avec les élèves

• Réfléchissez bien avant de faire quoi que ce soit avec le papier. Essayez de visualiser dans votre esprit comment vous allez modifier la bande de papier. Dites à la personne à côté de vous ce que vous avez l’intention de faire et pourquoi.

  Décidez enfin de ce que vous allez faire exactement et faites-le

• Puis trouvez un moyen de voir qui, dans votre groupe, a conçu le meilleur moyen de faire tomber e papier le plus LENTEMENT.

Source: Primary Science Programme, Grade 4 Air, Workshop Report

Ressource 5 : En savoir plus sur l’air

 Ressource de l’enseignant pour la préparation ou l’adaptation, à utiliser avec les élèves

1. Remue-méninges: Que savons-nous sur l’air ?

Nous vous conseillons de commencer par un remue-méninges et de passer 10 minutes à noter ce que les élèves savent à propos de l’air sous forme d’une carte conceptuelle.

Terminez en demandant aux élèves ce qu’ils pensent de l’affirmation suivante:

Dites-leur qu’il y a un gros problème avec cette affirmation.

Demandez si quelqu’un sait pourquoi.

Faites remarquer à la classe que l’air est constitué d’un mélange de gaz et pas uniquement une seule substance.

Expliquez-leur qu’ils vont devoir faire un « modèle » pour présenter le mélange de gaz qui constituent l’air.

2. Qu’entendons-nous par modèle ?

Les élèves doivent savoir qu’un modèle est un outil qui va les aider à comprendre clairement ce sur quoi nous avons une vague idée.

Une méthode est de comparer un enfant avec une poupée comme le montre le tableau ci-dessous.

Nous pensons que ceci aidera énormément les élèves à comprendre le reste du cours.

Un enfant		Une poupée
	Les deux
Peut parler marcher manger respirer jouer   VRAI	Tête Bras Jambes Yeux Oreilles Nez Bouche Doigts Etc.	Plastique Pas de cœur Petite Ne voit pas     MODÈLE

Pour « visualiser » et « toucher » l’air plus facilement

Faites travailler les élèves en groupes et donnez-leur des instructions très précises pour la préparation d’une feuille A4 comme celle illustrée ci-dessous (Parties).

Donnez à chaque groupe une cuiller à café, un peu de sable propre, du sucre, du sel et du poivre.

Expliquez-leur que le sable représente l’azote, le sucre l’oxygène, le sel d’autres gaz rares.

Demandez-leur de mettre 4 cuillers à café de sable dans le cercle azote.

Puis demandez-leur de mettre 1 cuiller à café de sucre dans le cercle oxygène.

Puis dites-leur de mettre une petite pincée de sel dans le cercle dioxyde de carbone.

Enfin, dites-leur d’ajouter quelques grains de poivre dans le cercle des autres gaz rares.

Rappelez-leur à quoi correspond chaque substance et demandez-leur de tout bien mélanger dans le cercle central.

Terminez en discutant du modèle qu’ils viennent de réaliser.

Peuvent-ils désormais comprendre pourquoi il est impossible d’inspirer uniquement de l’oxygène et d’expirer uniquement du Dioxyde de carbone  ?

Section numéro 5 : Usage raisonnable et réutilisation des matériaux

1. Des techniques pour faire prendre conscience aux élèves de l’approvisionnement limité en ressources naturelles

Jusqu’à présent dans ce module nous avons exploré les origines de différents matériaux, vu comment ils peuvent être classés selon leurs propriétés et comment ils peuvent être traités et utilisés de différentes manières en fonction de leur état.

Dans cette section, nous essayons de faire prendre conscience aux élèves, que sur terre, nous ne bénéficions que d’un approvisionnement limité pour la plupart de ces matériaux. Dans l’Étude de cas 1, nous voyons comment un enseignant a introduit cette idée en organisant un remue-méninges autour des termes « renouvelable » et « non-renouvelable ». (Voir la Ressource-clé : Utiliser le remue-méninges et les cartes conceptuelle pour explorer les idées.)

Une ressource essentielle dont l’approvisionnement est limité est le pétrole brut. Savez-vous combien de matériaux sont fabriqués à partir de pétrole brut  ? Le pétrole brut est un mélange de liquides. Il ne peut pas être utilisé tant que le mélange n’a pas été raffiné dans une raffinerie de pétrole. Le pétrole brut est porté à ébullition et chaque élément entrant dans la composition du mélange est chauffé à une température différente. Cette séparation est appelée distillation et les différentes parties du mélange sont appelées fractions. On utilise ensuite chacune des fractions pour fabriquer différents produits.

Dans l’Activité 1, vous faites prendre conscience à vos élèves à l’aide d’un schéma, à quel point l’homme dépend du pétrole brut. Vous pouvez ensuite étayer ce propos avec une exposition de produits basée sur le pétrole brut dans la classe – les élèves peuvent faire des dessins ou rechercher des images et photos dans les catalogues et magazines.

2. Des activités pratiques pour développer des attitudes responsables

Avec le travail qu’ils viennent de faire, les élèves auront commencé à se rendre compte que nous devons faire très attention à l’utilisation des ressources non-renouvelables. Nous devons commencer à réfléchir à comment nous pouvons agir pour devenir une part de la solution du problème et non pas une part de l’aggravation du problème. Il est très bien d’encourager les élèves à participer à une action positive qui sera bénéfique à l’environnement d’une manière ou d’une autre.

Dans l’Étude de cas 2, un enseignant encourage ses élèves à observer autour d’eux dans leur propre communauté et à réfléchir à l’impact que les gens ont sur leur environnement. (Si vous faites la même activité et que vous ne disposez pas de papier de couleur, il vous suffit de diviser le tableau en deux zones).

Dans l’Activité 2, nous suggérons que votre classe mette en œuvre un projet de compost à long terme, avec étude préalable et fabrication. Vous pouvez commencer en introduisant les termes « biodégradable » (qui pourrit et disparaît de manière naturelle) et « non biodégradable » (qui ne pourrit pas et ne disparaît pas) et expliquer la cause du pourrissement – les bactéries. Les élèves seront capables de vous donner de nombreux exemples pour chacun de ces groupes – cela peut faire l’objet d’une activité de remue-méninges.

Plus tard, vous pouvez parler de la production de compost comme d’un moyen de générer des revenus, ce qui impliquerait la collecte en toute sécurité de déchets locaux compostables et leur vente ultérieure à un potager scolaire.

3. Des activités pratiques en groupes permettant un focus sur le recyclage

Les élèves peuvent étudier d’autres façons de recycler ou de réutiliser ce qui serait sinon des déchets. Les habitants des communautés les plus pauvres le font avec beaucoup d’imagination et de créativité, et ceci par nécessité. Des études de peuples comme les Khoi-san (Bushmen) montrent que, dans le passé, ils ne rejetaient presque rien du tout et laissaient une « empreinte humaine » minimale sur leur monde, le traitant avec un immense respect. Et de nos jours, qu’en est-il ? (La Ressource 4 : L’empreinte écologique explique comment calculer la taille de votre « empreinte » sur la planète.

Quelle sorte de recyclage est effectuée dans votre communauté locale ?

L’Étude de cas 3 montre comment un enseignant et ses élèves ont fait une enquête dans la communauté locale à la recherche d’exemples de recyclage.

Dans l’Activité clé, nous vous suggérons d’encourager vos élèves à faire un exercice intégrant science et technologie. En utilisant des déchets, ils créent et fabriquent des articles qu’ils vendent ensuite à une fête « d’entrepreneurs » afin de collecter des fonds pour l’école ou la classe.

Ressource 1 : Ressources renouvelables et non-renouvelables

 Informations sur le contexte/la connaissance du sujet, pour l'enseignant

Remarque: Vous pouvez voir comment l’enseignant a commencé par accepter la plupart de ce que les élèves ont suggéré et a utilisé, dans la mesure du possible, leurs propres termes. Cela leur donne confiance pour en ajouter d’autres. Si l’enseignant reformule tout ce que les enfants suggèrent dans leur langage plus scolaire, la plupart se découragent – accepter de travailler avec leurs propres mots est très important.

Vous avez également peut-être remarqué comment l’enseignant a dirigé leur attention sur les aspects liés à l’énergie – en ajoutant un sous-titre. Selon l’endroit où ils habitent, les enfants peuvent également connaître le gaz naturel, qui est considéré comme une ressource non-renouvelable.

Ressource 2 : Produits dérivés du pétrole brut

Ce schéma illustre une colonne de distillation de pétrole

Source d’origine du schéma Oxford Science Programme Book1, Éditeur: Oxford University Press, p. 92 (1990)

Donner des idées

Donner des idées peut inclure la fabrication d’affiches de produits initiaux et de produits dérivés du pétrole brut en faisant des collages de publicités trouvées dans les magazines et les journaux (vous pouvez montrer les produits ou les noms de marques et les symboles). Vous pouvez aussi faire une exposition de récipients vides. Vous pourriez par exemple exposer : la paraffine, le gazole, l’essence, le baume à lèvres, le rouge à lèvres, la vaseline, les huiles lubrifiantes, les bougies, les goudrons et les plastiques etc.

L’industrie pétrolière du Nigéria

Source: le site web Offshore Technology

Depuis Septembre 2004, le Nigeria est le plus grand producteur pétrolier de l’Afrique subsaharienne et le cinquième pays exportateur de l’OPEP. Le Nigeria produit 30% de la production totale africaine de pétrole brut. Les revenus liés au pétrole ont atteint le pourcentage historique de 95% des revenus du commerce extérieur du pays. La source de la richesse du Nigeria est le delta du Niger, une zone humide d’environ 70 000 km2. Le delta du Niger se compose de neuf états producteurs de pétrole et a une population d’environ 20 millions de personnes, ce qui correspond à environ 16,7% de la population du pays (120 millions).

Carte du delta du Niger

Adapté du site web de Wikipedia

Ressource 3 : Fabrication d’un compost

 Informations sur le contexte/la connaissance du sujet, pour l'enseignant

La meilleure façon et la moins chère d’enrichir la terre de votre jardin est de fabriquer votre propre compost. Cela vous coûtera seulement un peu d’effort, de temps et de soin.

Choisissez un endroit du potager de l’école qui se trouve un peu à l’écart et ensoleillé. Enlevez les mauvaises herbes et tous les détritus qu’il pourrait s’y trouver.

Après avoir dégagé un espace vide, demandez à deux élèves de tracer un cercle d’environ 75 cm de rayon. Un élève peut se tenir au centre du cercle tenant une extrémité d’une ficelle de 75 cm de long et l’autre tourner lentement en traçant le cercle avec un bâton attaché à l’autre bout de la ficelle.

À l’aide de pelles, creusez la terre au centre du cercle. Creusez un trou de la profondeur de la pelle. Aérez la terre au centre du cercle à l’aide d’un râteau.

Faites un petit tas de terre à côté de votre cercle avec environ un tiers de la terre que vous avez retirée du cercle.

Enfoncez un piquet ou une branche droite dans le sol, au centre du cercle.

Vous pouvez maintenant commencer à faire votre compost. Étalez une couche de brindilles et de feuilles mortes que vous avez ramassées sur votre terre meuble. Plus vous en mettez, mieux c’est.

Ensuite, ajoutez une couche de tiges de plantes et tous les déchets de cuisine (épluchures de pommes de terre, sachets de thé usagés ou feuilles de thé, coquilles d’œufs etc.). Vous pouvez même mettre des morceaux de papier en lambeaux.

Puis ajoutez une couche d’herbe sèche coupée ou de feuilles sèches.

Terminez par une fine couche de terre par-dessus. Utilisez le petit tas de terre meuble à côté du compost.

Continuez à ajouter de nouvelles couches :

• D’abord, les tiges, brindilles et feuilles;
• ensuite, les déchets de cuisine et les tailles de jardin
• puis l’herbe sèche, les feuilles mortes et le fumier (si vous pouvez en trouver)
• terminer chaque couche par une couche de terre.

Arroser légèrement – mais ne détrempez pas le compost.

La hauteur va diminuer au fur et à mesure où les matières pourrissent. Ensuite vous pouvez continuer à ajouter d’autres couches. N’oubliez pas de toujours étendre une couche de terre sur le dessus – cela tient les mouches éloignées.

Ressource 4 : Empreinte écologique

 Ressource de l’enseignant pour la préparation ou l’adaptation, à utiliser avec les élèves

POUR L’EDITION EN LIGNE

Accéder au site Web ci-dessous pour participez au questionnaire de l’empreinte écologique : il est affiché en plusieurs langues.

www.myfootprint.org

POUR LA VERSION TEXTE

Présentation

L’empreinte écologique est un outil qui permet de mesurer de combien de surface de terre et d’eau une population humaine a besoin pour produire les ressources qu’elle utilise et pour absorber ses déchets.

Pour vivre, nous consommons ce que la nature nous offre. Chaque action a un impact sur les écosystèmes de la planète. Cela a peu d’importance tant que l’utilisation des ressources par l’homme n’excède pas ce que la terre est en mesure de renouveler. Mais est-ce que nous n’en prenons pas plus ?

Aujourd’hui, l’empreinte écologique de l’humanité excède de 23% ce que la planète est capable de régénérer. En d’autres termes, il faut plus d’un an et deux mois à la terre pour renouveler ce que nous utilisons en une seule journée. Nous survivons en utilisant les réserves des ressources de la planète. Nous épuisons à la fois les ressources non renouvelables comme les minéraux, les minerais et le pétrole mais aussi les ressources renouvelables telles que les réserves de poissons, les animaux, les forêts et l’eau du sol – nous les utilisons plus vite que la terre ne peut les renouveler. Nous dépendons de ces richesses écologiques pour survivre. Des moyens d’existence disparaissent, des conflits de ressources surgissent, la terre s’appauvrit et les ressources deviennent de plus en plus chères et inaccessibles. Cela est encore aggravé par la croissance de la population ainsi que par les changements de style de vie qui accentuent la demande en ressources naturelles.

En mesurant l’empreinte écologique d’une population (un individu, une ville, une nation ou l’humanité entière), on peut évaluer le pourcentage de la planète que nous utilisons, ce qui nous permet de gérer nos ressources avec plus d’attention. Les empreintes écologiques permettent aux gens d’entreprendre des actions collectives ou individuelles afin de vivre en fonction de ce que la planète est capable de régénérer.

Le défi et l’objectif: le développement durable

Le développement durable est une idée simple qui est basée sur le fait que lorsque les ressources sont utilisées plus rapidement qu’elles ne sont produites ou renouvelées, elles s’épuisent jusqu’à tarir complètement. Avec le développement durable, la demande des populations sur la nature s’équilibre avec la capacité de la nature à répondre à cette demande.

Adapté de : My Fooprint, Website

Calculez votre empreinte écologique

Répondez aux questions suivantes pour connaître la valeur de votre empreinte écologique. Ajoutez tous vos points, indiqués à la fin de chaque question (par exemple [2]) pour voir si vous laissez un impact ELEVE, moyen ou bas sur votre environnement. N’oubliez pas, plus l’empreinte est petite, et mieux c’est !

1. Dans les aliments que vous consommez, quel pourcentage est industriel, conditionné ou vient de loin ?

a) La plupart des aliments que je consomme sont conditionnés et viennent de loin. [3]

b) Environ la moitié des aliments que je consomme est conditionnée. [2]

c) Très peu. La plupart de mes aliments ne sont ni préparés ni conditionnés ; ils proviennent de produits locaux. [1]

2. Quelle est la taille de votre maison ?

a) 30 m2 ou inférieur [1]     similaire à un gros camion

b) 90–130 m2 [2]               similaire à un demi-terrain de football

c) 200 m2 et plus [3]          similaire à un terrain de football entier

3. Est ce que vous utilisez un vélo, la marche ou un animal pour vous déplacer  ?

a) La plupart du temps [1]

b) De temps en temps [2]

c) Rarement [3]

4. En moyenne, quelle distance effectuez-vous en transport en commun par semaine (bus, train, ferry, taxi partagé) ?

a) 25–100 km par semaine [3]

b) 20 km par semaine [2]

c) 0 km par semaine [1]

5. En moyenne, quelle distance parcourez-vous en voiture par semaine (en tant que conducteur ou passager)  ?

a) 0 km par semaine [1]

b) 250-500 km par semaine [2]

c) 700 km par semaine ou plus [3]

6. Comparé à vos voisins, quel volume de déchets générez-vous  ?

a) À peu près la même chose [2]

b) Beaucoup moins [1]

c) Beaucoup plus [3]

Maintenant ajoutez tous vos points et reportez-vous au tableau ci-dessous.

Ressource 5 : Préparation du cours : Critères d’évaluation du meilleur ballon de football recyclé

 Ressource de l’enseignant pour la préparation ou l’adaptation, à utiliser avec les élèves

C’est une bonne idée d’aider vos élèves à réfléchir à la manière dont vous allez juger le meilleur ballon de foot avant qu’ils ne commencent à en fabriquer un avec des matériaux de recyclage relativement propres et ne présentant aucun danger.

Tout d’abord, démarrez par un remue-méninges qui vous permettra, à vos élèves et à vous-même, de faire la liste des qualités d’un « bon » ballon. Procédez comme suit.

Un bon ballon est:

1. bien rond et de bonne taille ;
2. roule droit ;
3. rebondit bien ;
4. solide ;
5. assez mou pour être saisi.

Vos élèves ont peut-être d’autres idées – faites une liste au tableau.

Ensuite, vos élèves et vous-même devez discuter de la manière dont vous allez mesurer ces qualités.

• Bien rond et de bonne taille : Est-ce que le ballon passe à travers une boucle en fer ou en carton du diamètre exact quel que soit le bout par lequel vous le prenez  ? Est-ce que vous pouvez le tenir confortablement ?
• Roule droit : mesurez en le faisant rouler – vous devez décider de la distance sur laquelle vous allez le faire rouler sur le sol.
• Rebondit bien: Vous devez le faire rebondir depuis une hauteur identique et mesurer à quelle hauteur il rebondit comparé aux autres.
• Solide: Il vous faudra l’essayer pour tester cela. Combien de temps pouvez-vous l’utiliser avant de devoir le remplacer  ?
• Assez mou pour être saisi: Est-ce qu’il vous fait mal aux mains quand vous l’attrapez  ?

Enfin, vous devrez établir des notes pour les tests que vous avez déterminés et les essayer pour voir si ça marche (un exemple est fourni ci-dessous).

Vous devrez créer ce barème au tableau avec vos élèves. Vous pouvez diviser votre classe en groupes – chaque groupe étant responsable des scores pour une propriété.

Donnez à chaque groupe le temps de trouver les matériaux et de fabriquer son ballon.

Maintenant demandez à chaque groupe de tester son ballon en fonction des critères. Quelle est la note pour chaque critère  ? Quelle est la note globale  ?

Il se peut que vous ayez à modifier les critères une fois les ballons fabriqués. Cela voudrait dire que vos élèves ont développé un esprit critique. Ils voudront peut-être également ajouter des qualités, l’apparence par exemple. Cela aussi mérite des félicitations.