Les changements d’état des solides et des liquides dans la nature

Durée de travail estimée

Prérequis

Avoir complété les activités Je reconnais les liquides et les solides, Découvre les propriétés des solides et des liquides et Découvre les propriétés de l’eau à l’état liquide et à l’état solide.

Attente(s)

A1. utiliser une démarche de recherche, une démarche expérimentale et un processus de design en ingénierie pour effectuer des recherches et des expériences ainsi que pour résoudre des problèmes, tout en respectant les consignes de santé et de sécurité.

C1. évaluer l’incidence sur la société et l’environnement de divers liquides et solides et de leurs utilisations.

Contenu(s) d’apprentissage

A1.2  utiliser une démarche expérimentale et les habiletés connexes pour effectuer des expériences.

A1.3 utiliser un processus de design en ingénierie et les habiletés connexes pour concevoir, construire et tester des dispositifs, des modèles, des structures et/ou des systèmes.

A1.4  respecter les consignes de santé et de sécurité à suivre durant les expériences scientifiques et technologiques, y compris le port de l’équipement et des vêtements de protection individuelle appropriés, et utiliser adéquatement les outils, les instruments et le matériel mis à sa disposition.

C1.2 évaluer les conséquences de différents changements d’état des liquides et des solides sur les humains, l’environnement naturel et l’environnement bâti.

Déroulement et directives

Mise en train :

1. Proposer à l’élève de dessiner des liquides et des solides que l’on peut voir pendant l’hiver, le printemps, l’été et l’automne. Demander à l’élève de vous expliquer ce qu’elle ou il a dessiné. Poser la question suivante :

• L’eau dans la nature change d’état, elle est parfois liquide ou solide. Penses-tu que ces changements d’état représentent un danger pour les êtres humains?

Amener l’élève à réfléchir à différentes situations qu’elle ou il pourrait avoir vues ou vécues (p. ex. l’eau qui se change en glace avant la récréation, la pluie qui se change en verglas, la neige qui fond et fait une flaque d’eau dans la cour de l’école).

Exploration :

2. Présenter l’affiche Les liquides et les solides dans la nature et débuter la lecture avec l’élève. Poser les questions suivantes :

• Que vois-tu sur les photos? (p. ex. inondation, grêle, neige, verglas, sécheresse).
• Quels sont les changements d’état de l’eau pour chacune des photos? Faire réfléchir l’élève à ce qui précédait la situation observée sur le napperon pour trouver les changements d’état de l’eau (p. ex. inondation [de solide à liquide], grêle [de liquide à solide], neige [de liquide à solide], verglas [de solide à liquide et de liquide à solide]).

Cliquer sur chacune des photos afin de présenter et expliquer à l’élève chaque situation liée aux changements d’état de l’eau dans la nature.

Pour chaque photo, poser la question suivante :

• Quels ont été les conséquences pour les gens de ces changements d’état inattendus présentés dans les différentes situations?

Discuter avec l’élève des impacts pour les gens de ces changements d’état inattendus.

L’inondation : Les gens ont été forcés de quitter leur maison et de se réfugier chez d’autres personnes.
La grêle : Les gens ont dû se réfugier à l’intérieur de leur maison pendant l’averse de grêle, car les grêlons peuvent blesser. Des objets leur appartenant ont été brisés.
La neige : Les gens ont dû enfiler leurs vêtements d’hiver et sortir leur pelle pour enlever la neige. Des agricultrices et des agriculteurs ont perdu une partie de leur récolte. La chaussée était enneigée et glissante.
Le verglas : Le verglas a sectionné les fils électriques.
Les gens n’ont pas eu d’électricité durant plusieurs jours. De plus, ils ne pouvaient pas circuler en voiture, car la chaussée était glissante. Des objets leur appartenant ont été brisés à cause du verglas.
La sécheresse : Lorsqu’il y a un manque d’eau à l’état liquide, la végétation meurt, et les gens ne peuvent plus s’en nourrir. Les gens doivent surveiller davantage leur utilisation de l’eau. Ils doivent s’assurer qu’ils auront assez d’eau pour boire, car l’eau est essentielle à la vie.

3. Faire la lecture avec l’élève du texte L’eau dans tous ses états.

4. L’activité suivante requiert un grand contenant rempli d’eau et six matériaux différents, comme du bois, du plastique, du caoutchouc, du métal, de la styromousse et de la pierre.

Poser à l’élève les questions suivantes :

• Que veut dire le mot flotter?
• Que veut dire le mot couler?

Lire avec l’élève la section Expérimente reliée à l’expérimentation des matériaux qui flottent ou coulent, sur l’affiche Les liquides et les solides dans la nature. L’élève doit concevoir une expérience pour découvrir les matériaux qui flottent et ceux qui coulent. Permettre à l’élève d’explorer.

5. Lire avec l’élève le texte C’est incroyable.

6. Cette activité requiert des essuie-tout en papier de même que plusieurs chiffons (en tissu). Mettre également à la disposition de l’élève un contenant rempli d’eau.

Poser à l’élève la question suivante :

• Que veut dire le mot absorber?

Expliquer à l’élève le mot absorber. Donner un exemple concret : lorsqu’on utilise une éponge pour essuyer de l’eau, elle absorbe le liquide. L’éponge prend toute l’eau.

Lire avec l’élève la section Expérimente reliée à l’absorption des matériaux, sur l’affiche Les liquides et les solides dans la nature. L’élève doit concevoir une expérience pour découvrir le matériau qui absorbe le plus de liquide.

Permettre à l’élève d’explorer.

7. Faire la lecture avec l’élève du texte Un petit déjeuner sucré. Suite à cette lecture, lui demander de répondre à la question Peux-tu expliquer où est passé le sirop d’érable?

Demander à l’élève de dessiner 4 exemples concrets, dans son quotidien, de solides qui absorbent des liquides (p. ex. La serviette absorbe l’eau sur ton corps après une douche).

8. Proposer à l’élève de concevoir et construire une structure flottante capable de supporter 5 pièces de dix sous sans couler. Guider l’élève et utiliser la feuille de route J’imagine et je construis portant sur la démarche de résolution de problèmes technologiques. Mettre du matériel varié à la disposition de l’élève (p. ex. pâte à modeler, papier d’aluminium, bâtonnets de bois ou de plastique, colle, ruban-cache, pièces de monnaie, papier).

Permettre à l’élève de tester son prototype tout au long de la construction de sa structure flottante.
À la fin de la construction, vérifier avec l’élève la flottabilité de sa structure.
Inviter l’élève à présenter sa conception à un(e) ami(e) ou à sa famille.

Activité(s) d’apprentissage

1. Dessiner des liquides et des solides que l’on peut voir durant les quatre saisons.

2. Réflexion et discussion à la suite de présentation de photos de changement d’état dans la nature.

3. Lecture du texte L’eau dans tous ses états.

4. Expérimentation sur la flottabilité de matériaux.

5. Lecture du texte C’est incroyable.

6. Expérimentation sur l’absorption.

7. Lecture du texte Un petit déjeuner sucré et trouver dans son quotidien des exemples d’absorption.

8. Conception et construction d’une structure flottante.

Matériel

1. Six matériaux différents (p. ex. du bois, du plastique, du caoutchouc, du métal, de la styromousse et de la pierre).

2. Des essuie-tout en papier de même que plusieurs chiffons (en tissu).

3. De la pâte à modeler, du papier d’aluminium, des bâtonnets de bois ou de plastique, de la colle, du ruban-cache, des pièces de monnaie, du papier.

4. Cinq pièces de dix sous.