                                                              Informer et accompagner
                                                              les professionnels de l’éducation   CYCLES 2                         3 4
                                      PHYSIQUE-CHIMIE
                                       Mettre en oeuvre son enseignement

                                       Organisation et transformations de la matière




                                                                        L’eau sur Terre

        Le fichier source
         au format Word          THÈME : ORGANISATION ET TRANSFORMATIONS DE LA MATIÈRE
            disponible en
         téléchargement          Attendus de fin de cycle : Décrire la constitution et les états de la matière
              « Matière –
        L’eau sur Terre »        Registre d’enseignement : Enseignement commun.

                                 Descriptif :
                                 Après avoir répondu sur l’ENT de leur établissement à un questionnaire de type QCM, support d’une évaluation
                                 diagnostique sur les acquis du cycle 3 en matière de changements d’état, les élèves représentent les réservoirs
                                 d’eau sur Terre puis ils répondent en groupe à la question « Est-ce que la quantité d’eau sur Terre augmente,
                                 diminue ou reste la même ? ».
                                 Ils disposent de documents et des aides sont prévues pour ceux qui rencontrent des difficultés.

                                 Repère de progressivité : Cette activité se place en début de cycle et du thème « organisation et transformations
                                 de la matière ». Elle reprend les notions d’états physiques vues au cycle 3 et permet de s’assurer des acquis sur
                                 les changements d’état.

                                 Objectifs d’apprentissage :
                                 • Caractériser les différents états de la matière (solide, liquide et gaz).
                                 • Caractériser les différents changements d’état d’un corps pur.

                                 Compétences travaillées
                                 Domaine 4 : Pratiquer des démarches scientifiques
                                 • Proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question scientifique.
                                 Domaine 1 : Pratiquer des langages
                                 • Lire et comprendre des documents scientifiques.
                                 Autres compétences
                                 • Coopération et réalisation de projets
                                 • Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques.


                                 Connaissances et compétences associées
                                 • Caractériser les différents états de la matière (solide, liquide et gaz).
                                 • Proposer et mettre en œuvre un protocole expérimental pour étudier les propriétés des changements d’état.
                                 • Caractériser les différents changements d’état d’un corps pur.

                                 Nature de la ressource : Activité documentaire précédée d’une évaluation diagnostique.

                                 Type d’approche pédagogique : Résolution de problème.

                                 Mots clefs : états physiques, changements d’état, mélanges, cycle de l’eau.




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016           1
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement




                               Fiche professeur
                                 SCÉNARIO POSSIBLE

                                 Durée envisagée : 1,5 h
                                 • Travail personnel (10 min) : L’évaluation diagnostique peut être donnée à la maison, le questionnaire étant sur
                                    l’ENT du collège (confère documents en annexe) .
                                 • Séance (1h) : Le problème est posé « Est-ce que la quantité d’eau sur Terre augmente, diminue ou reste la
                                    même ? » l’hypothèse est élaborée, puis les documents sont fournis : étude de document + rédaction d’un
                                    paragraphe argumenté
                                 • Séance (0,5h) : structuration des connaissances sous forme de carte mentale par exemple.

                                 Mode de travail :
                                 L’évaluation diagnostique est individuelle.
                                 L’activité en classe se fait en groupe.

                                 Organisation possible :
                                 1/ Travail individuel en dehors de la classe
                                 L’évaluation diagnostique est donnée à la maison, le questionnaire est sur l’ENT du collège (une versions « papier »
                                 en classe est aussi envisageable). Les élèves répondent à des questions à choix multiples ou en vrai/faux et leurs
                                 réponses sont enregistrées directement, puis compilées ; plusieurs applications offrent ces possibilités.
                                 Le professeur alors dispose, en amont de la séance, des réponses des élèves avec les % correspondant (confère
                                 annexe) et envisager une activité de remédiation.

                                 2/ L’enseignant peut projeter les réponses des élèves pour lancer la discussion et faire un point sur les états de
                                 l’eau et les changements d’état (vu en cycle 3).
                                 La problématique est alors posée : « Est-ce que la quantité d’eau sur Terre augmente, diminue ou reste la
                                 même ? » et les documents sont fournis.
                                 Les élèves rédigent un texte bref et cohérent permettant de répondre à la question.
                                 On leur demande de formuler une hypothèse, puis d’argumenter en citant les informations trouvées dans les
                                 documents pour justifier leurs réponses.
                                 Les élèves s’auto-évaluent à l’aide de l’échelle descriptive donnée en début de séance. Ils appellent ensuite le
                                 professeur pour évaluer leur texte. Des aides sont prévues pour les groupes qui rencontrent des difficultés ou ne
                                 parviennent pas à démarrer l’activité.

                                 3/ Structuration des connaissances.
                                 Après évaluation du texte des élèves, une feuille avec le titre et les objectifs du chapitre est donnée à chaque
                                 élève.
                                 Les élèves (par binôme) doivent alors rédiger leur propre cours, sous forme de carte mentale, pour répondre aux
                                 3 objectifs de ce chapitre :
                                 • Connaître les 3 états de l’eau et des exemples.
                                 • Connaître le nom des 4 changements d’état et leur définition.
                                 • Savoir comment varie la quantité totale d’eau sur Terre.




                                 Les élèves appellent le professeur pour faire valider leur carte mentale. On peut envisager la projection de
                                 certaines cartes mentales pour montrer les différentes possibilités de présentation.
                                 Il est envisageable de faire travailler les élèves les plus rapides sur des propositions d’expériences
                                 complémentaires.

                                 4/ L’activité 2 « la répartition de l’eau sur Terre », peut être traitée pendant une séance de mathématiques pour
                                 aborder la partie « interpréter, représenter et traiter les données » dans le thème « organisation et gestion de
                                 données, fonction ». Cette séance peut avoir lieu la même semaine que l’activité « Est-ce que la quantité d’eau
                                 sur Terre augmente, diminue ou reste la même ? » ou à un autre moment de l’année pour réinvestir les notions
                                 vues en physique chimie.


Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016              2
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement




                                 SCÉNARIO POSSIBLE

                                 Différenciation pédagogique mise en œuvre éventuellement (coups de pouce, …) :

                                 • Aides pour l’activité 1
                                   -- Aide 1 : Placer les chiffres des flux annuels sur le schéma et ajouter la flèche des précipitations sur les
                                       océans.
                                   -- Aide 2 : Toutes les informations du tableau ne sont pas forcément utiles (apport des cours d’eau aux océans).
                                   -- Aide 3 : Calculer le volume total d’eau qui s’évapore chaque année.
                                   -- Aide 4 : Calculer le volume total d’eau qui précipite chaque année.

                                 • Indicateurs de réussite
                                   -- Les élèves ont calculé le volume total d’eau qui s’évapore chaque année.
                                   -- Les élèves ont calculé le volume total d’eau qui précipite chaque année.
                                   -- Les élèves ont montré que le volume total d’eau qui s’évapore chaque année est égal au volume total d’eau
                                       qui précipite chaque année.

                                 Remarques éventuelles pour la mise en œuvre : L’utilisation d’un formulaire numérique pour l’évaluation dia-
                                 gnostique peut poser problème si tous les élèves ne disposent pas d’une connexion internet. Il faut donc laisser
                                 un délai d’une semaine pour y répondre afin de permettre aux élèves de se rendre au CDI pour se connecter.




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016            3
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement




                               Évaluation diagnostique sur les attendus de fin de cycle 3
                               Le but de ce questionnaire est d’évaluer ce que vous connaissez en début de 5ème.

                               Sur terre l’eau existe sous 3 états physiques différents : l’état solide, l’état liquide et l’état
                               gazeux. Choisissez la bonne réponse.

                               1. La solidification est le :
                               • Passage de l’état solide à l’état liquide
                               • Passage de l’état liquide à l’état solide
                               • Passage de l’état liquide à l’état gazeux
                               • Passage de l’état gazeux à l’état liquide

                               2. La fusion est le :
                               • Passage de l’état solide à l’état liquide
                               • Passage de l’état liquide à l’état solide
                               • Passage de l’état liquide à l’état gazeux
                               • Passage de l’état gazeux à l’état liquide

                               3. L’évaporation ou vaporisation est le :
                               • Passage de l’état solide à l’état liquide
                               • Passage de l’état liquide à l’état solide
                               • Passage de l’état liquide à l’état gazeux
                               • Passage de l’état gazeux à l’état liquide

                               4. La liquéfaction est le :
                               • Passage de l’état solide à l’état liquide
                               • Passage de l’état liquide à l’état solide
                               • Passage de l’état liquide à l’état gazeux
                               • Passage de l’état gazeux à l’état liquide

                               5. Les précipitations sont :
                               • Le passage de l’état gazeux à l’état liquide
                               • Le passage de l’état liquide à l’état solide
                               • Des gouttes d’eau qui tombe des nuages

                               6. À - 2°C, L’eau est sous forme :
                               • Solide
                               • Liquide
                               • Gaz

                               7. A 2°C, L’eau est sous forme :
                               • Solide
                               • Liquide

                               8.Quand on met du sirop de grenadine dans l’eau, on peut dire :
                               • Qu’il fond
                               • Qu’il disparait
                               • Qu’il se dilue
Retrouvez Éduscol sur
                               • Qu’il se mélange



   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016   4
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement




                               9. Quand on dit que le sel est soluble dans l’eau, cela signifie :
                               • Qu’il fond dans l’eau
                               • Qu’il disparait dans l’eau
                               • Qu’il se dissout dans l’eau
                               • Qu’il se mélange dans l’eau

                               10. Vous disposez d’une eau boueuse. Comment feriez-vous pour récupérer uniquement l’eau ?
                               • Je laisse reposer
                               • J’ajoute du produit à vaisselle
                               • J’utilise une passoire de cuisine
                               • J’utilise un filtre
                               • Je chauffe




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016   5
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement




                               Activité 1 : Comment varie la quantité d’eau sur Terre ?
                               1ère étape : individuelle
                               Rédiger individuellement une hypothèse argumentée.


                               2ème étape : en groupe, après distribution des documents
                               Répondre de manière argumentée à la question posée en utilisant les documents fournis.


                               Document 1 : cycle de l’eau




                               Source : toony, CC BY 3.0, wikimedia commons



                               Document 2 : Flux annuels sur la planète, en milliards de km3

                                 Evaporation sur les océans                                                            425

                                 Evaporation sur les continents                                                        71

                                 Précipitation sur les océans                                                          385

                                 Précipitations sur les continents                                                     111

                                 Apport des cours d’eau aux océans                                                     40


                               D’après : L’eau, Ghislain de Marsily, Dominos Flammarion, 1995




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016   6
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement




                                    REMARQUE POUR LE PROFESSEUR :
                                    Les flux annuels sont exprimés en milliards de km3, ce qui sous-entend que l’on compte les
                                    flux en eau liquide. Cela pourrait induire une idée fausse : la conservation du volume lors d’un
                                    changement d’état. Ce tableau peut donc ouvrir vers d’autres questionnements qui appellent une
                                    expérimentation. Il est aussi possible de donner ce tableau avec de flux exprimés en milliards de
                                    tonnes.




                               Grille d’auto-évaluation sur le cycle de l’eau

                               NOM : 			                      PRENOM : 			

                               DATE : 			                     CLASSE :



                               • Dans la grille ci-dessous, cocher le ou les niveaux qui vous correspondent le mieux :



                                                          NIVEAU 1                  NIVEAU 2                 NIVEAU 3                NIVEAU 4
                                Domaine 1 :        S’exprimer à               S’exprimer                Exprimer un             Développer
                                comprendre,        l’écrit en faisant         à l’écrit en              propos (texte           un propos
                                s’exprimer en      des phrases                faisant des               ou exposé)              structuré en
                                utilisant des      simples dans un            phrases                   court et                adaptant sys-
                                langages           langage correct            simples dans              cohérent en             tématiquement
                                scientifiques.     et en utilisant le         un langage cor-           utilisant cer-          son langage
                                                   nouveau voca-              rect et en utili-         tains termes            en utilisant le
                                                   bulaire                    sant le nouveau           spécifiques             vocabulaire
                                                                              vocabulaire                                       spécifique.




                               • Écrire ci-dessous, ce qu’il faut retenir de l’activité :




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016          7
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement




                               Activité 2 : La répartition de l’eau sur Terre
                               Le tableau ci-dessous fournit les répartitions, en pourcentage, des différents réservoirs d’eau
                               présents sur Terre.



                                                RÉSERVOIRS D’EAU SUR TERRE                                             RÉPARTITION
                                Océans, mers, lacs salés.                                                                    97%

                                Glaciers, calotte glacières                                                                   2%

                                Eaux souterraines                                                                            0,9%

                                Eau douce de surface (lacs, cours d’eau, humidité du sol…)                                   0.1%

                                Atmosphère (humidité de l’air, nuages…)                                                     0,001%




                                    CONSIGNE :
                                    A l’aide des données présentées dans le tableau ci-dessus, rendre compte des répartitions des
                                    réservoirs en coloriant les cases ci-dessous.
                                    Que remarque-t-on ?




                               D’après : « l’océan, ma planète et moi », Mathieu Hirtzig, David Wilgenbus, Gabrielle Zimmermann, édition Le
                               Pommier, 2015




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016   8
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement




                               Annexe
                               Évaluation diagnostique sur l’ENT (copie de l’écran)




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016   9
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement




                               Résultat de l’évaluation diagnostique réalisée sur l’ENT (copie de l’écran)




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016   10
  CYCLE   4    I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement




Retrouvez Éduscol sur




   eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016   11
