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Informer et accompagner
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les professionnels de l’éducation CYCLES 2 3 4
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PHYSIQUE-CHIMIE
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Mettre en oeuvre son enseignement
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Organisation et transformations de la matière
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L’eau sur Terre
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Le fichier source
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au format Word THÈME : ORGANISATION ET TRANSFORMATIONS DE LA MATIÈRE
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disponible en
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téléchargement Attendus de fin de cycle : Décrire la constitution et les états de la matière
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« Matière –
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L’eau sur Terre » Registre d’enseignement : Enseignement commun.
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Descriptif :
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Après avoir répondu sur l’ENT de leur établissement à un questionnaire de type QCM, support d’une évaluation
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diagnostique sur les acquis du cycle 3 en matière de changements d’état, les élèves représentent les réservoirs
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d’eau sur Terre puis ils répondent en groupe à la question « Est-ce que la quantité d’eau sur Terre augmente,
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diminue ou reste la même ? ».
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Ils disposent de documents et des aides sont prévues pour ceux qui rencontrent des difficultés.
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Repère de progressivité : Cette activité se place en début de cycle et du thème « organisation et transformations
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de la matière ». Elle reprend les notions d’états physiques vues au cycle 3 et permet de s’assurer des acquis sur
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les changements d’état.
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Objectifs d’apprentissage :
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• Caractériser les différents états de la matière (solide, liquide et gaz).
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• Caractériser les différents changements d’état d’un corps pur.
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Compétences travaillées
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Domaine 4 : Pratiquer des démarches scientifiques
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• Proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question scientifique.
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Domaine 1 : Pratiquer des langages
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• Lire et comprendre des documents scientifiques.
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Autres compétences
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• Coopération et réalisation de projets
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• Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques.
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Connaissances et compétences associées
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• Caractériser les différents états de la matière (solide, liquide et gaz).
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• Proposer et mettre en œuvre un protocole expérimental pour étudier les propriétés des changements d’état.
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• Caractériser les différents changements d’état d’un corps pur.
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Nature de la ressource : Activité documentaire précédée d’une évaluation diagnostique.
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Type d’approche pédagogique : Résolution de problème.
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Mots clefs : états physiques, changements d’état, mélanges, cycle de l’eau.
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016 1
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement
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Fiche professeur
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SCÉNARIO POSSIBLE
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Durée envisagée : 1,5 h
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• Travail personnel (10 min) : L’évaluation diagnostique peut être donnée à la maison, le questionnaire étant sur
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l’ENT du collège (confère documents en annexe) .
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• Séance (1h) : Le problème est posé « Est-ce que la quantité d’eau sur Terre augmente, diminue ou reste la
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même ? » l’hypothèse est élaborée, puis les documents sont fournis : étude de document + rédaction d’un
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paragraphe argumenté
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• Séance (0,5h) : structuration des connaissances sous forme de carte mentale par exemple.
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Mode de travail :
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L’évaluation diagnostique est individuelle.
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L’activité en classe se fait en groupe.
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Organisation possible :
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1/ Travail individuel en dehors de la classe
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L’évaluation diagnostique est donnée à la maison, le questionnaire est sur l’ENT du collège (une versions « papier »
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en classe est aussi envisageable). Les élèves répondent à des questions à choix multiples ou en vrai/faux et leurs
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réponses sont enregistrées directement, puis compilées ; plusieurs applications offrent ces possibilités.
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Le professeur alors dispose, en amont de la séance, des réponses des élèves avec les % correspondant (confère
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annexe) et envisager une activité de remédiation.
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2/ L’enseignant peut projeter les réponses des élèves pour lancer la discussion et faire un point sur les états de
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l’eau et les changements d’état (vu en cycle 3).
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La problématique est alors posée : « Est-ce que la quantité d’eau sur Terre augmente, diminue ou reste la
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même ? » et les documents sont fournis.
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Les élèves rédigent un texte bref et cohérent permettant de répondre à la question.
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On leur demande de formuler une hypothèse, puis d’argumenter en citant les informations trouvées dans les
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documents pour justifier leurs réponses.
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Les élèves s’auto-évaluent à l’aide de l’échelle descriptive donnée en début de séance. Ils appellent ensuite le
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professeur pour évaluer leur texte. Des aides sont prévues pour les groupes qui rencontrent des difficultés ou ne
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parviennent pas à démarrer l’activité.
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3/ Structuration des connaissances.
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Après évaluation du texte des élèves, une feuille avec le titre et les objectifs du chapitre est donnée à chaque
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élève.
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Les élèves (par binôme) doivent alors rédiger leur propre cours, sous forme de carte mentale, pour répondre aux
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3 objectifs de ce chapitre :
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• Connaître les 3 états de l’eau et des exemples.
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• Connaître le nom des 4 changements d’état et leur définition.
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• Savoir comment varie la quantité totale d’eau sur Terre.
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Les élèves appellent le professeur pour faire valider leur carte mentale. On peut envisager la projection de
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certaines cartes mentales pour montrer les différentes possibilités de présentation.
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Il est envisageable de faire travailler les élèves les plus rapides sur des propositions d’expériences
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complémentaires.
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4/ L’activité 2 « la répartition de l’eau sur Terre », peut être traitée pendant une séance de mathématiques pour
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aborder la partie « interpréter, représenter et traiter les données » dans le thème « organisation et gestion de
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données, fonction ». Cette séance peut avoir lieu la même semaine que l’activité « Est-ce que la quantité d’eau
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sur Terre augmente, diminue ou reste la même ? » ou à un autre moment de l’année pour réinvestir les notions
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vues en physique chimie.
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016 2
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement
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SCÉNARIO POSSIBLE
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Différenciation pédagogique mise en œuvre éventuellement (coups de pouce, …) :
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• Aides pour l’activité 1
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-- Aide 1 : Placer les chiffres des flux annuels sur le schéma et ajouter la flèche des précipitations sur les
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océans.
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-- Aide 2 : Toutes les informations du tableau ne sont pas forcément utiles (apport des cours d’eau aux océans).
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-- Aide 3 : Calculer le volume total d’eau qui s’évapore chaque année.
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-- Aide 4 : Calculer le volume total d’eau qui précipite chaque année.
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• Indicateurs de réussite
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-- Les élèves ont calculé le volume total d’eau qui s’évapore chaque année.
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-- Les élèves ont calculé le volume total d’eau qui précipite chaque année.
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-- Les élèves ont montré que le volume total d’eau qui s’évapore chaque année est égal au volume total d’eau
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qui précipite chaque année.
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Remarques éventuelles pour la mise en œuvre : L’utilisation d’un formulaire numérique pour l’évaluation dia-
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gnostique peut poser problème si tous les élèves ne disposent pas d’une connexion internet. Il faut donc laisser
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un délai d’une semaine pour y répondre afin de permettre aux élèves de se rendre au CDI pour se connecter.
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016 3
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement
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Évaluation diagnostique sur les attendus de fin de cycle 3
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Le but de ce questionnaire est d’évaluer ce que vous connaissez en début de 5ème.
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Sur terre l’eau existe sous 3 états physiques différents : l’état solide, l’état liquide et l’état
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gazeux. Choisissez la bonne réponse.
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1. La solidification est le :
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• Passage de l’état solide à l’état liquide
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• Passage de l’état liquide à l’état solide
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• Passage de l’état liquide à l’état gazeux
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• Passage de l’état gazeux à l’état liquide
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2. La fusion est le :
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• Passage de l’état solide à l’état liquide
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• Passage de l’état liquide à l’état solide
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• Passage de l’état liquide à l’état gazeux
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• Passage de l’état gazeux à l’état liquide
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3. L’évaporation ou vaporisation est le :
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• Passage de l’état solide à l’état liquide
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• Passage de l’état liquide à l’état solide
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• Passage de l’état liquide à l’état gazeux
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• Passage de l’état gazeux à l’état liquide
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4. La liquéfaction est le :
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• Passage de l’état solide à l’état liquide
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• Passage de l’état liquide à l’état solide
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• Passage de l’état liquide à l’état gazeux
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• Passage de l’état gazeux à l’état liquide
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5. Les précipitations sont :
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• Le passage de l’état gazeux à l’état liquide
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• Le passage de l’état liquide à l’état solide
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• Des gouttes d’eau qui tombe des nuages
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6. À - 2°C, L’eau est sous forme :
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• Solide
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• Liquide
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• Gaz
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7. A 2°C, L’eau est sous forme :
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• Solide
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• Liquide
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8.Quand on met du sirop de grenadine dans l’eau, on peut dire :
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• Qu’il fond
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• Qu’il disparait
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• Qu’il se dilue
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• Qu’il se mélange
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016 4
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement
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9. Quand on dit que le sel est soluble dans l’eau, cela signifie :
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• Qu’il fond dans l’eau
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• Qu’il disparait dans l’eau
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• Qu’il se dissout dans l’eau
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• Qu’il se mélange dans l’eau
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10. Vous disposez d’une eau boueuse. Comment feriez-vous pour récupérer uniquement l’eau ?
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• Je laisse reposer
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• J’ajoute du produit à vaisselle
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• J’utilise une passoire de cuisine
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• J’utilise un filtre
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• Je chauffe
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016 5
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement
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Activité 1 : Comment varie la quantité d’eau sur Terre ?
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1ère étape : individuelle
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Rédiger individuellement une hypothèse argumentée.
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2ème étape : en groupe, après distribution des documents
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Répondre de manière argumentée à la question posée en utilisant les documents fournis.
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Document 1 : cycle de l’eau
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Source : toony, CC BY 3.0, wikimedia commons
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Document 2 : Flux annuels sur la planète, en milliards de km3
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Evaporation sur les océans 425
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Evaporation sur les continents 71
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Précipitation sur les océans 385
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Précipitations sur les continents 111
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Apport des cours d’eau aux océans 40
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D’après : L’eau, Ghislain de Marsily, Dominos Flammarion, 1995
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016 6
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement
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REMARQUE POUR LE PROFESSEUR :
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Les flux annuels sont exprimés en milliards de km3, ce qui sous-entend que l’on compte les
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flux en eau liquide. Cela pourrait induire une idée fausse : la conservation du volume lors d’un
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changement d’état. Ce tableau peut donc ouvrir vers d’autres questionnements qui appellent une
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expérimentation. Il est aussi possible de donner ce tableau avec de flux exprimés en milliards de
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tonnes.
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Grille d’auto-évaluation sur le cycle de l’eau
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NOM : PRENOM :
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DATE : CLASSE :
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• Dans la grille ci-dessous, cocher le ou les niveaux qui vous correspondent le mieux :
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NIVEAU 1 NIVEAU 2 NIVEAU 3 NIVEAU 4
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Domaine 1 : S’exprimer à S’exprimer Exprimer un Développer
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comprendre, l’écrit en faisant à l’écrit en propos (texte un propos
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s’exprimer en des phrases faisant des ou exposé) structuré en
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utilisant des simples dans un phrases court et adaptant sys-
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langages langage correct simples dans cohérent en tématiquement
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scientifiques. et en utilisant le un langage cor- utilisant cer- son langage
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nouveau voca- rect et en utili- tains termes en utilisant le
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bulaire sant le nouveau spécifiques vocabulaire
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vocabulaire spécifique.
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• Écrire ci-dessous, ce qu’il faut retenir de l’activité :
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016 7
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement
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Activité 2 : La répartition de l’eau sur Terre
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Le tableau ci-dessous fournit les répartitions, en pourcentage, des différents réservoirs d’eau
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présents sur Terre.
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RÉSERVOIRS D’EAU SUR TERRE RÉPARTITION
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Océans, mers, lacs salés. 97%
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Glaciers, calotte glacières 2%
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Eaux souterraines 0,9%
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Eau douce de surface (lacs, cours d’eau, humidité du sol…) 0.1%
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Atmosphère (humidité de l’air, nuages…) 0,001%
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CONSIGNE :
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A l’aide des données présentées dans le tableau ci-dessus, rendre compte des répartitions des
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réservoirs en coloriant les cases ci-dessous.
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Que remarque-t-on ?
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D’après : « l’océan, ma planète et moi », Mathieu Hirtzig, David Wilgenbus, Gabrielle Zimmermann, édition Le
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Pommier, 2015
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016 8
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement
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Annexe
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Évaluation diagnostique sur l’ENT (copie de l’écran)
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016 9
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CYCLE 4 I PHYSIQUE-CHIMIE I Mettre en oeuvre son enseignement
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Résultat de l’évaluation diagnostique réalisée sur l’ENT (copie de l’écran)
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016 10
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eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Juin 2016 11
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