La mise en évidence de l’air [David Louapre, de la chaîne Youtube ScienceEtonnante] #Sciences #Cycle2

En association avec la Fondation La Main à la Pâte créée en 2011 par l’Académie des Sciences, les Ecoles normales supérieures de Paris et de Lyon, le youtubeur et physicien David Louapre (sa chaîne, ScienceEtonnante, est une pépite dans le monde de la vulgarisation scientifique) présente dans une vidéo YouTube une série d’activités autour de l’air à réaliser en classe. Dans ce petit film destiné aux enseignants, David Louapre décrit les expériences mais aussi la démarche et les différents fondements scientifiques associés.

Les principes pédagogiques

Ce sont ceux de la Fondation La Main à la Pâte : apprentissage par les élèves de façon active en utilisant l’expérimentation, l’observation et la démarche d’investigation – dont il est déjà question dans cet article. Ces principes de « pédagogie active » rappellent ceux du pédagogue Célestin Freinet (1896 – 1966) ; selon lui, les élèves doivent être acteurs de leurs apprentissages. Il pensait en effet que l’enfant apprend mieux par l’expérimentation [que par l’imitation ou la reproduction simples]. Freinet parlait de « tâtonnement expérimental ».

Les activités

• Objectif :

la mise en évidence de l’air

• Expériences :

matériel >> un grand récipient rempli d’eau, un gobelet, un coton

étapes >>

1/ Commencez par demander aux élèves ce que contient le gobelet. Les élèves vont sans doute répondre en grande majorité « rien ». Vous pouvez noter leurs réponses au tableau.

2/ Placez le coton au fond du gobelet, retournez le gobelet puis expliquez que vous allez appuyer sur le gobelet pour le mettre sous l’eau. Demandez aux élèves ce qu’ils pensent de cette expérience : « que va-t-il se passer lorsque l’on va appuyer sur le gobelet pour le plonger sous l’eau ? ». Il faut les amener à se questionner, à faire des hypothèses, à débattre. Là encore, vous pouvez noter leurs diverses interrogations au tableau.

3/ Réalisez l’expérience devant la classe : vous enfoncez le gobelet puis, une fois que vous l’avez laissé un peu sous l’eau, vous le remontez à la surface et le retournez pour montrer l’intérieur du gobelet et en particulier le coton, parfaitement sec. Vous pouvez leur faire vérifier le résultat en faisant circuler le coton dans la classe.

A cette étape, demandez-leur ce qui s’est passé,  à leur avis  : « pourquoi le coton est-il sec ? » Notez les réponses des élèves au tableau.

4/ Faites schématiser l’expérience : c’est un travail qui peut se faire par groupe ou de manière individuelle, sur un cahier.

exemple, dessiné par David Louapre :

Sur le dessin, demandez aux élèves de colorier l’eau en bleu.

La première fois, l’expérience est réalisée avec un gobelet opaque mais comme le précise David Louapre dans la vidéo, il est intéressant de réitérer l’expérience avec un gobelet transparent pour permettre aux élèves de mieux comprendre ce qui se passe. L’idée étant que les élèves parviennent eux-mêmes à cette proposition !

5/ Dans un second temps, l’expérience peut donc être recommencée par petits groupes, avec des gobelets transparents. Petit à petit, au fil des observations (les élèves vont peut-être par exemple essayer de mettre leurs doigts dans le gobelet sous l’eau…), les élèves peuvent envisager une « délimitation » entre l’eau et l’air au niveau du bas du gobelet. Il est important, à ce moment-là, de leur demander de préciser ou de compléter leur schéma à partir de ces nouvelles observations et éventuellement, de le légender comme ci-dessous  :

A cette étape, il est également intéressant de les renvoyer à ce qu’ils avaient pu dire en tout début de séance. Finalement, il n’y a pas « rien » dans le gobelet, le gobelet contient de l’air !

6/ Demandez aux élèves d’imaginer une nouvelle expérience où l’on ferait en sorte de faire arriver de l’eau à l’intérieur du gobelet. Certains vont peut-être proposer de pencher le gobelet et dans ce cas, les élèves vont pouvoir observer des bulles s’échapper du gobelet.

Là encore, il est important de schématiser l’expérience :

Pour mettre en évidence l’air et réaliser qu’il fait bien partie de la matière, une autre expérience fonctionne également  : il faut pour cela utiliser de l’eau savonneuse et en placer à la surface du bouchon d’une petite bouteille en plastique que l’on aura coupée en deux. Un film de savon va alors se former et lorsque l’on va enfoncer la bouteille dans l’eau, une bulle va se gonfler. En effet, l’air qui était contenu dans la bouteille va venir gonfler la bulle.

Conclusions

Toute cette petite série d’activités doit amener les élèves à conclure que l’air, ce n’est pas du « rien », c’est « quelque chose », autrement dit de la matière qui peut se déplacer, qui prend de la place, qui peut se conserver…

Dans la dernière partie de la vidéo, David Louapre propose une autre série d’activités pour mettre en évidence les différentes propriétés de l’air, toujours avec du matériel simple et facile à utiliser pour les élèves !

Plusieurs séances peuvent être consacrées à ces expérimentations – il est donc nécessaire de capitaliser les observations et les connaissances acquises au fur et à mesure dans un cahier d’expérience, incluant les différents schémas réalisés.

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Retrouvez toutes les expériences et les pistes de réflexion à mener autour de l’air avec vos élèves dans la video Youtube de David Louapre ici !