Eau liquide, glace solide (photo de StockSnap via Pixabay)

Mise en contexte

En explorant le monde autour d’eux, les élèves prennent conscience de la multitude de matériaux et de substances qui s’y trouvent, ainsi que des similarités et des différences entre les propriétés de ceux-ci, notamment en ce qui concerne leur aspect, leur texture et les changements qu’ils subissent. Les catégories « liquides » et « solides » donnent aux élèves un moyen de commencer à organiser leur compréhension des matériaux et des substances du quotidien.

Dans cette enquête, les élèves auront l’occasion d’approfondir leur compréhension des propriétés des matériaux en observant et en comparant ou différenciant des liquides et des solides familiers. Leurs observations les aideront à prédire ce qui se passera quand des liquides et des solides sont mélangés. Les élèves auront aussi l’occasion d’étudier le fait qu’une manipulation sûre des liquides et des solides contribue à garder un environnement sain pour tous les êtres vivants.

Quand ils manipulent des liquides et des solides, il est important que les élèves travaillent de manière à assurer leur sécurité personnelle et celle des autres. Pour ce faire, ils doivent notamment comprendre pourquoi ils ne doivent jamais mettre aucun matériau dans leur bouche, à moins que l’éducateur les y autorise, et pourquoi ils doivent se laver les mains après avoir manipulé tout matériau.

Cette enquête pourrait partir:

    Couverture d’Il pleut des hamburgers, de Judi Barrett (via (via Les Libraires)

  • de la lecture d’un livre comme Il pleut des hamburgers, de Judy Barrett. Lancez la discussion à l’aide de questions comme :
    • « En quoi Ratatouille ressemble-t-elle à la ville dans laquelle nous vivons? En quoi est-elle différente? »
    • « Quels problèmes rencontrons-nous en raison des conditions météorologiques? » (p. ex., la neige peut s’accumuler et se solidifier en gelant dans les ornières, représentant un danger pour les piétons ou les automobiles qui passent dessus; la fonte de la neige et de la glace peut provoquer des inondations)
    • « Qu’ont pu faire les habitants de Ratatouille grâce à ce que leur ont apporté leurs conditions météorologiques, que nous ne pourrions pas faire avec ce que les nôtres nous donnent? » (p. ex., ils ont utilisé les restes de la nourriture tombée du ciel pour nourrir les chats, les chiens et les animaux de l’océan; ils ont restitué la nourriture à la Terre afin d’enrichir le sol pour faire pousser des fleurs)
    • « Quels problèmes les habitants de Ratatouille ont-ils rencontrés en raison du changement de leurs conditions météorologiques? » (p. ex., tous les aliments solides se sont accumulés sans pouvoir être mangés ou compostés; le sirop liquide a presque inondé la ville)

    Relevé des observations en sortie (image de Parlons sciences)

  • des questions et des interrogations nées d’une promenade faite dans les environs afin de trouver des exemples de liquides et de solides du quotidien. Lancez la discussion à l’aide de questions comme:
    • « Qu’avez-vous vu pendant la promenade que vous classeriez parmi les solides? Comment savez-vous qu’il s’agit de solides et pas d’autre chose? » (p. ex., un solide garde sa forme et ne peut pas être versé)
    • « Qu’avez-vous vu pendant la promenade que vous classeriez parmi les liquides? Comment savez-vous qu’il s’agit de liquides et pas d’autre chose? » (p. ex., un liquide adopte la forme de son contenant et il peut être versé)
    • « Y a-t-il des choses pour lesquelles vous n’étiez pas sûr? Les classeriez-vous parmi les liquides ou les solides? Pourquoi pensez-vous cela? »

Matériel et préparation (Cliquez pour ouvrir)

Matériel:

  • Assiettes en carton, divisées en sections afin d’étudier plusieurs solides à la fois
  • Petits contenants pour étudier les liquides et mélanger des liquides et des solides
  • Assortiment de liquides familiers (p. ex., eau, lait, vinaigre, miel liquide, sirop de maïs, mélasse, huile, savon à vaisselle liquide, lotion pour les mains ou le corps, eau gazeuse)
    • Remarque: Attention aux risques de sensibilité des élèves aux odeurs provenant du liquide à vaisselle, de la lotion pour le corps, etc.
  • Assortiment de solides familiers (p. ex., sucre, cubes de sucre, sucre à glacer, farine, semoule de maïs, fécule de maïs, céréales sèches, poudre à pâte, bicarbonate de soude)
  • Bâtonnets en plastique ou en bois pour mélanger
  • Cuillères à mesurer
  • Grand bol pour étudier la flottabilité
  • Assortiment de matériaux (p. ex., bouchons en liège, pièces de monnaie, bois, cailloux ou petites pierres, crayon, cube en plastique ou bloc de construction, cuillère)
  • Loupes simples
  • Papier journal et essuie-tout ou chiffon pour nettoyer les liquides renversés

Préparation:

S’ils le souhaitent, les éducateurs peuvent:

  • Préparer les espaces où les élèves pourront:
    • utiliser leurs sens pour étudier divers aspects de solides et de liquides familiers; par exemple, les élèves pourraient étudier les différences entre les vitesses d’écoulement de divers liquides ou examiner des solides familiers à la loupe;
    • étudier ce qui se passe quand des liquides sont mélangés à d’autres liquides, des solides à d’autres solides, et un liquide particulier à divers solides;
    • comparer la force de flottabilité de différents liquides.
  • mesurer à l’avance les liquides et les solides qui seront mélangés.
  • délimiter des sections sur des assiettes en carton afin d’étudier plusieurs solides à la fois.

Quoi faire

Les élèves développent et mettent en pratique les habiletés « observer », « comparer ou différencier », et « prédire » en étudiant les propriétés de liquides et de solides familiers.

Les élèves:

  • examinent et comparent ou différencient toute une variété de liquides familiers à l’aide de leurs sens.
    • L'éducateur rappelle aux élèves de ne rien mettre dans leur bouche à moins qu’il leur dise que c’est sans danger.
    • L’éducateur anime la discussion sur les liquides en encourageant les élèves à utiliser un vocabulaire descriptif pour parler de la texture, de l’aspect, de l’odeur des liquides et de leur écoulement.
    • L'éducateur montre comment procéder pour étudier la force de flottabilité des liquides en versant 125 ml d’un liquide dans un contenant transparent en plastique, puis en déposant délicatement un objet sur ce liquide et en demandant aux élèves d’observer ce qui se passe.
  • comparent ou différencient la force de flottabilité de toute une variété de liquides familiers.
    • L’éducateur favorise les observations et les discussions sur la force de flottabilité des liquides testés en encourageant les élèves à utiliser un vocabulaire comparatif pour décrire ce qu’ils ont observé.
  • prédisent ce qui se produira quand deux liquides sont mélangés.
  • vérifient leurs prédictions, puis décrivent et consignent leurs observations à propos des changements dans les caractéristiques des liquides.
    • L’éducateur anime les discussions sur la manière dont les élèves peuvent consigner quels liquides ont été mélangés et ce qu’ils ont observé.
  • examinent et comparent ou différencient toute une variété de solides familiers à l’aide de leurs sens.
    • L’éducateur anime la discussion sur les solides en encourageant les élèves à utiliser un vocabulaire descriptif pour parler de la texture, de l’odeur et de l’aspect de ce qu’ils ont observé à l’œil nu et à la loupe.
  • prédisent ce qui se produira quand deux solides sont mélangés.
  • vérifient leurs prédictions, puis décrivent et consignent leurs observations à propos des changements dans les caractéristiques des solides.
    • L’éducateur anime les discussions sur la manière dont les élèves peuvent consigner quels solides ont été mélangés et ce qu’ils ont observé.
  • prédisent ce qui se produira quand un liquide et un solide sont mélangés.
  • vérifient leurs prédictions, puis décrivent et consignent leurs observations à propos des changements dans les caractéristiques des liquides, des solides, ou des deux.
    • L’éducateur anime les discussions sur la manière dont les élèves peuvent consigner quels solides et liquides ont été mélangés et ce qu’ils ont observé.
  • discutent de ce qu’ils ont appris et décrivent comment on peut mélanger des solides et des liquides pour créer une substance utile (p. ex., de l’eau et de la farine donnent de la pâte; du lait et du chocolat en poudre donnent du lait au chocolat).

Évaluation

Observez et consignez, à l’aide de commentaires annotés, de photos ou de vidéos, la capacité des élèves à faire ce qui suit :

  • Observer - Les élèves observent les changements dans les caractéristiques des liquides et des solides quand ceux-ci sont mélangés (p. ex., quand on mélange des liquides, quand on mélange des solides, et quand on mélange certains liquides et solides).
  • Comparer ou différencier - Les élèves utilisent leurs sens pour comparer ou différencier les caractéristiques de divers liquides et solides (p. ex., ils regardent du sel à l’œil nu et à la loupe et observent les changements que celui-ci subit quand il est mélangé à différents liquides).
  • Prédire - Les élèves prédisent ce qui se produira quand divers solides et liquides sont mélangés (p. ex., ce qui arrivera à des céréales sèches mélangées avec un liquide comme de l’eau ou du miel liquide).

Co-construction des connaissances

Les élèves:
parler, faire et représenter

Les éducateurs:
interagir en répondant et en questionnant

Les élèves utilisent leurs sens pour examiner et comparer ou différencier toute une variété de liquides familiers.

  • « Quels mots utiliseriez-vous pour décrire l’aspect de ces liquides? »
  • « Comment décririez-vous l’apparence d’objets que vous regarderiez à travers chacun de ces liquides? »
  • « Comment décririez-vous la texture de chacun de ces liquides quand vous les faites couler entre vos doigts? »
  • « Quels liquides ont une odeur ou un parfum? Comment décririez-vous cette odeur ou ce parfum? »
  • « Qu’avez-vous remarqué à propos de la façon dont chaque liquide s’écoule? Quels mots utiliseriez-vous pour comparer ce que vous avez observé? » (La viscosité est une façon de décrire l’écoulement d’un liquide par rapport à la gravité, ou sa consistance.)

Les élèves examinent et comparent ou différencient toute une variété de solides familiers à l’aide de leurs sens.

  • « Quels mots utiliseriez-vous pour décrire l’aspect de ces solides? Comment décririez-vous ce que vous avez vu simplement à l’œil nu en comparaison à ce que vous avez vu en regardant dans la loupe? »
  • « Comment décririez-vous la texture de chacun de ces solides quand vous les faites passer entre vos doigts? »
  • « Quels solides ont une odeur ou un parfum? Comment décririez-vous cette odeur ou ce parfum? »

Les élèves comparent ou différencient la force de flottabilité de toute une variété de liquides familiers.

  • « Selon vos prédictions, que devait-il arriver à X en le plaçant dans Y? Qu’est-ce qui vous a fait dire cela? Votre prédiction était-elle exacte? »
  • « Selon vos prédictions, que devait-il arriver à X en le plaçant dans chacun des autres liquides? Qu’est-ce qui vous a fait dire cela? Votre prédiction était-elle exacte? »
  • « En quoi les renseignements que vous avez collectés sur les liquides à l’aide de vos sens vous ont-ils aidés à prédire si la pierre flotterait ou coulerait? »

Les élèves prédisent ce qui se produira quand divers liquides sont mélangés, ils vérifient leurs prédictions et ils décrivent et consignent leurs observations à propos des changements dans les caractéristiques des liquides.

  • « Selon vos prédictions, que devait-il se passer en mélangeant X et Y ensemble? Qu’est-ce qui vous a fait dire cela? »
  • « Qu’avez-vous observé à propos de la viscosité de X et de Y avant de les mélanger? Qu’avez-vous remarqué à propos de la viscosité du liquide obtenu en mélangeant X et Y? Selon vous, pourquoi est-ce arrivé? »
  • « D’autres caractéristiques de ces liquides (p. ex., peut être versé, prend la forme de son contenant) ont-elles changé après que ceux-ci ont été mélangés? Selon vous, pourquoi? »

Les élèves prédisent ce qui se produira quand divers solides sont mélangés ensemble, ils vérifient leurs prédictions et ils décrivent et consignent leurs observations à propos des changements dans les caractéristiques des solides.

  • « Selon vos prédictions, que devait-il se passer en mélangeant X et Y ensemble? Qu’est-ce qui vous a fait dire cela? »
  • « Qu’avez-vous observé à travers la loupe à propos de X et de Y avant de les mélanger? Qu’avez-vous observé à propos de X et de Y après les avoir mélangés? Selon vous, pourquoi est-ce arrivé? »
  • « D’autres caractéristiques de ces solides (p. ex., ne peut pas être versé, garde la même forme) ont-elles changé après que ceux-ci ont été mélangés ensemble? Selon vous, pourquoi? »

Les élèves prédisent ce qui se produira quand divers liquides et solides sont mélangés ensemble, ils vérifient leurs prédictions et ils décrivent et consignent leurs observations à propos des changements dans les caractéristiques des liquides, des solides, ou des deux.

  • « Comment consignerez-vous quels liquides et solides vous avez mélangés, les changements que vous avez prédits à propos des mélanges obtenus et les observations que vous avez faites après ces mélanges? »
  • « Comment allez-vous utiliser ce que vous avez appris sur les liquides et les solides pour faire des prédictions à propos des changements qui devraient se produire quand vous mélangez ces solides et ces liquides? »
  • « Quel mélange a produit le changement le plus frappant chez le solide? Quel mélange a produit le changement le plus frappant chez le liquide? »

Liens interdisciplinaires

Littératie

  • Approfondir la compréhension de textes oraux en reliant les idées à leurs propres connaissances et expériences (p. ex., après une discussion sur les résultats des mélanges de solides et de liquides, les élèves décrivent des expériences qu’ils ont vécues, comme la préparation d’une sauce pour la salade avec de l’huile, du vinaigre et des herbes aromatiques ou le mélange de levure et d’autres solides et liquides pour faire du pain).

Pensée mathématique

  • Procéder à des mesures avec des unités standards et non standards (p. ex., mesurer la quantité de liquides et de solides utilisés pour étudier les changements de leurs caractéristiques).

Enrichissement

Si vos élèves souhaitent en apprendre plus, voici quelques pistes pour stimuler leur curiosité:

  • Proposez aux élèves d’étudier les effets que les changements des solides et des liquides ont sur eux, leurs familles, leur collectivité et l’environnement. Par exemple, ils peuvent étudier des situations météorologiques, comme de la pluie qui devient du grésil ou de la pluie verglaçante.

  • Préparez de l’ooblek. Donnez aux élèves l’occasion d’étudier l’ooblek. Lancez la discussion à l’aide de questions comme :
    • « L’ooblek est-il un solide ou un liquide? Pourquoi pensez-vous cela? »
    • « Que devons-nous faire pour transformer un solide en liquide? » (p. ex., chauffer le solide) « Que devons-nous faire pour transformer un liquide en solide? » (refroidir le liquide)
    • « Selon vos prédictions, que va-t-il se passer si vous pressez très fort de l’ooblek? Qu’est-ce qui vous fait dire cela? »
    • « Selon vos prédictions, que va-t-il se passer quand vous cesserez de presser l’ooblek? Qu’est-ce qui vous fait dire cela? »
    • « En quoi l’ooblek est-il une substance surprenante? » (L’ooblek nécessite qu’on le presse pour passer de l’état solide à l’état liquide.)
    • « Qu’arrivera-t-il si nous congelons l’ooblek? Comment pouvons-nous le savoir? Pouvez-vous prédire à quoi ressemblera l’ooblek après décongélation? Aura-t-il la même texture et le même comportement? Ceux-ci seront-ils différents? Comment pouvons-nous vérifier nos prédictions? »
    ooblek
    ooblek

    Étude de l’ooblek (photos de Parlons sciences)


  • Certains liquides et solides que l’on trouve à la maison, dans le garage ou l’atelier, ou dans les laboratoires peuvent être dangereux et nécessitent de prendre des mesures de sécurité pour les manipuler. Des organismes ont inventé une série de pictogrammes (p. ex., le SIMDUT, ou Système d’information sur les matières dangereuses utilisées au travail) afin d’aider à identifier la dangerosité des produits. Ces pictogrammes représentent le danger potentiel d’un produit (p. ex., matières inflammables et combustibles, matières corrosives, matières infectieuses). Bien qu’ils puissent être représentés de différentes manières (p. ex., à l’intérieur d’un triangle rouge, d’un losange rouge ou d’un triangle jaune), les symboles restent les mêmes.
    Les élèves voudront peut-être étudier le sens de ces symboles internationaux qui nous donnent des renseignements sur la dangerosité des substances. L’éducateur peut apporter en classe des contenants vides sur lesquels figurent ces symboles et demander aux élèves ce que signifient ces symboles et la raison de leur présence sur ces produits. Il doit bien faire comprendre aux élèves que ces symboles nous aident à savoir comment utiliser et éliminer les produits en toute sécurité afin que ceux-ci ne représentent pas un danger pour les gens et pour l’environnement.
  • warning label

    Avertissement sur les matières corrosives (photo de Parlons sciences)

    warning label

    Avertissement sur les matières inflammables et les matières toxiques (photo de Parlons sciences)

    warning label

    Avertissement sur les matières inflammables (photo de Parlons sciences)