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collection École documents d’accompagnement des programmes Enseigner les scienc

collection École documents d’accompagnement des programmes Enseigner les sciences à l’école outil pour la mise en œuvre des programmes 2002 cycles 1, 2 et 3 Ministère de la Jeunesse, de l’Éducation nationale et de la Recherche Direction de l’enseignement scolaire Académie des sciences – La main à la pâte Centre national de documentation pédagogique applicable à la rentrée 2002 Suivi éditorial : Christianne Berthet Secrétariat d’édition : Élise Goupil Maquette de couverture: Catherine Villoutreix et Atelier Michel Ganne Mise en pages: Atelier Michel Ganne © CNDP, octobre 2002 ISBN: 2-240-00834-2 ISSN: en cours Comité de lecture François Chevalérias, direction de l’enseignement scolaire Pierre Léna, Académie des sciences Édith Saltiel, INRP – La main à la pâte ; université Paris 7 Jean-Pierre Sarmant, inspection générale de l’Éducation nationale Les auteurs • Groupe technique : Lise Adam, IEN – Saint-Fons Jean-Claude Arrougé, responsable de la division de l’animation pédagogique et de l’intégration des ressources – CNDP Jean-Michel Bérard, inspecteur général de l’Éducation nationale, groupe du premier degré Nadine Belin, IEN – Bergerac-Est René Cahuzac, inspecteur général de l’Éducation nationale, groupe des sciences et techniques industrielles François Chevalérias, IEN – DESCO A1 David Jasmin, ingénieur de recherche INRP – La main à la pâte Henri Kighelman, IEN – Bonneville André Laugier, maître de conférences – didactique des sciences IUFM – antenne de Bordeaux-Caudéran Bernard Leroux, IA-IPR sciences physiques et chimiques – académie de Nantes Francine Malexis, IA-IPR SVT – académie de Lille Renée Midol, IEN – Vaulx-en-Velin Jean-Michel Rolando, professeur d’IUFM – académie de Grenoble Jean-Pierre Sarmant, IGEN, président du Comité national de suivi du plan de rénovation de l’enseignement des sciences et de la technologie à l’école Guy Simonin, conseiller éditorial sciences – CNDP ; professeur à l’IUFM de Versailles, antenne de Cergy Jacques Toussaint, maître de conférences en physique ; directeur adjoint de l’IUFM de Lyon Danièle Villemin, IEN – sud Loire-Bouguenais • Équipe La main à la pâte (équipe placée auprès de l’Académie des sciences par convention avec l’INPR et l’École normale supérieure – Ulm): Jean-Marie Bouchard, INRP – La main à la pâte Alain Chomat, INRP – La main à la pâte Nicolas Poussielgue, INRP – La main à la pâte Béatrice Salviat, INRP – La main à la pâte Claudine Schaub, directrice d’école – Issy-les-Moulineaux David Wilgenbus, équipe de La main à la pâte Remerciements De nombreux maîtres ont contribué à cet ouvrage par l’apport de documents de classe ; les écoles sont citées dans les séquences correspondantes. L’ouvrage bénéficie également d’autres apports d’enseignants ou de scientifiques : Carole Broisi, Bernard Calvino, Annie Deforge, Sylvie Frémineur, Guy Gauthier, Brice Goineau, François Gros, Didier Geffard, Déborah Katz, Bernard Kloareg, Jean Matricon, Michel Mocellin, Jocelyne Nomblot, Tatiana Tomic, Denis Weber, Anne-Muriel Winter. Coordination : Jean-Marc Blanchard, bureau du contenu des enseignements, direction de l’enseignement scolaire Jean Denis, bureau des écoles, direction de l’enseignement scolaire. Sommaire Préface ................................................................................................................................................................. 5 Introduction ....................................................................................................................................................... 7 L’air est-il de la matière ? – cycle 2/cycle 3 ............................................................................................... 15 La place dans les programmes .............................................................................................................. 16 Séance 1. Qu’y a-t-il dans les sacs cachés dans les cartons ? ............................................................ 18 Séance 2. Que savons-nous sur l’air, peut-on en attraper ? ................................................................ 19 Séance 3. Comment prouver que le sac contient quelque chose ? .................................................. 19 Séance 4. Comment récupérer l’air du sac ? ........................................................................................ 21 Conclusion ............................................................................................................................................... 24 Indications bibliographiques ................................................................................................................. 24 Une graine, une plante ? – cycle 2 .............................................................................................................. 25 La place dans les programmes .............................................................................................................. 26 Un déroulement possible de la séquence ........................................................................................... 27 Séance 1. Graine ou pas graine ? – conceptions initiales ................................................................... 28 Séance 2. Graine ou pas graine ? – récolte du matériau expérimental .............................................. 28 Séance 3. Graine ou pas graine ? – tri du matériau et hypothèses ..................................................... 29 Séance 4. Graine ou pas graine ? – expérimentation sur les semis .................................................... 30 Séance 5. Graine ou pas graine ? – observation des semis, interprétation ....................................... 31 Séance 6. Qu’y a-t-il dans une graine ? – conceptions initiales ......................................................... 33 Séance 7. Qu’y a-t-il dans une graine ? – anatomie de la graine ........................................................ 34 Séance 8. Que faut-il à la graine pour germer ? – conceptions initiales ........................................... 35 Séance 9. Que faut-il à la graine pour germer ? – expérimentation ................................................... 36 Séance 10. De quoi a besoin la graine pour germer ? – conclusion .................................................. 37 Séance 11. Comment les graines germent-elles ? – expérimentation ............................................... 38 Séance 12. Comment les graines germent-elles ? – exploitation des données ................................ 38 Séance 13. Le rôle de la graine – la graine et ses réserves .................................................................. 39 Séance 14. Le rôle de la graine – unité et diversité des êtres vivants ................................................ 40 Conclusion ............................................................................................................................................... 42 Que deviennent les aliments que nous mangeons ? – cycle 3 ............................................................ 43 La place dans les programmes .............................................................................................................. 44 Un déroulement possible de la séquence ............................................................................................... 45 Introduction et débat initial sur la nutrition .............................................................................................. 45 Séance 1. Où vont l’eau et le pain ? ......................................................................................................... 47 Séance 2. Que ressent-on quand on mange ? ......................................................................................... 48 Séance 3. Que se passe-t-il quand on avale ? ......................................................................................... 49 Séance 4. Comment fonctionne l’appareil digestif ? ............................................................................... 51 Séance 5. Que deviennent les aliments dans le corps ? ......................................................................... 53 Séance 6. Évaluation ................................................................................................................................. 54 Conclusion ................................................................................................................................................ 55 Sélection indicative de sites ..................................................................................................................... 56 Quelle heure est-il à Paris, Pékin ou Sydney ? – Étude des fuseaux horaires – cycle 3 ........................ 57 La place dans les programmes ................................................................................................................. 58 Un déroulement possible de la séquence ............................................................................................... 59 Séance préalable. Observation de la course du Soleil au cours d’une journée ..................................... 61 Séance 1. Comment connaître l’heure dans un pays lointain ? ................................................................ 61 Séance 2. Quand il est midi à Paris, pourquoi fait-il nuit à Sydney ? ...................................................... 61 Séance 3. Élaborer un lexique (pôle, équateur, hémisphère, etc.) ......................................................... 62 Séance 4. Quelle heure est-il à Sydney lorsqu’il est midi à Paris ? .......................................................... 63 Séance 5. Comment expliquer l’alternance des jours et des nuits ? ....................................................... 64 Séance 6. L’alternance jours/nuits – utilisation d’une maquette ............................................................... 65 Séance 7. Quelle heure est-il à Pékin lorsqu’il est midi à Paris ? .............................................................. 66 Séance 8. Dans quel sens s’effectue la rotation de la Terre sur elle-même ? ........................................... 67 Séance 9. Quelle heure est-il à Pékin… ? ................................................................................................. 68 Séance 10. Comment garder la trace de ce qui a été compris ? ............................................................. 69 Conclusion ................................................................................................................................................ 70 Pour aller plus loin ..................................................................................................................................... 71 Sélection indicative de sites ..................................................................................................................... 71 Annexe 1. Frise à utiliser en séance 1 et synthèse .................................................................................... 73 Annexe 2. Photographies à exploiter en séance 10 ................................................................................. 74 Annexe 3. Une maquette en carton à construire ...................................................................................... 75 Le fonctionnement du levier – «Donnez-moi un point d’appui: je soulèverai le monde» – cycle 3 76 La place dans les programmes ................................................................................................................. 77 Un déroulement possible de la séquence ............................................................................................... 78 Séance 1. Comment soulever le bureau de l’enseignant ? ...................................................................... 79 Séance 2. Comment les hommes des temps anciens soulevaient-ils des charges ? ............................... 80 Séance 3. Comment réduire l’effort à l’aide d’un levier ? ........................................................................ 81 Séance 4. Comment réduire l’effort à l’aide d’un levier ? ........................................................................ 82 Séance 5. Comment fabriquer une maquette de pont-levis ? ................................................................. 83 Séance 6. Où fixer l’attache du fil sur la passerelle ? ............................................................................... 84 Séance 7. Qu’est-ce qui est pareil, qu’est-ce qui n’est pas pareil ? ....................................................... 85 Séance 8. Y a-t-il des leviers dans les organismes vivants ? ..................................................................... 86 Conclusion ................................................................................................................................................ 88 Pour aller plus loin ..................................................................................................................................... 88 Sélection indicative de sites ..................................................................................................................... 89 Annexe 1. Le vol d’un insecte .................................................................................................................. 91 Annexe 2 ................................................................................................................................................... 92 Comment savoir d’où vient le vent ? – cycle 3 .............................................................................................. 96 La place dans les programmes ................................................................................................................. 97 Un déroulement possible de la séquence ............................................................................................... 98 Séance 1. Quels sont les effets du vent ? ................................................................................................ 99 Séance 2. Quels objectifs indiquent la direction du vent ? .................................................................... 100 Séance 3. Quelles sont les caractéristiques de ces objets ? ................................................................... 102 Séance 4. Comment fabriquer une girouette ? ......................................................................................... 105 Séance 5. Construction d’une girouette ................................................................................................... 107 Séance 6. Pourquoi chercher à savoir d’où vient le vent ? ...................................................................... 107 Séance 7. Comment repérer la direction du vent ? ................................................................................. 107 Séance 8. Quels sont les vents dominants ? ............................................................................................ 108 Pour aller plus loin ..................................................................................................................................... 109 Sélection indicative de sites ..................................................................................................................... 110 L’eau à l’école maternelle – cycle 1 ................................................................................................................. 111 La place dans les programmes ............................................................................................................... 112 Des ateliers sur le thème de l’eau – une séquence en petite section .................................................. 113 Des situations problèmes en petite ou moyenne section autour du transport de l’eau ..................... 117 Une séquence en grande section – approche du phénomène de dissolution .................................. 120 Bibliographie ............................................................................................................................................ 124 Préface 5 Préface En juin 2000, après avoir rendu hommage à l’opération La main à la pâte, « cette heureuse initiative de Georges Charpak et de l’Académie des sciences, relayée par l’Institut national de la recherche pédagogique », le ministre de l’Éducation nationale uploads/Science et Technologie/ sciences-enseigner-les-sciences-a-l-ecole-2002-lamap.pdf