A Clisthène, les cours de Sciences et Technologies (ou EIST : Enseignement intégré des Sciences et Technologies) sont dispensés pour les 5èmes le lundi après-midi, pendant 2 heures (15h30 à 17h30) et le mardi matin pendant 1 heure 40 (de 8h50 à 10h30). L’ensemble des élèves de 5ème est réparti en 3 groupes de 15-16 élèves. Mme Petoin, M. Janaud et M. Marty sont les professeurs de sciences qui assureront les contenus tout au long de l’année.
Un site internet, https://club-techno.org servira de base de ressources.
Le cahier de l’élève pour la classe de science et technologie 5ème est disponible en cliquant sur le lien ci-dessous :
http://www.calameo.com/read/004489974b0cc85f276da
Lundi 7 septembre 2015 :
Présentation des Sciences et Technologie : programme de l’année, horaires, matériel nécessaire, exigences des professeurs.
Chapitre 1 : Qu’est-ce-qui fait bouger et changer les choses ?
1.1 Un premier inventaire :
1.1.1 : Qu’est-ce-qui bouge ou change autour de nous ?
Situation : Les enfants s’intéressent aux objets (naturels, techniques ou vivants) qui les entourent et aux actions qu’ils peuvent produire.
Dans le sillage de la 1ère séance d’EIST en 6ème, il est demandé aux élèves de réaliser une liste d’éléments de leur environnement proche et de définir en utilisant un verbe l’action que ces objets peuvent produire.
Compétences mises en oeuvre : Prélever l’information et Communiquer (compétences transversales)
Descriptif de la séance : fiche-séance-n°1-Un-premier-inventaire
Synthèse des tableaux des élèves. Discussions sur les verbes choisis pour certaines actions et sur les actions elles-même. Rappels de notions vues en 6ème (que fait un ordinateur ?, et un être humain, il fait la même chose qu’une plante ?).
1.1.2 : D’où vient le mouvement ou le changement ?
Une nouvelle colonne est rajoutée au tableau précédent : “Qu’est-ce qui fait que ça bouge ou que ça change ?” – Pour demain, compléter cette colonne.
Fiche complétée : EIST-5eme-1er-cours-2015-fiche-complétée
Mardi 8 septembre 2015 :
Retour sur le travail d’hier. On complète la colonne dans laquelle on s’interroge sur l’origine des actions et on rédige une première synthèse.
Travail individuel puis mise en commun à travers un débat pour décider de l’origine des mouvements et des changements. Certaines notions sont difficiles à appréhender, comme le vent. Les rapports entre certaines choses considérées comme énergies (électricité) et d’autres (comme la nourriture) posent problème. La question de l’origine (et du stockage) de ces éléments soulève de nombreux questionnements.
Une synthèse est proposée : “L’utilisation d’une ressource d’énergie est nécessaire pour mettre en mouvement. A partir du moment où une action a lieu, alors de l’énergie est intervenue”.
Synthèse de cours : EIST-5ème-synthèse-quest-ce-qui-fait-bouger-ou-changer-les-choses
Lundi 14 et mardi 15 septembre 2015 :
A partir de la synthèse du cours précédent, nous tentons de schématiser les actions, les mouvements vus précédemment. Les élèves proposent leurs schémas. Un débat se met en place, comment représenter de façon simple et compréhensible par tous le principe d’action, de mouvement. Après des essais peu satisfaisants, nous nous mettons d’accord sur un système de représentation simple :
Ceci s’appelle un schéma fonctionnel. Il permet de représenter à quoi sert l’objet et comment il fonctionne. On visualise ainsi ce qui agit sur l’objet et sur quoi il agit . Cette représentation peut être utilisée en décomposant chaque élément d’un ensemble, ce qui donne une suite de boîtes reliées par des flèches. Le schéma prend en compte l’état initial et l’état final de l’objet étudié et montre que le changement d’état est la conséquence d’un apport d’énergie.
Le cours se termine par des exercices sur des systèmes techniques simples :
Devoirs pour le lundi 21 septembre : évaluation sur la schématisation fonctionnelle
Lundi 21 et mardi 22 septembre :
Evaluation sur la schématisation fonctionnelle : Evaluation 5èmes EST N°1 2015 bis
1.2 Des changements sur différentes échelles de temps :
1.2.1 : Un changement rapide : transformation de l’eau liquide en glace
Fiche de progression : progression changements rapides
Situation : Différentes photographies présentant des paysages lors de la période hivernale sont montrées aux élèves. Qu’observent-ils ?
Au bout de plusieurs photographies, tout le monde est d’accord : on observe de l’eau sous forme de glace. Des rappels d’école primaire sont effectués.
Une question se pose : Dans quelles circonstances particulières l’eau se transforme-t-elle en glace ?
Premier travail d’hypothèse individuel.
Nous proposons de réaliser des expériences sur la solidification de l’eau en suivant un protocole expérimental donné par l’enseignant, cela permet de déactiver les connaissances de l’année dernière sans bloquer les élèves en difficulté. Travail en binôme : fiche TP solidification eau
Un des objectifs est aussi de se réapproprier la construction de graphiques.
Une synthèse est effectuée après un retour de chaque binôme sur son expérience : La solidification de l’eau pure se produit à la température de 0°C. La courbe de solidification présente un palier à 0°C.
Le professeur réalise devant les élèves l’expérience inverse, c’est-à-dire la fusion de la glace et trace la courbe en même temps en utilisant un tableur vidéoprojeté. On remarque le même palier à 0°C tant que toute la glace n’est pas devenue liquide.
Les élèves parlent d’un autre état de l’eau : la vapeur. Nous proposons d’étudier l’ébullition de l’eau. En utilisant les mêmes modalités, nous traçons la courbe de l’évaporation de l’eau et remarquons aussi un palier à 100°C.
Nous réalisons un schéma de synthèse des changements d’état de l’eau :
Une vidéo est projetée :
Comment cela se peut-il ? Les propositions fusent et la plupart des élèves sont d’accord : c’est l’altitude qui fait cela ! Oui, mais … plus on monte en altitude, plus la pression atmosphérique diminue (moins il y a d’air au-dessus de nous …).
2ème vidéo :
C’est donc bien la diminution de pression qui entraîne une diminution de la température d’ébullition de l’eau …
Mais alors, peut-on faire cuire des pâtes en haut de l’Everest ?
Synthèse : L’augmentation de la température d’un corps pur nécessite un apport de chaleur (une forme d’énergie). Les changements d’état d’un corps pur mettent en jeu des transferts d’énergie. Un palier de température apparaît lors du changement d’état d’un corps pur. Cette température de changement d’état dépend du corps pur considéré.
Semaine du 28 septembre au 2 octobre 2015 : Semaine Inter-Disciplinaire #1 : Jardins
1.2.2 : Un changement lent : histoire d’un paysage
Nous utilisons le cadre de la SID #1 pour sortir toute une journée avec les 5èmes au Parc de l’Ermitage, rive droite à Lormont : Le Parc de l’Ermitage
Nous proposerons 3 ateliers aux élèves :
- Un atelier Arts Plastiques
- Un atelier Histoire
- Un atelier Sciences
Voir ci après la fiche de présentation : SID Jardin_parc Ermitage_intro
Ainsi que le dossier élève lors de la sortie : SID jardin_parc Ermitage_atelier géologique + Carte
Toutes ces activités seront reprises lors des 4 prochaines séances d’EIST sous la forme de 3 ateliers, chacun reprenant une thématique d’une des 3 parties des interventions d’EIST lors de la sortie. Une séance de synthèse fermera la dernière séance avant les vacances de Toussaint. Les documents ont été réalisés par Laurie Petoin, professeur de SVT.
Semaines du 5 au 16 octobre 2015 :
Chaque atelier prend la forme d’une tâche complexe à réaliser seul ou à 2 :
L’histoire d’une grotte : érosion chimique.
L’histoire d’une grotte activité
Résultats expérience _TC_histoire grotte
Correction TC_grotte_sans note
Erosion mécanique & Transport :
Usage de la maquette d’une rivière
Transformation d’un paysage :
Légende simplifiée de la coupe des terrains géologiques de la CUB
Correction reconstitution Ermitage_sans note
Synthèse : Le modelé du paysage s’explique en partie par l’action de l’eau sur les roches. La reconstitution des paysages anciens est rendue possible par l’application du principe d’actualisme (on suppose que des
processus qui ont existé dans le passé s’exercent encore de nos jours, les mêmes causes produisant les mêmes effets) . L’altération des roches provient en partie de l’alternance de gel et dégel (changements d’état de l’eau). La formation des sédiments résulte de mouvements d’eau etde particules minérales. Ces changements variés qui se produisent à la surface de la Terre sur des échelles de temps longs nécessitent donc aussi de l’énergie.
Devoirs pour le lundi 2 novembre : Evaluation sur toute la partie 1.2.2 : Un changement lent, histoire d’un paysage
Semaine du 2 au 6 novembre :
Evaluation sur la partie 1.2.2 : Evaluation 5èmes EST N°2 2015 Erosion
Chapitre 2 : Quels besoins énergétiques pour vivre ?
2.1 Des actions indispensables à la vie humaine :
2.1.1 : En quoi l’agencement de nos habitats répond-il à nos besoins ?
Questionnement de départ : “De quoi a-t-on besoin pour vivre dans notre maison, dans la salle de cours? Ces besoins varient-ils avec les saisons ?”
Nous identifions les différents besoins auxquels répondent nos habitats. Chaque besoin est exprimé par un verbe.
Le déroulé de l’activité est dans le document suivant :
2.1.1 Les Besoins dans l’habitat (.odt) 2.1.1 Les Besoins dans l’habitat (.pdf)
Respirer, voir, bouger, écouter, communiquer, parler, s’asseoir, d’être respecté, réfléchir, se concentrer, boire, manger, avoir de la lumière, avoir chaud, se rafraîchir …
Ce sont tous des besoins, c’est-à-dire ce dont l’homme a besoin.
On peut les ranger en 2 catégories :
– les actions biologiques (réalisées par le corps humain, comme parler, respirer, voir, marcher, réfléchir …)
– les actions techniques ( réalisés par des éléments extérieurs à l’homme : se chauffer, s’asseoir, manger, se rafraîchir …)
Consigne : Qu’est-ce qui répond à ces besoins ? Nous remplissons le tableau qui met en face besoin, solution technique et fonction (voir dans le déroulé de l’activité) : Besoins, solutions et fonctions techniques dans la classe
Semaine du 9 au 13 novembre :
Une seule séance car les élèves vont à “Collège au Cinéma” le mardi matin.
Nous visionnons un diaporama qui explique la conception et les spécificités d’un collège dans les Vosges, le collège Dolmaire (ressource Delagrave) et renseignons le 2ème tableau en le comparant avec notre propre collège. Le combat est inégal : victoire du collège Dolmaire dans la quasi-totalité des solutions techniques prévues pour respecter les différentes contraintes liées au fonctionnement, à l’esthétique, à l’ergonomie ou au développement durable : Comparatif Collèges Dolmaire et Grand Parc
Nous débutons ensuite une nouvelle séquence :
2.1.2 : Comment l’organisme réagit au cours d’un effort physique ? Quels sont les besoins des muscles ?
Une première question est posée : quels sont les conséquences visibles sur le corps humain après un effort physique intense ?
- On est essoufflé (on a du mal à reprendre son souffle)
- On a des points de côté
- On est fatigué (après l’effort)
- On transpire
- Nos muscles s’échauffent
- On a soif
- On a chaud
- Notre rythme cardiaque s’accélère (vitesse des battements du coeur)
- On devient rouge
Semaine du 16 au 20 novembre : Semaine Inter-Disciplinaire #2 : Humour :
Voir la page dédiée à cette SID : https://club-techno.org/linterdisciplinarite/les-semaines-interdisciplinaires/sid-2-humour/
Semaine du 23 au 27 novembre :
Suite de la séance précédente sur les besoins du muscle.
Exploitation en classe de données correspondant aux rythmes cardiaques et respiratoires d’élèves avant, juste après et 5 minutes après un effort physique (20 flexions par exemple). Les élèves ont travaillé par groupe de 4 : 2 font les flexions (1 mesurera sont rythme cardiaque, l’autre son rythme respiratoire), 1 chronomètre et 1 note les mesures dans un tableau. Les élèves ont ensuite à réaliser 2 graphiques représentant l’évolution des rythmes cardiaques et respiratoires en fonction du temps. Une séance entière est dédiée à la réalisation de graphique à partir de tableau de données. Une fiche méthodologique est donnée : Construction_des_graphiques . Elle provient de l’équipe de SVT du Collège Louis Hayet de Cormeilles-en-Parisis.
Débat autour des résultats : nos rythmes cardiaques et respiratoires augmentent lors de l’effort, pourquoi ? Approche des besoins des muscles, des apports sanguins. Exercices sur les quantités d’oxygène, de glucose et de gaz carbonique véhiculés par le sang qui entrent et sortent d’un muscle au repos et en activité. Analogies technologiques, schémas fonctionnels du corps humain et du muscle.
Correction des exercices sur le fonctionnement d’un muscle et exercices complémentaires sur les apports aux muscles.
Semaine du 30 novembre au 4 décembre :
Ces 2 séances sont organisées autour d’exercices de remédiation tirées des bases de données de l’Académie de Dijon afin de travailler sur la construction de graphiques. Afin d’ajouter une once de différenciation, les élèves ont a leur disposition une batterie d’exercices de difficultés différentes et choisissent celui qu’ils veulent faire. Une vérification au fil de l’eau leur permet de savoir où ils en sont et ainsi ils peuvent en choisir un nouveau pour pratiquer :
- Conso Dioxygène Muscles
- Courbe Conso Energie 5ème
- Dépenses Energétiques Sportif
- Fonctionnement Organisme Besoins
- Energie Rythme Cardiaque
Synthèse du cours :
Les organes effectuent en permanence des échanges avec le sang : ils prélèvent des nutriments et du dioxygène (O2) et ils rejettent du dioxyde de carbone (CO2).
Les échanges avec le sang varient selon l’activité physique. Ils s’accompagnent de modifications au niveau de l’organisme : modification du rythme respiratoire, du rythme cardiaque et de la température.
Nutriments et dioxygène libèrent de l’énergie au cours d’une réaction chimique. Une partie de l’énergie sert au fonctionnement des organes, une autre est transférée sous forme de chaleur.
Devoirs pour le lundi 14 décembre : évaluation sur tout le 2.1 : les besoins humains (habitation + muscles)
Semaine du 14 au 18 décembre :
Evaluation sur le 2.1 : Evaluation 5èmes EST N°3 2015
2.1.3 La répartition des êtres vivants dans les milieux de vie
Situation déclenchante :
L’Homme ne peut vivre que quelques minutes sans dioxygène. Il est contraint de vivre dans des milieux adaptés à son mode de respiration. Il a besoin d’air suffisamment riche en dioxygène, faute de quoi il meurt. Qu’en est-il chez d’autres êtres vivants?
Pour répondre à cela, nous travaillons sur une tache complexe en binôme : 5_tc_repartition-des-poissons élèves
Nous la corrigeons en suivant : Correction Tache Complexe.pdf Correction Tache Complexe.odt
Devoirs pour le lundi 4 janvier 2016 : Devoir Maison sur la tache complexe suivante : Oxygénation et répartition des êtres vivants (une feuille de papier millimétré est donnée pour réaliser le graphique demandé). Consigne : A l’aide d’un graphique illustrant l’évolution de la quantité de dioxygène dissous en fonction de la température, et après avoir analysé chaque document, vous expliquerez lequel des deux pêcheurs a le plus de chances de remplir son panier.
Semaine du 4 au 8 janvier 2016 :
Etude du système respiratoire d’un poisson : dissection d’une branchie de sardine. Explications des règles de sécurité à observer lors d’une dissection (1ère dissection de leur scolarité au collège). Utilisation d’un vocabulaire précis des outils. Observation de la branchie avec une loupe binoculaire. Réalisation d’un dessin d’observation. Cela nous a permis d’évaluer le souvenir de 6ème de chacun sur les règles à respecter pour effectuer un bon dessin d’observation.
A partir de cette séance de dissection de branchies, nous nous interrogeons sur la respiration des poissons. Pourquoi l’homme ne peut pas respirer sous l’eau alors que les poissons si ? Tous les êtres vivants sous la mer respirent-ils de la même façon ? Non, nous savons que les mammifères marins reviennent à la surface pour respirer. Les requins n’ont pas non plus les mêmes dispositifs respiratoires qu’une sardine.
Synthèse :
Chez les végétaux comme chez les animaux, la respiration consiste à absorber du dioxygène et à rejeter du dioxyde de carbone. La diversité des appareils et des comportements respiratoires permet aux animaux d’occuper différents milieux. En général plus l’animal est actif, plus il a besoin d’eau riche en dioxygène.
Remarque : L’Homme par son action sur le milieu peut modifier la teneur en dioxygène de l’eau et donc la répartition des organismes vivants. Il agit sur la biodiversité.
Semaine du 11 au 15 janvier 2016 :
SID #3 : “Superhéro(ïne)s
Les activités proposées lors de cette SID se retrouveront dans la page qui lui sera consacrée. Ces activités ont pour but de servir d’introduction à la séquence 2.2 : “L’énergie est-elle mesurable ?” en cherchant à quantifier la “puissance” du rayon thermique de Superman.
Semaine du 18 au 22 janvier 2016 :
2.2 L’énergie est-elle mesurable ?
2.2.1 : Ordres de grandeur :
Nous abordons les différents types d’énergie et de sources d’énergie dans l’habitat. Nous manipulons les différentes unités de mesure de l’énergie et nous nous questionnons sur le pourquoi de l’existence de ces différents unités pour mesurer une même chose (Joules et Watt.seconde, Watt.heure)
