Observer l'eau, l'air et les matériaux : états, mélanges et propriétés
Observer, manipuler et comparer de l'eau, de l'air et quelques matériaux pour dire ce qu'on constate : l'eau coule et peut devenir glace, l'air est invisible mais bien présent, certains matériaux se mélangent à l'eau et d'autres non.
Ce que dit la fiche
Les points essentiels
- L'eau liquide coule, prend la forme du récipient qui la contient et se verse d'un récipient à l'autre.
- L'eau peut changer d'état : au froid elle devient de la glace (solide dure), et au chaud la glace refond en eau liquide.
- L'air est invisible, mais on peut montrer qu'il existe : il gonfle un ballon, fait des bulles dans l'eau, pousse un moulinet et se sent quand on souffle sur la main.
- Un mélange est fait de deux choses mises ensemble : certaines se mélangent à l'eau et semblent disparaître (sirop, sel, sucre), d'autres ne se mélangent pas (huile, sable, billes).
- Les matériaux ont des propriétés qu'on découvre avec les sens et par des essais : dur ou mou, lisse ou rugueux, léger ou lourd, souple ou rigide.
- Certains matériaux flottent sur l'eau (bouchon, bois, plastique) et d'autres coulent (caillou, clé en métal) : on le vérifie en essayant, sans deviner à la place de l'expérience.
- Certains matériaux laissent passer l'eau (tissu, papier absorbant, éponge) et d'autres la retiennent ou l'arrêtent (plastique, métal, verre).
- Pour apprendre, on regarde, on touche, on essaie, puis on raconte avec ses mots ce qu'on a vu avant de comparer avec les copains.
Les mots à connaître
- État de l'eau
- Façon dont l'eau se présente : liquide quand elle coule dans un verre, solide quand c'est de la glace dure et froide.
- Mélange
- Deux choses mises ensemble dans un même récipient. Parfois on ne voit plus l'une des deux (le sucre dans l'eau), parfois on les voit toujours séparées (l'huile sur l'eau).
- Propriété d'un matériau
- Ce qu'on peut observer ou constater sur une matière en la touchant ou en l'essayant : dure, molle, lisse, rugueuse, qui flotte, qui laisse passer l'eau.
- Flotter
- Rester à la surface de l'eau sans aller au fond. Couler, c'est descendre au fond.
La méthode, étape par étape
- Regarder et toucher d'abord : décrire ce qu'on voit, ce qu'on sent, ce qu'on entend, avec des mots simples.
- Faire une hypothèse en une phrase : « Je pense que ça va flotter » ou « Je pense que ça va se mélanger ».
- Essayer pour de vrai : mettre dans l'eau, verser, mélanger, souffler, sans gâcher le matériel.
- Observer le résultat et le dire : « Ça a coulé », « On ne voit plus le sucre », « L'huile reste au-dessus ».
- Comparer avec son hypothèse, puis ranger les objets en deux groupes (flotte / coule, se mélange / ne se mélange pas).
Des exemples résolus
L'enseignante donne un bouchon en liège, un caillou, une cuillère en bois et une clé en métal. L'enfant veut savoir lesquels flottent dans la bassine d'eau.
L'enfant dit d'abord ce qu'il pense pour chaque objet, puis met les objets dans l'eau un par un. Le bouchon et la cuillère en bois restent à la surface : ils flottent. Le caillou et la clé descendent au fond : ils coulent. L'enfant fait deux groupes, « ça flotte » et « ça coule ». Il constate qu'un objet lourd n'est pas toujours celui qui coule : c'est l'essai qui donne la réponse, pas seulement la taille.
Dans trois verres d'eau, on met du sirop, de l'huile et du sable. On remue chaque verre avec une cuillère. Que voit-on dans chaque verre après avoir remué et attendu un peu ?
Dans le verre au sirop, l'eau devient colorée et on ne voit plus le sirop séparé : il s'est mélangé à l'eau. Dans le verre à l'huile, des gouttes se forment puis l'huile remonte et reste au-dessus de l'eau : elle ne se mélange pas. Dans le verre au sable, le sable retombe au fond et l'eau reste claire au-dessus. On classe donc : le sirop se mélange, l'huile et le sable ne se mélangent pas.
Les pièges à éviter
- Croire que ce qui est gros ou lourd coule toujours. C'est faux : un gros morceau de bois flotte alors qu'une petite clé en métal coule. Il faut essayer dans l'eau pour savoir, et ne pas décider seulement en regardant.
- Croire que l'air n'existe pas parce qu'on ne le voit pas. Il existe : il gonfle un ballon, fait des bulles quand on souffle dans une paille plongée dans l'eau et fait tourner un moulinet. Invisible ne veut pas dire absent.
Teste-toi
Tu mets un glaçon dans ta main et tu attends un moment. Que se passe-t-il ? Dans quel état est l'eau au début et à la fin ?
Voir la réponse
Le glaçon fond et devient de l'eau qui coule : au début l'eau est solide (glace), à la fin elle est liquide.
La chaleur de la main fait fondre la glace. Ce changement montre que l'eau peut être solide ou liquide selon le froid ou le chaud, et que la glace redevient de l'eau en fondant.
Tu plonges une paille dans un verre d'eau et tu souffles doucement dedans. Que vois-tu ? Qu'est-ce que cela montre sur l'air ?
Voir la réponse
On voit des bulles monter dans l'eau : c'est de l'air qui sort de la paille et qui remonte à la surface.
L'air est invisible dans la pièce, mais dans l'eau il forme des bulles qu'on peut voir. Cela prouve que l'air existe bien même quand on ne le voit pas.
On verse du sucre dans un verre d'eau et du sable dans un autre verre d'eau, puis on remue. Dans quel verre ne voit-on plus rien de ce qu'on a ajouté ?
Voir la réponse
Dans le verre avec le sucre : le sucre se mélange à l'eau et on ne le voit plus, alors que le sable retombe au fond du second verre.
Le sucre se mélange à l'eau et disparaît à la vue, mais l'eau reste sucrée si on goûte. Le sable ne se mélange pas : il reste visible et se dépose au fond une fois qu'on arrête de remuer.
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