Même contenant, quantités différentes

Une bonne connaissance de l’objet et de ses fonctions nécessite une exploration. Jouer avec des variables va parfaire la connaissance de l’objet.            

 À l’école maternelle, la situation de jeu sera bien évidemment la situation idéale pour obtenir l’adhésion de tous les enfants. Les jeux proposés vont permettre de découvrir plusieurs variantes jouant sur la durée.

Cette activité  amène  les enfants à comprendre que le temps d’écoulement dépend de la quantité de sable contenue dans les sabliers. Cette notion n’est pas facile à appréhender. Ce n’est qu’après plusieurs manipulations et avec l’aide de l’enseignant que les enfants feront ce lien.  

Matériel :

Les enfants utiliseront les sabliers de La Petite Maison des Sciences de la « première série » :

Les enfants ne  sont pas avertis des différences de quantité de sable.

1.      quatre sabliers marquant des durées différentes : mêmes graines, même grosseur de trou mais chacun des quatre sabliers a une quantité de semoule différente, donc un temps d’écoulement différent.

2.      quatre étiquettes, numérotées de 1 à 4, permettant de marquer l’ordre d’arrivée

« La course de sabliers » va permettre de découvrir que, selon le temps défini lors de la fabrication, les sabliers marquent des durées différentes. Il ne s’agit pas lors de cette activité de définir à la seconde près la durée du temps d’écoulement des différents sabliers mais de constater :  

-         que les durées d’écoulement sont différentes,

-         d’ordonner les sabliers selon leur temps d’écoulement : du temps le plus court au temps le plus long,

-         de comprendre que le temps d’écoulement est lié (dans cette situation) à la quantité de « sable ».

Ce jeu ne peut se faire qu’en collaboration : les sabliers,  disposés de façon aléatoire sur le plan de travail de la Petite Maison des Sciences, doivent être retournés par les enfants au même moment.

-         Les « juges » placeront leur étiquette au fur et à mesure. Puis les sabliers seront placés dans l’ordre ce qui permettra de faire plus facilement le lien entre le temps d’écoulement et la quantité de semoule contenue dans le sablier. 

-         Les enfants peuvent décider que la course se déroulera avec l’ensemble des sabliers, ou  de comparer les temps d’écoulement  en retournant les sabliers deux par deux afin de mieux gérer le temps d’écoulement. Dans ce cas il faudra être rigoureux et tester chaque sablier par rapport à un sablier de référence …  cette situation n’est pas sans intérêt.

A la fin de cette activité, les enfants dessinent ce qu’ils ont constaté et commentent la situation. 

À la recherche des différences

Même contenant, contenus différents

Les enfants utiliseront les sabliers de La Petite Maison des Sciences de la « deuxième série » :

                                   Pour constituer cette série de sabliers, il conviendra de vider de son sable les trois sabliers de la première série et de les remplir respectivement avec les graines de lentilles, de colza et le sucre. Les bouchons correspondant à chaque type de graines se trouvent dans les boites.

-         trois sabliers de la Petite Maison Des Sciences ayant des contenus différents mais marquant le même temps : un sablier est rempli de sucre, le deuxième de graines de colza, le troisième de lentilles. Le choix de graines différentes exige que les bouchons soient percés différemment,

-         trois étiquettes numérotées de 1 à 3 permettant de marquer l’ordre « d’arrivée ». Au cours de l’activité, les enfants remarqueront que les sabliers arrivent « presque » en même temps. Les étiquettes ne seront alors plus utiles. Le mot « presque » a ici toute son importance, en effet de toutes petites variations d’écoulement font que le réglage des sabliers à une petite seconde prêt et de façon répétée est pratiquement impossible.

Ce jeu va permettre de découvrir que des sabliers à contenus différents de graines et de quantité peuvent marquer la même durée.

Cette nouvelle situation ne va pas de soi. Les enfants vont naturellement penser que les grains les plus gros auront plus de mal à passer dans le goulot ou bien qu’ils ne pourront pas passer. Il est nécessaire de questionner les enfants, avant de lancer cette activité, sur « ce qui va se passer si nous faisons la course des sabliers avec cette nouvelle série de sabliers ? ». Les enfants sont invités à argumenter leur proposition.

Le jeu permet de mettre en évidence que les sabliers ont le même temps d’écoulement ; il faut alors en chercher la raison. Le démontage des sabliers permet de constater que les trous ont une largeur correspondant à la taille des grains.

À la fin de cette activité, les enfants dessinent ce qu’ils ont constaté et commentent la situation.