Blog Des sciences À L'École

16 avril 2024 : les français, les italiens et les tchèques vivent leur journée de science à Misilmeri (près de Palerme)

C’est l’aboutissement de plusieurs journées de travail pour les petits concarnois de CM1-CM2 de l’école notre-dame du sacré cœur dans le cadre d'un échange Erasmus monté par Laurence et Barbara. Aujourd'hui, c'est la journée dédiée à la science en partenariat avec les Amis de la main à la pâte et l'INAF.

Un beau programme en perspective :

- Ileana et Mario, deux astronomes de l’observatoire de Palerme (INAF) vient présenter un voyage dans le système solaire et aussi sur les exoplanetes. Cet exposé remplace au pied lever l’observation prévue du soleil. En effet, il n’a pas plu depuis plusieurs mois à Palerme, mais aujourd’hui, il pleut…

- présentation par les français des recherches et expériences faites durant l’année par les élèves de Laurence autour du grand savant de l’antiquité, Archimède ; 

- présentation par les siciliens des recherches faites sur les volcans et notamment l’Etna ;

- quizz interactif préparé par Barbara, notre hôte, sur les volcans ;

- expérience par groupes constitués en mélangeant les trois nationalités autour d’une éruption volcanique.

C’est évidemment une journée très chargée mais tellement riche que les enfants n’ont pas vu la journée passer.

Présentation en anglais des expériences autour d'Archimède par les élèves concarnois

Voyage dans le système solaire par Ileana Chinnici

Les exoplanètes par Mario Guarcello (INAF)

Présentation, jeu et expérience autour des volcans par les élèves de Misilmeri

Elle aura également été un moment d’échanges entre les enfants qui ont pu communiquer entre eux en anglais notamment lors de l’expérience sur les volcans. Les élèves français ont pu marcher sur les roches volcaniques de l’Etna le dimanche précédent et certains parmi eux se sont intéressés aux différents types de roches et ont acheté des échantillons qu’ils observent avec envie.

Comme ils ont travaillé sur des inventions d’Archimède, nous sommes également aller à Syracuse pour découvrir la ville natale du savant. Nous sommes évidemment passés sur la place Archimède et nous avons visité l’ancienne cité de Syracuse.

11 avril 2024 : on parle de nappe phréatique et de percolation avec les GS/CP de Julie à la Providence et l'on construit un pluviomètre.

Pour conclure la séance précédente, autour de l'ellipse, les GS/CP de Julie se remémore le travail de la précédente séance et évoque l'expérience d'absorption de l'eau par le sable dans un bocal. Comme le sable était un peu moullié la dernière fois, j'ai refait l'expérience et filmé celle-ci afin que les élèves voient bien la percolation de l'eau dans le sable (l'analogie avec l'eau qui passe à travers le café présent dans un filtre est vite faite et le mot percolation fait désormais partie du vocabulaire des élèves.

Nous terminons la séquence sur le cycle de l'eau avec la fabrication d'un pluviomètre élémentaire avec une bouteille en plastique coupée en deux. On explique aux élèves que cet instrument sert aux météorologues pour connaître la quantité de précipitations tombées. Les instruments sont marqués avec la hauteur en centimètre et les élèves pourront effectuer des mesures quotidiennes pour évaluer la quantité d'eau tombée en 24 h par exemple. Il ne restera plus qu'à placer les pluviomètres et attendre que la pluie tombe...

8 avril 2024 : nous poursuivons l'édification de notre pyramide avec les CE1 d'Élisabeth à l'école Per Jakez Helias

Les groupes ont réalisé, lors de la dernière séance, des tubes de papier journal pour construire une pyramide. Certains tubes ne sont pas assez rigides car les enfants n'ont pas assez serré la feuille lors de l'enroulement du tube. Les adultes présents montrent la technique afin que les tubes soient suffisamment fins en les enroulant sur des batons de petit diamètre. Les élèves s'en donnent à cœur joie ! 

Munis de pas mal de tubes nous allons construisons des pyramides triangulaires élémentaires qui sont assemblées pour obtenir une plus grande. Nous utilisons du ruban adhésif pour joindre les tubes. Les enfants sont fiers de l'érection de leur belle pyramide. Certains tubes n'étant pas assez rigides, la pyramide est un peu penchée par la flexion de ceux-ci.

Nous terminons la séance avec un petit bilan du travail réalisé et nous discutons des problèmes rencontrés. Nous leur demandons notamment combien de tubes ont été nécessaires pour la construction. Un petit calcul leur permet de trouver la valeur de 60, ce qui est correct ! Quand on fait des sciences, on fait des mathématiques, mais aussi de l'histoire car nous évoquons, évidemment, les pyramides égyptiennes et nous parlons de leurs bases carrées contrairement à la nôtre à base triangulaire. Les enfants sont prêts à continuer le travail et construire une pyramide encore plus grande !

8 avril 2024 : on fabrique et on tire les fusées des élèves de GS-CP d’Elsa à Pleyben 

La fin de la dernière séance a amené les enfants à dessiner leur fusée après quelques hypothèses sur leur mode de fonctionnement.

L’activité de la fabrication des engins est toujours un moment fort car l’objectif de la fusée la plus performante les pousse à chercher à les optimiser. La décoration des ailerons n’est pas en reste non plus : chaque groupe veut avoir la plus belle fusée !

Les sept engins terminés, il faut passer maintenant au tir. C’est le moment tant attendu ! Sur les sept fusées, la moitié a été tirée avec succès ; les deux autres n’ont pas réussi leur décollage, mais tous les enfants ont pu assister aux tests et voir quelques machines s’envoler !

4 avril 2024 : c'est au tour des CM1 de Guillaume de coder avec Scratch

Après les CM2 de Guillaume à la Providence, mardi dernier, les CM1 découvrent la programmation avec Scratch. Là encore, la prise en main est pluôt aisée dans l'ensemble et certains se sentent rapidement à l'aise et utilisent les blocs de lignes de codage avec facilité. Il faut dire que le logiciel est conçu pour un apprentissage d'un langage de programmation de manière presque autonome. 

Une liste de petits exercices mettent les élèves en progression dans les instructions de mouvements, d'événements et de contrôles. Comme leurs camarades de CM2, ils sont amenés à réaliser un petit jeu pour lequel ils doivent programmer des instructions de déplacements à l'aide de flèches qu'ils importent de la collection de lutins présents dans le logiciel. Ils peuvent ainsi commander un scaphandrier dans un environnement marin.

Nous n'avons malheureusement pas pu terminer le jeu en utilisant les variables temps et score, mais les principaux éléments de base ont pu être mis en œuvre durant la séance.

2 avril 2024 : les CM2 de Guillaume s'initient au codage

Le MIT a créé l'excellent logiciel Scratch qui permet aux enfants de coder à l'aide de blocs et de façon "presque" intuitive. C'est pour eux l'occasion de manipuler des instructions que possèdent les langages de programmation impératifs, et ce, de manière adaptée aux enfants de 10 ans. Le langage ScratchJR, plus simple, est, quant-à-lui plus approprié pour des élèves de GS, CP et CE.

Leur mission est de créer un petit jeu dans lequel un plongeur sous-marin attrape des animaux marins le plus rapidement possible. Ils sont ainsi amenés à manipuler de personnages, à les faire avancer, s'orienter, se positionner aléatoirement mais aussi à créer des variables (score et temps), à utiliser des boucles et prévoir des tests. Le jeu est inspiré du rover martien présent sur le site de la fondation La main à la pâte.

Quelques petits exercices sont proposés au début de l'activité pour découvrir le logiciel.

Les élèves programment sur tablettes et sont amenés à créer des flèches (sprites ou lutins) qui réalisent les opérations de déplacement et d'orientation du plongeur

28 mars 2024 : avec Anne-Marie aussi on fabrique des fusées à eau

Les fusées à eau ont beaucoup de succès ! Nous allons réaliser des fusées à eau avec les élèves de CE1-CE2 d'Anne-Marie. Ils connaissent beaucoup de choses sur le sujet et savent, pour beaucoup le principe de leur fonctionnement : propulsion par réaction ou stabilité avec les ailerons sont cités par les élèves.

La fabrication peut débuter avec les bouteilles de boissons gazeuses, le carton, la colle, les paires de ciseaux. Là encore beaucoup d'activités qui mènent vite au résultat. Les tirs seront effectués plus tard...

25 mars 2024 : les couleurs se décomposent et changent de couleurs avant la fabrication de structures en papier journal

En guise de conclusion pour la classe de CE1 d'Élisabeth sur la décomposition des couleurs réalisée la semaine passée, nous montrons aux élèves, dans un premier temps, la décomposition d'une lumière blanche à l'aide d'un prisme, puis à l'aide d'une ampoule pouvant éclairer de différentes couleurs un damier coloré dans une boîte sombre, les couleurs obtenues qui ne sont plus les mêmes... Une réflexion est menée autour des couleurs primaires et secondaires et les enfants découvrent que les couleurs du damier réfléchissent la même couleur que la lumière incidente si elle possède la couleur primaire dans sa constitution. Les autres couleurs du damier restent noires.

Pour la suite de la séance, Élisabeth a choisi la construction de structures tubulaires avec du papier journal. Les enfants sont intrigués au départ, mais après leur avoir montré la manière de rouler les feuilles de journal pour obtenir des tubes fins, l'activité les motive vraiment et toutes les équipes préparent des tubes qui seront assemblés la prochaine séance sous la forme de pyramides.

25 mars 2024 : fin de la fabrication des engins roulants chez Elsa à Pleyben et lancement du projet sur les fusées

Tous les engins n'ont pas été terminés lors de la séance précédente ; il est encore temps de peaufiner et de revoir les problèmes de roulement de certains. 

Il faut maintenant passer au tests ! Les sept engins sont prêts à être lachés depuis une courte rampe : lequel ira le plus loin ? Ce sont les équipes 6 et 7 qui ont le mieux réussies l'épreuve.

Ils avaient bien pensé à glisser un pic à brochettes entraînant les roues dans une paille fixée au châssis pour optimiser le roulement. Un groupe a utilisé un ballon gonflé pour améliorer la propultion en utilisant l'éjection de l'air, mais comme le roulement des roues n'était pas des meilleurs, ils n'ont pas réussi à gagner l'épreuve.

La fin de la séance a permis de réaliser un bilan du travail et à présenter le nouveau défi autour des fusées à eau. Bien évidemment une phase d'hypothèses sur le fonctionnement de celles-ci a été engagée et les élèves sont prêts à se lancer dans la fabrication lors de la prochaine séance...

22 mars 2024 : la question du jour avec les élèves de GS-CP de Julie à la Providence : pourquoi pleut-il ?

Les élèves de Julie ont déjà réfléchi à la question " Où trouve-t-on de l'eau dans la nature ? " ; ils ont émis leurs hypothèses. 

Après avoir rappelé leur travail précédent, nous leur soumettons trois nouvelles questions.

Les réponses ci-dessus ont fusé. Nous leur proposons de "fabriquer" de la pluie comme dans la nature. Nous disposons d'une bouteille d'eau contenant de la glace ; elle est attachée horizontalement à une chaise. Nous plaçons une bassine d'eau chaude sous la bouteille et nous observons la buée monter et la condensation des gouttes d'eau sur la bouteille ; elles grossissent rapidement et certaines commencent à tomber comme la pluie. C'est le cycle de l'eau que nous retravaillerons la semaine prochaine. Nous avons évoqué la formation du nuage et sa similitude avec le brouillard. Nous avons également parlé du refroidissement de l'air au fur et à mesure que l'on monte qui est représenté ici par la glace dans la bouteille.

Les élèves sont conviés à dessiner l'expérience et à nommer les éléments de celle-ci en essayant de mettre en évidence le phénomène d'évaporation, de condensation et de chute des gouttes...

21 mars 2024 : le jour, la nuit, les saisons ; beaucoup de questions autour de ces mots par les élèves de CP-CE1

Pour aborder cette thématique avec les élèves de Marie-Neige à la Providence à Brest, nous commençons par poser quelques questions sur la raison de l'alternance jour-nuit. Les élèves, qui ont déjà travaillé sur cette question, connaissent le mouvement de rotation de la Terre autour de son axe. Je leur présente une autre solution possible qui est celle qui semble plus évidente, c'est-à-dire  la rotation du Soleil autour de la Terre. Les élèves dont l'un représente la Terre et l'autre le Soleil expérimente en binôme les deux solutions. Nous rejetons la seconde en leur expliquant que la science a déjà tranché...

Nous travaillons ensuite sur la durée de la journée en calculant, pour quelques mois de l'année en cours, la durée entre le lever et le coucher du Soleil. Ils constatent rapidement, mais ils le savaient déjà, que la durée de la journée varie entre les saisons. Mais pourquoi cette variation ? À l'aide d'une mappemonde, nous expliquons que l'axe de rotation de la Terre est incliné (nous n'ajoutons pas, par rapport au plan de l'écliptique). Nous insistons sur le fait que la direction de cet axe demeure constant au cours d'une année. Les élèves savent que la Terre tourne autour du soleil en une année.

Les élèves expérimentent alors, par groupe de quatre avec l'aide d'un adulte, la durée de la journée aux solstices et aux équinoxes. La Terre est une balle en mousse, le Soleil une lampe de poche, la ville de Brest est située sur la balle par une punaise. La lampe éclaire la balle et nous effectuons une rotation de celle-ci et lorsque la punaise est éclairée, un élève pose son marqueur près de la punaise, on tourne la balle et on lève le marqueur quand la punaise n'est plus éclairée. Les élèves constatent alors que la durée de la journée est différente aux solstices, avec les équinoxes également, mais que les deux équinoxes ont la même durée.

La séquence continuera la semaine prochaine où nous expliquerons pourquoi il fait plus chaud en été qu'en hiver de manière expérimentale...

19 mars 2024 : les fusées des grandes sections de Cécile et Clémence décollent et planent loin !

J'étais très attendu par les grandes sections de Cécile et Clémence à l'école sainte Thérèse de Guilers. Mais avant de fabriquer et de faire décoller les engins, il faut comprendre un peu comment ils fonctionnent. Les élèves ont quelques idées : ils ont déjà vu des fusées à la télévision... ils ont même du vocabulaire précis pour certains qui évoquent le mot "propulseur". Avant de détailler la fabrication nous évoquons la notion de réaction en parlant du ballon de baudruche gonflé sur lequel est fixé un morceau de paille à travers lequel est placé un fil tendu : ils comprennent que l'air est éjecté vers l'arrière et que le ballon va dans l'autre sens.

Place maintenant à la fabrication : des bouteilles d'eau gazeuse, du carton, de la colle et beaucoup d'idées pour la décoration et le nom de leur fusée... 8 groupes de 4 élèves réalisent donc 8 fusées ; heureusement que nous sommes 5 adultes dans la classe qui est bien animée pendant cette phase.

Vient maintenant l'heure tant attendue du lancement. D'autres classes, qui ont su que nous allions procéder au tir, veulent y assister. De l'eau et une pompe à pied et voilà les huit engins qui décollent l'un après l'autre ! 

Mission accomplie pour les grandes sections de Cécile et Clémence ! Merci à tous les adultes !

18 mars 2024 : on décompose les couleurs dans la classe des CE1-CE2 d'Élisabeth

Les couleurs ! Les enfants en connaissent un rayon ! Ils savent associer des couleurs pour en créer de nouvelles, mais c'est moins courant pour eux de décomposer une couleur pour voir les couleurs initiales...

Nous allons utiliser la chromatographie en déposant des bandes de papier filtre sur lesquelles seront dessinés deux points de couleurs différentes dans des verres contenant de l'eau salée. Les groupes préparent les échantillons et les mettent dans les verres. La capillarité fait rapidement son effet et les enfants découvrent les couleurs qui montent et se décomposent  sur le papier filtre. Pendant l'expérience, les élèves la dessinent et expliquent ce qu'ils observent.

À l'issue, une explication est proposée, on parle de couleurs primaires et secondaires, et je leur montre, grâce au microscope numérique, des rectangles colorés sur l'écran d'ordinateur. Ils observent les pixels composés des trois grandeurs primaires, rouge, vert et bleu et constatent ceux qui sont allumés en fonction de la couleur observée. Ils notent particulièrement que le blanc est un assemblage de rouge, de vert et de bleu.

La séance sera poursuivie la semaine prochaine avec la décomposition de la lumière à l'aide d'un prisme et le changement de couleurs des objets quand on les éclaire avec de la lumière colorée.

11-15 mars 2024 : Le projet "Archimède" pour le voyage en Sicile est presque terminé...

Les élèves de Laurence ont vraiment bien travaillé. Après les hypothèses, les expériences réalisées en février, les six groupes ont écrit leurs diaporamas en français sur les thèmes en lien avec les inventions et travaux d'Archimède :

• les poulies et les engrenages ;

• les leviers et les balances ;

• la poussée d'Archimède ;

• le nombre pi ;

• la vis d'Archimède ;

• les alidades.

Il reste à traduire les diaporamas en anglais et à s'entraîner pour la présentation (en anglais) dans 4 semaines aux correspondants siciliens (ainsi qu'aux portugais et turques qui seront également présents à Palerme). L'aide de Lydia est précieuse ici.

Leurs présentations seront également faites avec des posters que les élèves ont peaufiné avec Laurence.

Un vrai travail scientifique qui mérite vraiment d'être présenté à nos amis siciliens le mois prochains.

Félicitations aux élèves de CM1-CM2 de Laurence !

14 mars 2024 : les formes fractales dans la nature et en mathématiques

Jean-Nicolas a eu l'excellente idée de présenter les formes fractales à ses élèves de CE2-CM1-CM2. Ce n'est pas si courant d'aborder ces drôles de figures avec des élèves de primaire...

On définit tout d'abord une forme fractale par la répétition d'un motif à toutes les échelles (auto-similarité) puis on présente des images et des objets réels aux formes fractales (choux fleur et romanesco, pousse-pieds) que l'on observe au microscope numérique.

Nous passons ensuite à la réalisation de formes mathématiques. Trois exemples ont pu être réalisés par les élèves :

• flocons de von Koch ;

• pliage fractal ;

• pyramide de Sierpinski.

14 mars 2024 : c'est la journée de pi !

11 mars 2024 : on fabrique des petites éoliennes avec Marie-Laure

Au programme des CE1-CE2, la réalisation de mini-éoliennes à partir d'un petit moteur électrique. Le élèves sont questionnés sur la fabrication de l'électricité et sont vite amenés à parler des éoliennes mais ils ne savent pas vraiment comment elles fonctionnent. Par groupe ils réalisent le moulinet d'une éolienne à partir d'une feuille cartonnée, d'un bouchon de liège et d'une punaise. Celui-ci est fixé sur le rotor d'un moteur électrique. On branche une led aux bornes du moteur, mais la tension est trop faible pour que celle-ci s'éclaire. On branche alors un multimètre et la tension maximale obtenue lors de la rotation (le vent étant créé par un petit gonfleur électrique) est de 0,1 V.

19 février 2024 : quelles sont les grandeurs qui influent sur le diamètre des cratères sur la lune ?

Les élèves de Guillaume sont amenés à réfléchir et expérimenter sur la taille des cratères. Des hypothèses sont émises par les élèves sur les raisons des différents diamètres des cratères sur la lune. Les enfants savent que ce sont les météorites qui s'écrasent sur la lune qui provoquent ces cratères.

Il va s'agir de lâcher des calots de différents diamètres (et masses) depuis des hauteurs comprises entre 20 cm et 180 cm dans des récipients remplis de semoule de couscous. Les élèves participent volontiers à l'activité en remplissant un tableau indiquant le diamètre du cratère en fonction de la hauteur du lâcher pour les différentes boules. On utilise des compas, règles, mètres rubans pour effectuer les mesures.

Le bilan de l'activité sera réalisé lors d'une prochaine séance où l'on fera apparaître le concept d'énergie avec la masse et la hauteur du lâcher (énergie potentielle, en l'occurrence).

8 et 9 février 2024 : le projet scientifique de la classe de Laurence (Concarneau) a bien avancé

Deux jours de travail intensif avec les élèves de Laurence autour des 6 thèmes en référence au grand savant de l'Antiquité, Archimède de Syracuse. Ce projet est adossé à un projet plus vaste avec une école de Sicile dans le cadre d'Erasmus +.

6 groupes travaillent sur 6 thèmes différents :

• pourquoi un navire flotte-t-il ? (poids et poussée d'Archimède) ;

• Archimède peut-il soulever le Monde avec un levier ? (levier et balance) ;

• À quoi sert un palan et un engrenage ? (poulie et engrenage) ;

• Comment faire avancer des grains ou de l'eau avec une machine en rotation ? (vis d'Archimède) ;

• Qu'est-ce que le rapport du périmètre d'un cercle divisé par son diamètre ? (nombre pi) ;

• Peut-on viser une étoile avec précision ? (alidade, clinomètre et théodolite)

L'objectif est de répondre à toutes ces questions avec une vraie démarche scientifique et de présenter les résultats aux correspondants de Palerme lors du voyage prévu avant les vacances de printemps.

Science, langage et mathématiques

19 janvier 2024 : quelle taille ont les gouttes de pluie ? Que se passe-il quand l'eau s'évapore (ou pourquoi a-t'on froid quand on sort de l'eau) ? Peut-on faire bouillir de l'eau à moins de 100 degrés centigrades ?

Trois questions autour de l'évaporation et l'ébullition de l'eau ; quelles différences entre ces deux phénomènes utilisant le même principe.`

On commence par un rappel des trois états de l'eau et des expériences réalisées pour répondre aux questions posées autour du changement d'état liquide <=> solide.

On réfléchit ensuite à la taille des gouttes d'eau qui tombent. Les élèves ont une idée assez précise du diamètre d'une goutte et nous allons le vérifier. Le principe utilisé va consister à chauffer de l'eau proche de 100 °C (les élèves connaissent cette valeur de l'ébullition de l'eau), de la poser dans un godet et de laisser l'évaporation se dérouler sur une bouteille d'eau glacée pour faire apparaître rapidement des gouttes par condensation puis par déplacement sur la bouteille, ce qui fait grossir les gouttes. Les groupes déterminent approximativement avec une règle la dimension des gouttes qui tombent et trouvent une valeur de 5 à 6 mm.

La deuxième expérience va consiter à observer et mesurer la température derrière une compresse humide tendue entre deux tasseaux de bois sur laquelle on souffle de l'air à température ambiante à l'aide d'un gonfleur ou d'un sèche-cheveu. On mesure la température toutes les 30 secondes et on les écrit dans un tableau. L'exploitation des résultats sera faite la semaine prochaine...

23 novembre 2023 : les algues aussi respirent et réalisent la photosynthèse !

À l'instar des végétaux terrestres, les végétaux marins respirent l'oxygène présent dans l'eau (mers, océans, rivières, etc.). Ils produisent aussi de l'oxygène à partir de l'eau au cours de la photosynthèse. Cette transformation ne se fait qu'à proximité de la surface de l'eau où la lumière peut y pénétrer.

Nous utilisons un microscope numérique pour visualiser la surface d'une feuille et celle d'une algue. On y aperçoit les nervures sur la première qui permettent notamment de transporter les nutriments et l'eau partout dans le végétal. On n'observe pas de nervure sur l'algue mais de petites formes réparties sur sa surface qui doivent permettre également le transport des nutriments dans toute l'algue.

Une vidéo c'est pas sorcier sur les algues permet de conclure la séance.

Nous pouvons maintenant répondre à la question de Manelle : oui, les arbres (les végétaux en général), par la photosynthèse, fournissent de l'oxygène à l'atmosphère et nous aident à respirer, mais c'est aussi et surtout les océans et les mers qui ont apporté ce gaz ; ils continuent à compléter l'atmosphère par l'oxygène qu'ils génèrent et qu'ils ont créé dans un passé très lointain (2-3 milliards d'années).

21 novembre 2023 : perméabilité des sols

Nous travaillons aujourd'hui avec les CP et les CE1 de Marie-Neige sur ce que devient la pluie dans les sols. L'objectif de l'expérimentation est la mise en place et la réalisation d'un protocole scientifique pour déterminer la vitesse de percolation  de l'eau dans trois matériaux différents : sable, terreau, gravier.

Les élèves vont proposer un protocole expérimental en fonction des éléments à leur disposition ; par matériau, une bouteille en plastique coupée en deux, un filtre à café, une seringue graduée, petits récipients, un chronomètre.

La démarche suivante est mise en place :

1. filtre à café déposé dans le goulot de la bouteille ;

2. goulot posé sur l'autre partie de la bouteille ;

3. dépot d'une même quantité de matériau dans le filtre ;

4. prise de la même quantité d'eau dans une seringue ;

5. début du chronométrage au versement de l'eau sur le matériau ;

6. fin du chronométrage dès que la première goutte d'eau apparaît en bas du filtre.

Les résultats ont permis de voir que c'est le terreau qui laisse l'eau percoler le plus vite, puis les graviers et enfin le sable. Pour une majorité d'enfants, c'était dans le sable que l'eau percolait le plus rapidement.

20 novembre 2023 : on teste les structures des CE2

Aujourd'hui, on va tester les structures réalisées la semaine denière. Certaines ont malheureusement été cassées ou égarées. Seules trois d'entre-elles vont être essayées. Une seule respecte les trois contraintes imposées pour la construction. Les enfants sont contents de constater leur comportement sur la "table vibrante".

Nous concluons la séquence sur les solutions employées pour limiter les dégâts lors d'un séisme :

• plots élastiques ;

• pendules au sommet des tours ;

• bâtiments de taille plus modeste...

16 novembre 2023 : le dioxyde de carbone à l'expiration... et les autres animaux ?

Nous continuons nos investigations avec Julie et ses GS-CP sur l'air et la respiration. Un petit rappel sur la séance de mardi sur les poumons et les expériences faites notamment celle qui montre le comportement d'une alvéole pendant les phases d'inspiration et d'expiration avec un ballon. On parle de l'oxygène qui passe des poumons au sang et du gaz qui passe du sang aux poumons. Pour mettre en évidence celui-ci, on leur montre le liquide qui permet de constater sa présence, il s'agit de l'eau de chaux. On leur précise que le dioxyde de carbone réagit avec le liquide lorsqu'on souffle dedans avec une paille : il devient blanchâtre. Cela montre la présence de gaz carbonique dans l'air expiré.

Mais comment respirent les autres animaux ? Julie présente aux enfants différentes images de mammifères et d'animaux aquatiques. Les enfants sont amenés à réaliser leur classement en deux groupes. On les amène ainsi à réfléchir sur les animaux qui respirent dans l'air et ceux qui respirent dans l'eau, car il y a aussi de l'oxygène dans l'eau. Le terme branchie est employé et le principe de la respiration des poissons sera étudié lors de la prochaine séance...

16 novembre 2023 : avant la station météo, les changements d'état de l'eau

Marion a choisi la construction d'une station météo avec ses CM1-CM2 de La Providence à Brest. Mais avant, nous allons concrétiser les notions de changement d'état d'un corps, ici l'eau. Les élèves de fin d'école primaire ont de bonnes notions sur ces phénomènes, mais elles nécessitent des précisions scientifiques.

Pourquoi met-on du sel sur les routes lorsque le sol est gelé ? Avant d'expliquer la raison de cette pratique, les élèves sont amenés à expérimenter la fonte d'un glaçon sur trois matériaux différents : métal, bois, plastique. Le sondage initial avec l'ensemble de la classe est plutôt favorable au métal et la mise en œuvre par groupe de l'expérience est concluante, car même si les glaçons n'ont pas tous le même volume initial, les enfants constatent bien que le glaçon sur le métal fond plus vite que sur les autres matériaux. En effet, le métal conduit la chaleur qui se transmet donc plus rapidement au glaçon qui fond ainsi plus vite.

Pour la question initial, on réalise l'expérience dans deux petits récipients : l'un contenant de la glace pilée et l'autre contenant de la glace pilée et du gros sel. Deux thermomètres mesurent la température dans les deux récipients. Le constat est sans appel : pour la glace seule, la température est de l'ordre de 0 degré celsius, pour la glace et le sel, elle est de -10 degrés celcius environ. Cela peut sembler paradoxal aux élèves, mais ils constatent que la glace avec le sel est liquide plus rapidement que la glace seule (ce qui est l'effet voulu lors du salage des routes) mais que la température de fusion est plus basse dans le premier cas. Il s'agit d'une propriété colligative du solvant (eau) en présence d'un soluté (sel).

16 novembre 2023 : les enfants adorent les arcs-en-ciel !

Aujourd'hui, c'est au tour des TPS-PS de Marie d'observer plein de couleurs... celles des arcs-en-ciel. Ils ont déjà tous vu un arc-en-ciel et savent, en hypothèses, donner 6 couleurs qui le composent. La classe est alors divisée en trois groupes, l'un travaillant avec Madeleine pour faire apparaître les couleurs avec des cd-roms, un autre avec Marie qui éclaire des bulles de savon pour observer l'irisation de celles-ci et le dernier qui regarde à travers un kaléidoscope et également qui observent sur le plafond un petit arc-en-ciel décomposé à l'aide d'un prisme en verre. Les élèves évidemment retrouvent les couleurs qu'ils ont déjà nommées mais aussi la couleur violette qui apparait sur un des bords de l'arc.

Nous terminons la séance par la mise en rotation de toupies sur lesquelles ont été imprimées les "7 couleurs" de l'arc-en-ciel qui en tournant se mélangent et laissent apparaître une surface gris-blanc.

À la fin de l'activité, Marie présente aux enfants une boite de smarties et chacun d'eux pose une smartie dans une assiette, puis Marie verse un peu d'eau et les couleurs des smarties se répartissent dans l'assiette et forment ainsi un bel arc-en-ciel.

14 novembre 2023 : l'air que nous respirons

Nous poursuivons le travail commencé la veille sur l'air avec les élèves de GS-CP de Julie. Après avoir rappelé les conclusions d'hier, nous nous interrogeons sur l'air que nous respirons. Cet air qui transite dans nos poumons est inspiré puis expiré régulièrement. Pour appréhender le phénomène d'expiration, les enfants soufflent dans un ballon de baudruche et ressentent la résistance opposée par le ballon et la pression atmosphérique. Afin qu'ils visualisent mieux l'anatomie du système respiratoire, Julie montre aux enfants deux planches d'un livre d'anatomie prêté par un parent et qui détaillent l'intérieur avec les bronches et les alvéoles. Pour comprendre leur fonctionnement, on assimile celles-ci à des petits ballons qui se gonflent et se dégonflent lors de la respiration. On réalise ensuite une petite expérience avec un goulot de bouteille en matière plastique dont la partie étroite est bouchée par un ballon de baudruche et rentrée dans la bouteille et la partie la plus grande est fermée par un ballon de baudruche découpé. Le fait de tirer sur ce dernier, permet de voir le ballon qui referme le goulot se gonfler car la pression atmosphérique le force à compléter l'air "aspiré" par le retrait du ballon découpé (le volume augmente donc la pression diminue d'après la loi de Mariotte-Boyle, la pression atmosphérique est supérieure à la pression dans le volume fermée du goulot mais ça on ne le dit pas aux enfants, évidemment).

Nous passons ensuite un extrait de l'émission c'est pas sorcier sur la respiration où d'autres explications complètent celles déjà données. On y voit notamment la mise en œuvre d'un spiromètre pour connaître le volume pulmonaire. À l'issue du visionnage, on réalise une expérience qui simule le spiromètre avec un bassine d'eau, une bouteille d'eau retournée dans la bassine et une paille glissée entre le goulot et le fond de la bassine. Un enfant souffle dans la paille en une seule expiration pour évacuer l'eau présente dans la bouteille retournée. Nous aurions pu réaliser l'expérience avec un bidon d'eau car la capacité d'expiration, même d'un enfant est supérieure à celle de la bouteille d'eau que nous avions. La séance se termine par cette dernière expérience.

14 novembre 2023 : l'eau dans tous ses états

Nous continuons à investiguer les formes de l'eau avec les CP-CE1 de Marie-Neige. On répond à la question d'hier : pourquoi les glaçons flottent-ils sur l'eau ? J'ai aspirer avec 2 seringues 10 mL d'eau. L'une d'elle a été mise dans le congélateur la veille. Les enfants observent les deux quantités indiquées sur les seringues : la seringue contenant l'eau liquide indique toujours 10 mL, mais la seconde contient maintenant de l'eau solide et le piston a bougé et la seringue indique maintenant 12 mL ; le volume de l'eau a donc augmenté. Les élèves pèsent alors les deux seringues qui indiquent toutes les deux la valeur de 21 g. Elles ont donc la même masse mais les volumes sont différents, voilà ce qui explique que les glaçons flottent sur l'eau liquide car ceux-ci sont moins "denses" que l'eau liquide...

Après avoir étudié deux des états de l'eau, on envisage le troisième : on parle du brouillard, des nuages et de la vapeur... Je fais donc bouillir de l'eau et prépare un miroir. L'eau est très chaude, le thermomètre indique 95 degrés centigrades (je leur précise que l'eau pur à la pression atmosphérique bout à 100 degrés centigrades) et je place le miroir au-dessus de la bouilloire ouverte ; les enfants constatent la présence d'eau liquide sur la surface du miroir. D'où vient cette eau liquide ? De l'eau liquide de la bouilloire qui est passée par l'état vapeur (gaz) pour se condenser sur la surface du miroir. On cite d'autres situations : buée sur les vitres ou les pare-brises en hiver, condensation sur des verres remplis contenant des glaçons en été...

La séance se termine par la synthèse des connaissances acquises au cours des deux séances.

13 novembre 2023 : tremblements de terre

Avec Anne-Marie en CE2, nous étudions les séismes. Les enfants connaissent notamment celui qui s'est passé au sud de Marrakech en septembre dernier. On parle des plaques tectoniques, de la magnitude des séismes (on cite notamment le fait quand on ajoute 2 à la magnitude, on multiplie par 1000 l'énergie du séisme) ; on regarde le site Renass qui recense tous les séismes dans le monde. On évoque l'épicentre et le foyer.

Puis viennent les premières expériences : simulation du frottement de deux plaques à l'aide d'un bout de tasseau de bois sur lequel a été collé un morceau de papier de verre qui vient frotter sur un autre morceau de papier de verre fixé sur une table. Des vis de tailles différentes simulent des habitations de hauteurs différentes. On tire sur le tasseau à l'aide d'un ressort ; les soubresauts du tasseau engendrent la chute rapide des grandes vis et moins rapide des petites... Ensuite un smartphone est posé sur le tasseau et l'application Fizziq est utilisée pour visualiser l'évolution de l'accélération du tasseau par rapport à la table (réalisation d'un sismographe) : les vibrations obtenues ressemblent à celles observées plus tôt sur un petit séisme aujourd'hui à Rezé près de Nantes, sur le site Renass. La séance se termine par des essais en petits groupes de structures en kapplas montrant la différence entre des stuctures chainées et non chainées (utilisation d'élastiques pour le chaînage).

16 octobre 2023 : pour que ma structure résiste à un séisme...

Dans la classe des CM1-CM2 de Guillaume de l'école de la Providence de Brest nous avons expérimenté, par groupe de 4 élèves, des structures réalisées avec des spaghettis, de la pâte à modeler, des chamallows, des élastiques, de la colle, du ruban adhésif et du papier cartonné. Les contraintes étaient une hauteur comprise entre 20 et 30 cm et une base dont les côtés devaient être de longueur comprise entre 5 et 8 cm. Les 7 structures ont été testées sur une table vibrante manuelle et trois d'entre elles ont résisté aux sollicitations exercées.

Mais pourquoi ces trois structures étaient-elles mieux adaptées aux vibrations exercées ?

Les enfants qui les ont réalisées ont argumenté avec beaucoup de perspicacité :

• structure petite (les vibrations étaient d'assez grande période donc bien adaptée ici) ;

• structure massive (dont le centre de masse était bas) ;

• structure posée sur des chamallows qui amortissaient les vibrations (et les découplaient de la table) ;

• structre réalisée telle que l'oscillation des spaghettis était oposée à l'oscillation de la table (principe dans le même esprit que la tour 101 de Taïpei avec un pendule en haut de la tour).

(les textes en italique ne sont pas des enfants)

Test des structures

12 octobre 2023 : pourquoi, il ne faut pas avoir peur en avion ? Qu'a découvert ou inventé Archimède ?

Aujourd'hui, je suis à l'école Notre Dame du Sacré Cœur à Concarneau sur l'invitation de Laurence pour faire connaissance avec les élèves de CM1-CM2 de sa classe et pour leur présenter la partie scientifique du projet que Laurence mène avec Barbara enseignante à Misilmeri, près de Palerme, dans le cadre du projet Erasmus+.

Nous avons convenu que chaque classe, par groupe de 5 ou 6 élèves, préparerait un thème en lien avec la Sicile et le présenterait à leur camarade, en anglais, lors de notre venue courant avril 2024. Les élèves italiens devraient travailler sur l'Etna et les élèves français vont réaliser des démarches scientifiques autour des inventions d'Archimède de Syracuse, dans le cadre de La main à la pâte.

Cet après-midi nous avons également tenté de vaincre les peurs naturelles de certains élèves lors d'un voyage en avion. Nous avons profité pour montrer, à l'aide d'expériences simples, les principes du moteur à réaction et de la portance par les ailes d'avion.

Nous avons, bien entendu, évoqué les thèmes de sciences ou d'ingéniérie que les groupes prépareront pour leurs camarades siciliens qui ont été inventés ou étudiés par le grand savant de Syracuse comme la poussée d'Archimède, le nombre pi, le levier, le palan, les miroirs, la spirale d'Archimède...

Maintenant, c'est à eux de répondre aux questions liées aux inventions d'Archimède, de faire des hypothèses, de les expérimenter et d'en déduire des conclusions puis de présenter tout cela à Misilmeri à leurs camarades en avril prochain.

9 octobre 2023 : préparation par Cécile de la journée de demain au bois de Kéroual avec les GS de l'école sainte Thérèse. Mesure des tailles des enfants et classement de celles-ci. Élaboration des étalons de mesure. Hypothèses des enfants sur les méthodes à mettre en œuvre pour la mesure de la hauteur.

Propositions des enfants :

• avec une échelle ;

• avec un géant
 ;

• grimper tout en haut et dérouler une corde ;

• faire la courte-échelle ;

• avec un mesureur.

2 octobre 2023 : la démarche d'investigation est née il y a bien longtemps...

Le traité d'optique d'Al-Ḥasan Ibn al-Haytham (connu en Occident sous le nom d'Alhazen) est un ouvrage majeur en optique qui a été écrit au XIe siècle. Intitulé en arabe "Kitāb al-Manāẓir" (Livre des Optiques), ce traité est considéré comme l'un des ouvrages les plus influents de l'histoire de l'optique et de la science en général.

Dans ce traité, Alhazen décrit les propriétés de la lumière et explique comment elle se propage dans l'espace. Il décrit également comment les images sont formées par la lumière, et explique les lois de la réfraction et de la réflexion de la lumière.

Alhazen a également étudié la perception visuelle et a élaboré une théorie sur la vision qui a été très influente. Il a notamment souligné le rôle de l'œil dans la vision, ainsi que le rôle du cerveau dans l'interprétation des informations visuelles.

Le traité d'optique d'Alhazen a eu une influence considérable sur les travaux des scientifiques qui ont suivi, notamment sur les travaux de Roger Bacon, de Johannes Kepler et de René Descartes. Les idées et les méthodes développées par Alhazen ont également été appliquées dans de nombreux domaines, tels que l'astronomie, la physique et la médecine.

Le traité d'optique d'Alhazen est remarquable par sa démarche scientifique rigoureuse. Alhazen a utilisé une approche expérimentale pour étudier les propriétés de la lumière et de la vision, et il a élaboré des méthodes systématiques pour tester ses hypothèses.

Voici quelques exemples de la démarche scientifique dans le traité d'optique d'Alhazen :

Observations expérimentales : Alhazen a mené de nombreuses expériences pour étudier les propriétés de la lumière, en utilisant notamment des lentilles et des miroirs pour créer des images. Il a également observé la propagation de la lumière à travers des fentes et des trous, et a étudié les phénomènes de réflexion et de réfraction de la lumière.

• Formulation d'hypothèses : Sur la base de ses observations, Alhazen a formulé des hypothèses sur la nature de la lumière et sur la façon dont elle se propage dans l'espace. Il a également formulé des hypothèses sur la façon dont les images sont formées et sur la façon dont la vision fonctionne.

• Explication des observations : Alhazen a élaboré des théories pour expliquer les phénomènes qu'il avait observés, en utilisant des arguments logiques et mathématiques. Il a notamment expliqué les lois de la réfraction et de la réflexion de la lumière, ainsi que la formation des images par des lentilles et des miroirs.

• Vérification expérimentale des hypothèses : Alhazen a utilisé des méthodes expérimentales pour tester ses hypothèses, en utilisant notamment des mesures précises pour vérifier la validité de ses théories. Il a également utilisé des techniques d'analyse mathématique pour vérifier la cohérence de ses hypothèses avec les données expérimentales.

• Réfutation des hypothèses erronées : Alhazen a également rejeté certaines hypothèses courantes sur la nature de la lumière et de la vision qui s'étaient révélées fausses, en utilisant des observations et des arguments logiques pour les réfuter.

Dans l'ensemble, la démarche scientifique d'Alhazen dans le traité d'optique a été marquée par une grande rigueur et une grande précision, et elle a jeté les bases d'une approche scientifique plus moderne basée sur l'observation, l'expérimentation et la vérification empirique.

« Nous devons distinguer les propriétés des éléments et recueillir par induction ce qui a trait à l'œil au moment de la vision et ce qui est lié à une sensation uniforme, immuable, manifeste et non sujette au doute. Ensuite nous devons progresser dans notre enquête et notre raisonnement, progressivement et méthodiquement, en critiquant les postulats initiaux et en avançant avec prudence vers les conclusions, notre objectif dans tout ce que nous faisons doit être l'objet d'une inspection et d'un examen rigoureux, en évitant de suivre les préjugés et en prenant soin dans tout ce que nous jugeons et critiquons de ne pas perdre de vue que nous cherchons la vérité et de ne pas nous laisser influencer par une opinion préconçue. »

28 septembre 2023 : création du site avec pour objectif de développer les actions pour les sciences et les technologies dans les écoles maternelles et primaires de Bretagne.