LE THERMOMETRE  CYCLE 2 (CE1)

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Matériel de la malle
- 7 thermomètres simples
- 7 thermomètres scientifiques
- 7 pailles transparentes (à renouveler si besoin)
- 7 pots en verre
- 7 bouchons caoutchouc percés
- 7 fonds de bouteille plastique
- 7 emballages plastique fromage
 
 
 

Matériel à prévoir à l'école en fonction des séances
- pâte à modeler
- colorant (peinture, encre,)
- glaçons
- eau chaude
- coton, tissu, laine, papier aluminium
- canson blanc
- ficelle ou élastique
- d'autres thermomètres à alcool (de bain, de congélation,)
 
 
 
 
 

Matériel en plus du matériel de la malle
- coton
- eau chaude ,eau froide
- papier alu
- ficelle
- glaçons
- thermomètres apportés par les élèves
- laine
- thermomètre de congélation
 

Objectifs
- Permettre aux enfants de manipuler librement avec les thermomètres avant une première prise de représentation.
- Emettre des hypothèses quand au fonctionnement du thermomètre.
- Réaliser un compte rendu d'expériences grâce au dessin ou à l'écriture.
 

Déroulement
1- Phase de manipulation par équipe
Consigne: "Utilise le matériel proposé et observe ce qui ce passe."
Voir les expériences

2- Phase de mise en commun
Chaque groupe vient présenter une expérience réalisée, ses premières conclusions, et ses questions.

3- Phase individuelle écrite
Chaque enfant dans son cahier d'expériences répond à la question:
"Pourquoi le niveau monte ou descend dans le thermomètre ?"
Cette phase permet d'avoir les représentations des enfants sur le phénomène.
Dessins d'expériences réalisées.
 
 
 

Matériel
Même matériel que pour la séance 1 + une feuille affiche par groupe.

Objectifs
- Réaliser une expérience pertinente.
- Mettre en évidence les paramètres qui interviennent dans la montée ou la descente du liquide dans un thermomètre.

Niveau de formulation attendu
La chaleur fait monter le niveau du liquide dans le thermomètre.
Le froid fait descendre le niveau du liquide dans le thermomètre.

Déroulement
Phase individuelle écrite
"Avec le thermomètre de maison vous allez prévoir une expérience pour faire monter le liquide dans le thermomètre et une expérience pour faire descendre le liquide dans le thermomètre. Dessinez les expériences sur votre cahier."
Voir les dessins

Phase en équipe
"Par groupe, réalisez toutes les expériences prévues. Puis sur la feuille affiche,  schématisez une expérience où le liquide monte et une où le liquide descend. S'il y en a une où rien ne se passe, présentez la aussi."
Voir les expériences

Phase d'échanges ( mise en commun)
Chaque équipe présente son travail :
- le niveau monte
- le niveau descend
- rien ne se passe (permet d'éliminer les propositions incohérentes)

Phase individuelle écrite
"Ecris ou dessine sur ton cahier deux  expériences que tu as réalisées:
- une qui fait monter le liquide dans le thermomètre
- une qui le fait descendre."

Généralement les enfants utilisent l'eau chaude et l'eau froide sans hésitation et sans besoin d'autres éléments.

Matériel supplémentaire
Fiche photocopiée (Tavernier CE1, cahier d'activités): une par enfant.
 

Objectif
Mise en évidence du réservoir.
 

Niveau de formulation attendu
C'est le réservoir qu'il faut chauffer ou refroidir pour faire varier le niveau du liquide dans le thermomètre.
 

Déroulement
Prise de représentations individuelles sur la mise en évidence du réservoir avec la fiche Tavernier CE1 (document PDF).
- 1ère direction: des enfants n'ont pas acquis le rôle du réservoir, on réexpérimente à partir de la fiche Tavernier.
- 2ème direction: tous les enfants ont compris le rôle du réservoir, on passe à la séance 4.
 

Observation
On peut tenter d'évoquer les différentes parties du thermomètre (réservoir, tige, liquide).

Généralement les enfants sont tous d'accord pour les expériences du glaçon et de l'eau chaude. Les avis divergent pour les autres expériences. Il faut les refaire. Par l'expérimentation et la discussion, le rôle du réservoir est vite compris.

Matériel
Une feuille de dessin par groupe.
 

Objectifs
- Un thermomètre est composé de trois parties essentielles: réservoir, tige, liquide.
- Concevoir un objet, prévoir le matériel pour sa fabrication et élaborer un schéma de fabrication.
 

Niveau de formulation attendu
Pour construire un thermomètre, il faut un réservoir, une tige et du liquide (réservoir et tige seront donc choisis parmi les objets familiers à l'enfant).
 

Déroulement
Question:
" Que faut-il pour construire un thermomètre ?
Par groupe, prévoyez du matériel simple, que vous apporterez de la maison, pour fabriquer un thermomètre.
Faites ensuite un dessin qui représentera votre thermomètre.
Voir les représentations des enfants.

Observations
- Vérifier que, sur leurs schémas, les enfants indiquent le matériel à apporter.
- Ne pas intervenir sur le choix du matériel ou sur d'éventuels oublis.
 
 

Matériel
- apporté par les enfants: pots de yaourts, tubes de colle, bouteilles d'eau, pots en verre, pailles, corps de stylo
- demandé par les enfants : eau colorée, eau chaude, eau froide, glaçons, récipients,…
 

Objectif
- Etre capable de fabriquer un thermomètre avec du matériel simple.
 

Déroulement
- Observation du matériel apporté ( au sein du groupe) et émergence de questions : matériaux choisis, étanchéité …
- Fabrication d'un thermomètre par groupe.
Voir les fabrications des enfants.
- Expérimentation et analyse collective (quels sont les éléments négatifs: fuites, collages…et quels sont les éléments positifs ?)
- Question :
" Notre thermomètre a-t-il fonctionné ? S'il n'a pas marché explique pourquoi."

L'étanchéité pose des problèmes mais la pâte à modeler les résout assez facilement.
 
 
 
 

Matériel
- celui contenu dans la malle
- peinture
- pâte à modeler
- eau chaude , eau froide, glaçons
- papier canson blanc
 

Objectifs
- Fabriquer un thermomètre perfectionné.
- Résoudre des problèmes d'étanchéité.
- Schématiser et légender un objet.

Déroulement
- Fabrication d'un thermomètre identique pour chaque groupe
- Comparaisons et remarques lors d'essais ( problèmes de niveau de liquide et d'étanchéité)
- Amélioration de l'objet pour le rendre plus fiable
- Graduation simple du thermomètre fabriqué à partir de thermomètres conventionnels.
- Schématisation légendée du thermomètre fabriqué sur le cahier d'expériences
 

Remarques
- Pour le bon fonctionnement du thermomètre, il faut l'étanchéité entre le bouchon et la tige et le réservoir doit être plein.
- Au cycle 3, ce travail pourra être prolongé en mettant l'accent sur des graduations plus précises.
 
  Je n'ai pas fait cette séance. Les enfants souhaitaient tous fabriquer un thermomètre pour emporter à la maison. Le problème de l'étanchéité s'est bien sûr posé.
Voir la fiche de fabrication (document PDF).
Nous l'avons résolu avec la pâte à modeler.
La fabrication individuelle a soulevé d'autres questions de la part des enfants.
- Pourquoi le tube de notre thermomètre est-il ouvert alors qu'il est fermé sur un vrai ? (Certains enfants avaient bouché leur tube avec de la pâte à modeler et le liquide ne montait pas.)
- Pourquoi le liquide monte-t-il quand j'appuie sur le réservoir (réservoirs en plastique souple) ?