LA DEMARCHE D’INVESTIGATION

Cette démarche s’appuie sur le questionnement des élèves sur le monde réel.

Elle débouche sur l’acquisition de connaissances, de compétences méthodologiques et sur la mise au point de savoir faire technique

CANEVAS D’UNE SEQUENCE D’INVESTIGATION

Ce canevas ne fige pas de façon exhaustive un déroulement imposé, mais propose une manière commode de faire.

Il se décompose en sept moments clés.

1. Le choix d’une situation problème par le professeur

Repérer les acquis initiaux des élèves

Identifier les représentations des élèves, ainsi que les difficultés persistantes.

Trouver la situation en fonction de l’analyse de ces différents éléments

2. L’appropriation du problème par les élèves

Reformulation de la question si nécessaire pour s’assurer de la compréhension de son sens.(le problème à résoudre doit être compris par tous)

3. Formulation d’hypothèses, de protocoles possibles

Formulation orale ou écrite d’hypothèses(seul ou en groupe)

Elaboration d’expérience, destinées à valider les hypothèses

Communication à la classe des hypothèses ou des protocoles expérimentaux.

4. Investigation ou résolution du problème

Réalisation d’expériences Moments de débats internes

entre les élèves Exploitation au sein du groupe

des résultats Confrontations avec les

hypothèses formulées précédemment

5. Echange argumenté

Communication au sein de la classe des solutions élaborées, des résultats obtenus, des interrogations qui demeurent.

Confrontation des propositions

6. Acquisition et structuration des expériences

Mise en évidence de nouveaux éléments de connaissances (notion, technique, méthode)

Reformulation écrite des connaissances nouvelles acquises en fin de séquence.

7. Opérationnalisation des connaissances

Exercices d’entraînement Nouveaux problèmes dans de

nouveaux contextes ( réinvestissement)

Évaluation des connaissances et des compétences méthodologiques.

Exemple de travail pratique avec une démarche d’investigation.

POURQUOI CERTAINES SOLUTIONS CONDUISENT-ELLES MIEUX LE COURANT ELECTRIQUE

QUE D’AUTRES ?

1. Réflexion individuelle. A ton avis, parmi les 6 liquides proposés ci-dessous, lesquels conduisent le mieux le courant électrique ?

Eau déminéralisée. Eau sucrée à 10 g/L Eau salée à 2g/L de chlorure de sodium Eau salée à 10g/L de chlorure de sodium Eau alcoolisée à 5% d’éthanol. Solution à 10g/L de sulfate de cuivre.

2. Réflexion collective et réalisation d’expériences au sein du groupe. La mission de ton équipe est :

de mettre au point des expériences qui permettront de vérifier tes hypothèses et de les décrire à l’aide de schémas annotés.

de dresser le liste du matériel nécessaire. de soumettre le projet au professeur.

de réaliser les expériences, une fois le projet accepté par le professeur.

d’observer et d’interpréter les résultats, puis répondre au problème posé.

3. Rédaction d’un compte rendu Rédige un compte rendu de cette séquence, dans lequel tu feras apparaître :

une introduction une description des expériences réalisées (schémas annotés, ainsi qu’ observations ) une conclusion la liste du matériel nécessaire

Ce travail sera noté :

Des points seront attribués pour la pertinence de la réflexion au sein du groupe, pour la qualité des manipulations, pour le partage au sein du groupe, pour le rapport écrit.

Objectifs de connaissance:Dans une solution le courant électrique est dû à la présence d’ions.

Place de ce TP dans la progression de chimie de 3ème

Les élèves connaissent la structure des atomes, les ions, les solutions ioniques, et ce qu’est le courant dans les métaux.

Trois difficultés à surmonter

En début de seconde, beaucoup d’élèves imaginent le courant électrique uniquement comme un « courant » d’électrons circulant dans le sens opposé au sens conventionnel.

Les élèves sont persuadés que l’eau pure conduit le courant.

Confusion de l’atome et de l’ion correspondant

1ère étape : la question

Il faut tenir compte des difficultés persistantes des élèves cités ci avant, de leurs connaissances et du programme

POURQUOI CERTAINES SOLUTIONS CONDUISENT-ELLES MIEUX LE COURANT ELECTRIQUE QUE D’AUTRES ?

2ème étape

1. Réflexion individuelle. A ton avis, parmi les 6 liquides proposés ci-dessous, lesquels conduisent le mieux le courant électrique ?

Eau déminéralisée. Eau sucrée à 10 g/L Eau salée à 2g/L de chlorure de sodium Eau salée à 10g/L de chlorure de sodium Eau alcoolisée à 5% d’éthanol. Solution à 10g/L de sulfate de cuivre.

Les élèves émettent des hypothèses par écrit.

3ème étape

Confrontation des différentes hypothèses.

Tous ces liquides sont conducteurs car ils contiennent de l’eau et l’eau conduit bien le courant !

L’eau pure sera la meilleure conductrice car les autres solutions contiennent des espèces qui vont gêner le courant.

La solution la plus conductrice sera la solution de sulfate de cuivre car le cuivre est un très bon conducteur ( confusion atome et ions )

L’eau salée sera bien conductrice car le sel va aider le courant à traverser !!!!

4ème étape

Les élèves travaillent en équipe de 4

Proposition de protocoles expérimentaux permettant de vérifier les hypothèses.

Elaboration de la liste du matériel nécessaire

1. Réflexion collective et réalisation d’expériences au sein du groupe. La mission de ton équipe est :

de mettre au point des expériences qui permettront de vérifier tes hypothèses et de les décrire à l’aide de schémas annotés.

de dresser le liste du matériel nécessaire. de soumettre le projet au professeur.

de réaliser les expériences, une fois le projet accepté par le professeur.

d’observer et d’interpréter les résultats, puis répondre au problème posé.

Ils pensent tout de suite à faire des circuits électriques

5ème étape Validation du

projet par le professeur

Réalisation des expériences par les élèves.

Les élèves ont choisi soit une lampe, soit un ampèremètre, soit les deux.

Les élèves qui ont choisi la lampe (qui s’allume peu ou pas ) comprennent à l’aide du questionnement du professeur où est le problème et refont leurs mesures avec un ampèremètre.

6ème étape

Les élèves , après avoir observé, peuvent conclure.

Ils classent les solutions de la plus conductrice à la moins conductrice

Interprétation par les élèves.

JOCKER

Nom de la solution obtenue

Nom chimique de la substance mélangée à l’eau

Formule chimique des particules rajoutées à l’eau

Eau salée Chlorure de sodium Na+ + Cl-

Eau sucrée saccharose C12H22O11

Eau alcoolisée éthanol C2H6O Sulfate de cuivre Sulfate de cuivre Cu2+ + SO4

2-

Je peux vous aider

Le professeur distribue un joker qui permet aux élèves d’interpréter leurs résultats et d’aboutir à l’objectif souhaité:

Seules les solutions ioniques conduisent le courant électrique

7ème étape

Les élèves rendent compte de leurs travaux à la maison pour la semaine suivante

1. Rédaction d’un compte rendu Rédige un compte rendu de cette séquence, dans lequel tu feras apparaître :

une introduction une description des expériences réalisées (schémas annotés, ainsi qu’ observations ) une conclusion la liste du matériel nécessaire

8ème étape : Synthèse collective

Comparaison des résultats expérimentaux.

Réponse à la question posée

Etude des différences hypothèses proposées qui sont soit acceptées soit refusées.

Barème de notation (sur 20 points)En classe

*Pertinence de la réflexion au sein du groupe /2 *Manipulation /2

*Partage des tâches au sein du groupe /1Compte-rendu

*but de l'expérience réalisée /1 *description de l'expérience /2

* observations : - mesures (cohérence, écriture correcte : I = .......A...) /2

- bulles sur les électrodes /1 - I’eau =  I’eau sucrée = I’eau alcoolisée /1

- I’eau salée 10g/L > I’eau salée 2g/L /1 - le courant passe mieux dans l'eau salée et dans le sulfate de cuivre /1

*interprétations :  

- notion de particules chargées /2 - notion de quantité de particules chargées /1

- précision dans le vocabulaire, rigueur dans les explications /2  

* présentation - soin (ne pas oublier le titre) /1