Fabriquer un objet qui flotte en jouant sur les matières et la forme

Séance 1 : Définir les verbes « flotter »  et « couler »EVALUATION DIAGNOSTIQUE-

La séance commence par une discussion : qu’est-ce que flotter ? Connaissez-vous des objets qui flottent ? Qu’est-ce que le contraire de flotter ? On présente ensuite un certain nombre d’objets familiers (crayon, ciseaux, clou, bout de bois, élastique, liège, caillou, plastique, etc.) à l’ensemble des enfants et on leur demande de dessiner les objets qui flottent et qui coulent sur une feuille représentant de profil un bac contenant de l’eau. On peut faire une photocopie de photo d’un bac. On finit cette première séance par la mise en commun des résultats. On pourra discuter en particulier de la position des objets sur le dessin (à la surface, au fond de l’eau).

Séance 2 : Réaliser une affiche flotte/coule

Après rappel des définitions de la séance précédente, les élèves passent à l’expérimentation. Les élèves testent la flottabilité ou non des objets nommés en séance 1 et vérifient si leurs hypothèses étaient justes ou non. À la fin de la séance, on engage la discussion pour dégager quelques critères de flottabilité : on reprend chacun des objets utilisés lors de l’expérience et on demande aux élèves d’expliquer pourquoi il flotte. Pour finir la séance, réaliser une grande affiche où sont recensés les objets qui ont coulé ou flotté lors de l’expérimentation sans omettre de rajouter des commentaires des élèves transcrits en dictée à l’adulte afin de garder une mémoire écrite de l’expérimentation.

Séance 3 : Comparer la flottabilité de 2 objets de même masse mais de formes différentes – EVALUATION FORMATIVE

On demande aux élèves : « À votre avis, si deux objets ont la même masse et si l’un des deux coule, est ce que l’autre va couler aussi ? « . Par groupe, on utilise une balance pour obtenir des morceaux de pâte à modeler de masses identiques.Puis on met les élève en défi: faire flotter les morceaux de pâte à modeler. Les enfants discutent au sein du groupe pour tenter d’expliquer l’expérience. On parlera de l’espace occupé par l’objet dans l’eau qui n’est pas le même suivant la forme de l’objet. On peut envisager de faire « émerger » la notion de volume immergé en modelant sur la base d’un gabarit (pot à confiture par exemple) plusieurs formes de hauteurs différentes mais de masses identiques.

Séance 4 : Comparer la flottabilité de 2 objets de même forme – EVALUATION FORMATIVE-

On demande aux élèves si deux objets de même forme et de même volume mais de masses différentes flottent de la même façon. Les élèves observent et manipulent alors des boîtes vides et bouchées. Elles flottent toutes de manière équivalente. Puis on leur demande d’inventer une expérience où ils pourront comparer la flottabilité d’objets de même forme mais de masses différentes. On leur présente les différents matériaux qu’ils pourront utiliser (clous, semoule, …) . Ils devraient penser à remplir entièrement les boîtes avec les différents matériaux puis on leur demande de prévoir ce qu’il va se passer lorsqu’ils les mettront dans le bac, et de vérifier leurs hypothèses en les plongeant dans l’eau. (On peut éventuellement utiliser la balance pour comparer les masses des différentes boîtes). L’objectif étant d’arriver à la conclusion que deux objets de même forme (extérieurement identiques) mais de masses différentes n’ont pas la même flottabilité.

Séance 5 : Observer que la quantité d’eau n’a pas d’influence sur la flottabilité d’un objet– EVALUATION FORMATIVE-

Les élèves lestent des gobelets avec de la pâte à modeler pour fabriquer un objet qui flotte, et plongent successivement le même gobelet dans un bac rempli avec beaucoup d’eau puis peu d’eau (mettre suffisamment de pâte à modeler pour que le gobelet flotte droit). Ils observent puis dessinent la hauteur immergée. Rajouter les conclusions de cette expérience sur l’affiche coule/flotte.

Séance 6 : Construire un objet flottant– EVALUATION SOMMATIVE-

Après discussion avec les élèves, l’un des objets flottants le plus célèbre reste le bateau. Avec mes élèves, nous avons réalisé des bateaux en papier (en lien avec une séquence sur l’origami en plus de cela). Un bateau avec une base large et creuse fonctionne très bien et est facile à réaliser par les élèves en utilisant un guide de fabrication simple et imagé.

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