ENSEIGNER
vendredi 24 novembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: Relations, structure-propriétés de la matière
Belgique  -  Seconde (4ème)  -  Chimie

Activité 1: Vos premières impressions

 

Thème développé pour l'ensemble des activités : Rapport structure-propriétés de la matière

Compétences visées :

  • Compétence générale : « Pouvoir expliquer l’utilisation du C graphite comme lubrifiant solide et celle du C diamant dans des outils très abrasifs, en utilisant le modèle particulaire de la matière, dans le cas de solides cristallins. »
  • Compétence spécifique : « …expliquer la relation entre les propriétés physiques et la structure moléculaire… »

Compétences terminales et savoirs requis en sciences 2001


But: Vos premières impressions

L’objectif de cette activité consiste à demander aux élèves de formuler leurs conceptions sur les propriétés des matériaux à partir de l’observation de photos et d’imaginer des relations avec la structure particulaire de la matière. Ils sont amenés à émettre des hypothèses.

Corrigé: Vos premières impressions

Réponses possibles :

1. Propriétés caractéristiques du carbone graphite et du carbone diamant obtenues sur base des photos proposées.

Carbone graphiteCarbone diamant
Forme en feuillet ou poudreux, cristaux hexagonaux Formes diverses (octaédrique, dodécaédrique, )Opaque Translucide
Eclat métalliqueEclat terne sauf s’il est taillé (scintillant)
Faible duretéTrès grande dureté

Gris avec des reflets violets
De plusieurs couleurs (jaune, noir, mauve, rouge, vert, orange, bleu)
Conducteur d’électricitéNon conducteur d’électricité

2. Explication des différentes propriétés du carbone graphite et du carbone diamant : toute hypothèse est acceptée

Préparation: Vos premières impressions

(voir Fichier élève)
  • Durée de l’activité : 1h30
  • La mise en scène de la situation de départ peut se faire au travers l’apport de matériaux tels que de la poudre de graphite utilisée comme lubrifiant, un crayon et par une discussion avec les élèves à propos de ce qu’ils savent de ces deux matériaux.
  • Demander aux élèves de reformuler, dans leurs propres termes, quelle est l’énigme à résoudre.
  • Les élèves sont placés par petits groupes (2) devant les ordinateurs (en réseau).
  • Le professeur demandera aux étudiants de prendre des notes claires et complètes.
  • Sur base des photos, les élèves comparent les propriétés des deux matériaux (3/4 h) et formulent des hypothèses explicatives sur le lien possible entre les propriétés physiques et la constitution du matériau à l’échelle atomique. (1/4h)

Comportement des élèves: Vos premières impressions

Pour répondre à la question du professeur qui consiste à définir un terme (ici, « propriété »), les élèves répondent plutôt par une série d’exemples qui relèvent d’observations (solide, poudreux,…).
Vidéo : extrait 01/00 :00 :00 – 00 :00 :25/ Compr-B-G10-Ch-P1-A1-Cetape2.htm
Lien avec la grille d’indicateurs d’apprentissage : indicateur n° 2.2.
Comprendre : Definir une propriété

Pendant le travail de groupe, le professeur vérifie l’avancement de chaque groupe et donne des consignes d’organisation de travail. La prise de notes est importante afin que l’élève dispose d’un écrit : indispensable en guise de rappel d’une séance à l’autre et en tant qu’outil d’étude…
Vidéo : extrait 02 /00 :01 : 15 – 00 :01 : 42/ Compr-B-G10-Ch-P1-A1-Cetape2.htm
Lien avec la grille des étapes-clés de gestion d’une situation-problème : étape n° 2.

Les élèves interagissent, à deux et avec l’ordinateur : ils s’organisent dans leur travail, s’attribuent des rôles respectifs, repèrent les mots-clés de la situation-problème, reformulent les consignes de la tâche à réaliser
Vidéo : extrait 02 /00 :02 : 00 – 00 :03 : 20/ Compr-B-G10-Ch-P1-A1-Cinteem1.htm
Lien avec la grille d’indicateurs d’apprentissage : indicateur n° 2.2.

Témoignage des conceptions des élèves sur le concept de « dureté »
Vidéo : extrait 02 /00 :04 : 24 – 00 :04 : 36/Compr-B-G10-Ch-P1-A1-Conc_durete.htm
Lien avec la grille d’indicateurs d’apprentissage : indicateur n° 2.2.

Il est important que l’élève puisse énoncer ses hypothèses sans se sentir contraint de formuler LA bonne hypothèse. Il s’agit d’un recueil de conceptions qui permet donc d’accepter momentanément toute hypothèse qui sera ensuite validée ou modifiée par l’élève lui-même. La plupart des groupes ont justifié la différence de dureté par la distance relative des atomes les uns par rapport aux autres. Par ailleurs, ce témoignage illustre l’identification de l’ « obstacle » à franchir : ils sont surpris du fait que le même élément chimique (le carbone) puisse avoir des propriétés aussi différentes…
Vidéo : extrait 02 /00 :07 : 52 – 00 :08 : 53/ Compr-B-G10-Ch-P1-A1-Formhypo.htm
Lien avec la grille d’indicateurs d’apprentissage : indicateur n° 2.2.
Lien avec la grille des étapes-clés de gestion d’une situation-problème : étape n° 4

Faire écrire par les élèves leurs hypothèses développe davantage leur apprentissage.
Vidéo : extrait 02 /00 :08 : 54 – 00 : 10 : 13/ Compr-B-G10-Ch-P1-A1-Formhypo_ec.htm
Lien avec la grille d’indicateurs d’apprentissage : indicateur n° 3.

Activité n° 1: Vos premières impressions
extrait 01/00 :00 :00 – 00 :00 :25/ Compr-B-G10-Ch-P1-A1-Cetape2.htm

Pour répondre à la question du professeur qui consiste à définir un terme (ici, « propriété »), les élèves répondent plutôt par une série d’exemples qui relèvent d’observations (solide, poudreux,…).

(Double-cliquez sur la vidéo pour la lancer)

P

Voilà je sors ma mine. A quoi il ressemble ? C’est quoi une propriété ?

E

Il est solide

P

Voilà, par exemple, il est solide. Est ce que vous pouvez en citer une autre ?

E

Il est poudreux

P

La il est poudreux, TB, qu’est ce qu’on peut encore trouver comme autre propriété ? Son aspect…(répète ce qu’un élève dit) Voilà, effectivement, il laisse une trace sur le papier.

Activité n° 1: Vos premières impressions
extrait 01/00 :00 :00 – 00 :00 :25/ Compr-B-G10-Ch-P1-A1-Cetape2.htm

Pendant le travail de groupe, le professeur vérifie l’avancement de chaque groupe et donne des consignes d’organisation de travail. La prise de notes est importante afin que l’élève dispose d’un écrit : indispensable en guise de rappel d’une séance à l’autre et en tant qu’outil d’étude…

(Double-cliquez sur la vidéo pour la lancer)

PCa va chez vous ?Oui, vous avez bien démarré
E

On se base sur les photos maintenant ?

P

Vous pouvez déjà noter sur base des photos et sur base de ce que vous connaissez. Tu peux déjà mettre ce que vous connaissez, on en a déjà parlé tantôt et puis vous complétez au fur et à mesure. Laisse bien la place pour avoir assez de place pour noter. Parce qu’il y a quand même pas mal…par exemple pour l’aspect, il y a plusieurs qualificatifs que tu peux employer.

Activité n° 1: Vos premières impressions

Les élèves interagissent, à deux et avec l’ordinateur : ils s’organisent dans leur travail, s’attribuent des rôles respectifs, repèrent les mots-clés de la situation-problème, reformulent les consignes de la tâche à réaliser

(Double-cliquez sur la vidéo pour la lancer)

L Je vais mettre un p eu… Diamant, aspect translucide
M Aspect solide. Il y a aussi… Cela dépend s’il est taillé ou pas. Comme aspect, il n’est déjà pas translucide.

Ca c’est la couleur…
L Dureté très forte. Eclat …
M/td> Brillant, scintillant
L Carbone graphite
M C’est plus bas
L Ca c’est du C graphite
M Oui, il y a différents aspects
L Celui là est, on dirait qu’il est translucide. Celui-là est brillant.
Descends un peu

Activité n° 1: Vos premières impressions

Témoignage des conceptions des élèves sur le concept de « dureté »

(Double-cliquez sur la vidéo pour la lancer)

L Dureté
M Ca me paraît un peu friable
L Cela varie selon l’aspect

Activité n° 1: Vos premières impressions

Il est important que l’élève puisse énoncer ses hypothèses sans se sentir contraint de formuler LA bonne hypothèse. Il s’agit d’un recueil de conceptions qui permet donc d’accepter momentanément toute hypothèse qui sera ensuite validée ou modifiée par l’élève lui-même. La plupart des groupes ont justifié la différence de dureté par la distance relative des atomes les uns par rapport aux autres. Par ailleurs, ce témoignage illustre l’identification de l’ « obstacle » à franchir : ils sont surpris du fait que le même élément chimique (le carbone) puisse avoir des propriétés aussi différentes…

(Double-cliquez sur la vidéo pour la lancer)

M L’autre question, c’était quoi ?
L (Relisent) Proposez une explication des différences de propriété, principalement de la différence de dureté en imaginant comment cela peut se passer au niveau des atomes de carbone qui constituent à eux seuls les deux matériaux…

Ah oui
L Ceci c’est compliqué
M Différence de propriétés. Une explication sur cela.
L Alors que c’est les mêmes atomes, quoi.
M Différence de dureté. Principalement cela.
L Oui le taillé est beaucoup plus dur. Qu’est ce que cela pourrait être ? Les mêmes atomes.
M Comment peut-on formuler…
L Les atomes sont les mêmes mais dureté est tout à fait différente. C’est selon…

C’est qu’ils sont positionnés de manière différente. C’est que les atomes sont…
M Ou alors qu’il y en a d’autres qui peuvent intervenir. Différents.

Activité n° 1: Vos premières impressions

Faire écrire par les élèves leurs hypothèses développe davantage leur apprentissage

(Double-cliquez sur la vidéo pour la lancer)

L Explication : soit les atomes sont positionnés différemment En fonction du carbone graphite ou diamant. Qu’est ce que t’avais dit, toi ?
M Peut être d’autres atomes qui s’y rajoutent, pour des variantes ou des trucs comme ça
L Des variantes d’atomes rajoutés, ce qui modifie la dureté des corps. Je ne sais pas si c’est juste