Dévier un liquide sans le toucher

, par Jean-Charles Moreau-Trouvé

Cet article illustre un exemple d’usage proposé par le GEP de l’académie de Versailles s’inscrivant dans le projet national TraAM 2021-2022 dont la thématique est :


Utiliser le numérique pour mettre en œuvre un enseignement hybride


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Professeur expérimentateur

  • Jean-Charles Moreau-Trouvé
  • Lycée George-Sand – Domont (Val d’Oise)

Niveau – Thème

  • Lycée
  • Niveau : Première (enseignement de spécialité)
  • Thème : Constitution et transformations de la matière

Introduction

Contenus disciplinaires

  • Notions et contenus :
    Électronégativité des atomes, évolution dans le tableau périodique.
    Polarisation d’une liaison covalente, polarité d’une entité moléculaire.
    Charge électrique, interaction électrostatique, influence électrostatique.
  • Compétences exigibles :
    Déterminer le caractère polaire d’une liaison à partir de la donnée de l’électronégativité des atomes.
    Déterminer le caractère polaire ou apolaire d’une entité moléculaire à partir de sa géométrie et de la polarité de ses liaisons.
    Interpréter des expériences mettant en jeu l’interaction électrostatique.

Compétences

  • S’APPROPRIER : S’approprier des documents.
  • ANALYSER : Concevoir une expérience pertinente et interpréter les observations.
  • RÉALISER : Mettre en œuvre des expériences (à distance et au laboratoire) en respectant les règles de sécurité.
  • VALIDER : Confronter les observations de l’expérience à l’étude de la polarité de la molécule de cyclohexane.
  • COMMUNIQUER : Produire un compte-rendu audio en utilisant le vocabulaire adapté.

CRCN – Compétences Numériques

  • 2.2. « Partager et publier » : Partager des contenus numériques en ligne en diffusion publique ou privée.
  • 3.2. « Développer des documents multimédias » : Produire et enregistrer un document multimédia dans un format adapté.
  • 5.2. « Évoluer dans un environnement numérique » : Se connecter à un environnement numérique. Utiliser les fonctionnalités élémentaires d’un environnement numérique. Retrouver des ressources et des contenus dans un environnement numérique.

Objectif(s) pédagogique(s)

  • Réinvestir des connaissances sur l’électrisation de la matière.
  • Développer la collaboration entre élèves.
  • Travailler la communication orale.

Objectifs disciplinaires et/ou transversaux

  • Déterminer le caractère polaire d’une liaison.
  • Déterminer le caractère polaire ou apolaire d’une molécule.
  • Interpréter des expériences mettant en jeu l’interaction électrostatique.
  • Réaliser une production orale structurée en utilisant le vocabulaire adapté.

Description de l’activité

Cette séquence a été conçue et testée avec la plate-forme Éléa développée par la Dane de l’académie de Versailles. Un export du parcours est disponible ci-dessous pour une intégration facile et complète sur Éléa.
Télécharger le parcours

Une importation partielle sur une autre plate-forme Moodle est possible moyennant quelques adaptations.

Après avoir consulté des documents interactifs sur l’électronégavité des éléments et la notion de polarité d’une liaison chimique, une évaluation formative est proposée aux élèves, qui sont ensuite accompagnés dans la construction de la trace écrite.

Puis il leur est demandé de concevoir et de mettre en œuvre la déviation d’un filet d’eau à l’aide d’une règle en plastique, et de publier une photographie de leurs observations.

De retour au laboratoire, ils sont guidés dans l’interprétation de cette expérience, et complètent l’étude expérimentale en remplaçant l’eau par du cyclohexane.

Enfin, un compte-rendu audio de groupe est demandé. La grille d’évaluation leur est fournie.

Pré-requis

  • Établir le schéma de Lewis de molécules.
  • Interpréter la géométrie d’une entité à partir de son schéma de Lewis.
  • Interpréter des expériences mettant en jeu l’interaction électrostatique

Outils utilisés – Matériel

  • À distance : robinet d’eau, règle en plastique, pull en laine
  • Au laboratoire : burette et cyclohexane, hotte, kit électrostatique
  • Plate-forme Éléa

Scénario pédagogique de la séquence

Écran d’accueil

Le carnet de bord ci-dessous renseigne sur le scénario global et l’alternance des temps en présence et à distance. Il comprend toutes les activités et ressources (papiers ou numériques) proposées aux élèves :

Séance 1Séance 2Séance 3Séance 4
Travail à distance Travail à distance Travail au laboratoire Travail à distance
20 minutes 30 minutes 60 minutes 30 minutes
Objectifs visés :

Découvrir et comprendre les différents types de liaisons chimiques.
Objectifs visés :

Défi expérimental : dévier un filet d’eau sans le toucher.
Objectifs visés :

• Interpréter la déviation du filet d’eau.
• Renouveler l’expérience avec du cyclohexane.
Objectifs visés :

Réaliser un compte-rendu audio.
Méthode(s) et outil(s) d’évaluation des élèves :

• Appropriation des contenus à partir d’une infographie interactive.
• Évaluation formative « jeu d’associations ».
• Construction interactive de la trace écrite
Méthode(s) et outil(s) d’évaluation des élèves :

• Conception et mise en œuvre de l’expérience.
• Dépôt d’une photographie des observations sur un espace collaboratif.
Méthode(s) et outil(s) d’évaluation des élèves :

• Interprétation à l’aide d’un parcours guidé.
• Mise en œuvre de l’expérience avec le cyclohexane et validation.

Méthode(s) et outil(s) d’évaluation des élèves :

• Conception et dépôt des comptes-rendus audio.
• Évaluation manuelle en ligne à partir d’une grille.
Descriptif des contenus et liens utiles :

Infographie interactive
• Jeu d’association : Éléa (capture d’écran)
Trace écrite
Descriptif des contenus et liens utiles :

Consignes et dépôt des photographies : Éléa (capture d’écran)
Descriptif des contenus et liens utiles :

Interprétation et validation avec le cyclohexane : Éléa (capture d’écran)
Descriptif des contenus et liens utiles :

Conception et dépôt des comptes-rendus audio : Éléa (capture d’écran)
Liste des actions individuelles et/ou collectives :

Individuellement :
• Découvrir et comprendre l’infographie interactive.
• Faire le jeu d’association.
• Construire puis copier la trace écrite dans le cahier.
Liste des actions individuelles et/ou collectives :

En équipe :
• Concevoir et réaliser l’expérience avec l’eau.
• Prendre une photographie des observations et la déposer.
Liste des actions individuelles et/ou collectives :

En équipe :
• Réaliser le parcours d’interprétation.
• Mettre en œuvre l’expérience avec le cyclohexane au laboratoire.
Liste des actions individuelles et/ou collectives :

En équipe :
• Prendre connaissance de la grille d’évaluation.
• Concevoir et déposer le compte-rendu audio en utilisant le vocabulaire adapté.
Liste des actions d’encadrement :

• Suivre la progression du parcours.
• Relancer les élèves si nécessaire.
Liste des actions d’encadrement :

• Suivre le dépôt des photographies.
• Relancer si besoin et guider les équipes.
Liste des actions d’encadrement :

• Aider les équipes si besoin.
• Rappeler les règles de sécurité au laboratoire.
Liste des actions d’encadrement :

• Suivre les dépôts des comptes-rendus.
• Relancer les élèves si nécessaire.
• Évaluer les productions selon la grille proposée.

Retour d’expérience

Les plus-values pédagogiques (enseignants / élèves)
MéthodeNiveau SAMRCommentaire
Infographie interactive A (Augmentation) L’intégration des informations permet de ne pas surcharger le document et de faciliter la lecture.
Évaluation formative (jeu d’associations) A (Augmentation) Une correction instantanée est disponible pour valider les acquis.
Construction de trace écrite M (Modification) La construction est individuelle mais elle permet l’institutionnalisation des connaissances.
Dépôt des photographies de l’expérience M (Modification) Les photographies permettent d’observer la manipulation de chaque élève.
Interprétation des expériences A (Augmentation) L’élève est guidé dans la démarche, et l’enseignant peut consulter toutes leurs réponses.
Compte-rendu audio M (Modification) Chaque élève travaille l’oral et l’enseignant peut évaluer cette compétence.
Les plus values pour la discipline
  • Cette séquence a permis de remobiliser les compétences acquises en début d’année sur les expériences d’électrisation : leur réalisation et leur interprétation n’ont pas posé de problème particulier.
  • L’évaluation sommative mise en place à l’issue de cette séquence a montré une bonne appropriation du vocabulaire lié à la polarité des entités chimiques.
Les points de vigilance
  • Quelques élèves ont eu des difficultés à dévier le filet d’eau avec une règle en plastique. Cela est dû essentiellement à un filet d’eau trop large.
  • Si le laboratoire n’est équipé que d’une hotte, la rotation des groupes peut être source d’attente excessive. Si l’équipement le permet, il est préférable de disposer d’une seconde hotte (mobile par exemple).
Les pistes pour aller plus loin ou généraliser la démarche
  • Dans l’infographie interactive, il est également possible d’intégrer du contenu audio ou vidéo pour augmenter davantage le support.
  • Il est envisageable de co-construire avec les élèves la grille d’évaluation des comptes-rendus audio, et/ou de mettre en place une évaluation entre pairs.

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