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Petits défis en physique chimie et socle commun Niveau 5ème.

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1 Petits défis en physique chimie et socle commun Niveau 5ème

2 Sous la direction de Eric DONADEI Auteurs Audrey BECK Carine BEYL Caroline KARCHE Gratien LECHEVALLIER Cyril MOIGNIER Emilie ROY Baptiste VARGIN Remerciements M.DONADEI et les auteurs remercient Alain COURCELLE, Alain DELON, Jean Louis LESCASSE pour leur précieuse collaboration lors de lévaluation des défis.

3 Principe Chaque année, les professeurs de physique chimie du collège Théodore Monod, repèrent, à laide du Test IMADU, 60 élèves de 5 ème montrant de lappétence pour les métiers scientifiques. Ces 60 élèves sont ensuite invités à confirmer leur goût pour les sciences en venant relever 20 défis scientifiques ludiques. Chaque défi dure 2 min et 30s.

4 Promotion des sciences 2009 Madame, monsieur, Suite au test IMADU, votre enfant a montré de lintérêt pour les sciences. Dans le cadre de la promotion des sciences, votre enfant est invité, avec une soixantaine dautres élèves à participer à une récréation scientifique au pôle sciences le mercredi 24 juin après midi. Il devra relever des défis* scientifiques rigolos. Pour le bon déroulement de cette manifestation, veuillez s'il vous plaît confirmer la présence de votre enfant en remplissant le coupon réponse ci-dessous que votre enfant remettra à son professeur de physique chimie avant le vendredi 19/06/09. * Votre enfant devra être muni dun stylo et dune blouse.

5 Défi N°1 : savoir que lunivers est structuré Atelier N°1 : Les éclipses n'ont pas de secret pour toi ! Connaissance/Capacité : Savoir que lunivers est structuré. Tu disposes dune lampe représentant le Soleil, dun globe terrestre et dune balle de tennis représentant la Lune. Réalise une éclipse de Lune puis réalise une éclipse de Soleil.

6 Défi N°1 : savoir que lunivers est structuré Atelier N°1 : Les éclipses n'ont pas de secret pour toi ! Connaissance/Capacité : Savoir que lunivers est structuré. Lélève place la balle dans le cône dombre du globe pour léclipse de Lune puis réalise une ombre portée de la balle sur le globe pour léclipse de Soleil.

7 Défi N°2 : savoir que notre environnement baigne dans des signaux Atelier N°2 : La couleur du papier peint. Connaissance/Capacité : Savoir que notre environnement baigne dans des signaux lumineux qui se propagent. Sans toucher aux objets de la boîte noire, place le papier noir, puis le papier blanc de façon à éclairer la petite boule blanche. Quel papier diffuse le plus de lumière ? noir blanc

8 Défi N°2 : savoir que notre environnement baigne dans des signaux Atelier N°2 : La couleur du papier peint. Connaissance/Capacité : Savoir que notre environnement baigne dans des signaux lumineux qui se propagent. Aider au besoin lélève à placer les écrans et à regarder dans le trou dobservation. Quel papier diffuse le plus de lumière ? : blanc

9 Défi N°3 : savoir distinguer mélange et corps pur Atelier N°3 : Il a fumé la moquette ? Connaissance/Capacité : Savoir distinguer mélanges et corps pur Réalise la chromatographie du sang dun individu sain et du sang de Bob la raquette. Observe attentivement. Le sang de Bob est un corps pur/ un mélange avec une substance dopante.

10 Défi N°3 : savoir distinguer mélange et corps pur Atelier N°3 : Il a fumé la moquette ? Connaissance/Capacité : Savoir distinguer mélanges et corps pur Aider au besoin lélève à réaliser la chromatographie. Le sang de Bob est un mélange avec une substance dopante.

11 Défi N°4 : connaître les principales propriétés des changements détat Atelier N° 4 : Panique dans le thermomètre. Connaissance/Capacité : Connaître les principales propriétés des changements détat. Plonge le thermomètre dans le récipient qui contient une substance en train de fondre. Observe lévolution de la température. La valeur affichée par le thermomètre se stabilise car la substance est un corps pur/ un mélange.

12 Défi N°4 : connaître les principales propriétés des changements détat Atelier N° 4 : Panique dans le thermomètre. Connaissance/Capacité : Connaître les principales propriétés des changements détat. Sassurer que le thermomètre est plongé dans la glace fondante et ne pas laisser lélève regarder la glace. La valeur affichée par le thermomètre se stabilise car la substance est un corps pur.

13 Défi N°5 : indiquer à quelle famillee appartient un matériau Atelier N° 5 : Un dîner presque parfait… Connaissance/Capacité : Indiquer à quelle famille appartient un matériau. Place chacun des objets de la table à ta disposition dans le circuit électrique comprenant un générateur et une lampe témoin. Pose ton stylo sur lobjet (conducteur) qui pourrait aider Oncle Fester.

14 Défi N°5 : indiquer à quelle famille appartient un matériau Atelier N° 5 : Un dîner presque parfait… Connaissance/Capacité : Indiquer à quelle famille appartient un matériau. Sassurer que lélève teste tous les objets à disposition puis désigne lobjet conducteur.

15 Défi N°6 : mesurer (lire une mesure, optimiser les conditions de mesure) Atelier N° 6 : Perrier… leau minérale officielle du défit scientifique. Connaissance/Capacité : Mesurer (lire une mesure, estimer la précision dune mesure, optimiser les conditions de mesure). Leau de la ville de Villerupt est dune qualité exceptionnelle. M. Perrier veut remplir sa bouteille avec de 200 mL deau de Villerupt. Utilise le matériel le mieux adapté et prélève 200 mL d'eau.

16 Défi N°6 : mesurer (lire une mesure, optimiser les conditions de mesure) Atelier N° 6 : Perrier… leau minérale officielle du défit scientifique. Connaissance/Capacité : Mesurer (lire une mesure, estimer la précision dune mesure, optimiser les conditions de mesure). Lélève utilise léprouvette graduée et la remplit correctement.

17 Défi N°7 : Observer, recenser des informations Atelier N°7 : Çà coule de source ! Connaissance/Capacité : Observer, recenser des informations : extraire dun document les informations relatives à un thème de travail. Lis les informations sur les étiquettes d'eau minérales puis associe chaque vignette à la bonne eau minérale.

18 Défi N°7 : Observer, recenser des informations Atelier N°7 : Çà coule de source ! Connaissance/Capacité : Observer, recenser des informations : extraire dun document les informations relatives à un thème de travail. Lélève associe la bonne étiquette à la bonne eau minérale.

19 Défi N°8 : savoir que lénergie peut revêtir différents formes et se transformer dune forme à lautre Atelier N°8 : Rendez moi ma noisette ! Connaissance/Capacité : Savoir que lénergie peut être libérée ou absorbée. Pour que lécureuil Scrat récupère sa noisette, il faut que la glace fonde ! Observe bien le bloc de glace à ta disposition : pour que la glace fonde, il faut quelle absorbe/libère de lénergie.

20 Défi N°8 : savoir que lénergie peut être libérée ou absorbée Atelier N°8 : Rendez moi ma noisette ! Connaissance/Capacité : Savoir que lénergie peut être libérée ou absorbée. Pour que la glace fonde, il faut quelle absorbe de lénergie.

21 Défi N°9 : savoir que lénergie peut revêtir différents formes et se transformer dune forme à lautre Atelier N°9 : La maison du futur ! Connaissance/Capacité : Savoir que lénergie peut revêtir différentes formes et se transformer dune forme à lautre. Appuie sur linterrupteur du générateur. Complète le texte suivant : La lampe (Soleil) fournit de lénergie ………………….. Le panneau solaire transforme cette énergie en énergie ………………….. utilisable dans la maison de Jimmy Neutron.

22 Défi N°9 : savoir que lénergie peut revêtir différents formes et se transformer dune forme à lautre Atelier N°9 : La maison du futur ! Connaissance/Capacité : Savoir que lénergie peut revêtir différentes formes et se transformer dune forme à lautre. La lampe (Soleil) fournit de lénergie lumineuse. Le panneau solaire transforme cette énergie en énergie électrique utilisable dans la maison de Jimmy Neutron.

23 Défi N°10 : savoir effectuer une mesure Atelier N°10 : Les chaussures les plus rapides au monde ? Connaissance/Capacité : Savoir effectuer une mesure. Voici une ancienne chaussure portée par Cristiano Ronaldo. Maintenant il possède un nouveau modèle de chaussure qui pèse 185,0 g. Mesure la masse m de son ancienne chaussure pour savoir si elle est plus lourde. m =

24 Défi N°10 : savoir effectuer une mesure Atelier N°10 : Les chaussures les plus rapides au monde ? Connaissance/Capacité : Savoir effectuer une mesure. Vérifier que lélève utilise correctement la balance et quil noublie pas lunité.

25 Défi N°11 : utiliser une formule Atelier N°11 : La bague de Peyton Sawyer ! Connaissance/Capacité : Utiliser une formule. Voici la bague de mariage de Peyton offerte par Lucas Scott dans la saison 6 des Frères Scott, mais cette bague est-elle bien en or blanc ? Par déplacement deau dans une éprouvette graduée, mesurer le volume V et la masse m de cette bague exceptionnelle. V=…………. mL et m=………… g. Calculer ensuite la masse volumique du métal constituant la bague à laide de la formule ci-contre : = ………… g/mL

26 Défi N°11 : utiliser une formule Atelier N°11 : La bague de Peyton Sawyer ! Connaissance/Capacité : Utiliser une formule. Corriger au besoin lélève dans ses mesures de volume et de masse car seule lutilisation de la formule est évaluée.

27 Défi N°12 : traduire des observations Atelier N°12 : Les lampes jouent à cache cache. Connaissance/Capacité : Traduire des observations. Dévisse comme que tu veux et dans l'ordre que tu veux les 3 lampes cachées dans une boîte et observe attentivement leur éclat. Ces ampoules sont branchées en série en dérivation ni en série, ni en dérivation

28 Défi N°12 : traduire des observations Atelier N°12 : Les lampes jouent à cache cache. Connaissance/Capacité : Traduire des observations. Ces ampoules sont branchées ni en série, ni en dérivation

29 Défi N°13 : construire un tableau en appliquant des consignes Atelier N°13 : Sauve Indiana Jones ! Connaissance/Capacité : Construire un tableau en appliquant des consignes. Pose léprouvette graduée vide sur la balance. Fais la tare. Verse 50 mL deau dans léprouvette et détermine la masse de ces 50 mL deau. Remplis la première colonne vide du tableau. Termine de compléter le tableau afin de déterminer la masse de 1L deau. On rappelle que 1L=1000 mL. Volume deau (en mL) Masse deau (en g)

30 Défi N°13 : construire un tableau en appliquant des consignes Atelier N°13 : Sauve Indiana Jones ! Connaissance/Capacité : Construire un tableau en appliquant des consignes. Vérifier que lélève remplit correctement le tableau.

31 Défi N°14 : faire un schéma, un dessin scientifique en respectant des conventions Atelier N°14 : 007 Connaissance/Capacité : Faire un schéma, un dessin scientifique en respectant des conventions. Appuie sur linterrupteur du circuit électrique puis trace le schéma normalisé du circuit quand l'interrupteur est fermé.

32 Défi N°14 : faire un schéma, un dessin scientifique en respectant des conventions Atelier N°14 : 007 Connaissance/Capacité : Faire un schéma, un dessin scientifique en respectant des conventions. Lélève trace correctement le schéma normalisé du circuit fermé.

33 Défi N°15 : questionner, identifier un problème, formuler une hypothèse Atelier N°15 : McQueen voit rouge ! Connaissance/Capacité : Questionner, identifier un problème, formuler une hypothèse. Appuie sur linterrupteur du circuit électrique comportant une pile, un interrupteur, une résistance et deux diodes électroluminescentes branchées en dérivation. Formule une hypothèse qui expliquerait pourquoi la diode électroluminescente verte ne sallume pas, sachant quaucune des diodes nest grillée.

34 Défi N°15 : questionner, identifier un problème, formuler une hypothèse Atelier N°15 : McQueen voit rouge ! Connaissance/Capacité : Questionner, identifier un problème, formuler une hypothèse. La DEL verte est branchée dans le sens non passant.

35 Défi N°16 : mettre en œuvre un protocole expérimental Atelier N°16 : Mme Fleure Dujardin veut de leau claire. Connaissance/Capacité : Mettre en œuvre un protocole expérimental Que peut mettre en œuvre Mme Fleure Dujardin comme expérience pour résoudre son problème ? évaporation distillation filtration

36 Défi N°16 : mettre en œuvre un protocole expérimental Atelier N°16 : Mme Fleure Dujardin veut de leau claire. Connaissance/Capacité : Mettre en œuvre un protocole expérimental Filtration

37 Défi N°17 : confronter le résultat au résultat attendu Atelier N°17 : Zorro et sa cape noire. Connaissance/Capacité : Confronter le résultat au résultat attendu. Selon Lucas, un habit noir éclairé s'échauffe plus qu'un habit clair. Place les sondes thermométriques dans les petits cubes et lis les températures indiquées. Daprès les valeurs des températures obtenues, Lucas a-t-il raison ? : oui/non

38 Défi N°17 : confronter le résultat au résultat attendu Atelier N°17 : Zorro et sa cape noire. Connaissance/Capacité : Confronter le résultat au résultat attendu. La température du cube noir est la plus grande donc Lucas a raison.

39 Défi N°18 : valider ou invalider une hypothèse Atelier N°18: Cest bientôt Noël ! Connaissance/Capacité : Valider ou invalider une hypothèse Selon le papa de Lucas, si on ajoute une lampe en série alors les lampes brillent pareil. Ajoute une lampe en série dans le circuit déjà en série. Observe. L'hypothèse du papa de Lucas est juste/fausse.

40 Défi N°18 : valider ou invalider une hypothèse Atelier N°18: Cest bientôt Noël ! Connaissance/Capacité : Valider ou invalider une hypothèse Après ajout dune lampe, les lampes brillent moins donc lhypothèse du papa de Lucas est fausse.

41 Défi N°19 : exprimer une conclusion par une phrase correcte Atelier N°19 : La potion magique des irréductibles gaulois Connaissance/Capacité : Exprimer une conclusion par une phrase correcte. Réalise le test de l'eau sur la potion magique préparée par le druide Panoramix. Fais une phrase correcte de conclusion pour dire si la potion contient de l'eau. Utilise impérativement la conjonction "donc". Coup de pouce : le sulfate de cuivre anhydre devient bleu au contact de l'eau.

42 Défi N°19 : exprimer une conclusion par une phrase correcte Atelier N°19 : La potion magique des irréductibles gaulois Connaissance/Capacité : Exprimer une conclusion par une phrase correcte. Le sulfate de cuivre anhydre devient bleu donc la potion contient de leau.

43 Défi N°20 : présenter et expliquer lenchaînement des idées Atelier N°20 : Les experts Miami et le sucre Connaissance/Capacité : Présenter et expliquer l'enchaînement des idées. Pour savoir si le liquide d'une seringue est de l'eau, Horatio Caine réalise un test de dissolution. Réalise le test de dissolution du sucre dans le liquide inconnu et aide Horatio Caine à résoudre l'énigme. Remets les étiquettes dans l'ordre expliquant l'enchaînement des idées de la démarche scientifique.

44 Défi N°20 : présenter et expliquer lenchaînement des idées Atelier N°20 : Les experts Miami et le sucre Connaissance/Capacité : Présenter et expliquer l'enchaînement des idées. Lélève place les étiquette de la démarche scientifique dans le bon ordre : hypothèse, expérience, résultat, interprétation, conclusion.


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