ARTheque - STEF - ENS Cachan | Chimie – Objectifs

(1)

CHIMIE

OBJECTIFS

(2)

(3)

GROUPE DE TRAVAIL

de la Commission de Rénovation de l'Enseignement de la Physique

Laboratoire de physique de l'Ecole Normale Supérieure 24, rue Lhomond. - Paris

sy

Expérimentation 1972-1973

GRILLE D'OBJECTIFS

(4)

(5)

Dans le carlre" de l'e~p~rimentation1972-1973,nous vous proposons un instrument de travairqui doit permettre d'harmoniser₁ les objectifs pédagogiques des diff~rents professeurs en vue de rendre comparables lesrésuitats obtenus par les enfants avec un grand nombre de mattres différents.

C'est une grille+strictement adaptée au pr~sent module ;elle ne recouvre donc pas l'ensemble des objectifs d'un enseignement de chimie, d'électronique ou d'astronomie.A fortiori ne recouvre-t--' elle pas tout lléventaildes objectifs qui peuvent 6tre visés dans un enseignement scientifique ou dans l'éducation d'un enfant

/ qui est un processus à longtexme.C'e~t pourquoi nous vous deman-dons de nous aider à affiner cette grille,à la compléter, et à l'étendre,en y introduisant les objectifs personnels que vous aurez concrètement pu atteindre auprès des enfants,au moyen de ce module •

+ Grille élaborée à partir de la grille d'objectifs construite par l'équipe des biologistes de l'I.N.R.D.P. dirigée par M. Host.

(6)

l • UTILISATION DES LANGAGES fONDAMENTAUX.

L.'l LANGUE PARLEE ET ECRITE.

Savoir s'exprimer de façon ordonnée et précise en utilisant le vocabulaire scientifique appris

a) pour communiquer une observation,

b) pour répondre pertinemment à une question pos~e, c) pour exposer une question étudiée.

par une le

\/OCû-Savoir s'exprimer oralement en utilisant bulaire courant :

a) pour répondre' à une question posée, b) pour traduire une réaction personnelle

question pertinente.

---1---.---Langue parlée LIl!L.111 Savoir appliquer un message oral à une action

A/Réception par! "

l'élàve •

(compren~re un !L.112 Savoir prendre des notes au cours d'un message oral messr:g:: oral) ! ! B/ Emission par !L.113 l'élève ! (Expression orale! d'une opinion, ! d'une observatio~! cl'une ex-périence ! _ personnelle).

t

!L.114 ! ! ! ! !

Extraire seul une information d'un texte: a) en vue d'un travail personnel,

b) pour réaondre à une question,

c) en vue de l'exécution d'une action.

Opérer une synthèse des informations extraites d'un ou de plusieurs textes relatifs à un même sujet : a) pour répondre à des questions de synthèse,

b) pour condenser des textes, en faire des r ésu més,

c) pour communiquer cette syn~hèse. Comprendre un texte :

a) en sachant le traduire dans son langage prop=8.

écrit ou parlé (par ex. pour ses camarades),

b) en sachant répondre à des questions relatives à

des informations contenues dans le ~exte,

c) en sachant traduire des consignes ou des direc-tives par des actes approp~iés.

! t ! ! ! !

_{---'---_}

... ' -! ! L.123 ! ! ! !

---! !L.124 t ! ! ! r,

---

!---'---~---'

!L.121 Lire correctement un texte (sans omettre des mots ! ou des portions de phrase).

! _ - - - -

,

! !L;122 ! A/ Récëption par l'élève (analyse d'un texte) Lanoue écrite L.12 qr a mma-,

L.126

Construire des phrases compréhensibles et ticalement acceptab les. .

L.125 Orthographier correctement. par ! écri

te~

! !

_----

_,

BI

Emission l ' é lève (e"Xpression

(7)

.. 4 - - - - - - - -

-C

I b i s

- - - - -

-

- " " -

- - - -

--

--_

... Toutes leçons applicntion des consignes.

Nombreuses situations de classe. Nombreuses situations.

idem.

b} utilisation de fiche-élève,

c} utilisation de la fiche-enquête.

En toutes circonstances.

(8)

L.127 Rédiger un texte suivant un plan logique.

L.128 Rédiger un texte avac concision.

L.Z LANGAGE MATHEMATIQUE.

---L.Zl Classes d'équivalence. ! ! L.Zll ! ! ! !

Savoir utiliser le concept de classe d'équivalence a) effectuer une partition,

b)· représenter graphiquem e~t un classement par Un diagramme (diag~amme de Venn ••• )

L.Z2 Relations

cl'ordre L.2Z1 Savoir utiliser le concept de relation d'ordre.

L.Z3

Applicatio!2§..;:.

:! !

L.Z3l Traduire une application : a) par un diagramme sagittal, b) par un tableau cartésien, c) par un graphique.

! L.23Z Utiliser un graphique pour en déduire un couple de ! valeurs non mesurées (notion de continuité du

! graphe, interprétation).

L.Z33 Utiliser le conoept de sens de variation :

a) en déduisant du graphe des mesures le sens de variation d'une variable par rapport .~ l'autrs_J b ) en le déduisant de la pente du graphique. !

! .

! L.234 Savoir reconna!tre et utiliser pour le calcul la

! proportianalité de deux grandeurs.

!

,,

! L.242 Effectuer un calcul mental rapide pour apprécier

! un ordre de grandeur.

!

_{- - - -}

_,

!

! L.243 Effectuer correctement les calculs par écrit. ! L.24 Opérations numérioues. ! ! !

L.24l Reconnaître la nature de l'opération pour résoudre un problème.

à effectuer

(9)

Tous comptes rendus d'expériences.

1

Tous comptes rendus d'expériences.

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2 bis

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Thème 2 : expérience de classification chimique. Thème Il: Partition de différentes solutions.

c} Thème 4 Thème 5

graphique du refroidissement d'un liqu~de ;

graphique du refroidissement du mélange eau-antigel. graphique de la distillation d'un ~iquide homogène.

Thème 4 : savoir déterminer le pourcentage de glycol nécessaire pour la protection d'une voiture "à une température donnée.

a) Thème 4 les deux graphiques.

Thème 6 : proportionnalité mélange et volume d'eau.

Thème 7 : calcul de l'épaisseur de la tache selon deux techniques. Thème 8 : calcul de la vitesse de propagation de l'odeur.

Mêmes exemples qu1en _L.24l.

(10)

L.3 DESSINS. MAQUETTES.

---

---1---~----L.31 Dessin. , L.311 Dessiner d'après. nature pour communiquer Une

1 observation.

,

L.323 Savoir établir un schéma d'interprétation d'une photographie.

!

L.32 Schéma sans !L.321 Savoir extraire une information d'un schéma.

conve n t ion s nor- , -malis ées. Le sché-l

ma déformesciem-! L.322 Etablir un schéma représentant un montage expéri-ment la r é a l i t é ! . me nt aL,

pour exp rime r ! -'- _

surtout des relations. . .--~----_•.•...,.:---·~ ""~T-"· .. L.33 Schéma ~

,

t

L.3jl Savoir appli~uer un code donné (soit cod~r, soit

! décoder).

!

1

L.332 Savoir créer un code simple.

1

, L.342 Savoir construir~ une carte.

,

L.341 Savoir lire un p~an ou une carte : a) en vue d'un~ f n t e r p r 6 t a t i o n , b) en vue d'une action.

L.34 Plan et carte.

r

!

---+-.,...---L.35Maguette~ !! L.351Réaliser une maquette.

--1- '" .__ . 'oh _ 1 1 1

....

L~4 LANGAG~

AUDIOVISUEL.

~!.lisation du audiQ.=. messaae - _._ _....__ •to visuel.

-. .

.

--~---T---L.41 ~nalyse et! L.41l Recevoir correctement le mess~ge transmis:

! a) en donnant une· interprétation du 'mes s a qe

audia-! visuel,

b) ensachant répondre ~ des questions portant ~ur les informations transmises.

, L.4l2

!

.

,

---._--.- --- -- -- --~ _._.... .,

Adopter une attitude critique ~ l'égard du document .

étonnement ~ l 'é gard d'une contradiction entre )

l ;e>~péri~ncep c r sonnel le e t le messa ge r-eç u , ----.--- - _. -_._--- -- --- - --- -- --

(11)

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3 bis

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---Nomb r e u x thèmes dont lis premiers.

Nombreux thèmes, dont 1,2,3.

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.

_ - _

.._-- ---~._---

-_._.-La plupart des thèmes (5,8,9,10,11,12) dès que l'on a enseigné aux élèves les conventions de représentation des expériences (Thème 5).

-

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(12)

'M• lOB S ERV A

TI 0N•

----~---

-M.Il Observation spontanée.

r~.12 Obse rva tion organisée.

M.III Etre capable de rendre compte d'une observation faite spontanémént en dehors de la classe : a) existence ou déroulement d'un phénomène,

1 b) lien en~re deux phénomènes.

!

!_---_._:...-_---.,---_._---!

! M.112 Avoir le goOt de'faire des observations par

soi-! m@me en dehors de la classe.

!

! M.121 Percevoir l'apparition ou ~'évolution d'un phén~

mène.

,

,---

_!

, M.122 Observer le lien entre deux phénomènes.

!

---! M.13 d'observations. ! ! ! ! !

,

M.123 Remarquer tous les aspects d'une situation.

M.131 Réaliser une synthèse d'observations distinctes,

éventuellem~nt réalis6es à l'aide de techniques

différentes.

M~2l2 Emettre une hypothèse sur l'action de l'un de ces

facteurs •

M.2ll Rechercher les facteurs pouvant agir surIe

phéno-m~ne observé et éliminer ceux qui sont en dehors du système.

M.2 EMISSION D'HYPOTHESES •

.

---

---~--! M.2l Emission et !

-

.

-

'

-utilisati9~__~~ thèses.(émission !

_._----cl'hypo thèses sous! - - .

une forme:doncact!

prise ~ lte~péri-!

mentation ou à !

.

~t!..fè'J1SRiVa t_i.Q.~!1.J:.,.).J..;;· _;,,:.'~'-::.;;....! ,;,;;.• . . .. . .. ._. _

!

! M.2lJ Etre capable d'utiliser une hypoth~se pour prédire

! un r6sultat d'expérience ou d'observation qui

! constituera un test de l'hypothèse.

!

(13)

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4 bis

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...

Fiches_enqu êtes. Thè~cs4,5,6 :~tre capa b le d'indiquer les précautions

prises qunnd i l fait froid, si l a mer gèle (Thème 4), ce qui se passe

quand on chauffe l'ea~ ou qulon oublie de l'eau sur le feu (Thème 5), s ' i l

est fDcile d' écrire ~·l'encre sur du papier journal (Thème 6).

Remarques à faire par le mattre sur les élèves (curiosité, intérêt

scientifique).

La plupart des e~<per~ences faites au cours des thèmes (1,2,6,7,9,10,11,

12) doivent conduire les élèves ~ observer l'apparition et l'évolution

de phénomènes chimiques.

Thème 2 : classification chimique : "une seule relation n'est pas

suffisante. Thème 5 : noter tout ce qu'on observe en fonction du temps.

Th ème 4 et 5 : retrouver les lois à partir des observations de l ' e n s e mbLe

des élèves.

Thème 7 : hypothèse de la petitesse de la matière vérifiée par les deux exp6riences sur le teepol •

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- - - -

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-_.-Thème 3 : comment évaoorer la solution (temps et température).

Th~me 4 et 5 : le temps n'a pas d'importance.

,;,

Thème 5

Thème 7 Thème B

influence de la température sur l'ébullition (fiche-enquête) •.

.

..

voir r·1.l3l.

(14)

.

n,a

EXPERlf'ilENTATION •

.

_- _

...

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-

_._{_---_} ._---~----.---~---~---M.3l Conception théori~ue ou

--

..

_-princioe de l'expérien~ ! ! M.3ll ! ! ! . !

Séparer les variables, c'est-à-dire éliminer

l'action des faoteurs autres que celui que l'on a

retenu à titre d'hypothèse afin ,de vérifier cette

hypothèse.

M.32l Résoudre lei problèmes techniques posés par la réalisation. M.32 Exécution . .1 .. de l'expéri~nce. ! ! ! ! ! !

---!

! M.322 Mahipuler avec méthode.

!

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_!

! M.323 Manipuler avec soin ou précaution.

! !

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!_---..,...---~---!

! M.324 Transcrire fidélement les résultats obtenus.

M.325 Savoir attendre, ~trepatient.

M.326 V~rifier que l'expérience est reproductible.

!

!_---

_!

. !

!

M.332 Acquérir des savoir-faire techniqu~s.

M.~3 Util

~tion

d'instrumor1Jts 1 et s~voi:t:'-raire techniques, !

!M.331 Utiliser correctement les apparei1~ de mesure.

!

!_---..,...

! ! ! ! ! !

-

- - -- _

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----

-_._--

----M.342 Savoir qUE la mesure ne s'exprime pas par une

valeur unique.

M.341 Pass~r de la propriété à la grand~ur ou

àl1indi-catif. ! M. 3 4 Repér~ge ~t ! --_.---:---:~.i ! ! ! ! ! ! ! !

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(15)

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5 bis

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~. ~ m._~.

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.

Thèmes 2,3 : problèmes techniques de t r i . (5) : technique de séparation

d'un liquide hombgène. Technique de séparat ion par distillation de

deux liquides de vo.latilité différente.

---Thème 2 : mé~hode de tri. 5 : récupération du liquide condensé.

7 : constitution de solutionè décroissantes. 10 : mises en contact.

11 : organisation de la rech,rche.

---_._---_

.

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.

--~---1 : flamme du .ma g n e s l u m. 5, Il, 12 chauffer doucement; 5 : manipuler

loi n d' une f.La m!TI e. Nep a s c hé!lUf fer l ' a cé t-ate d' ainy1 e , 7 : ri nçage

minutieux.

9 :

chauffage d'un tube à essai. 10 : manipulation du sodium.

Tous thèmes particulièrement, 1,3 ••• 12.

Thèmes 2,3,9,12.

Thème 2.

Balance (3,7). Thermomètre {4}. Chronomètre {4}. Burette graduée {7,11}

Utilisation du bec Bunsen (1). Préparation de mélanges de ·dilution donnée

(4 p.6). Mesure d'une s u r f a c e {7}. Chauffer des tubes à ess ai {9 p.4 etc}

Faire une micropipette (7). Manipuler un agitateur et filtre (3).

Passer de lahotion de chaleur à celle de· température (4 P.S}.

Passer de la n6tion de dilution à celle de taux de concentration (4).

Aoproxirnation de la conservation de la masse {3}.

(16)

!'1 •

4 A NA LYS E E T HJTERr RETi\T l (1N D[ 5 RES

tLL

Tf.\T 5 •

M.412 Utiliser l es résultats obtenus pour dégager des relations dpératoires, des lois, éme t t r e des hypothèses .'

--~ - ~--~---T--- --- - ---

---~---1~~"An 9ly se des! M.411 Reconnaître si l'hypothèse de départ est confirmée

! ou non par les ré sultats•

f

_---

---! ! ! ! ! ! .résultats.

M.421 Interpréter l'expér~ence en fonction des connai

s-sances antérieures.

M.422 Utiliser les lois et les, relations opératoires

pour prévoir des ordres de grandeurs.

1~4_~j;.§rp r é ,... : t at i o n e...:L.~x.~z,l s,ion de s ' ! r épulta.ts f (qual i t atifs et ! quantitatifs). !

,---!

,

f.

!

M~43l Retrouve~ la succession des étapes suivies au cours de l'expérience.

M.432 Imaginer de nouvelles expériences permettant de

cbmpl6ter celles qui ont été réalisées.

!

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~.4 :i Ma5:tris~ de ! !

~~nseJ:l~)e.,_<i~-l~ !

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·d ém ~rch 8 c~Q~ri-

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- - - -

'--M.433 Imaginer et réaliser complètement 'u n e expérience

(17)

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6 bis.

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.:.-.... Thème

7

(voir M.13l) Thème 8 (voir M.233). , ; , . . - . - - - : - - _ _ _______ ~.._._ _._0".• • • • ~ .• .__•_ _~ . _

Idée de la conservation de la masse (3). La forme des' cristaux (3).

Loi à ·t e m p é ~a t u r e constante (4).

Ce qu'est une réaction chimique

(9) •

...

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.

(5) Utiliser un procédé de sé~aration antérieureme~t étudié(p.4)

(8) Explication de diverses 'ex p é r i e n c e ~ déjà vues(~.5) .

(11) Utilisation des résultats du 1er thème (p~4).

(12) Elévation de tempétature, agitation des particules, réaction chimi~Ue

p.3.

Toutes expériences.

(18)

(19)

·r

IrI

CONNAISSA NCES

CHIMIE.

J.

Faits - Action de :

poudre a Lurni n iurn sur œx yde ferrique, soufre sur fer ;

chauffage du ~ulfate de cuivre bleu, neutralisation d'un

acide par une base, air sur f i l d'aluminium (leçon 1).

- Chauffage du

sucre,cuivre, iode, oxydode mercure, naphtalène,

bichro-mate d'ammonium, m~tald6hyde (leçon ~).

~Action de contact eau ou. alcool ou nitrate d' argent:

carbure de calcium, cuivre, permanganate de potassium,

bichromate de potassium, zinc ; comprimé effervescent ;

iode, calcium, magnesium (leçon 10).

.2. Concepts (et propriétés permettant de les définir)

Catalyseur, corps pur, cristal, espèce chimique, gaz,

indicateur coloré, liquide, mélange (homogène ou

hétéro-gène), par~icule, phase, réactif, solide.

3. Lois - Neutralisation d'un acide par ~ne base.

- "Conservation de la masse.

- Loi de l'ébullition.

4. Modèle - Discontinuité de la matière, modèle particulaire de la

matière • 6. Savoir-faLre .5. Théorie

7.

(voir fiche ~, M14l) . 1 -Produits chimiques . II -Appareils , III-Opérations IV -Concepts méthode expérimen~a19, cuivre eau de chaux eau oxygénée essence éther fer fleur de soufre gaz carbonique · glycol hélianthène hexaméthylène iode limaille de fer magnésium métaldéhyde m8thyle benzène bichromate de potassium bleu de bromothymol butane carbure de calcium calcium carbone chlorure mercurique chlorure de sodium d'amidon chlorure de sebacyle

chloru~ed!adipyle acétate d'amyle acétone aci~e acétique a~ide chlorhydrique acide stéarique acide ·s u l f u r i q u e alcool .a l u rn i n i u m amiante amidon, empois ammoniaque

(20)

naphtalène

nitrate d'a rgent nylon

oxyde mercure per mangana t e de

potassium

soude

sel de cobalt sel de sei ~nett e sulfat e de cuivre (anhydre) t alc t~epol t é t rachlorur e de ca r bone vio l e t de mé t hyle zinc

l

1_AE.p_~ rf.:.i1.s_:_ amorce bec Bunsen becher col droit cristallison creuset entonnoir erlenmeyer micropipette papier filtre pipette support tube à dégagement tube à essai chromatographie classification concentration conde nsa tion·

congélation décantation deshydratation dilution dispersion dissolution distillation ébullition effervescence évaporation filtration fusion hydrolyse oxydation neutralisation réaction saturation solidification vaporisation

(21)

(22)