L’électricité statique
Durée : 50 minutes
Cycle : 1er cycle
Domaine : Science et technologie
Compétence visée : Explorer le monde de la science et de la technologie
Composantes : S’initier à l’utilisation d’outils et de procédés simples, Apprivoiser des éléments des langages propres à la science et à la technologie
Savoirs essentiels :
Propriétés et caractéristiques de la matière
o Classer des objets à l’aide de leurs propriétés (tissu statique ou pas)
Forces et mouvements o Électrostatique
Décrire l’effet de l’attraction électrostatique (ex. : papier attiré par un objet chargé)
Stratégies d’exploration
o Faire appel à divers modes de raisonnement (ex. : induire, déduire, inférer, comparer, classifier).
o Recourir à des démarches empiriques (ex. : tâtonnement, analyse, exploration à l’aide des sens).
Stratégies d’instrumentation
o Recourir à des outils de consignation (ex. : schéma, graphique, protocole, tenue d’un carnet ou d’un journal de bord).
Sratégies de communication
o Recourir à des outils permettant de représenter des données sous forme de tableaux et de graphiques ou de tracer un diagramme.
o Échanger des informations.
OBJECTIFS
Vivre les étapes d’une expérience scientifique.
Compiler et partager les données recueillies
Se familiariser avec le terme scientifique : atome
Préambule (par l’enseignante ou l’équipe): Un retour sur l’atelier l’électricité statique animé par les neurones atomiques. (s’il y a lieu)
Qu’avez-vous retenu? Comment se forme un éclair? Qu’est-ce qui compose un atome?
ACTIVITÉ
1. Élément déclencheur : Prendre un élève comme cobaye et frotter le ballon gonflable sur sa tête pour provoquer de l’électricité statique.
2. État des connaissances : (5 minutes)
Demander aux enfants s’ils savent ce qui s’est produit
Demander s’ils ont déjà eu une décharge électrique en touchant quelqu’un.
Demander s’ils ont déjà eu de l’électricité sur leur pantalon de pyjama ou s’ils ont connu les cheveux qui leur collent au visage en mettant un chandail par exemple.
3. Enseignement : (5 minutes)
Présenter les cartons explicatifs de l’électricité statique pour leur faire le transfert d’électron. (Affiche des monstres)
-> Métaphore avec le matériel fourni (cartons monstres) :
Ces monstres ont tous les 2 des puces sur la tête.
Ce sont des couples de puces composés d’une puce + et d’une –
Quand les monstres dansent ensemble, certaines puces ont envie d'aller explorer d'autres têtes.
Mais il n'y a plus de place sur cette tête et en plus leurs amoureux s'ennuient d'eux. Les amoureux les attirent pour qu'ils reviennent à la maison
4. Mise en pratique: (30 minutes)
Explication de l’activité proposée
:
1.
L’activité consiste à découvrir les tissus qui sont plus susceptibles d’attirer des charges et donc de provoquer de l’électricité statique.
Pour faciliter la compréhension, les étapes de la démarche pour le premier tissu à tester seront faites en simultané avec les explications de l’enseignante.
2. L’enseignante place le matériel au centre de chaque table en précisant de ne pas toucher.
3. L’enseignante identifie une personne à chaque table qui devra faire la première expérience.
4. 1re étape : placer une petite quantité de confettis sur la table
5. 2e étape : avec la règle, frottez le petit bout de tissu vigoureusement 6. 3e étape : placer la règle au-dessus des confettis
7. 4e étape : Que constatez-vous? Est-ce que les confettis collent à la règle? Si oui, votre tissu a transféré ses électrons négatifs sur la règle ce qui attire les protons positifs des confettis.
8. L’enseignant écrit au tableau les termes qu’elle vient d’utiliser
9. Maintenant, sur votre fiche 1.1 indiquez à côté de votre tissu s’ils étaient statiques ou non statiques (les tissus seront identifiés)
10. Il est important maintenant de décharger la règle pour enlever l’électricité statique en l’essuyant avec les mains et de replacer les confettis ensemble.
11. Maintenant que le premier tissu est testé, la personne responsable des échanges de tissu doit donner son tissu à l’équipe suivante.
12. Une deuxième personne fait maintenant les mêmes étapes et ainsi de suite jusqu’à la fin de l’expérience.
5. Retour : (15 minutes)
• On fait un retour en grand groupe. L’enseignante nomme un élève qui viendra placer le bonhomme statique ou non-statique sur le grand tableau en fonction des résultats obtenus.
• L’enseignante questionne les autres équipes s’ils ont le même résultat.
• Un autre élève vient placer le 2e bonhomme et ainsi de suite.
Enseignement :
Ce qu’on vient de voir c’est le même phénomène que dans l’exemple des cheveux et du ballon.
Retour sur l’affiche qui explique le transfert d’électrons. Les puces positives sont des protons,les puces négatives, les électrons.
Retour sur les termes protons et électrons, positifs et négatifs.
Les protons et les électrons font partie de ce qu’il y a de plus petit dans le monde entier. On les retrouve partout : dans nos vêtements, dans les plantes, dans notre corps, dans les objets… On appelle cela un atome.
On invite les élèves à regarder la fiche 1.1 et on complète la fiche avec eux en leur demandant d’écrire le mot atome et de colorier les protons et les neutrons sur l’image qui représente un atome.
Questionnement sur l’appréciation de l’activité.
Remplir la fiche de coévaluation.
Matériel :
• Un ballon gonflable
• Règles
• Bout de tissus divers (8)
• Confettis
• Fiche 1.1 (compilation des données)
• Cartons explicatifs de l’électricité statique
• Carton et petites illustrations de monsieur statique et non-statique pour retour en groupe.
• Crayon de couleur bleu et rouge pour tout le monde
2 Difficulté possible :
L’excitation des élèves à faire une expérience pourrait faire en sorte que les enfants ne suivent pas les étapes indiquées et que l’équipe se désorganise.
Solution :
Établir l’ordre dans lequel chaque élève de chaque équipe pourra expérimenter le matériel
Écrire les étapes de l’expérience au tableau pendant l’explication des consignes
Placer un tissu différent par table qu’ils s’échangeront entre chaque test. De cette manière, ils devront attendre que l’autre équipe ait terminé avant d’échanger. Lors de l’identification des équipes, il faut donc prévoir 1 personne responsable de l’échange
Réinvestissement :
L’expérience du ballon qui fait dévier un jet d’eau (par frottement du ballon dans les cheveux au préalable.
Utiliser le même type de démarche de recherche, mais cette fois dans le but de classer des matériaux (ex. : tissus, éponges, papiers) selon leur degré d’absorption (savoir essentiel)
Nom de l’élève : Date :
S C I E N C E S
Électricité Statique
Compilation des résultats
Nom du tissu STATIQUE NON STATIQUE
Le plus petit élément de la nature s’appelle un _____________________________
Fait comme sur l’affiche des monstres.
Colorie en bleu les électrons et trace le symbole – à l’intérieur.
Colorie en rouge les protons et trace le symbole + à l’intérieur.
Coévaluation
NOMS Tu as suivi les
étapes de la démarche
Tu as attendu ton tour avant de
manipuler le matériel
Tu as fait l’activité dans la bonne
humeur
1.
2.
3.
4.
Légende : TRÈS BIEN BIEN À AMÉLIORER
