À la découverte de la Loire

05’—Entrée des élèves. Document à distribuer en début séance.

15’—Le professeur présente une eau bien sale (boue, caillou, brindille, etc.) en comparaison à une eau provenant du robinet.

30’—Par groupe les élèves doivent imaginer une expérience qui répond à la question : « Comment débarrasser l'eau de toute cette saleté ? ». Ils devront préciser le matériel nécessaire, produire un schéma avec un texte explicatif.

Commentaire : Pour le matériel, il faudra préciser aux élèves qu'on ne peut utiliser que du matériel courant et/ou de récupération (pas de « machine qui sert à ») et qu'ils devront en établir la liste exhaustive. Il est fréquent qu'ils oublient certains éléments.

Élément de différenciation : on peut leur proposer une liste de matériel plus ou moins fournie.

Ce que l'on observe couramment : Les élèves partent presque tous sur une expérience de filtration très peu sur une expérience de décantation et seuls ceux qui ont déjà vu l'expérience de vaporisation-liquéfaction antérieurement la mettront en œuvre. D'autre part les élèves souhaitent se lancer directement dans l’expérience et ont du mal à la formaliser. Il faut les inviter à s'assurer des points suivants :

• As tu précisé le matériel utilisé ?
• As tu bien expliqué comment tu souhaitais l'utiliser ?
• As tu précisé l'ordre chronologique en utilisant des verbes à l'infinitif ?

Un plus ... On peut au besoin séparer la séance en 2 parties par exemple en demandant aux élèves de rapporter le matériel nécessaire pour leur expérience

Prévoir dans ce cas un peu de matériel supplémentaire (exemple : bassine, bouteilles en plastique, chinois, couteau, coton, ficelle, mouchoir en tissu, pots en verre, sac en plastiques

30’—Phase de manipulation : Le professeur demande aux élèves de réaliser le protocole qu'ils ont mis au point et ensuite de noter si leur résultat les satisfait. Si oui, ils pourront s'arrêter là, sinon ils peuvent faire un nouveau schéma et recommencer leur expérience ou la poursuivre, la seule exigence est la trace écrite avant de manipuler.

Commentaire : Les élèves qui ne sont pas satisfaits de leurs résultats auront tendance à vouloir continuer l'expérience sans laisser de trace écrite !

10’—Rangement du matériel et nettoyage du plan de travail.

15’—Présentation des différentes expériences des groupes à l'ensemble de la classe, des différents résultats de l'eau la moins limpide à la plus limpide.

10’—Observation des résultats des expériences : Il est possible d'expliquer la notion de filtration et  l'importance  de la largeur de la maille sur un mouchoir en tissu par exemple (maillage de fils). L'intérêt d'expliquer de filtrer plusieurs fois pour se débarrasser de plus de saletés est une réalité. S'il y a eu des expériences de décantation, il suffit de faire remarquer la séparation de l'eau des brindilles et de la boue mais qu'en buvant ça risque de se remélanger ! Quant à l'expérience de vaporisation-liquéfaction : l'eau est très limpide mais dépourvue de minéraux et sa consommation risquerait de provoquer des carences.

20’—Synthèse de fin de séance* : Pour séparer l'eau de brindilles et de boue, on peut utiliser la technique de :

• décantation : la boue  et les cailloux plus lourds que l'eau se déposent au fond du récipient, par contre les brindilles plus légères se positionnent à la surface de l'eau
• filtration : le mélange eau / boue passe dans un filtre. L'eau passe à travers le filtre et les saletés restent dans le filtre.
• vaporisation- liquéfaction : en chauffant le mélange eau /boue (Soleil ou radiateur), l'eau liquide devient vapeur d'eau  à l'intérieur de la bassine et redevient liquide au contact du film transparent. Les gouttelettes coulent au centre et tombent dans le verre. — cf. croquis sur la vaporisation.

Travail à faire pour la prochaine séance : Rechercher les noms des étapes de filtration et de décantation dans une station d’épuration.

* Pour compléter la séance, les élèves peuvent travailler sur l'identification des étapes de filtration et de décantation dans une station d'épuration sur le site web d'hébergement YouTube. — cf. vidéo.

05’—Entrée des élèves. Document à distribuer en début séance.

15’—Phase d'observation de l'eau limpide. Le professeur organise un échange en classe entière autour de cette observation.

• Est ce que vous voyez quelque chose d'anormal dans cette eau ? (Réponse vraisemblable : non),
• Qu'est ce qui provoque des maladies ? (Réponse vraisemblable : des microbes),
• Est ce qu'on peut les voir ? (Réponse vraisemblable : non), 
• Le médecin souhaite une preuve scientifique, comment pourrait on voir ces microbes ? et quel appareil pourrait on utiliser en classe ? (Réponse vraisemblable : des microbes).

20’—Préparation des lames : En fonction de ce qui aura été vu auparavant, le professeur et/ou les élèves réalisent les lames de préparation*.

• les lames sont préparées avec quelques fibres de coton,
• une goutte d'eau croupie est prélevée à la pipette dans le voile bien immobile et déposée délicatement sur les fibres de coton,
• les lames sont refermées avec une lamelle.

Commentaire : Il faut préparer une bassine avec de l'eau et de l'herbe coupée qu'il faut laisser macérer une dizaine de jours. C'est prêt quand l'odeur devient désagréable avec petit voile à la surface.

20’—Observation des lames au microscope :

Commentaire sur la manipulation ... En fonction de ce qui aura été vu précédemment, le professeur pourra évaluer la manipulation du microscope en prenant soin de retirer la partie « utilisation de l'appareil » sur le document distribué aux élèves.

Utilisation du microscope** :

15’—Description de ce qui est observé :

Les élèves décrivent ce qu'ils observent. Le site d'hébergement YouTube propose un exemple de ce que l'on peut observer. — cf. vidéo. Ils observent « quelque chose qui bouge » : c'est un être vivant. Pour plus de facilité, le professeur propose une photo immobile.

Commentaire : Si la notion de cellule a déjà été abordée, on peut la réinvestir. On reconnaît facilement la membrane et le cytoplasme. Attention il y a bien un noyau mais aussi des vacuoles ( des poches digestives ) et des cils autour de la cellule qui lui permettent se déplacer. On peut parler d'êtres vivants unicellulaires ou de protozoaires.

20’—Dessin d’observation possible à partir de la photo proposée. — cf. photo de la paramécie.

10’—Rangement du matériel et nettoyage du plan de travail.

15’—Synthèse de fin de séance*** : Les maladies peuvent être provoquées par des micro organismes: des petits êtres vivants invisibles à l’œil nu mais que l'on peut observer au microscope. Comme tous les êtres vivants, ils sont constitués de cellules composées d'une membrane, de cytoplasme et d'un noyau. Au contact de l'air, de l'eau et à température ambiante, ces micro-organismes se développent.

Travail à faire pour la prochaine séance : Rechercher le nom de maladies liées à l’eau, leurs causes et leurs conséquences

*Le site d'hébergement YouTube propose un outil d'aide pour préparer les lames. — cf. vidéo.

** Idem pour bien régler un microscope. — cf. vidéo.

*** Pour compléter la séance, les élèves peuvent travailler sur les maladies de l'eau en recherchant le nom des maladies, leurs causes et leurs conséquences sur le site web d'hébergement YouTube. — cf. vidéo.

05’—Entrée des élèves. Document à distribuer en début séance.

05’—Les élèves se répartissent en groupe. Le professeur leur propose aux élèves de choisir une  des 4 méthodes de purification proposée : l'ébullition, la  filtration, la désinfection chimique, les rayons par rayonnement ultraviolet.

10’—Choix des méthodes :

Commentaire : L'attribution et le choix des méthodes peuvent être imposées aux groupes. Les méthodes les plus simples (ébullition, filtration ) aux groupes les plus fragiles  et les plus compliquées (désinfection chimique et rayons UV) à des groupes plus experts.

40’—Mise en place des recherches par groupe : Le professeur met à disposition le document d'accompagnement d'aide, le lien du site de la documentation générale « Randonner Malin » et la vidéo « YouTube » sur la méthode ciblée.

Travail demandé — Par groupe, les élèves font des recherches sur la méthode (une parmi les 4 proposées) de purification sur les éléments suivants :

• une photos d'illustration,
• une explication sur le principe de purification de l'eau,
• le coût de mise en oeuvre,
• le temps pour purifier l'eau,
• la quantité d'eau purifiée,
• un avantage et un inconvénient sur le choix de cette sélection.

Commentaire* : Les élèves doivent respecter le temps alloué en début d'exercice (30'). En fonction de la familiarité des élèves avec l'outil informatique, le professeur :

• peut les accompagner jusqu’à l'ouverture d'un moteur de recherche,
• précise la démarche en allant chercher le maximum d'informations dans les ressources données et trouver les informations complémentaires en autonomie,
• les invite à utiliser des mots clés, à ne pas rentrer systématiquement dans les articles ou à utiliser les touches CTRL+F.

Le professeur :

• invite les élèves à enregistrer dès le début et régulièrement leur travail.
• guide sur les attendus du document Word en regardant le tableau de compétences (au besoin expliciter les différents termes : correcteur orthographique, style, mise en page etc.). cf. — exemple d'informations attendues par les élèves. 

Le travail pourra être sauvegardé sur le réseau de l'établissement, récupéré sur une clé USB ou éventuellement envoyé par adresse mail.

Le document produit peut-être évalué :

10’—Rangement du matériel. 

10’—Synthèse de fin de séance** : La purification de l'eau permet de  :

Travail à faire pour la prochaine séance : Rechercher différentes méthodes de conservation des aliments.

* cf. document sur l'outil d'aide sur « Rechercher des informations sur internet »

** Pour poursuivre le professeur peut proposer un travail sur les méthodes de conservation des aliments :

• la stérilisation UHT pour le lait par l'élévation importante de la température pour tuer les micro-organismes pathogènes,
• la déshydratation pour les soupes par l'absence d'eau qui empêche la prolifération des micro-organismes,
• les emballages sous vide pour la viande par l'absence d'air empêche la prolifération des micro-organismes,
• la réfrigération pour les yaourts par le froid qui ralentit la prolifération.