SCIENCES - APPLIQUÉ - Le Centre franco-ontarien de ...

SCIENCES - APPLIQUÉ

SNC2P

10e année

Direction du projet : Bernard LavalléeClaire Trépanier

Coordination : Lauria RaymondRecherche documentaire : Bernadette LeMayRédaction : Charlotte Bédard

Daniel CharbonneauYvette MorrisonAlain NoëlLouis Pierre Sauvé

Consultation : François BradleyRéal CharetteBernard Raymond

Première relecture : Centre franco-ontarien de ressources pédagogiques

Le ministère de l’Éducation de l’Ontario a fourni une aide financière pour la réalisation de ce projet mené à terme par le CFORP aunom des douze conseils scolaires de langue française de l’Ontario. Cette publication n’engage que l’opinion de ses auteures et auteurs.

Permission accordée au personnel enseignant des écoles de l’Ontario de reproduire ce document.

TABLE DES MATIÈRES

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Tableau des attentes et des contenus d’apprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Cadre d’élaboration des esquisses de cours . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Aperçu global du cours . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Aperçu global de l’unité 1 : Biologie - Écosystèmes et activités humaines . . . . . . . . 25Activité 1.1 : Composantes des écosystèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Activité 1.2 : Mouvements de la matière et de l’énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Activité 1.3 : Impact des activités humaines sur les écosystèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Activité 1.4 : Durabilité des écosystèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Activité 1.5 : Étude d’un problème environnemental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Aperçu global de l’unité 2 : Chimie - Réactions chimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Activité 2.1 : Composés chimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69Activité 2.2 : Introduction aux réactions chimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74Activité 2.3 : Exploration des réactions chimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80Activité 2.4 : Vitesse des réactions chimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Activité 2.5 : Acides et bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90Activité 2.6 : Tâche d’évaluation sommative - Vitesse de réaction . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Aperçu global de l’unité 3 : Physique - Applications du mouvement . . . . . . . . . . . . 105Activité 3.1 : Mesures en cinématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111Activité 3.2 : Analyse graphique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116Activité 3.3 : Changement de vitesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120Activité 3.4 : Calculs en cinématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126Activité 3.5 : Analyse d’un mouvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

Aperçu global de l’unité 4 : Science de la Terre et de l’espace - Systèmes météorologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137Activité 4.1 : Atmosphère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143Activité 4.2 : Atmosphère en mouvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151Activité 4.3 : Transformations de l’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155Activité 4.4 : Masses d’air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160Activité 4.5 : Prévision du temps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163Activité 4.6 : Projet de recherche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

5

INTRODUCTION

Le ministère de l’Éducation dévoilait au début de 1999 les nouveaux programmes-cadres de 9e etde 10e année. En vue de faciliter la mise en oeuvre de ce tout nouveau curriculum du secondaire,des équipes d’enseignants et d’enseignantes, provenant de toutes les régions de l’Ontario, ont étéchargées de rédiger, de valider et d’évaluer des esquisses directement liées aux programmes-cadres du secondaire pour chacun des cours qui serviraient de guide et d’outils de travail à leurshomologues.

Les esquisses de cours répondent aux attentes des systèmes scolaires public et catholique. Certaines esquisses se présentent en une seule version commune aux deux systèmes scolaires (p. ex., Mathématiques et Affaires et commerce) tandis que d’autres existent en versiondifférenciée. Dans certains cas, on a ajouté un préambule à l’esquisse de cours explicitant lavision catholique de l’enseignement du cours en question (p. ex., Éducation technologique) alorsque, dans d’autres cas, on a en plus élaboré des activités propres aux écoles catholiques (p. ex.,Arts). L’Office provincial de l’éducation de la foi catholique de l’Ontario a participé àl’élaboration des esquisses destinées aux écoles catholiques.

Chacune des esquisses de cours reprend en tableau les attentes et les contenus d’apprentissage duprogramme-cadre avec un système de codes qui les caractérisent. Ce tableau est suivi d’un Cadred’élaboration des esquisses de cours qui présente la structure des esquisses. Toutes les esquissesde cours ont un Aperçu global du cours qui présente les grandes lignes du cours et qui comprend,à plus ou moins cinq reprises, un Aperçu global de l’unité. Ces unités englobent plusieursactivités qui mettent l’accent sur des sujets variés et des tâches suggérées aux enseignantes ouenseignants ainsi qu’aux élèves dans le but de faciliter l’apprentissage et l’évaluation. Toutes les esquisses de cours comprennent une liste partielle de ressources disponibles (p. ex.,personnes-ressources et médias électroniques) qui a été incluse à titre de suggestions et que lesenseignants et enseignantes sont invités/es à compléter et à mettre à jour.

Étant donné l’évolution des projets du ministère de l’Éducation concernant l’évaluation durendement des élèves et compte tenu que le dossier d’évaluation fait l’objet d’un processuscontinu de mise à jour, chaque esquisse de cours suggère quelques grilles d’évaluation durendement ainsi qu’une tâche d’évaluation complexe et authentique à laquelle s’ajoute une grillede rendement adaptée.

Les esquisses de cours, dont l’utilisation est facultative, sont avant tout des suggestionsd’activités pédagogiques, et les enseignants et enseignantes sont fortement invités/es à lesmodifier, à les personnaliser ou à les adapter au gré de leurs propres besoins.

7

TABLEAU DES ATTENTES ET DES CONTENUS D’APPRENTISSAGE

SCIENCES (appliqué) Unités

Domaine : Biologie - Écosystèmes et activités humaines 1 2 3 4

Attentes

SNC2P-B-A.1 démontrer sa compréhension du concept de développementdurable en appliquant les principes de ce concept à unécosystème donné.

1.11.21.4

SNC2P-B-A.2 rechercher une situation environnementale problématique etproposer des solutions qui font valoir le concept de la durabilité.

1.5

SNC2P-B-A.3 évaluer l’impact de la technologie et des activités humaines sur ladurabilité des écosystèmes.

1.31.41.5

Contenus d’apprentissage : Compréhension des concepts

SNC2P-B-Comp.1 décrire les composantes d’un écosystème à partir d’exemples quidémontrent l’effet du milieu abiotique sur le milieu biotique.

1.1

SNC2P-B-Comp.2 donner des exemples de changements qui s’opèrent au sein d’unécosystème.

1.11.2

SNC2P-B-Comp.3 décrire les cycles du carbone, de l’eau, de l’azote et de l’oxygèneet suivre le cheminement des molécules organiques etinorganiques à travers les composantes biotiques et abiotiquesd’un écosystème.

1.2

SNC2P-B-Comp.4 démontrer la relation entre la photosynthèse et la respirationcellulaire dans les cycles du carbone et de l’oxygène ainsi quedans la production et l’utilisation de l’énergie dans unécosystème, y compris la consommation humaine.

1.2

SNC2P-B-Comp.5 décrire le mécanisme de la bioaccumulation et démontrer soneffet sur les consommateurs à tous les niveaux trophiques.

1.2

SNC2P-B-Comp.6 expliquer pourquoi des écosystèmes aux caractéristiquessemblables peuvent exister dans des milieux géographiquesdifférents.

1.1

SNC2P-B-Comp.7 illustrer les effets d’un choc environnemental à court terme et àlong terme sur un écosystème.

1.31.41.5

SNC2P-B-Comp.8 établir les liens entre les ressources d’un milieu et l’équilibre despopulations naturelles qui s’y trouvent.

1.1

SNC2P-B-Comp.9 évaluer la contribution de la biodiversité d’un écosystème à sadurabilité et en illustrer les bénéfices à tous les niveaux.

1.31.4



8

Contenus d’apprentissage : Acquisition d’habiletés en recherche scientifique et encommunication

SNC2P-B-Acq.1 définir les termes particuliers à ce domaine et les utiliser dans uncontexte situationnel.

1.11.21.31.41.5

SNC2P-B-Acq.2 repérer une situation problématique liée aux écosystèmes. 1.5

SNC2P-B-Acq.3 formuler des questions pour définir l’étendue de sa recherche etélaborer un plan de recherche qui détaille les paramètres de sontravail.

1.5

SNC2P-B-Acq.4 rechercher, choisir et intégrer à son travail des renseignementsprovenant de diverses sources.

1.5

SNC2P-B-Acq.5 incorporer à sa recherche une expérience qui porte sur desfacteurs écologiques connexes.

1.5

SNC2P-B-Acq.6 effectuer l’expérience et compiler les données en utilisant lesinstruments de mesure et l’équipement de façon précise etsécuritaire.

1.31.5

SNC2P-B-Acq.7 analyser les données et communiquer ses résultats oralement oupar écrit en utilisant divers médias.

1.11.5

SNC2P-B-Acq.8 effectuer des tests chimiques sur un environnement afin d’enévaluer l’état.

1.21.3

SNC2P-B-Acq.9 recueillir et compiler des données sur la biodiversité dans unécosystème naturel et dans un écosystème perturbé et en faire lacomparaison.

1.3

Contenus d’apprentissage : Rapprochement entre les sciences, la technologie, la sociétéet l’environnement

SNC2P-B-Rap.1 déterminer, à partir des indices de durabilité dans son milieu, lesactivités humaines qui pourraient être modifiées afin d’assurer undéveloppement durable.

1.4

SNC2P-B-Rap.2 évaluer l’impact des changements technologiques sur lesécosystèmes.

1.21.31.41.5

SNC2P-B-Rap.3 reconnaître la contribution canadienne à la protection desécosystèmes à l’échelle nationale et mondiale.

1.4

SNC2P-B-Rap.4 décrire l’effet d’une substance contaminante sur la compositiondu sol et sur l’ensemble de l’écosystème.

1.31.4



9

SNC2P-B-Rap.5 reconnaître et décrire des emplois qui découlent des technologiesenvironnementales et de l’étude des écosystèmes.

1.3

10


Domaine : Chimie - Réactions chimiques 1 2 3 4

Attentes

SNC2P-C-A.1 démontrer sa compréhension de diverses réactions chimiquescourantes et du langage qui sert à les décrire.

2.12.22.32.5

SNC2P-C-A.2 effectuer en laboratoire des réactions chimiques tirées de sonquotidien, identifier leurs applications pratiques et communiquerles résultats de ses apprentissages.

2.32.42.52.6

SNC2P-C-A.3 examiner l’utilisation de certains processus chimiques enagriculture, dans l’industrie ou dans la vie quotidienne et évaluerleur incidence sur la qualité de la vie.

2.32.5


SNC2P-C-Comp.1 reconnaître et décrire, à partir d’observations, quelques propriétésd’acides, de bases et de sels utilisés couramment en laboratoireou dans son quotidien.

2.5

SNC2P-C-Comp.2 décrire, à partir de ses observations, les réactifs utilisés et lesproduits des réactions de synthèse, de décomposition et dedéplacement, ainsi que des réactions de combustion de composésorganiques simples et les représenter par des équations chimiqueséquilibrées.

2.3

SNC2P-C-Comp.3 décrire, à partir de ses observations, l’effet de divers facteurs surla vitesse d’une réaction chimique.

2.42.6

SNC2P-C-Comp.4 utiliser le tableau périodique et une liste d’ions communs pourécrire le nom et la formule chimique de divers composés ioniqueset de molécules.

2.12.4

SNC2P-C-Comp.5 expliquer l’utilisation de l’échelle du pH dans l’identification desacides et des bases.

2.5

SNC2P-C-Comp.6 représenter des composés organiques simples à partir de leurformule chimique.

2.1


SNC2P-C-Acq.1 définir les termes particuliers à ce domaine et les utiliser dans uncontexte situationnel.

2.22.32.42.52.6


Domaine : Chimie - Réactions chimiques 1 2 3 4

11

SNC2P-C-Acq.2 utiliser des méthodes de travail sécuritaires dans ses activités delaboratoire.

2.12.22.42.52.6

SNC2P-C-Acq.3 concevoir une expérience permettant de déterminer l’effet d’unfacteur sur la vitesse d’une réaction chimique et identifier lesvariables à contrôler lors de l’expérience.

2.42.6

SNC2P-C-Acq.4 élaborer un plan de recherche qui détaille les paramètres del’expérience.

2.42.6

SNC2P-C-Acq.5 rechercher, choisir et intégrer à son travail des renseignementsprovenant de diverses sources.

2.42.6

SNC2P-C-Acq.6 effectuer l’expérience et compiler les données en utilisant lesinstruments de mesure et l’équipement de façon précise etsécuritaire.

2.42.6

SNC2P-C-Acq.7 analyser les données et communiquer ses résultats oralement oupar écrit en utilisant divers médias.

2.22.32.42.6

SNC2P-C-Acq.8 effectuer une expérience pour vérifier la loi de la conservation dela masse.

2.2

SNC2P-C-Acq.9 déterminer, à l’aide de l’échelle de pH, l’acidité ou la basicité dediverses substances rencontrées dans la vie courante .

2.5

SNC2P-C-Acq.10 effectuer une expérience pour déterminer qualitativement lesproduits d’une réaction de neutralisation.

2.5

SNC2P-C-Acq.11 démontrer à l’aide de modèles la réorganisation des atomes lorsd’une réaction chimique et préciser en quoi une équationchimique illustre la loi de la conservation de la masse.

2.2


SNC2P-C-Rap.1 examiner l’utilisation de diverses substances acides et basiquesdans la vie courante.

2.5

SNC2P-C-Rap.2 reconnaître diverses réactions chimiques rencontrées dans sonquotidien et les classer selon les types de réactions connues(réactions de neutralisation, de synthèse, d’oxydation).

2.32.5

SNC2P-C-Rap.3 rechercher des technologies qui font appel à des réactions deneutralisation.

2.5

SNC2P-C-Rap.4 trouver et décrire des emplois qui font appel à une connaissancedes diverses réactions chimiques.

2.3

12


Domaine : Physique - Applications du mouvement 1 2 3 4

Attentes

SNC2P-P-A.1 démontrer sa compréhension des facteurs impliqués dans lesmouvements rectilignes uniforme et uniformément accéléré d’uncorps.

3.13.23.33.43.5

SNC2P-P-A.2 effectuer des expériences et des calculs simples sur lesmouvements rectilignes et communiquer les résultats de sestravaux.

3.13.23.33.43.5

SNC2P-P-A.3 reconnaître diverses applications de la cinématique dans sonquotidien et évaluer leur incidence sur la qualité de la vie et surl’environnement.

3.13.33.5


SNC2P-P-Comp.1 démontrer une compréhension des concepts de distance, devitesse, d’accélération et d’accélération gravitationnelle.

3.13.23.33.43.5

SNC2P-P-Comp.2 démontrer, à partir de formules appropriées, les relations entre ladistance, le temps, la vitesse et l’accélération.

3.13.33.4

SNC2P-P-Comp.3 distinguer la vitesse instantanée de la vitesse moyenne. 3.13.33.4

SNC2P-P-Comp.4 reconnaître que l’accélération est le résultat d’une force nonéquilibrée appliquée sur l’objet.

3.3


SNC2P-P-Acq.1 définir les termes particuliers au domaine du mouvement et lesutiliser dans un contexte situationnel.

3.13.23.33.43.5

SNC2P-P-Acq.2 concevoir une expérience permettant d’examiner le déplacement,la vitesse et l’accélération d’un corps en mouvement.

3.5

SNC2P-P-Acq.3 élaborer un plan de recherche qui détaille les paramètres del’expérience et formuler des questions qui permettent de dégagerles variables dépendantes et indépendantes de l’expériencechoisie.

3.5


Domaine : Physique - Applications du mouvement 1 2 3 4

13

SNC2P-P-Acq.4 rechercher, choisir et intégrer à son travail des renseignementsprovenant de diverses sources.

3.1

SNC2P-P-Acq.5 effectuer l’expérience et compiler les données en utilisant lesinstruments de mesure et l’équipement de façon précise etsécuritaire.

3.13.23.33.43.5

SNC2P-P-Acq.6 analyser les données et communiquer ses résultats oralement oupar écrit en utilisant divers médias.

3.13.23.33.43.5

SNC2P-P-Acq.7 interpréter des graphiques distance-temps et vitesse-temps. 3.23.33.5

SNC2P-P-Acq.8 résoudre divers problèmes sur les mouvements linéaires enutilisant les notions mathématiques appropriées.

3.13.33.4

SNC2P-P-Acq.9 explorer, lors d’activités en laboratoire, les mouvementsrectilignes uniforme et uniformément accéléré.

3.23.33.43.5

SNC2P-P-Acq.10 effectuer une expérience pour déterminer l’accélérationgravitationnelle et en calculer le pourcentage d’erreur.

3.5


SNC2P-P-Rap.1 décrire l’application du principe de l’accélération dans diversestechnologies.

3.3

SNC2P-P-Rap.2 effectuer des calculs de trajets à partir d’une carte routière. 3.1

SNC2P-P-Rap.3 déterminer les avantages et les inconvénients de divers véhiculescapables d’atteindre de grandes vitesses.

3.1

SNC2P-P-Rap.4 reconnaître les contributions canadiennes aux progrèsscientifiques et technologiques dans le domaine de lacinématique.

3.4

SNC2P-P-Rap.5 décrire des emplois qui font appel à une connaissance de lacinématique.

3.4

14


Domaine : Science de la Terre et de l’espace -Systèmesmétéorologiques

1 2 3 4

Attentes

SNC2P-T-A.1 démontrer sa compréhension des facteurs qui influent sur ledéveloppement et l’évolution des systèmes météorologiques.

4.14.24.34.44.54.6

SNC2P-T-A.2 effectuer des expériences sur divers aspects des bassinscalorifiques, analyser des données météorologiques etcommuniquer les résultats obtenus.

4.14.54.6

SNC2P-T-A.3 décrire les technologies utilisées pour recueillir des donnéesmétéorologiques et reconnaître l’incidence de la météorologie surles activités quotidiennes.

4.14.54.6


SNC2P-T-Comp.1 décrire les principales caractéristiques de l’hydrosphère et desquatre grandes couches de l’atmosphère.

4.14.2

SNC2P-T-Comp.2 vérifier l’influence de différents facteurs sur les transferts dechaleur dans le cycle de l’eau.

4.14.24.34.5

SNC2P-T-Comp.3 démontrer, à partir d’expériences ou de simulations, les conceptsde pression atmosphérique, de convection, de phénomèned’inversion, d’effet de corps noir et d’effet de serre.

4.14.24.5

SNC2P-T-Comp.4 décrire les facteurs qui causent les gradients de températureterrestre et illustrer le mouvement des masses d’air attribuable àla rotation terrestre.

4.14.2

SNC2P-T-Comp.5 expliquer la formation des masses d’air et des courants marins. 4.24.4

SNC2P-T-Comp.6 préciser le rôle des fronts froids et des fronts chauds dans ladétermination des conditions atmosphériques.

4.44.5


SNC2P-T-Acq.1 définir les termes particuliers à la météorologie et les utiliser dansun contexte situationnel.

4.14.24.34.44.5

SNC2P-T-Acq.2 identifier un sujet d’actualité lié à la météorologie. 4.6


Domaine : Science de la Terre et de l’espace -Systèmesmétéorologiques

1 2 3 4

15

SNC2P-T-Acq.3 formuler des questions pour définir l’étendue de sa recherche etélaborer un plan de recherche qui détaille les paramètres de sontravail.

4.6

SNC2P-T-Acq.4 rechercher, choisir et intégrer à son travail des renseignementsprovenant de diverses sources.

4.6

SNC2P-T-Acq.5 incorporer à sa recherche une expérience qui porte sur lesfacteurs atmosphériques connexes.

4.6

SNC2P-T-Acq.6 effectuer l’expérience et compiler les données en utilisant lesinstruments de mesure et l’équipement de façon précise etsécuritaire.

4.14.34.6

SNC2P-T-Acq.7 analyser les données et communiquer ses résultats oralement oupar écrit en utilisant divers médias.

4.6

SNC2P-T-Acq.8 interpréter les symboles d’une carte météorologique. 4.44.5

SNC2P-T-Acq.9 effectuer une expérience permettant de vérifier l’effet d’unphénomène atmosphérique sur les conditions météorologiques.

4.14.24.34.6

SNC2P-T-Acq.10 compiler des données météorologiques qualitatives ouquantitatives recueillies au cours de ses recherches et présenterses résultats sous forme de tableaux statistiques ou dediagrammes divers.

4.14.5

SNC2P-T-Acq.11 prédire des conditions météorologiques à partir de cartes. 4.5


SNC2P-T-Rap.1 décrire l’impact des conditions météorologiques sur certainssecteurs de l’économie en Ontario.

4.5

SNC2P-T-Rap.2 relever les facteurs relatifs au réchauffement global de la Terre etdiscuter de leurs effets.

4.1

SNC2P-T-Rap.3 trouver des exemples de technologies utilisées pour recueillir etanalyser des données météorologiques.

4.34.5

SNC2P-T-Rap.4 reconnaître la contribution canadienne au domaine de lamétéorologie.

4.5

17

CADRE D’ÉLABORATION DES ESQUISSES DE COURS

APERÇU GLOBAL DUCOURS

APERÇU GLOBAL DEL’UNITÉ

ACTIVITÉ

Espace réservé à l’école (à remplir)

Durée

Description/fondement Description Description

Titres des unités et durée Domaines, attentes etcontenus d’apprentissage

Domaines, attentes etcontenus d’apprentissage

Description des unités Titres des activités Notes de planification

Stratégies d’enseignement etd’apprentissage

Acquis préalables Acquis préalables

Évaluation du rendement del’élève

Sommaire des notes deplanification

Déroulement de l’activité

Ressources Liens Évaluation du rendement del’élève

Application des politiquesénoncées dans Les écolessecondaires de l’Ontario dela 9e à la 12e année –Préparation au diplômed’études secondaires del’Ontario, 1999

Stratégies d’enseignement etd’apprentissage

Ressources

Évaluation du cours Évaluation du rendement del’élève

Annexes

Mesures d’adaptation pourrépondre aux besoins desélèves

Sécurité

Ressources

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APERÇU GLOBAL DU COURS (SNC2P)

Espace réservé à l’école (à remplir)

École : Conseil scolaire de district :

Section : Chef de section :

Personne(s) élaborant le cours : Date :

Personne(s) révisant le cours : Date :

Titre du cours : Sciences Année d’études : 10e

Type de cours : Appliqué Code de cours de l’école :

Programme-cadre : Sciences Date de publication : 1999

Code de cours du Ministère : SNC2P Valeur en crédit : 1

Description/fondement

Ce cours porte sur les concepts et les habiletés qui servent à comprendre et à expliquer lesphénomènes naturels liés aux quatre disciplines traditionnelles des sciences soit, la biologie, lachimie, la physique et les sciences de la Terre et de l’espace. C’est par l’étude des réactionschimiques, des applications quotidiennes des principes du mouvement, de la météorologie et duconcept du développement durable, que l’élève est amené à comprendre les lois qui régissent lesphénomènes observés dans son milieu. Le cours permet ainsi à l’élève de faire le rapprochemententre les sciences, la technologie, la société et l’environnement.

Titres des unités et durée

Unité 1 : Biologie - Écosystèmes et activités humaines Durée : 27,5 heuresUnité 2 : Chimie - Réactions chimiques Durée : 27,5 heuresUnité 3 : Physique - Applications du mouvement Durée : 27,5 heuresUnité 4 : Science de la Terre et de l’espace

Systèmes météorologiques Durée : 27,5 heures

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Description des unités

Unité 1 : Biologie - Écosystèmes et activités humainesCette unité porte sur l’étude de la structure et du fonctionnement des écosystèmes, de l’impactdes activités humaines sur les écosystèmes et sur le concept de développement durable commemodèle de gestion des écosystèmes. En effectuant des recherches en plein air ainsi que diversesexpériences en laboratoire, l’élève approfondit sa compréhension de la structure biotique etabiotique des écosystèmes et de l’importance de leur biodiversité. En étudiant plusieurs casparticuliers, notamment ceux des espèces menacées d’extinction, de la surexploitation des sols,de la gestion de la pêche et de la gestion forestière, et en effectuant une recherche détailléeportant sur un autre sujet problématique lié aux écosystèmes, elle ou il apprend à évaluerl’impact des activités humaines sur l’environnement et à proposer des solutions pour régler cesproblèmes. Finalement, à l’aide d’exemples, de discussions de groupes et de divers exercices,l’élève développe sa propre éthique environnementale.

Unité 2 : Chimie - Réactions chimiquesCette unité porte sur l’étude des composés chimiques et des diverses réactions chimiques qui fontpartie de la vie quotidienne. En observant des démonstrations, en construisant des modèles et eneffectuant des réactions chimiques en laboratoire, l’élève développe sa compréhension de lanature des transformations chimiques et du langage qui sert à les décrire. L’élève améliore samaîtrise de la méthode scientifique en élaborant un plan détaillé d’expérience dans le but devérifier un phénomène chimique. Par le biais d’exemples et de travaux de recherche, l’élèveapprend à reconnaître diverses réactions tirées de son quotidien et à apprécier l’importance desconnaissances chimiques dans le monde du travail.

Unité 3 : Physique - Applications du mouvementCette unité porte sur la description des mouvements. En observant et en mesurant desmouvements avec les appareils adéquats, l’élève apprend le vocabulaire lié à cette description.Elle ou il apprend à analyser les mouvements à l’aide de graphiques et en utilisant des formulesde base tirées de la cinématique. L’élève comprend mieux les mouvements trouvés dans la viequotidienne et étudie l’importance de ces connaissances scientifiques dans divers métiers.

Unité 4 : Sciences de la Terre et de l’espace - Systèmes météorologiquesDans cette unité, l’élève développe des concepts scientifiques et se familiarise avec levocabulaire qui lui permet de comprendre l’information météorologique. En observantquotidiennement le ciel, l’élève développe un intérêt et une curiosité envers les phénomènesatmosphériques. La prévision météorologique est à son apogée grâce à des technologies toujoursplus avancées et à une meilleure compréhension scientifique de l’atmosphère. C’est en étudiantl’air et l’eau que l’élève effectue des observations, des mesures, des expériences et un projet derecherche. Elle ou il tente de faire ses propres prévisions météorologiques.

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Stratégies d’enseignement et d’apprentissage

Dans ce cours, l’enseignant ou l’enseignante privilégie diverses stratégies d’enseignement etd’apprentissage. Parmi les plus adaptées à ce cours, il convient de noter les suivantes :

- enseignement- discussions - manipulations d’appareils- démonstrations- résolution de problèmes- devoirs- mémorisation- lecture- voyage éducatif

- recherche personnelle- planification d’expériences- expérimentation- recherche dans Internet- prise de notes- rédaction de rapports de laboratoire- épreuve- présentation orale- remue-méninges- travail en groupe

Évaluation du rendement de l’élève

«Un système d’évaluation et de communication du rendement bien conçu s’appuie sur desattentes et des critères d’évaluation clairement définis.» (Planification des programmes etévaluation - Le curriculum de l’Ontario 9e et 10e année, 1999, p. 12) En ce sens, le programme-cadre présente une grille d’évaluation du rendement propre à sa discipline. Selon le besoin,l’enseignant ou l’enseignante utilise une variété de stratégies se rapportant aux types d’évaluationsuivants :

évaluation diagnostique- épreuve portant sur les sujets décrits dans la section Acquis préalables

évaluation formative- correction des exercices et des devoirs- évaluation des rapports d’expériences- évaluation des plans de recherche- évaluation du travail de groupe sur le terrain- correction de questions concernant des études de cas- évaluation de la participation dans un jeu de rôle- observation de l’élève travaillant au laboratoire- épreuve

évaluation sommative- correction de projets de recherche- évaluation de la présentation de recherche- évaluation de rapports d’expériences- épreuves

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Ressources

L’enseignant ou l’enseignante fait appel à plus ou moins cinq types de ressources à l’intérieur ducours. Ces ressources sont davantage détaillées dans chaque unité. Dans ce document, lesressources suivies d’un astérisque (*) sont en vente à la Librairie du Centre du CFORP.Celles suivies de trois astérisques (***) ne sont en vente dans aucune librairie. Aller voirdans votre bibliothèque scolaire.

Manuels pédagogiquesANDREWS, William A., et al., Introduction aux sciences 10, Montréal, Lidec, 1993, 688 p.BENSOUSSAN, Issac, EMC, Anjou, Les Éditions CEC, 1998, 294 p.BOLDUC, Gilles, et al., Invitation à l’étude de l’environnement physique, guide d’enseignement,Montréal, Lidec, 1996, 561 p.CANDIDO, Jack L., et al., Les Maillons de la science 10, Montréal, Chenelière, l99l, 773 p. DUNLOP, et JACKSON, L’Environnement, comprendre pour agir, Montréal, Chenelière, l993,

233 p. *HIRSH, Alan J., et al., Exploration scientifique 10, Montréal, Guérin, 1990, 581 p.HIRSH, Alan J., La Physique et ses applications, Toronto, John Wiley & Sons, 1991, 464 p.WYATT, Valerie, La météo, Saint-Lambert, Héritage, 1990, 95 p.

Ouvrages généraux&&&&de référence&&&&de consultationABOUCHARD, Alfred, La Cinématique et la Dynamique, Montréal, Guérin, 1982, 132 p.ALLEN, Oliver, Planet Earth Atmosphere, Alexandria Virginia, Time Life Books, 1983, 176 p.ANDREWS, William A., et al., Introduction à la biologie, guide du maître, Saint-Laurent,

Éditions Études vivantes, 1982, 769 p.BARTON, Owen, et Ronald RAYMER, Physique, science de l’univers, Montréal, Holt, Reinhart

et Wilson, 1971, 240 p.BLANCHARD, Duncan Cromwell, Des Gouttes de pluies aux volcans/aventures

météorologiques à la surface de la mer, Paris, Dunod, 1970, 177 p.BOHREN, Craig, Clouds in a Glass of Beer, New York, John Wiley & Sons, 1987, 196 p.BOHREN, Craig, What Light Through Yonder Window Breaks?, New York, John Wiley & Sons,

1991, 187 p.BOLDUC, Gilles, et al., Invitation à l’étude de l’environnement physique : guide

d’enseignement, Montréal, Lidec, 1996, 56l p.BOUCHARD, Régent, La Physique et vous, Outremont, Lidec, 1985, 172 p.CANADA, FÉDÉRATION CANADIENNE DE LA FAUNE, Atout-Faune, guide des activités,

Ottawa, l99l, 467 p.

CANADA, GOUVERNEMENT DU CANADA, L’État de l’environnement au Canada, Ottawa,l996, 900 p.

CANADA, GOUVERNEMENT DU CANADA ET UNITED STATES ENVIRONMENTALPROTECTION AGENCY, Les Grands Lacs, Atlas écologique et manuel de ressources,Ottawa, l995, n.p.

23

CANADA, COMITÉ SUR LE STATUT DES ESPÈCES FAUNIQUES MENACÉESD’EXTINCTION AU CANADA, La Faune canadienne menacée d’extinction, Ottawa, s.d., n.p.

CASTONGUAY, Rino, et Léonard GALLANT, E = mc2 : introduction à la physique, Montréal,ERPI, l990, 510 p.

COSGROVE, Brian, Le Temps qu’il fera, Paris, Gallimard, 1990, 64 p. *DAY, John, Peterson First Guides Clouds & Weather, Boston, Houghton Miffin, 1991, 128 p.Chem13 News, University of Waterloo, 1991.DESAUTELS, Jacques, et Pierre-Léon TREMPE, La physique par la découverte dirigée,

Montréal, Borduas-Dunod, 1972, 194 p.DEVOE, Howard, Les Systèmes chimiques : un fascicule modulaire de chimie physique,

Montréal, Éditions Études Vivantes, 1981, 107 p.DONOVAN, Thomas R., Marion C. POOLE et Douglas J. YACK, La Chimie en action,Montréal, Guérin, 1992, 425 p.GRAVEL, J.-P., et al., Éléments de chimie moderne, Montréal, McGraw-Hill, 1981, 387 p.Handbook of Chemistry and Physics, CRC press, édition récente.HEATH, et MACNAUGHTON, Sciences physiques, matière, énergie, interactions, Montréal,

Centre Éducatif et Culturel, 1978, 240 p.HUMPHREYS, David, Demonstrating Chemistry, Hamilton, Université McMaster, 1993.LEDBETTER, et YOUNG, À la découverte de la chimie, cahier de laboratoire, Montréal,

Éditions du renouveau pédagogique, 1973, 139 p.LEMAY, Bernadette, La boîte à outils, Esquisse de cours 9e, Vanier, CFORP, 1999. *LIEM, Tik L., Invitations to Science Inquiry, Lexington, Massachusetts, Ginn Press, 1985, 363 p.LUTGENS, Frederick, et Edward TARBUCK, The Atmosphere: Introduction to Meteorology,

New Jersey, Prentice-Hall, 1989, 491 p.MARTINDALE, David, et al., Eléments de physique : cours d’introduction, Montréal, Les

Éditions de la Chenelière, 1992, 773 p.MARTINDALE, David, Robert HEATH et Philip EASTMAN, Principes fondamentaux de la

physique : un cours avancé, Montréal, Guérin, 1992, 825 p.ONTARIO, MINISTÈRE DE L’ENVIRONNEMENT ET DE L’ÉNERGIE, Guide de

consommation du poisson gibier de l’Ontario, Toronto, s.d., n.p.ONTARIO, MINISTÈRE DES RICHESSES NATURELLES, Objectif forêts, guide didactique

sur les forêts et l’aménagement forestier, Toronto, l989, 208 p.ONTARIO, MINISTÈRE DES RICHESSES NATURELLES, Petit poisson deviendra grand! Un

recueil de leçons sur les poissons et la gestion des poissons, Toronto, l99l, 371 p.PERCIVAL, Ian, et Ross WILSON, La Chimie, une expérience humaine, Montréal, Les Éditions

de la Chenelière, 1990, 461 p.RHÉAUME, GRENIER et DAIGLE, En quête des phénomènes ioniques, module 3, Québec,

Édition HRW, 1991, 151 p.

ROBITAILLE, DÉLORME et PILOTE, Chimie : Lois fondamentales et théorie atomique,Montréal, Édition du Renouveau pédagogique, 1976, 59 p.

The Merck Index, Merck & Co., édition récente.SCHROEDER, Mark, et Charles BUCK, Fire Weather Agriculture Handbook 360, Washington,

US Department of Agriculture-Forest Service, 1970, 229 p.

24

SIMDUT 1988 (système d’information portant sur les matières dangereuses utilisées au travail),disponible en s’adressant au College, University et School Council of Ontario.

SUZUKI, David, Looking at Weather, Toronto, Stoddart Publishing, 1988, 95 p.

Application des politiques énoncées dans ÉSO - 1999

Cette esquisse de cours reflète les politiques énoncées dans Les écoles secondaires de l’Ontariode la 9e à la 12e année – Préparation au diplôme d’études secondaires de l’Ontario, 1999 ausujet des besoins des élèves en difficulté d’apprentissage, de l’intégration des technologies, de laformation au cheminement de carrière, de l’éducation coopérative et de diverses expériences detravail, ainsi que certains éléments de sécurité.

Évaluation du cours

L’évaluation du cours est un processus continu. Les enseignantes et les enseignants évaluentl’efficacité de leur cours de diverses façons, dont les suivantes :- évaluation continue du cours par l’enseignant ou l’enseignante : ajouts, modifications, retraits

tout au long de la mise en œuvre de l’esquisse du cours (sections des stratégiesd’enseignement et d’apprentissage ainsi que des ressources, activités, applications à larégion);

- évaluation du cours par les élèves : sondages au cours de l’année ou du semestre;- rétroaction à la suite du testing provincial;- examen de la pertinence des activités d’apprentissage et des stratégies d’enseignement et

d’apprentissage (dans le processus des évaluations formative et sommative des élèves);- échanges avec les autres écoles utilisant l’esquisse de cours;- autoévaluation de l’enseignant et de l’enseignante;- visites d’appui des collègues ou de la direction et visites aux fins d’évaluation de la direction;- évaluation du degré de satisfaction des attentes et des contenus d’apprentissage par les élèves

(p. ex., après les tests de fin d’unité et l’examen synthèse).

De plus, le personnel enseignant et la direction de l’école évaluent de façon systématique lesméthodes pédagogiques et les stratégies d’évaluation du rendement de l’élève.

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APERÇU GLOBAL DE L’UNITÉ 1 (SNC2P)

Biologie - Écosystèmes et activités humaines

Description

Cette unité porte sur l’étude de la structure et du fonctionnement des écosystèmes, de l’impactdes activités humaines sur les écosystèmes et sur le concept de développement durable commemodèle de gestion des écosystèmes. En effectuant des recherches en plein air ainsi que diversesexpériences en laboratoire, l’élève approfondit sa compréhension de la structure biotique etabiotique des écosystèmes et de l’importance de leur biodiversité. En étudiant plusieurs casparticuliers, notamment ceux des espèces menacées d’extinction, de la surexploitation des sols,de la gestion de la pêche et de la gestion forestière, et en effectuant une recherche détailléeportant sur un autre sujet problématique lié aux écosystèmes, elle ou il apprend à évaluerl’impact des activités humaines sur l’environnement et à proposer des solutions pour régler cesproblèmes. Finalement, à l’aide d’exemples, de discussions de groupes et de divers exercices,l’élève développe sa propre éthique environnementale.

Domaines, attentes et contenus d’apprentissage

Domaine : Biologie - Écosystèmes et activités humaines

Attentes : SNC2P-B-A.1 - 2 - 3

Contenus d’apprentissage : SNC2P-B-Comp.1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9SNC2P-B-Acq.1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9SNC2P-B-Rap.1 - 2 - 3 - 4 - 5

Titres des activités

Activité 1.1 : Composantes des écosystèmesActivité 1.2 : Mouvements de la matière et de l’énergieActivité 1.3 : Impact des activités humaines sur les écosystèmesActivité 1.4 : Durabilité des écosystèmesActivité 1.5 : Étude d’un problème environnemental

Acquis préalables

- Décrire l’habitat d’un organisme.- Distinguer un facteur biotique d’un facteur abiotique.

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- Donner des exemples de chaînes alimentaires, de producteurs, de consommateurs et dedécomposeurs.

- Distinguer un élément d’un composé.- Expliquer des processus météorologiques.- Expliquer, en termes simples, le processus de photosynthèse et de respiration cellulaire.- Maîtriser les principales étapes de la méthode scientifique.- Utiliser Internet et les diverses ressources de la bibliothèque pour effectuer une recherche.

Sommaire des notes de planification

L’enseignant ou l’enseignante doit :- se procurer les organismes et le matériel nécessaires à la construction d’écosystèmes en

classe.- préparer le travail sur le terrain en choisissant les sites à l’avance et en assurant la

disponibilité de l’équipement ainsi que des guides d’identification.- se procurer des sols de diverses compositions et des trousses d’analyse de sol.- faire germer des graines de variétés de plantes.- organiser une visite dans un centre de traitement des eaux usées.- accorder du temps au laboratoire d’ordinateurs et à la bibliothèque.- se procurer les films et les autres matériaux pédagogiques nécessaires aux présentations.- trouver des personnes-ressources dans la communauté qui exercent un métier ayant un impact

sur les écosystèmes étudiés.

Liens

Français- Développer des notions linguistiques propres à la biologie en utilisant un vocabulaire correct,

précis et varié.- Appliquer dans la rédaction de textes, les notions syntaxiques, lexicales et grammaticales.- S’exprimer en tout temps en français.

Animation culturelle- Communiquer les résultats de recherches à l’aide de divers médias.- Développer des compétences de communication lors des tâches d’écriture.- Utiliser l’expression orale spontanée lors des échanges dans le groupe de travail.

Technologie- Utiliser divers logiciels et Internet pour recueillir des renseignements.- Constater et évaluer l’effet de certaines technologies sur l’environnement.- Effectuer des analyses de sols à l’aide de trousses d’analyses chimiques.

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Perspectives d’emploi- Nommer les emplois se rapportant aux technologies environnementales. - Déterminer l’impact, positif ou négatif, de ces emplois sur la gestion des écosystèmes.


Dans cette unité, l’enseignant ou l’enseignante utilise les stratégies suivantes :

- lecture- manipulation- exposé- résolution de problèmes- devoirs- discussions- démonstrations- graphiques - expérimentation- rédaction de rapports de laboratoire

- recherche - voyage éducatif- étude en plein air- étude de cas- remue-méninges- utilisation d’exemples- travail de groupe- jeu de rôles- épreuve- visionnage de ressources audiovisuelles


Dans cette unité, l’enseignant ou l’enseignante emploie différentes stratégies d’évaluation :

évaluation diagnostique- épreuve portant sur la matière des Acquis préalables

évaluation formative- correction des exercices et des devoirs- évaluation des rapports d’expériences- évaluation d’un plan de recherche- évaluation du travail de groupe sur le terrain- correction de questions concernant une étude de cas- évaluation de la participation dans un jeu de rôle

évaluation sommative- correction de projets de recherche- évaluation de la présentation du projet de recherche- évaluation de rapports d’expériences- épreuves

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Mesures d’adaptation pour répondre aux besoins des élèves

A - Déroulement de l’activité

Élèves en difficulté- Jumeler l’élève avec d’autres élèves.- Vérifier le travail fréquemment pour s’assurer que l’élève comprend la tâche assignée.- Prévoir une activité structurée (liste de tâches à accomplir, routine journalière bien définie).- Accorder plus de temps pour écrire les notes et répondre aux questions.- Modifier et adapter les activités et les exercices aux besoins de l’élève.- Demander des rapports de laboratoire simplifiés.- Offrir plus d’appuis concrets et visuels (p. ex., modèles, images, diagrammes).- Porter une attention particulière aux dangers possibles lors de certaines activités et effectuer

les modifications nécessaires.

ALF/PDF- Offrir des appuis concrets et visuels (p. ex., modèles, images, diagrammes).- Jumeler l’élève avec un/e élève qui peut servir d’interprète.- Préparer un lexique de la terminologie scientifique.- S’assurer que les consignes ont été comprises en posant des questions.- Simplifier les structures de phrases en évitant d’utiliser des phrases complexes et des verbes

passifs.- Simplifier les textes écrits et les notes.- Accorder suffisamment de temps à l’élève pour répondre lors d’une situation interactive

orale.- S’assurer que les élèves voient bien et entendent bien (p. ex., éviter de les placer au fond de la

classe, choisir un caractère d’imprimerie d’au moins 12 points).

Renforcement ou enrichissement- Encourager l’élève à suggérer des sujets et des projets qu’elle ou il aimerait réaliser lors de ce

cours.- Insister sur la qualité du travail plutôt que sur la quantité.- Favoriser chez l’élève la collaboration plutôt que l’isolement en mettant en place des

situations favorisant l’interdépendance positive et l’écoute active.- Permettre à l’élève d’approfondir un sujet présenté en classe.- Favoriser les occasions où elle ou il peut mettre à profit ses talents de façon constructive.

B - Évaluation du rendement de l’élève

Élèves en difficulté- Permettre les épreuves à livre ouvert.- Donner, à l’occasion, un test oral.- Accorder plus de temps pour lire les questions et être disponible pour expliquer les consignes

écrites.

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- Employer tous les moyens permettant à l’élève de montrer sa compréhension.- Modifier les épreuves de sorte que la quantité d’écriture nécessaire est réduite.

ALF/PDF- Accorder plus de temps pour terminer les tâches ou les tests.- Expliquer ou simplifier les consignes et les questions.- Varier les méthodes d’évaluation.

Renforcement ou enrichissement- Permettre à l’élève de raisonner en traitant un sujet en profondeur.- Offrir des expériences qui permettent à l’élève d’exprimer sa créativité.- Encourager l’exploration de diverses solutions à un problème donné.- Donner des tâches qui permettent de montrer des habiletés telles que l’analyse, la synthèse et

la recherche.

Sécurité

L’enseignant ou l’enseignante veille au respect des règles de sécurité qu’ont établies le Ministèreet le conseil scolaire. L’enseignant ou l’enseignante s’assure que l’élève connaît les règles desécurité, la façon sécuritaire d’utiliser l’équipement et le comportement attendu au laboratoire.

Voici une liste plus complète des règles de sécurité au laboratoire de sciences :- porter des lunettes de sécurité au cours des manipulations chimiques.- éviter de goûter, de toucher ou de humer directement une substance chimique.- se débarrasser des déchets selon les consignes données.- libérer sa surface de travail de tout objet inutile et ne conserver que le matériel nécessaire à

l’expérience.- attacher les cheveux longs.- s’assurer que les robinets à gaz et les commutateurs électriques sont bien fermés à la suite des

activités.- lire l’ensemble des consignes d’une activité avant de la commencer.- prendre des précautions particulières avant d’utiliser le bec à gaz (Bunsen).- manipuler les objets chauds avec prudence.- avant de faire chauffer des substances, s’assurer que le contenant est en pyrex, propre et

intact.- ne jamais diriger l’ouverture d’une éprouvette vers soi-même ou vers autrui.- promener une éprouvette dans la flamme du brûleur à gaz afin de bien répartir la chaleur.- nettoyer immédiatement tout produit chimique renversé.- débrancher les fils électriques en tirant sur la fiche électrique et non sur le cordon.- ne jamais utiliser un morceau en verrerie brisé ou fêlé.- ne jamais laisser un brûleur Bunsen allumé sans surveillance.- ne jamais faire chauffer une substance inflammable au brûleur Bunsen.- ne jamais apporter de la nourriture au laboratoire. - ne jamais laisser sans surveillance une expérience en cours.

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- ne jamais s’écarter du protocole, à moins que l’enseignant ou l’enseignante le suggère.- signaler toute blessure à l’enseignant ou à l’enseignante, quelle que soit son importance.- informer l’enseignant ou l’enseignante de toutes situations personnelles particulières

(p. ex., allergies, verres cornéens).- respecter les règles élémentaires de santé et de sécurité lors de la manipulation d’organismes

de tout genre.- s’assurer de connaître les règlements se rapportant à l’utilisation de vertébrés et d’espèces en

voie de disparition lors d’expériences.- éviter de détruire inutilement les organismes et leur milieu lors d’activités sur le terrain.

Ressources

Dans cette unité, l’enseignant ou l’enseignante fait appel aux ressources suivantes :

Manuels pédagogiquesANDREWS, William A., et al., Introduction aux sciences 10, Montréal, Lidec, 1993, 688 p.CANDIDO, Jack L., et al., Les Maillons de la science 10, Montréal, Les Éditions de la

Chenelière, l99l, 773 p. DUNLOP, et JACKSON, L’Environnement, comprendre pour agir, Montréal, Les Éditions de la

Chenelière, l993, 233 p. *CAULDERWOOD, Carol A., et al., Science, notions et applications 10, Montréal, Guérin, l988,

414 p.GRONDIN, GRONDIN et LEGROW, Notre environnement, nos ressources, Montréal, Lidec,

431 p.HIRSH, Alan J., et al., Exploration scientifique 10, Montréal, Guérin, l990, 581 p.

Ouvrages généraux/de référence/de consultationANDREWS, William A., et al., Introduction à la biologie, Saint-Laurent, Québec, Éditions

Études vivantes, 1982, 769 p.CANADA, FÉDÉRATION CANADIENNE DE LA FAUNE, Atout-Faune, guide des activités,

Ottawa, l99l, 467 p.CANADA, GOUVERNEMENT DU CANADA, L’État de l’environnement au Canada, Ottawa,

l996, 900 p.CANADA, GOUVERNEMENT DU CANADA ET UNITED STATES ENVIRONMENTAL

PROTECTION AGENCY, Les Grands Lacs, Atlas écologique et manuel de ressources,Ottawa, l995, n.p.

CANADA, COMITÉ SUR LE STATUT DES ESPÈCES FAUNIQUES MENACÉESD’EXTINCTION AU CANADA, La Faune canadienne menacée d’extinction, Ottawa, s.d., n.p.

ONTARIO, MINISTÈRE DE L’ENVIRONNEMENT ET DE L’ÉNERGIE, Guide deconsommation du poisson gibier de l’Ontario, Toronto, s.d., n.p.

ONTARIO, MINISTÈRE DES RICHESSES NATURELLES, Objectif forêts, guide didactiquesur les forêts et l’aménagement forestier, Toronto, l989, 208 p.

31

ONTARIO, MINISTÈRE DES RICHESSES NATURELLES, Petit poisson deviendra grand! Unrecueil de leçons sur les poissons et la gestion des poissons, Toronto, l99l, 371 p.

Médias électroniquesLe Carbone en mouvement, TFO, BPN 416502, coul., 20 min. (Série Planète en détresse)L’Oxygène et la vie, TFO, BPN 416503, coul., 20 min. (Série Planète en détresse)L’Eau et la vie, TFO, BPN 416507, coul., 20 min. (Série Planète en détresse)Le Saumon, TFO, BPN 7078, coul., 20 min. (Série Unique au monde)L’Ours polaire, TFO, BPN 7078 coul., 26 min. (Série Unique au monde)Analyse de l’eau, TFO, BPN 562187, coul., 5 min. (Encyclopédie audiovisuelle des sciences et

de la technologie)Production d’eau potable, TFO, BPN 562184, coul., 5 min. (Encyclopédie audiovisuelle des

sciences et de la technologie)Station d’épuration, TFO, BPN 562184, coul., 5 min. (Encyclopédie audiovisuelle des sciences

et de la technologie)

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ACTIVITÉ 1.1 (SNC2P)

Composantes des écosystèmes

1. Durée

360 minutes

2. Description

En construisant un écosystème en classe et en étudiant les aspects biotiques d’un milieu naturelsur le terrain, l’élève approfondit sa compréhension du concept d’écosystème. À l’aide demodèles, l’élève constate la nature exponentielle de la croissance des populations et les limitesqui sont imposées à cette croissance dans la nature. Elle ou il fait ensuite le lien entre lacroissance des populations dans la nature et la croissance de la population humaine actuelle. Enpréparant une étude portant sur un biome, l’élève développe son appréciation de la diversité desécosystèmes naturels et de la relation de son milieu avec d’autres régions du pays.

3. Domaines, attentes et contenus d’apprentissage


Attente : SNC2P-B-A.1

Contenus d’apprentissage : SNC2P-B-Comp.1 - 2 - 6 - 8SNC2P-B-Acq.1 - 7

4. Notes de planification

- Préparer les aides visuelles (photos, films) pour expliquer les biomes et les écosystèmes.- Préparer le matériel nécessaire à la construction des écosystèmes (bouteilles de quatre à cinq

litres avec couvercles, mélange de sable et de gravier) et choisir un emplacement (lumièreartificielle adéquate, lieu sécuritaire) pour ranger ce matériel.

- Se procurer les organismes nécessaires aux écosystèmes en classe (plantes aquatiques,escargots et autres invertébrés, eau d’étang, etc.).

- Choisir un endroit approprié pour la sortie sur le terrain avec les élèves et le visiter avant lasortie.

- Préparer des ensembles de guides d’identification d’organismes portant sur les arbres, lesinsectes, les plantes herbacées, les petits mammifères, etc.

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- Accorder du temps à la bibliothèque ou au laboratoire des ordinateurs pour effectuer le travailde recherche portant sur les biomes.

- Préparer le matériel nécessaire aux présentations des élèves (cartons, feutres, transparents,etc.).

5. Acquis préalables

- Décrire l’habitat d’un organisme.- Distinguer un facteur biotique d’un facteur abiotique.- Donner des exemples de chaînes alimentaires.- Définir les termes utilisés et donner un exemple de producteur, de consommateur et de

décomposeur.- Recueillir des données lors d’expériences ou de simulation et les utiliser pour tracer des

graphiques.

6. Déroulement de l’activité

Thème A : Structure des écosystèmes

Mise en situation- Revoir les notions de facteurs biotiques et de facteurs abiotiques à l’aide d’un exercice

approprié (p. ex., demander à chaque élève de choisir le nom d’un organisme et de l’écrire aucentre d’une feuille. L’élève doit écrire, autour de ce mot, des facteurs qui peuvent avoir uneinfluence sur celui-ci, par exemple parasites, température, prédateurs, compétition, vent).

- Donner une définition des termes biotique et abiotique et demander aux élèves d’écrire desfacteurs biotiques et abiotiques sur leur feuille.

- Donner un exemple d’un écosystème (p. ex., un petit lac) à l’aide d’une photo ou d’autresmédias (p. ex., segment d’un film).

- Demander aux élèves de décrire comment les organismes se sont influencés ainsi que dedécrire l’interaction entre les organismes et leur milieu.

- Formuler avec les élèves une définition d’écosystème et dresser une liste d’exemplesd’écosystèmes.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une activité qui permet aux élèves de construire un écosystème en classe (p. ex., la

construction d’écosystèmes aquatiques dans une bouteille de quatre ou cinq litres.- Fournir les bouteilles et un mélange de sable et de gravier pour mettre dans le fond de la

bouteille et de l’eau déchlorinée. Selon la saison et l’emplacement de l’école, sortir pourrécolter des plantes et d’autres organismes (p. ex., escargots, verrons, insectes aquatiques,plancton) dans un étang ou un ruisseau.

- Fournir des plantes aquatiques, des escargots et divers autres organismes aquatiquesprovenant d’un lac ou d’un étang.

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- Commander chez les fournisseurs de matériel scientifique les organismes nécessaires, aubesoin.

- Former des groupes de quatre à cinq élèves pour rassembler les éléments nécessaires et lesmettre dans les bouteilles de façon que l’écosystème soit aussi naturel que possible.

- Placer les bouteilles scellées sous une lampe. - Demander aux élèves de préparer un tableau d’observation à long terme et de décrire le plus

grand nombre possible de relations (biotique-biotique et biotique-abiotique) qui existent dansleurs écosystèmes.

- Préparer un exercice qui demande aux élèves de prédire les conséquences de diverschangements sur leurs écosystèmes en classe (p. ex., manque de lumière, ajout d’engrais,élévation de la température, introduction de nouveaux organismes.

Généralisation- Corriger l’exercice avec les élèves.- Souligner que chaque facteur dans un écosystème influence et est influencé par les autres

facteurs.- Faire la distinction entre un écosystème ouvert et un écosystème fermé.

Thème B : Chaînes et Réseaux alimentaires

Mise en situation- Revoir l’exercice concernant les facteurs biotiques et abiotiques afin d’illustrer le concept de

niche écologique.- Formuler un autre exemple de niche écologique et établir la distinction entre les termes niche

et habitat.- Revoir le concept de niveau trophique.- Illustrer au tableau une chaîne et un réseau alimentaire.- Demander aux élèves de nommer le niveau trophique de chaque organisme, d’établir des

chaînes alimentaires et de faire un réseau alimentaire de leurs écosystèmes en classe.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une activité qui permet aux élèves d’étudier les relations trophiques qui existent

dans un écosystème naturel (p. ex., organiser une sortie sur le terrain - champs abandonnés,petit boisé, petit étang, parc, etc.) et permettre aux élèves, en petits groupes, d’observer et denommer, à l’aide de guides d’identification, les divers organismes qu’elles ou ils trouvent.

- Demander aux élèves de classifier les organismes qu’elles ou ils nomment selon leursniveaux trophiques et de présenter leurs résultats sous forme de tableau.

- Donner des tâches précises à chaque élève. - Demander aux élèves, en groupes, de préparer une affiche qui illustre le réseau alimentaire de

l’écosystème étudié.

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Généralisation- Corriger les tableaux de résultats et évaluer les affiches.- Donner un exercice dans lequel on demande aux élèves de noter ce qu’elles ou ils

consomment durant une période de 24 heures et d’indiquer le niveau trophique pour chaquealiment consommé.

- Corriger l’exercice.

Thème C : Équilibre des populations

Mise en situation- Proposer un exercice qui permet d’illustrer la croissance exponentielle d’une population

bactérienne quelconque (p. ex., tracer un diagramme de la croissance d’une colonie debactéries qui double chaque 20 minutes).

- Éviter de faire la culture des bactéries.- Demander aux élèves d’extrapoler la courbe.- Discuter du fait que la croissance ne peut pas continuer de façon indéfinie et faire ressortir les

facteurs qui peuvent limiter la croissance d’une population de bactéries.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Donner un exercice qui permet d’établir la courbe de croissance d’une population qui est

basée sur les connaissances de la biologie actuelle d’un organisme (p. ex., établir la courbe decroissance d’une population d’ours, en partant d’une petite population initiale, selon lescritères suivants : la longévité de chaque ours est de 10 ans, la maturité sexuelle des femellesest atteinte à l’âge de 4 ans, les femelles ont des portées de deux petits, un mâle ou unefemelle, aux deux ans.

- Donner un tableau à remplir et demander aux élèves de tracer un graphique de la croissancede la population. Dresser une liste de facteurs qui pourraient avoir une influence sur lacroissance de cette population.

- Demander aux élèves de trouver des données semblables qui concernent un autre organisme(p. ex., souris, éléphant, mouche) et d’établir la courbe de croissance de cette nouvellepopulation.

Généralisation- Corriger les tableaux et les graphiques des populations. - Montrer que la croissance d’une population est toujours exponentielle si des facteurs dans le

milieu ne neutralisent pas cette tendance. - Présenter le concept de résistance et de capacité limite du milieu (capacité de charge) en

utilisant un graphique et des exemples.- À l’aide d’étude de cas (p. ex., présenter des données et poser des questions concernant la

relation proie-prédateur entre les lièvres et les lynx), établir le principe d’équilibre despopulations dans la nature.

- Corriger les réponses aux questions se rapportant aux études de cas.- Donner aux élèves des données portant sur la croissance de la population humaine et faire

tracer un graphique.

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- Animer une discussion concernant la nature de la courbe de croissance de la populationhumaine, des conséquences de cette croissance et de l’apparence possible de cette courbe àcourt et à long terme.

Thème D : Biomes

Mise en situation- Présenter, au tableau, les cinq niveaux d’organisation écologique (individu, population,

communauté, biome et biosphère).- Expliquer le terme communauté écologique et demander aux élèves de donner des exemples

de diverses communautés d’organismes trouvées dans leur région.- Établir, à l’aide d’exemples, que des communautés semblables existent ailleurs dans le

monde.- Demander aux élèves ce que ces régions ont en commun.- Illustrer, à l’aide d’images ou d’autres médias (film, logiciel), ce qu’est un biome et faire

ressortir les principaux facteurs qui les caractérisent (p. ex., température, précipitations, typede végétation dominante).

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer un travail de recherche portant sur un biome canadien (p. ex., les élèves, en groupes

de quatre ou cinq, préparent une présentation de 5 à 10 minutes concernant un biomecanadien particulier). La présentation, faite à l’aide d’affiches, de transparents ou d’autresmédias, devrait toucher les points suivants : l’étendue géographique, le climat, la faune et laflore représentatives et quelques adaptations de ces éléments au climat, ainsi que lesinfluences des activités humaines sur ce biome.

Généralisation- Organiser une séance de présentation des travaux de recherche.- Évaluer la qualité de la recherche ainsi que la présentation.- Donner un résumé des caractéristiques des principaux biomes du Canada.- Donner une épreuve portant sur le contenu de l’activité.

7. Évaluation du rendement de l’élève

Dans cette activité, l’enseignant ou l’enseignante emploie les stratégies d’évaluation suivantes :

évaluation diagnostique- remue-méninges concernant les facteurs biotiques et abiotiques, et la notion d’écosystèmeévaluation formative- correction des exercices et des devoirs- évaluation du travail de groupe sur le terrain- évaluation de l’activité portant sur la croissance de population

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évaluation sommative- correction des tableaux de résultats et des affiches (thème B)- évaluation de l’activité portant sur la croissance de population- évaluation de la présentation concernant un biome- épreuve

8. Ressources

Dans cette activité, l’enseignant ou l’enseignante fait appel aux ressources suivantes :

Médias électroniquesLa Vallée Frenchman, TFO, BPN 7078, coul., 26 min. (Série Unique au monde)Le Bison, TFO, BPN 7078, coul., 26 min. (Série Unique au monde)La Vallée Khutzeymateen, TFO, BPN 623401, coul., 20 min. (Série Un monde fragile)La Baie Clayoqust, TFO, BPN 623402, coul., 20 min. (Série Un monde fragile)

9. Annexes(espace réservé à l’enseignant ou à l’enseignante pour l’ajout de ses propres annexes)

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Mouvements de la matière et de l’énergie

1. Durée

300 minutes

2. Description

L’élève étudie un milieu naturel afin de construire une pyramide de nombre. À l’aide d’exerciceset d’exemples, elle ou il étudie la relation entre les phénomènes observables dans la nature et lemouvement de l’énergie ainsi que de la matière dans les écosystèmes. En effectuant uneexpérience et en faisant des exercices, l’élève prend conscience de l’impact des activitéshumaines sur les cycles naturels. En étudiant des cas particuliers, elle ou il comprend lemécanisme de l’accumulation de matières organiques ainsi que les conséquences de cephénomène sur les systèmes naturels et sur les humains.




Contenus d’apprentissage : SNC2P-B-Comp.2 - 3 - 4 - 5SNC2P-B-Acq.1- 8SNC2P-B-Rap.2


- Choisir un site pour réaliser l’étude des pyramides de nombre et le visiter avant la sortieplanifiée avec les élèves.

- Préparer le matériel nécessaire à la sortie (guides d’identification, filets, etc.).- Se procurer les films et les autres ressources audiovisuelles nécessaires.- Se procurer plusieurs boîtes et sacs d’engrais chimiques de divers types (préférablement

vides).- Se procurer ou préparer des sols de diverses compositions.- Aménager un lieu illuminé pour favoriser la croissance des plantes.

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- Faire germer des graines de plantes communes (radis, maïs, laitue) au moins une semaineavant l’expérience à l’aide de divers engrais dans le but d’affecter la croissance des plantesCette étape peut être faite dans du vermiculite humide, à l’obscurité.

- Se procurer des trousses d’analyse de sols (disponibles chez les fournisseurs d’équipementsscientifiques et dans un centre de jardinage).


- Faire la distinction entre un élément et un composé.- Expliquer les processus météorologiques suivants : évaporation, condensation, formation des

nuages, précipitation.- Expliquer les processus de photosynthèse et de respiration cellulaire.- Connaître divers types de mélange : colloïdale, mécanique, etc.


Thème A : Mouvement de l’énergie dans les écosystèmes

Mise en situation- Demander aux élèves de décrire une des chaînes alimentaires qui existe dans leurs

écosystèmes de classe et de l’écrire au tableau.- Discuter avec les élèves des conséquences de l’élimination de la source de lumière dans

l’écosystème.- Établir que la source d’énergie de tous les organismes vient de la lumière et que le

mouvement de l’énergie dans un écosystème est à sens unique.- Animer une discussion dans le but de faire ressortir toutes les activités biologiques

(croissance, métabolisme, excrétion, etc.) qui exigent de l’organisme une dépense d’énergie. - S’assurer que les élèves comprennent que seule une fraction de l’énergie d’un niveau

trophique est transférée au niveau suivant et que l’énergie transférée est dissipée sous formede chaleur.

- Montrer, à l’aide d’exemples, ce qu’est une pyramide de nombres, une pyramide de biomasseet une pyramide d’énergie.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Organiser une activité qui permet aux élèves de faire des pyramides de nombres fondées sur

des données obtenues d’un écosystème naturel. Par exemple, former des petits groupesd’élèves et faire une sortie dans un champ. Chaque groupe possède un quadrant du champ etcollectionne le plus grand nombre possible d’organismes vivants, à l’aide de filets debalayage, de pinces et d’autres équipements. Les élèves déterminent le nombre d’herbivoreset de carnivores prélevés (les araignées sont généralement des carnivores, les sauterelles et lesfourmis, des herbivores). Elles ou ils estiment par la suite le nombre de plantes trouvées dansleur quadrant.

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(N. B. Coordonner, si possible, cette sortie pour que celle-ci soit faite en même temps que lasortie de l’activité 1.1, thème B).

Demander aux élèves de présenter en classe leurs résultats sous forme de pyramides denombre. Comme activité alternative, les élèves peuvent estimer les nombres d’organismes àchaque niveau trophique dans leurs écosystèmes en classe et dessiner une pyramide denombres.

- Préparer un exercice portant sur le transfert d’énergie d’un niveau trophique à un autre (p.ex., fournir des données se rapportant à la masse d’aliments ingérés, à la masse desexcréments et au changement de masse d’un organisme, et demander aux élèves dedéterminer la masse utilisée comme énergie ainsi que le pourcentage de la masse ingérée quiest transférée au prochain niveau trophique).

Généralisation- Évaluer les pyramides de nombre.- Faire le lien entre les pyramides de nombre et les pyramides d’énergie, et tracer au tableau un

diagramme de transfert d’énergie.- Corriger l’exercice avec les élèves et formuler avec eux la «règle du 10 %» correspondant aux

transfert d’énergie d’un niveau à un autre.- Animer une discussion portant sur les conséquences du transfert d’énergie en ce qui concerne

l’alimentation des humains (p. ex., sur le coût écologique de manger du boeuf au lieu demanger du poulet ou du grain).

Thème B : Cycle de l’eau

Mise en situation- Demander aux élèves de nommer les principaux éléments qu’on trouve dans les organismes

vivants et les écrire au tableau (p. ex., carbone, oxygène, azote, phosphore, fer, hydrogène,soufre).

- Utiliser les écosystèmes en classe pour souligner que les éléments doivent être recyclés dansles systèmes fermés.

- Expliquer que la biosphère est un écosystème fermé, ce qui nécessite le recyclage deséléments par les organismes vivants.

- Expliquer que même si l’eau n’est pas un élément, celle-ci est une substance essentielle à lavie qui est recyclée dans les écosystèmes.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Fournir aux élèves un exercice qui leur demande de retracer le cycle de l’eau (p. ex., l’élève

imagine qu’elle ou il est une goutte d’eau et décrit son trajet depuis son absorption par uneplante jusqu’à son retour à l’absorption par une plante, ce qui nécessite au moins six étapes).

- Demander aux élèves d’illustrer leur travail sous forme d’organigramme et de donner uneexplication du déroulement de chaque étape.

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Généralisation- Corriger l’exercice.- Donner un organigramme traditionnel du cycle de l’eau et, avec les élèves, définir les termes

principaux (p. ex., transpiration, évaporation, percolation, respiration, absorption).- Animer une discussion avec les élèves portant sur l’influence des activités humaines sur le

cycle de l’eau (p. ex., la coupe des arbres, la déviation des cours d’eau, l’effet des barrageshydroélectriques).

- Présenter un film qui résume les concepts essentiels associés au cycle de l’eau (p. ex., L’Eauet la Vie, série Planète en détresse de TFO).

Thème C : Cycle du carbone et Cycle de l’oxygène

Mise en situation- Revoir, au tableau, les concepts de photosynthèse et de respiration cellulaire ainsi que les

équations globales de ces réactions.- Faire remarquer que non seulement le glucose, mais aussi tous les autres composés de la vie

(p. ex., protéines, lipides, cellulose, amidon) contiennent du carbone.- Montrer cela en brûlant des morceaux de papier, de l’amidon, un morceau de viande, des

noix, etc. - Retracer, avec les élèves, le trajet des atomes de carbone dans les écosystèmes et illustrer le

cycle du carbone au tableau.- Présenter un film qui illustre le mouvement du carbone dans les écosystèmes en général

(p. ex., Le carbone en mouvement, TFO, série Planète en détresse).

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer un exercice qui demande aux élèves d’explorer divers aspects du cycle du carbone

(p. ex., retracer le cycle du carbone des aliments qu’elles/ils mangent lors d’un repas, prédirel’effet des activités humaines, telles que la coupe des forêts et la combustion du pétrole sur lecycle du carbone).

- Donner aux élèves la tâche de retracer le cycle de l’oxygène, basé sur leurs connaissances dela photosynthèse et de la respiration cellulaire.

Généralisation- Corriger l’exercice.- Animer une discussion portant sur l’influence des humains sur le cycle du carbone et donner

un diagramme du cycle du carbone qui inclut l’exploitation des réserves fossiles, des forêts,etc.

- Présenter le phénomène de l’effet de serre ici même si le sujet est traité de façon plusapprofondie dans l’unité 4, Les Systèmes météorologiques.

- Discuter avec les élèves de la relation entre le cycle du carbone et le cycle de l’oxygène.- Résumer le cycle de l’oxygène à l’aide d’un film ou d’un autre média (p. ex., film L’Oxygène

et la Vie, TFO, série Planète en détresse).

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Thème D : Cycle de l’azote

Mise en situation- Faire circuler parmi les élèves des boîtes d’engrais chimiques et leur faire remarquer les

séries de trois chiffres sur chacune des boîtes.- Écrire au tableau les trois chiffres de chaque type d’engrais et leurs utilités respectives.- Aider les élèves à faire le lien entre le type d’engrais et son utilité.- Expliquer ce que représente chaque lettre (N-P-K).- Montrer l’importance de l’azote pour les plantes et les autres organismes et expliquer que

l’azote est souvent le facteur qui limite la croissance des plantes.- Revoir avec les élèves la composition centésimale de l’air.- Se référer aux boîtes d’engrais chimiques pour illustrer que les plantes peuvent obtenir

l’azote au travers de divers composés (ammoniaque, nitrate, nitrite). - Noter qu’une explication simple de la composition de ces substances est suffisante, car le

concept d’ions polyatomiques n’est présenté qu’à l’unité 2, Réactions chimiques.

Exploration/Manipulation/ExpérimentationPossibilité 1- Organiser une expérience qui permet aux élèves de vérifier l’effet d’une absence ou d’un

surplus de nitrate et d’autres substances nutritives sur la croissance des plantes (p. ex.,préparer une série de sols (sols sablonneux, sols limoneux, sols traités avec engrais, solstraités avec du fumier, etc.) et donner des semences germées d’avance de plantes communes(radis, maïs, laitue). Former des groupes de trois ou quatre élèves et faire planter lessemences dans les divers sols. À l’aide de trousses d’analyse de sols, faire tester les sols afind’étudier la présence de nitrate, de phosphate et de potassium dans ceux-ci. Demander auxélèves d’observer qualitativement, de mesurer la croissance de leurs plantes aux cours de 6 à10 jours et de noter leurs résultats en tenant compte du type de sol utilisé.

- Faire la semence au début de l’unité afin d’obtenir des résultats au temps approprié. Possibilité 2- Une variation de cette expérience pourrait être de faire ajouter de petites quantités de solution

de nitrate ou de phosphate à des échantillons d’eau d’étang (qui contient des algues) et, àl’aide de contrôles, de faire observer l’effet de ces substances sur la croissance des algues.

Possibilité 3- Une troisième alternative pourrait être de faire ajouter de petites quantités de matière

organique ou d’engrais à certains écosystèmes en salle de classe, de faire une analyse afin dedéterminer la présence de substances nutritives et d’observer les effets à court et à long terme.

- Demander un rapport complet de l’expérience.

Généralisation- Corriger le rapport d’expérience.- Présenter le cycle de l’azote, à l’aide de diagrammes et d’explications simples des termes

fixation d’azote et dénitrification.- Expliquer le rôle des légumineuses (montrer des nodules sur les racines d’une légumineuse)

dans la fixation de l’azote et leur importance dans l’agriculture.

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- Définir les termes fleur d’eau et eutrophisation et animer une discussion portant sur l’effet del’utilisation des engrais chimiques en agriculture et en milieu urbain sur les écosystèmesaquatiques.

Thème E : Bioaccumulation

Mise en situation- Distribuer aux élèves des brochures du ministère des Richesses naturelles portant sur la

concentration de certaines substances chimiques dans les poissons d’eau douce de l’Ontario(Guide de consommation du poisson gibier de l’Ontario, ministère de l’Environnement et del’Énergie, Gouvernement de l’Ontario).

- Discuter avec les élèves des sources possibles de ces substances.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer un exercice qui permet aux élèves de visualiser l’augmentation de la concentration

d’une substance toxique dans la chaîne alimentaire (p. ex., décrire une situation dans laquelleune substance toxique telle que le DDT est introduite dans un système aquatique à unecertaine concentration. En se basant sur les habitudes alimentaires des espèces concernées,demander aux élèves de calculer la concentration de la substance toxique qui serait présentedans chacune des espèces de la chaîne alimentaire).

- Donner un devoir qui demande aux élèves de dresser une liste des pesticides (herbicides,insecticides, fongicides, etc.) qu’elles ou ils ont à la maison, et de décrire leurs fonctions ainsique leur degré de toxicité.

- Présenter une étude de cas concernant la bioaccumulation (p. ex., les études faites concernantles goélands des Grands Lacs et l’accumulation des BPC, ou l’histoire du DDT et son effetsur les faucons pélerins ainsi que son rôle dans le contrôle de la malaria).

- À l’aide d’un film ou d’un texte écrit, poser une série de questions qui permet aux élèves deréaliser la complexité de ce genre de problèmes et de proposer des solutions.

Généralisation- Corriger l’exercice et l’étude de cas.- Donner aux élèves un tableau des substances toxiques les plus communes qui peuvent

s’accumuler dans la chaîne alimentaire.- Animer une discussion portant sur les effets possibles de la bioaccumulation sur les humains,

en soulignant la place particulière qu’occupent les humains dans la chaîne alimentaire.- Préparer une épreuve portant sur le contenu de l’activité.


Dans cette activité, l’enseignant ou l’enseignante utilise les stratégies d’évaluation suivantes :


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évaluation formative- évaluation des exercices et des devoirs- évaluation du travail de groupe sur le terrain et du travail en laboratoire- correction du travail concernant l’étude de casévaluation sommative- correction de la pyramide de nombre- évaluation des rapports de laboratoire- épreuve de fin d’activité

8. Ressources


Médias électroniquesLe Carbone en mouvement, TFO, BPN 416502, coul., 20 min. (Série Planète en détresse)L’Oxygène et la vie,TFO, BPN 416503, coul., 20 min. (Série Planète en détresse)L’Eau et la vie, TFO, BPN 416507, coul., 20 min. (Série Planète en détresse)Nitrates, TFO, BPPN 562185, coul., 5 min. (Série Encyclopédie audiovisuelle des sciences et de

la technologie)Concentration de polluants, TFO, BPN56286, coul., 5 min. (Série Encyclopédie audiovisuelle

des sciences et de la technologie)

9. Annexes (espace réservé à l’enseignant ou à l’enseignante pour l’ajout de ses propres annexes)

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Impact des activités humaines sur les écosystèmes

1. Durée

360 minutes

2. Description

L’élève prend conscience des façons dont les activités humaines influencent le milieu natureldans lequel elle ou il vit. À l’aide d’une étude de croissance des plantes dans des solscontaminés, d’une étude comparative de deux écosystèmes, d’un projet de recherche et d’autresactivités, l’élève découvre les causes et les effets des grands problèmes écologiques de notreépoque, particulièrement la pollution de l’eau, la surexploitation des sols et la perte debiodiversité dans les écosystèmes.




Contenus d’apprentissage : SNC2P-B-Comp.7 - 9SNC2P-Acq.1 - 6 - 8 - 9SNC2P-B-Rap.2 - 4 - 5


- Préparer un texte portant sur la pollution de l’eau.- Organiser une visite dans un centre de traitement des eaux usées.- Préparer le matériel nécessaire à l’expérience concernant la croissance des plantes dans les

sols contaminés (solutions d’acide, sols, semences).- Choisir deux endroits appropriés pour l’étude comparative d’écosystèmes et préparer le

matériel nécessaire à la sortie.- Préparer des statistiques concernant l’exploitation des sols.- Dresser une liste de 15 à 20 espèces menacées de disparition au Canada.- Choisir un texte ou un film portant sur des organismes disparus.- Accorder du temps à la bibliothèque ou à la salle d’ordinateurs pour effectuer la recherche

portant sur une espèce menacée.

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- Connaître les cycles de l’oxygène, du carbone, de l’azote, de l’eau ainsi que le transfertd’énergie dans un écosystème.


Thème A : Exploitation des ressources

Mise en situation- Demander aux élèves si elles ou ils désirent posséder un jour une automobile. Animer une

discussion portant sur le coût écologique d’une automobile (p. ex., effet de la fabricationd’automobiles sur l’eau, l’air et le sol, l’énergie nécessaire à sa fabrication, les ressourcesprimaires utilisées, les ressources nécessaires à son utilisation et à son maintien, et les effetsde son utilisation sur l’environnement).

- Dresser au tableau une liste de ces coûts.- Faire la distinction entre une ressource renouvelable et une ressource non renouvelable. Pour

chacune des ressources indiquées au tableau, demander aux élèves de déterminer celles quisont renouvelables et celles qui ne le sont pas et écrire leurs réponses au tableau.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Donner une activité aux élèves dans laquelle elles ou ils décrivent une journée typique de leur

vie qui illustre l’effet qu’elles ou ils ont sur l’environnement (p. ex., demander aux élèves dediviser une feuille de carton en deux; sur un côté de la feuille, elles ou ils décrivent leursactivités de la journée, sur l’autre côté de la feuille elles ou ils notent, pour chaque activité etsous forme télégraphique, les ressources utilisées).

- Demander aux élèves de nommer les ressources renouvelables et non renouvelables.

Généralisation- Corriger l’activité.- Résumer les points importants de l’activité en partant d’exemples tirés du travail de chaque

élève.- Présenter des tableaux de données ou des graphiques qui montrent l’utilisation des diverses

ressources par des Canadiens et des Nord-Américains par rapport à l’utilisation de ces mêmesressources par des citoyens d’autres pays (p. ex., Afrique, Chine, Europe, Amérique du Sud)afin d’illustrer le taux élevé de ressources que nous utilisons pour maintenir notre style devie.

- Organiser une activité de classe pour illustrer la distribution inégale des ressources.- Se servir du modèle suivant : diviser la classe en groupes proportionnellement aux nombres

d’habitants sur chaque continent (2 en Amérique du Nord, 12 en Asie, 2 en Europe, 3 enAfrique et 1 en Amérique du Sud).

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- Distribuer ensuite des bonbons à chaque groupe proportionnellement à l’utilisation desressources de chaque continent (10 en Amérique du Nord, 8 en Asie, 8 en Europe, 1 enAfrique et 1 en Amérique de Sud).

- Permettre l’interaction entre les élèves et leur demander ce que leur inspire l’activité.

Thème B : Effet des activités humaines sur l’eau

Mise en situation- Demander aux élèves de donner des exemples d’utilisation d’eau tirés de leur vie quotidienne

et de les écrire au tableau. Pour chaque cas, décider avec le groupe-classe si cette utilisation apotentiellement un effet néfaste sur la qualité de l’eau dans l’environnement.

- Définir l’eau polluée comme «de l’eau qui ne convient plus aux utilisations qu’en font leshumains et les organismes vivants en général». Faire lire un article ou une section de texteportant sur la pollution de l’eau et faire noter les principales sources de polluants dans lescours d’eau.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Décrire simplement la nature du système de traitement d’eau d’égout qui est utilisé dans la

communauté (traitement primaire, secondaire, tertiaire) et l’endroit où les égouts sontdéversés.

- Donner un devoir aux élèves qui a comme but de développer une liste de dix produitstoxiques qui sont utilisés dans leurs maisons (p. ex., peinture, détergent à vaisselle, produit denettoyage) et d’indiquer les façons dont ces substances sont retournées dans l’environnement.

- Demander si les élèves croient que ces produits se décomposeront dans la nature.- Organiser, si possible, une visite au centre de traitement des eaux usées de la communauté.- Demander aux élèves, avant la sortie, de rédiger des questions qui peuvent être posées au

sujet de la qualité de l’eau (p. ex., les types de polluants traités, l’effet des produits ajoutés àl’eau, la qualité d’eau déversée, les sources des eaux d’égouts traitées, les effets desdéversements sur le milieu aquatique).

- Présenter un film portant sur le traitement des eaux usées.

Généralisation- Corriger le devoir.- Évaluer la participation des élèves et la qualité des questions qu’elles ou ils ont posées durant

la visite.- Faire une présentation concernant les types de polluants dans les milieux aquatiques (p. ex.,

substances toxiques, éléments nutritifs, sédiments, microorganismes) et concernant lessources ainsi que les voies de pénétration de ces polluants.

- Discuter de divers emplois liés à l’étude des eaux et du contrôle de la qualité de l’eau(limnologiste, technicien ou technicienne en analyse chimique, technicien ou technicienne entraitement de l’eau, etc.).

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Thème C : Exploitation des sols

Mise en situation- Demander aux élèves d’estimer le pourcentage des terres canadiennes qui peuvent être

cultivées.- Présenter des données concernant l’étendue limitée des terres arables et, avec les élèves,

dresser une liste au tableau des facteurs de risque pour ces terres (p. ex., l’urbanisation, laperte de fertilité des sols, l’acidification, l’érosion, les substances toxiques dans le sol, laperte de l’humus qui sert d’habitat aux microorganismes, la surcompression).

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une expérience qui permet d’observer l’effet d’une substance contaminante sur la

qualité d’un sol (p. ex., demander aux groupes de quatre ou cinq élèves de préparer des petitspots de terre, et faire traiter la moitié des pots de terre avec une solution d’acide concentrée.Faire planter des semences (germées d’avance) de plantes communes et demander aux élèvesd’écrire leurs observations pendant 4 à 5 jours. Noter qu’on peut commencer cette expérienceen même temps que celle sur l’effet des nitrates et des phosphates).

- Donner les consignes de sécurité concernant l’activité.- Demander un rapport simple de l’expérience. - Préparer un exercice qui demande à l’élève de présenter des solutions écologiques à chacun

des facteurs négatifs des terres (voir Mise en situation).

Généralisation- Corriger le rapport de l’expérience.- Discuter avec les élèves des facteurs qui peuvent contribuer à l’acidification des sols (p. ex.,

l’utilisation des engrais chimiques, les pluies acides, les dépôts acides). - Expliquer l’effet de l’acidification sur la présence des éléments nutritifs dans le sol et sur leur

disponibilité pour les plantes.- Corriger, avec les élèves, l’exercice portant sur les solutions au problème de dégradation des

sols.- Discuter des divers emplois liés à la conservation des sols (p. ex., pédologue, sylviculteur ou

sylvicultrice, fermier ou fermière).- Préparer une épreuve portant sur le contenu des thèmes B et C.

Thème D : Biodiversité : indicateur d’un écosystème en équilibre

Mise en situation- Demander aux élèves d’imaginer l’apparence des forêts et des cours d’eau du Sud de

l’Ontario avant l’arrivée des Européens. Quelles espèces s’y trouvaient? Leur quantité?- Donner aux élèves un texte historique qui décrit la région à cette époque. Demander aux

élèves une description de la même région aujourd’hui. Quels sont les grands changements quiont eu lieu? De quelles façons pouvons-nous comparer le nombre d’espèces et le nombred’individus de chaque espèce présents aujourd’hui avec le nombre d’individus présents àl’arrivée des Européens? Faire remarquer que nous avons augmenté la présence de certainesespèces au détriment d’autres (p. ex., vaches, cochons, maïs, herbes de pâturage).

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- Donner une définition du mot biodiversité. - Montrer, à l’aide d’un exemple concret, l’importance de la biodiversité dans le milieu naturel

(p. ex., discuter de l’effet possible de l’introduction d’un parasite dans une monoculture tellequ’un champ de blé, et comparer l’effet de ce parasite dans un milieu mixte, tel une prairienaturelle qui contient un grand nombre d’espèces).

Exploration/manipulation/Expérimentation- Préparer une activité qui permet aux élèves de recueillir des données concernant la

biodiversité dans un milieu naturel et dans un milieu perturbé et en faire la comparaison (p.ex., choisir deux écosystèmes dans la région de l’école, parc et boisé, champ abandonné etpelouse entretenue).

- Organiser une sortie où les élèves, en groupes de quatre à cinq, comptent le nombre d’espècesqu’elles ou ils peuvent nommer.

- Estimer le nombre d’organismes de chaque espèce présente.- Comparer la biodiversité des deux écosystèmes.- Demander un rapport des résultats de l’activité.

Généralisation- Corriger le rapport de l’étude et résumer les résultats de l’étude avec le groupe-classe.- Animer une discussion portant sur l’importance du maintien de la biodiversité dans les

écosystèmes qui nous entourent et du rôle de la biodiversité comme indicateur des actionsnéfastes exercées par les activités humaines.

Thème E : Perte de la biodiversité : les espèces menacées d’extinction

Mise en situation- Donner un texte à lire, montrer un film ou présenter l’histoire de quelques organismes

disparus (p. ex., tourte, grand pingouin, doré bleu). - Demander aux élèves de proposer des raisons qui ont fait en sorte que certaines espèces sont

menacées de disparition (p. ex., perte d’habitat, pollution, nouvelles espèces introduites,surexploitation, braconnage) et les écrire au tableau.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Donner une liste de 15 à 20 espèces en danger de disparition au Canada.- Donner un travail de recherche qui demande à chaque élève de choisir un organisme sur la

liste et de répondre à une série de questions portant sur l’organisme en question (p. ex.,description, habitat et niche, population et distribution, facteurs qui le menacent et démarchesentreprises pour le protéger).

Généralisation- Corriger le travail de recherche.- Demander à des élèves d’échanger l’information trouvée concernant leurs organismes.- Discuter des mesures de conservation qui sont prises pour favoriser le rétablissement de ces

espèces (p. ex., règlements de pêche et de chasse, protection d’habitat, contrôle de pollution,formation d’organisations dédiées à la protection de la faune).

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- Donner des exemples de cas où les efforts de rétablissement ont réussi (p. ex., faucon pèlerin,grue blanche d’Amérique, truite aurore).

- Discuter des divers emplois liés à la protection de la faune et de la flore (p. ex., garde-chasse,technicien/ne forestier/ière, zoologiste, surintendant/e de parc provincial et national).

- Faire une révision de la matière enseignée et donner une épreuve portant sur le contenu desthèmes C et D.



évaluation diagnostique- épreuve portant sur la matière des Acquis préalablesévaluation formative- correction de l’activité concernant l’impact personnel sur l’environnement- correction des devoirs et des exercicesévaluation sommative- correction des rapports d’expériences- correction du travail de recherche portant sur une espèce menacée d’extinction- épreuves

8. Ressources

Dans cette activité, l’enseignant ou l’enseignante faite appel aux ressources suivantes :

Médias électroniquesOù sont passé les bisons, TFO, BPN 707806, coul., 20 min. (Série Unique au monde)L’Ours polaire, seigneur du Grand Nord, TFO, BPN 707804, coul., 26 min. (Série Unique au

monde)Les Défis du saumon du Pacifique, TFO, BPN 707803, coul., 20 min. (Série Unique au monde)Fertilité du sol, TFO, BPN 562187, coul., 5 min. (Série Encyclopédie audiovisuelle des sciences

et des technologies)


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Durabilité des écosystèmes

1. Durée

330 minutes

2. Description

En étudiant deux cas particuliers, l’élève se familiarise avec les notions de durabilité desécosystèmes et de développement durable. Elle ou il apprend certains concepts de base en gestiondes pêcheries et des forêts et applique ces concepts à des problèmes environnementaux liés à cesdeux domaines. En étudiant le système de parcs provinciaux et nationaux, l’élève reconnaîtcertaines des contributions du Canada à la protection des écosystèmes. À l’aide d’une activité degroupe et de discussions en classe, l’élève prend conscience de son impact et de sa responsabilitépersonnelle à l’endroit de l’environnement.



Attentes : SNC2P-B-A.1 - 3

Contenus d’apprentissage : SNC2P-B-Comp.7 - 9SNC2P-B-Acq.1SNC2P-B-Rap.1 - 2 - 3 - 4


- Se procurer des films et des matériaux concernant la gestion des forets et de la pêche enOntario ainsi que concernant des espèces de poissons en voie de disparition.

- Préparer un ensemble de dépliants et d’autres documents portant sur les parcs provinciaux etnationaux.

- Préparer un questionnaire à choix multiples portant sur des problèmes environnementauxpour donner aux élèves lors de l’exercice du thème D.

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- Aucun


Thème A : Étude de cas : pêche dans le lac Érié

Mise en situation- Nommer, à l’aide d’images ou d’autres médias, six poissons d’importance historique trouvés

dans le lac Érié (p. ex., cisco de lac, éperlan arc-en ciel, doré bleu, doré jaune, perchaude etcorégone).

- Donner une description de leurs habitats et de leurs niches écologiques.- Demander aux élèves de nommer des facteurs qui peuvent avoir des effets néfastes sur les

populations de poissons dans les Grands Lacs (p. ex., surexploitation, changementstechnologiques, pollution, eutrophisation, changements de température, sédimentation,prédateurs) et les écrire au tableau.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une activité qui permet aux élèves de nommer les facteurs qui ont influencé les

populations de poissons dans le lac Érié (voir Petit poisson deviendra grand!, ministère desRichesses naturelles).

- Donner un tableau de données concernant la prise de poissons du lac Érié des années 1900 à1980 et demander aux élèves de représenter ces données sur un graphique et d’en fairel’analyse.

- Demander aux élèves de formuler des questions qui pourraient être posées afin d’expliquerles changements de populations.

- Fournir des renseignements concernant les événements historiques qui ont influencé lapêcherie dans le lac Érié et demander aux élèves d’indiquer ces événements sur leurgraphique.

- Poser une série de questions qui incitent les élèves à faire le lien entre l’événement historiqueet les changements observés.

- Demander aux élèves de prédire l’avenir des pêcheries dans le lac Érié et de proposer desmesures qui pourraient être prises pour mieux gérer l’écosystème de ce lac.

Généralisation- Évaluer les graphiques et les réponses aux questions.- Faire une mise en commun des propositions des élèves concernant une meilleure gestion de

l’écosystème du lac Érié. - Animer une discussion portant sur les questions suivantes : Doit-on gérer l’écosystème du lac

Érié seulement en fonction des pêcheries? Sinon, quels autres facteurs doit-on prendre enconsidération lors de nos décisions?

- Dresser une liste des réponses au tableau.

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- Profiter des connaissances d’une personne-ressource (p. ex., un/e employé/e du ministère desRichesses naturelles, un/ employé/ d’une pêcherie ou un pêcheur ou une pêcheuse de larégion) pour compléter l’information se rapportant aux thèmes discutés avec les élèves.

Thème B : Foresterie en Ontario : exemple de développement durable?

Mise en situation- Animer une discussion portant sur le sens de l’expression qualité de vie. - Faire comprendre que la qualité de vie est un concept matériel (habillement, nourriture,

logement, loisir, etc.), social (qualité des relations entre les gens, dans le lieu de travail, à lamaison, etc.) et écologique (santé de l’environnement, capacité de l’environnement de serégénérer à long terme, maintien de la biodiversité).

- Expliquer le terme développement durable.- Présenter les quatre grands buts du développement durable (maintien des systèmes

entretenant la vie, préservation de la biodiversité, exploitation durable des espèces et desécosystèmes, et maintien de la santé humaine ainsi que de la qualité de vie).

- Faire une présentation et montrer un film (p. ex., Who’s looking after my Forests and How’sit going, version française, ministère des Richesses naturelles de l’Ontario) qui traite desprincipales étapes de la gestion forestière en Ontario (planification, coupe, préparation desite, régénération, soins des cultures et protection).

- Demander aux élèves, afin de stimuler une discussion, si les méthodes de gestion semblentrespecter les buts du développement durable.

- À l’aide de transparents ou de dessins, familiariser les élèves avec les quatre méthodes decoupe utilisées en Ontario.

- Donner un exercice qui demande de choisir et de justifier une méthode de coupe dansplusieurs différentes situations (voir Objectif forêts, guide didactique produit par ForêtsCanada et le ministère des Richesses naturelles de l’Ontario, activité : Évaluation desméthodes de coupe).

- Corriger l’exercice avec le groupe-classe.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Donner un exercice qui demande aux élèves de dresser une liste des valeurs ou des

utilisations de la forêt.- Organiser un jeu de rôle qui permet aux élèves de découvrir les diverses valeurs de la forêt et

de développer la notion de développement durable (p. ex., voir l’activité La valeur de la forêtdans le guide didactique Objectif forêts). Les élèves font la lecture d’une étude de cas portantsur la formulation d’un plan de gestion forestière dans une région donnée. Le groupe-classeest divisé en groupes de cinq à six élèves. Dans chaque groupe, un élève joue le rôle d’arbitreet les autres représentent divers groupes qui ont des intérêts différents (résidant/e de chalet,gestionnaire forestier, chasseur ou chasseure, propriétaire d’une entreprise, citoyen/ne). Lesmembres de chaque groupe défendent leurs intérêts et présentent leurs points de vue en ce quiconcerne la meilleure gestion de nos forêts pour l’avenir. Le gestionnaire, avec la coopérationdu groupe, formule un plan d’action et écrit des recommandations.

- Chaque groupe présente brièvement ses recommandations au groupe-classe.

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Généralisation- Corriger l’exercice portant sur les valeurs de la forêt et faire la mise en commun des réponses

des élèves.- Évaluer la participation des élèves dans le débat et la présentation.- Comparer les différentes recommandations présentées et formuler avec les élèves un plan de

gestion régional.- Revoir avec les élèves les objectifs du développement durable et leur demander si le plan de

gestion respecte ces buts.- Décrire un exemple de conflit local ou régional (p. ex., la situation à Temagami) et

encourager les élèves à exprimer leur opinion au sujet du conflit.

Thème C : Protection des écosystèmes : parcs provinciaux et nationaux

Mise en situation- Présenter des cartes provinciale et nationale afin d’illustrer la distribution des parcs dans la

province et le pays, et nommer les divers types de parcs (zone sauvage, zoned’environnement naturel, zone récréative, etc.).

- Demander aux élèves d’énumérer les rôles joués par les parcs (p. ex., protection de labiodiversité, aires récréatives, protection d’espèces menacées, conservation de lieuxhistoriques, préservation de sites particuliers, surveillance des changementsenvironnementaux) et les écrire au tableau.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Organiser les élèves en groupes de deux et donner un travail de recherche portant sur un parc

provincial ou national (p. ex., demander un rapport ou un dépliant de une ou deux pages quicontient une description des points d’intérêts du parc, de la flore et de la faune vivant dans leparc, de son mandat, des types d’écosystèmes protégés, des services offerts).

- Encourager les élèves à utiliser Internet et d’autres sources d’information (p. ex., brochuresdes agences gouvernementales, documents des centres touristiques).

Généralisation- Évaluer les rapports de recherche.- Présenter une comparaison entre les diverses activités permises dans certains parcs

provinciaux (p. ex., la coupe de bois dans le parc Algonquin) et les restrictions beaucoup plussévères imposées dans les parcs nationaux.

- Discuter du rôle des gouvernements provincial et fédéral dans la protection des écosystèmes.

Thème D : Développement d’une éthique environnementale

Mise en situation- Expliquer aux élèves la signification de l’expression éthique environnementale.- Présenter la charte ontarienne des droits environnementaux et discuter de l’éthique

environnementale que celle-ci propose à la société canadienne.

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Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer un questionnaire à choix multiples qui demande aux élèves d’évaluer leurs valeurs

et leurs convictions en ce qui concerne divers aspects de l’environnement (p. ex., les élèves,en groupes de quatre, reçoivent une série de questions portant sur divers problèmes fictifs del’environnement et doivent lire, discuter, faire un choix de réponses ainsi que justifier leurchoix par écrit. L’activité est suivie d’une discussion avec le groupe-classe dans le but dedécider des meilleures réponses à chaque question. Voir Atout-Faune, guide des activités,Fédération canadienne de la faune, Ottawa, 1991, activité : La Voix de la nature, p. 340).

Généralisation- Corriger les réponses écrites de chaque question.- Demander aux élèves, en groupe de trois ou quatre, de formuler une liste d’actions qui

pourraient réduire leur impact sur l’environnement.- Échanger les éléments de la liste avec le groupe-classe.- Formuler, avec le groupe-classe, une charte de responsabilités du citoyen envers

l’environnement, laquelle sera ensuite affichée dans la salle de classe.- Faire passer une épreuve portant sur le contenu de l’activité.



évaluation formative- évaluation des questions portant sur la pêcherie du lac Érié- correction de l’exercice concernant les méthodes de coupe- correction de l’exercice concernant les valeurs de la forêt- évaluation de la participation des élèves dans le jeu de rôle- correction des questions portant sur les problèmes environnementauxévaluation sommative- correction des graphiques montrant la récolte des poissons dans le lac Érié- évaluation du projet portant sur les parcs provinciaux et nationaux- épreuve de fin d’activité

8. Ressources(Comme cette activité ne mentionne aucune ressource particulière, l’enseignant oul’enseignante peut se reporter aux ressources paraissant dans l’aperçu global du cours et del’unité ou ajouter les ouvrages et moyens jugés pertinents.)


Annexe SNC2P 1.4.1 : Grille d’évaluation adaptée - Durabilité des écosystèmes

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Grille d’évaluation adaptée - Durabilité des écosystèmes Annexe SNC2P 1.4.1

Type d’évaluation : diagnostique 9 formative : sommative 9

Domaine : Biologie - Écosystèmes et activités humainesAttentes : SNC2P-B-A.1 - 2 - 3

Tâche de l’élève : Étude de cas

Compétences etcritères

50 - 59%Niveau 1

60 - 69%Niveau 2

70 - 79%Niveau 3

80 - 100%Niveau 4

Connaissance et compréhension

L’élève :- démontre sacompréhension duconcept dedéveloppement durableet des facteurs nuisantaux populations depoissons- démontre saconnaissance des butsdu «développementdurable» et de sesconséquences à diversniveaux- établit un lien entreles événementshistoriques et lamodernisation del’industrie forestière- perçoit le rôle desparcs fédéraux etprovinciaux dans laprotection desécosystèmes

L’élève démontreunecompréhensionet uneconnaissancelimitée desnotions dedurabilité desécosystèmes et dedéveloppementdurable et faitrarement destransferts denotions

L’élève démontreunecompréhensionet une connaissancepartielle desnotions dedurabilité desécosystèmes et dedéveloppementdurable et faitparfois destransferts denotions

L’élève démontreunecompréhensionet uneconnaissancegénérale desnotions dedurabilité desécosystèmes et dedéveloppementdurable et faitsouvent destransferts denotions

L’élève démontreunecompréhensionet uneconnaissanceapprofondie etsubtile desnotions dedurabilité desécosystèmes et dedéveloppementdurable et faittoujours destransferts denotions

Recherche

L’élève :- interprète destableaux, construit etanalyse des graphiqueset tire des conclusions- formule des questionset suggère desréponses

L’élève appliqueun nombrelimité destratégies avecune compétencelimitée

L’élève appliquecertaines desstratégies avecune certainecompétence

L’élève appliquela plupart desstratégies avec une grandecompétence

L’élève appliquetoutes oupresque toutesles stratégies avecune très grandecompétence

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Communication

L’élève :- utilise la terminologiepropre à l’étude desécosystèmes (facteurlimitatif, qualité de vie,durabilité, foresterie,pêcherie, etc.)- utilise des tableaux,graphiques, schémas,cartes, etc.

L’élèvecommunique sesconnaissances etsa compréhensionavec peu declarté et avecune précisionlimitée enutilisant laterminologie avecpeu d’exactitudeet une efficacitélimitée

L’élèvecommunique sesconnaissances etsa compréhensionavec unecertaine clarté etprécision enutilisant laterminologie avecune certaineexactitude et unecertaineefficacité

L’élèvecommunique sesconnaissances etsa compréhensiongénérale avec unegrande clarté etprécision enutilisant laterminologie avecune grandeexactitude etefficacité

L’élèvecommunique sesconnaissancesavec une trèsgrande clarté etprécision enutilisant laterminologie avecune très grandeexactitude etefficacité

Rapprochements

L’élève - analyse les liens entreles écosystèmes et leconcept de durabilité- évalue l’impact socialet économique desactivités humaines etde la technologie- propose des solutions

L’élève démontreunecompréhensionlimitée de laproblématique etl’analyse avecune compétencelimitée tout endémontrant unecompétencelimitée à élaborerdes solutions

L’élève démontreune certainecompréhensionde laproblématique etl’analyse avecune certainecompétence touten démontrantune certainecompétence àélaborer dessolutions

L’élève démontreunecompréhensiongénérale de laproblématique etl’analyse avecune grandecompétence touten démontrantune grandecompétence àélaborer dessolutions

L’élève démontreunecompréhensionapprofondie dela problématiqueet l’analyse avecune très grandecompétence touten démontrantune très grandecompétence àélaborer dessolutions

Remarque : L’élève dont le rendement est en deçà du niveau 1 (moins de 50%) n’a pas satisfait aux attentespour cette tâche.

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Étude d’un problème environnemental

1. Durée

300 minutes

2. Description

Dans cette activité, l’élève effectue une recherche portant sur un problème environnemental etpropose des solutions conformes aux notions inhérentes du développement durable. En élaborantun plan de recherche, en effectuant une expérience et en utilisant des renseignements provenantde diverses sources, l’élève développe les compétences requises pour entreprendre des recherchesscientifiques et communiquer des résultats de recherches à un groupe.



Attentes : SNC2P-B-A.2 - 3

Contenus d’apprentissage : SNC2P-B-Comp.7SNC2P-B-Acq.1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7SNC2P-B-Rap.2


- Accorder du temps de recherche à la bibliothèque ou au laboratoire d’ordinateurs.- Se procurer l’équipement audiovisuel nécessaire aux présentations.


- Connaître les principales étapes de la méthode scientifique.- Utiliser Internet et diverses ressources de la bibliothèque pour effectuer une recherche.

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Thème A : Élaboration d’un plan de recherche

Mise en situation- Demander aux élèves d’énumérer des problèmes environnementaux locaux, nationaux et

mondiaux et en dresser une liste au tableau (p. ex., la pollution sonore, le braconnage, l’effetdes pesticides sur la faune et la flore, la baisse des populations de grenouilles, le problèmed’entreposage des déchets, l’effet des barrages sur les populations de poissons, l’effet de lacompression des sols en forêts, la désertification, l’entreposage des déchets nucléaires).

- Ajouter d’autres problèmes à cette liste.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Organiser des groupes de deux ou trois élèves.- Donner aux élèves un travail d’élaboration de plan de recherche. Chaque groupe choisit un

sujet de la liste et fait un remue-méninges afin d’élaborer une liste de questions se rapportantà leur sujet de recherche.

- Encourager les élèves à examiner les causes et les conséquences du problème, lesimplications écologiques, sociales et économiques, et les solutions possibles en considérantles buts du développement durable.

- Demander aux élèves d’élaborer une activité susceptible d’être incorporée à leur recherche.- Demander un plan formel de recherche qui comprend une liste de questions qui seront

abordées lors de la recherche, les sources d’information et les paramètres de l’expérience.

Généralisation- Évaluer le plan de recherche de chaque groupe. - Rencontrer chaque groupe afin de discuter de leur plan de recherche.- Vérifier le plan de l’activité pour s’assurer de sa faisabilité au point de vue temps, matériel et

sécurité.- Suggérer, au besoin, des modifications ou des solutions de rechange.

Thème B : Recherche et expérience portant sur un problème environnemental

Mise en situation- Préparer avec chaque groupe le matériel nécessaire à son expérience et s’assurer que les

mesures de sécurité appropriées sont suivies.- Indiquer les sources d’information. - Accorder du temps aux élèves pour effectuer leur recherche (p. ex., organiser une visite à la

bibliothèque de l’école ou à la bibliothèque municipale, donner une liste d’adresses d’agencesgouvernementales et privées qui se préoccupent du problème, avoir accès à Internet, faciliterla communication avec des personnes-ressources de la communauté).

- Suggérer divers médias que les élèves peuvent exploiter pour communiquer leurs résultats augroupe-classe (p. ex., maquette, vidéo, transparent, diagramme, diaporama).

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Exploration/Manipulation/Expérimentation- Permettre aux élèves d’effectuer leurs activités.- Aider les élèves à résoudre les difficultés qu’elles ou ils rencontrent lors de leurs recherches

et activités.- Aider les élèves à préparer leur présentation au groupe-classe.

Généralisation- Corriger le projet de recherche.- Évaluer la présentation de chaque groupe.



évaluation diagnostique- épreuve portant sur la matière des Acquis préalablesévaluation formative- correction du plan de recherche - évaluation de la participation de chaque élève lors des activités de groupeévaluation sommative- évaluation du projet de recherche- évaluation de la présentation du projet devant le groupe-classe



Annexe SNC2P 1.5.1 : Grille d’évaluation adaptée - Étude d’un problème environnemental

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Annexe SNC2P 1.5.1Grille d’évaluation adaptée - Étude d’un problème environnemental


Domaine : Biologie - Écosystèmes et activités humainesAttentes : SNC2P-B-A.2 - 3

Tâche de l’élève : Recherche et présentation orale d’un problème environnemental


50 - 59%Niveau 1

60 - 69%Niveau 2

70 - 79%Niveau 3

80 - 100%Niveau 4


L’élève :- démontre sacompréhension duconcept dedéveloppement durabled’un écosystème- démontre saconnaissance descauses et incidences àdivers niveaux d’unproblème écologique- transfère les conceptsécologiques étudiésdans la situation cibléeen démontrant lesrapports existants

L’élève démontreunecompréhensionet uneconnaissancelimitée duconcept dedéveloppementdurable d’unécosystème et faitrarement destransferts deconcepts

L’élève démontreunecompréhensionet uneconnaissancepartielle duconcept dedéveloppementdurable d’unécosystème et faitparfois destransferts deconcepts

L’élève démontreunecompréhensionet uneconnaissancegénérale duconcept dedéveloppementdurable d’unécosystème et faitsouvent destransferts deconcepts

L’élève démontreunecompréhensionet uneconnaissanceapprofondie etsubtile duconcept dedéveloppementdurable d’unécosystème et faittoujours destransferts deconcepts

Recherche

L’élève : - repère une situationproblématiqued’écosystèmes,planifie et formule desquestions pour définirl’étendue de sarecherche- élabore une activitéexpérimentale - prévoit l’équipement,le matériel et lesmesures sécuritairesnécessaires

L’élève appliqueun nombrelimité destratégies propresà une recherchescientifique avecune compétencelimitée tout enutilisant les piècesd’équipement defaçon sécuritaireuniquement soussupervision

L’élève appliquecertaines desstratégies propresà une recherchescientifique avecune certainecompétence touten utilisant lespiècesd’équipement defaçon sécuritaireavec peu desupervision

L’élève appliquela plupart desstratégies propresà une recherchescientifique avecune grandecompétence touten utilisant lespiècesd’équipement defaçon sécuritaire

L’élève appliquetoutes oupresque toutesles stratégiespropres à unerecherchescientifique avecune très grandecompétence,utilise les piècesd’équipement defaçon sécuritaireet encourage lesautres à en faireautant

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Communication

L’élève :- communique lesconclusions de sarecherche- emploie laterminologie - utilise lerapport d’expérience etla maquette- utilise Internet et unlogiciel de traitementde texte

L’élèvecommunique sesconnaissances etsa compréhensionavec peu declarté et avecune précisionlimitéeen employant laterminologie avecpeu d’exactitudeet une efficacitélimitée

L’élèvecommunique sesconnaissances etsa compréhensionavec unecertaine clarté etprécision enemployant laterminologie avecune certaineexactitude et unecertaineefficacité

L’élèvecommunique sesconnaissances etsa compréhensiongénérale avec unegrande clarté etprécision enemployant laterminologie avecune grandeexactitude etefficacité

L’élèvecommunique sesconnaissancesavec une trèsgrande clarté etprécision enemployant laterminologie avecune très grandeexactitude etefficacité

Rapprochements

L’élève :- analyse les liens entreles questions socialeset économiques, lesécosystèmes et leconcept de durabilité- évalue l’impact socialet économique desactivités humaines etde la technologie - propose des solutions

L’élève démontreunecompréhensionlimitée de laproblématique,l’analyse avecune compétencelimitée etdémontre unecompétencelimitée à élaborerdes solutions

L’élève démontreune certainecompréhensionde laproblématique,l’analyse avecune certainecompétence etdémontre unecertainecompétence àélaborer dessolutions

L’élève démontreunecompréhensiongénérale de laproblématique,l’analyse avecune grandecompétence etdémontre unegrandecompétence àélaborer dessolutions

L’élève démontreunecompréhensionapprofondie dela problématique,l’analyse avecune très grandecompétence etdémontre unetrès grandecompétence àélaborer dessolutions


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Chimie - Réactions chimiques

Description

Cette unité porte sur l’étude des composés chimiques et des diverses réactions chimiques qui fontpartie de la vie quotidienne. En observant des démonstrations, en construisant des modèles et eneffectuant des réactions chimiques en laboratoire, l’élève développe sa compréhension de lanature des transformations chimiques et du langage qui sert à les décrire. L’élève améliore samaîtrise de la méthode scientifique en élaborant un plan détaillé d’expérience dans le but devérifier un phénomène chimique. Par le biais d’exemples et de travaux de recherche, l’élèveapprend à reconnaître diverses réactions tirées de son quotidien et à apprécier l’importance desconnaissances chimiques dans le monde du travail.


Domaine : Chimie - Réactions chimiques

Attentes : SNC2P-C-A.1 - 2 - 3

Contenus d’apprentissage : SNC2P-C-Comp.1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 SNC2P-C-Acq.1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9 - 10 - 11SNC2P-C-Rap.1 - 2 - 3 - 4


Activité 2.1 : Composés chimiquesActivité 2.2 : Introduction aux réactions chimiquesActivité 2.3 : Exploration des réactions chimiquesActivité 2.4 : Vitesse des réactions chimiquesActivité 2.5 : Acides et basesActivité 2.6 : Tâche d’évaluation sommative - Vitesse de réaction

Acquis préalables

- Décrire un composé comme étant une substance pure constituée d’atomes différents qui ne peuvent être séparés que par des processus chimiques.

- Distinguer les métaux des non-métaux.- Effectuer les expériences de dépistage d’oxygène, d’hydrogène et de bioxyde de carbone.

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- Présenter des éléments, des composés et des molécules simples par leurs symboles et leursformules chimiques.

- Communiquer, oralement ou par écrit, les résultats d’une expérience ou d’une recherche, àl’aide de rapports de laboratoire et de divers médias.


L’enseignant ou l’enseignante doit :- se procurer des ensembles de produits domestiques d’usage courant pour réaliser les activités

concernant les composés chimiques, et les acides et bases.- vérifier que l’équipement de laboratoire est disponible et fonctionnel (p. ex., le bon

fonctionnement du pH-mètre).- accorder du temps pour effectuer le travail de recherche à la bibliothèque et au laboratoire

d’ordinateurs.- se procurer l’équipement nécessaire aux présentations (caméra vidéo, rétroviseur, etc.). - s’assurer que le document SIMDUT est disponible.

Liens

Français- Développer des notions linguistiques en utilisant un vocabulaire correct, précis et varié.- S’exprimer correctement lors des activités ou des présentations.- Utiliser correctement les notions syntaxiques, lexicales et grammaticales dans la rédaction de

textes.- S’exprimer dans un français correct lors des échanges verbaux avec l’enseignant ou

l’enseignante.

Animation culturelle- Communiquer les résultats des recherches à l’aide de divers médias.- Développer ses compétences en écriture.- Utiliser l’expression orale spontanée lors des échanges dans le groupe de travail.

Technologie- Utiliser divers logiciels et Internet pour recueillir des renseignements.- Utiliser des techniques de laboratoire telles que le filtrage et le titrage.- Connaître les applications des divers types de réactions chimiques dans l’industrie (p. ex.,

analyse chimique, agriculture, industrie chimique).

Perspectives d’emploi- Effectuer des recherches portant sur des emplois qui demandent les connaissances des

diverses réactions chimiques (p. ex., emplois dans les domaines de la santé, de l’alimentation,des mines).

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- lecture- manipulation- exposé- résolution de problèmes- devoirs- discussions- démonstrations- graphiques

- expérimentation- rédaction de rapports de laboratoire- recherche - étude de cas- remue-méninges- utilisation d’exemples- travail de groupe- épreuve



évaluation diagnostique- observation de la construction de modèles, par l’élève, de molécules déjà vues- épreuve sur les sujets décrits dans «Acquis préalables»

évaluation formative- correction des exercices et des devoirs- évaluation des rapports de laboratoire- évaluation d’un plan de recherche- évaluations des modèles

évaluation sommative- évaluation de rapports de laboratoire - évaluation du travail de recherche- évaluation d’une présentation orale - épreuves



Élèves en difficulté- Jumeler l’élève avec d’autres élèves.- Vérifier le travail fréquemment pour s’assurer que l’élève comprend la tâche demandée.- Prévoir une activité structurée (listes de tâches à accomplir, routine journalière bien définie).- Accorder plus de temps pour écrire les notes et répondre aux questions.- Modifier et adapter les activités ainsi que les exercices aux besoins de l’élève.

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- Demander des versions simplifiées des rapports de laboratoire.- Offrir plus d’appuis concrets et visuels : modèles, diagrammes, etc.- Porter une attention particulière aux dangers possibles lors de certaines activités et les

modifier en conséquence.

ALF/PDF- Offrir des appuis concrets et visuels : modèles, diagrammes.- Jumeler l’élève avec un/e élève qui peut servir d’interprète.- Préparer un lexique de la terminologie scientifique.- S’assurer que les consignes ont été comprises, en posant des questions.- Simplifier la structure de la phrase en évitant d’utiliser des phrases complexes et des verbes

passifs.- Simplifier les textes écrits et les notes.- Accorder suffisamment de temps à l’élève afin qu’elle ou il puisse participer aux discussions.- S’assurer que les élèves voient et entendent bien (p. ex., éviter de les placer au fond de la

classe, choisir un caractère d’imprimerie d’au moins 12 points).

Renforcement ou enrichissement- Encourager l’élève à suggérer des sujets et des projets qu’elle ou il aimerait réaliser dans ce


situations favorisant l’interdépendance positive et l’écoute active.- Permettre à l’élève d’approfondir un sujet étudié en classe.- Permettre à l’élève d’utiliser ses talents de façon constructive.


Élèves en difficulté- Permettre les épreuves à livre ouvert.- Donner, à l’occasion, un test oral.- Accorder du temps pour lire les questions et être disponible pour expliquer les consignes

écrites.- Utiliser tous les moyens permettant à l’élève de montrer sa compréhension. - Modifier les épreuves en réduisant les réponses écrites.

ALF/PDF- Accorder du temps supplémentaire pour terminer les tâches ou les tests.- Expliquer ou simplifier les consignes et les questions.- Varier les méthodes d’évaluation.

Renforcement ou enrichissement- Offrir des occasions de raisonner en traitant un sujet en profondeur.- Permettre à l’élève d’exprimer sa créativité lors d’évaluation.- Permettre à l’élève d’explorer plusieurs solutions à un problème donné.

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- Donner des tâches qui lui permettent de montrer des habiletés supérieures telles l’analyse, lasynthèse et la recherche de sujets complexes.

Sécurité


Voici une liste plus complète des règles de sécurité au laboratoire de sciences :- informer l’enseignant ou l’enseignante de toute situation personnelle particulière (p. ex.,

allergies, verres cornéens). - porter des lunettes de sécurité au cours des manipulations chimiques.- éviter de goûter, de toucher ou de humer directement une substance chimique.- se débarrasser des déchets selon les consignes données.- libérer sa surface de travail de tout objet inutile et ne conserver que le matériel nécessaire à

l’expérience.- attacher les cheveux longs.- s’assurer que les robinets à gaz et les commutateurs électriques sont bien fermés lorsque le

travail en laboratoire est terminé.- lire l’ensemble des consignes d’une activité avant de la commencer.- prendre des précautions particulières avant d’utiliser un brûleur.- manipuler les objets chauds avec prudence.- avant de faire chauffer des substances, s’assurer que les morceaux de verre sont en pyrex,

propres et intacts.- ne jamais diriger l’ouverture d’une éprouvette vers soi-même ou vers autrui.- promener une éprouvette dans la flamme du brûleur à gaz afin de bien répartir la chaleur.- ramasser immédiatement tout produit chimique renversé.- débrancher les fils électriques en tirant sur la fiche électrique et non sur le cordon.- ne jamais utiliser un morceau en verrerie brisé ou fêlé.- ne jamais laisser un brûleur Bunsen allumé sans surveillance.- ne jamais faire chauffer une substance inflammable avec un brûleur.- ne jamais consommer de nourriture au laboratoire. - ne jamais laisser sans surveillance une expérience en cours.- ne jamais s’écarter du protocole, à moins que l’enseignant ou l’enseignante ne le suggère.- signaler toute blessure à l’enseignant ou à l’enseignante, quelle que soit son importance.

68

Ressources


Manuels pédagogiquesANDREWS, William. A,. et al., Introduction aux sciences 10, Montréal, Lidec, 1993, 688 p.BENSOUSSAN, Issac, EMC, Anjou, Les Éditions CEC, 1998, 294 p.CANDIDO, Jack L, et al., Les Maillons de la science 10, Montréal, Les Éditions de la

Chenelière, 1991, 773 p.HIRSH, Alan J., et al., Exploration scientifique 10, Montréal, Guérin, 1990, 581 p.

Ouvrages généraux/de référence/de consultationChem13 News, University of Waterloo, 1991.DEVOE, Howard, Les Systèmes chimiques : un fascicule modulaire de chimie physique,

Montréal, Éditions Études Vivantes, 1981, 107 p.DONOVAN, Thomas R., Marion C. POOLE et Douglas J, YACK, La Chimie en action,

Montréal, Guérin, 1992, 425 p.GRAVEL, J.-P., et al., Éléments de chimie moderne, Montréal, McGraw-Hill, 1981, 387 p.Handbook of Chemistry and Physics, CRC press, édition récente.HEATH, et MACNAUGHTON, Sciences physiques, matière, énergie, interactions, Montréal,

Centre Éducatif et Culturel,1978, 240 p.HUMPHREYS, David, Demonstrating Chemistry, Hamilton, Université McMaster, 1993.LEDBETTER, et YOUNG, À la découverte de la chimie, cahier de laboratoire, Montréal,

Éditions du Renouveau pédagogique inc., 1973, 139 p. ***LIEM, Tik L., Invitations to Science Inquiry, Lexington, Massachusetts, Ginn Press, 1985, 363 p.PERCIVAL, Ian, et Ross WILSON, La Chimie, une expérience humaine, Montréal, Les Éditions

de la Chenelière, 1990, 461 p. *RHÉAUME, GRENIER et DAIGLE, En quête des phénomènes ioniques, module 3, Québec,

Éditions HRW, 1991, 151 p.ROBITAILLE, DÉLORME et PILOTE, Chimie : Lois fondamentales et théorie atomique,

Montréal, Édition du Renouveau pédagogique, 1976, 59 p. ***The Merck Index, Merck & Co., édition récente.SIMDUT 1988 (système d’information portant sur les matières dangereuses utilisées au travail),disponible en s’adressant au College, University et School Council of Ontario.

Médias électroniquesLes Liaisons atomiques, TFO, BPN 255204, coul., 10 min. (Série Atomiques et liaisons

chimiques)Les Réactions chimiques, TFO, BPN 509003, coul., 15 min. (Série Forts en Science)

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Composés chimiques

1. Durée

330 minutes

2. Description

Dans cette activité, l’élève apprend à nommer et à déterminer la formule chimique de composésioniques et moléculaires simples. À l’aide de modèles et d’exemples tirés de la vie courante, elleou il développe sa compréhension de la structure des molécules et de la diversité des composéschimiques.



Attente : SNC2P-C-A.1

Contenus d’apprentissage : SNC2P-C-Comp.4 - 6SNC2P-C-Acq.2


- Préparer un ensemble de produits chimiques domestiques d’usage courant et qui ont leursétiquettes originales.

- Préparer des feuilles de radicaux usuels et des tableaux périodiques.- Vérifier les ensembles de modèles atomiques.- Préparer le matériel nécessaires aux démonstrations.- Vérifier et essayer les démonstrations avant les cours.


- Distinguer un élément métallique d’un élément non métallique à l’aide du tableau périodique.- Savoir faire la distinction entre un élément et un composé.

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Thème A : Composés chimiques dans la vie courante

Mise en situation- Revoir ce qu’est un composé chimique en présentant des exemples.- Illustrer l’arrangement des atomes dans un composé à l’aide de modèles atomiques (p. ex.,

billes et ressorts).- Faire comprendre que les composés ont des propriétés physiques et chimiques différentes des

éléments qui les composent (p. ex., le sodium et le chlore dans le sel de table).

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Placer plusieurs produits chimiques d’usage courant autour de la salle de classe (p. ex., sel de

table, bicarbonate de sodium, alcool éthylique, eau de Javel, aspirine).- Demander aux élèves de passer de station à station et de noter pour chacun des produits le

nom courant, la formule chimique, sa description et son utilité.- Demander aux élèves de présenter leurs résultats sous forme de tableau.- Donner un devoir ou une recherche où les élèves doivent trouver le nom chimique, le nom

courant, l’utilité et, si possible, la formule chimique d’au moins cinq produits chimiquestrouvés à la maison.

- Demander aux élèves de remettre un fac-similé des étiquettes de produits avec leur travail.- Donner les consignes de sécurité se rapportant à l’activité.

Généralisation- Demander à plusieurs élèves de présenter au groupe-classe l’information recueillie.- Résumer cette information au tableau et donner une définition de composé et de formule

chimique.- Évaluer le travail de classe et le devoir ou la recherche.

Thème B : Présentation de la nomenclature chimique

Mise en situation- Animer une discussion portant sur l’importance d’un système uniforme pour nommer les

composés chimiques (p. ex., permettre l’échange d’informations, communiquer avec desindividus d’autres pays).

- Écrire au tableau plusieurs formules chimiques avec leurs nomenclatures (p. ex., NaClchlorure de sodium, SO3 trioxyde de soufre, CO2 bioxyde de carbone, Na2S sulfure debisodium).

- Noter que les préfixes grecs des composés sont souvent omis. Cependant, ceux-ci sontacceptables selon les règles de l’UICPA (l’Union internationale de la chimie pure etappliquée) et sont particulièrement utiles pour réaliser cette activité.

- Demander aux élèves d’étudier les règles de la nomenclature des composés.

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Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer un exercice durant lequel les élèves doivent donner les noms de plusieurs composés

binaires d’après leurs formules et donner les formules de plusieurs composés binaires d’aprèsleurs noms.

Généralisation- Corriger l’exercice en groupe-classe.- Présenter un résumé des règles de la nomenclature proposée par l’UICPA en ce qui concerne

les composés binaires. - Préparer une épreuve formative portant sur le contenu des thèmes A et B.

Thème C : Prédiction de la formule d’un composé binaire

Mise en situation- Revoir l’utilisation du tableau périodique pour déterminer la nature métallique ou non

métallique d’un élément.- Expliquer, à l’aide de diagrammes simples, que les métaux ont tendance à former des ions

positifs et que les non-métaux ont tendance à former des ions négatifs.- Définir les termes anions et cations.- Définir le concept de valence (le nombre de charges que possède un ion ou le nombre de liens

qu’un atome peut créer avec un autre atome).- Expliquer comment utiliser le tableau périodique pour trouver la valence principale des vingt

premiers éléments.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Organiser les élèves en groupes de deux ou trois. - Donner un ensemble de cercles en cartons (ou demander aux élèves de découper les cercles). - Présenter une activité dans laquelle les élèves doivent déterminer la formule de divers

composés binaires et de diverses molécules simples en écrivant le symbole ainsi que lavalence des atomes sur les cercles en carton.

- Faire attacher les cercles (p. ex., avec des trombones) en respectant le nombre de liens queforment entre eux les atomes.

- Demander aux élèves de remettre leurs modèles de molécules ainsi que les formules qui lesaccompagnent.

Généralisation- Corriger le travail portant sur les modèles de molécules et de formules.- Expliquer la technique qui permet de déterminer la formule d’un composé binaire (par

croisement des valences).- Montrer que la formule doit être simplifiée lorsque le composé est formé d’un métal et d’un

non-métal.- Préparer un exercice qui demande aux élèves de déterminer les formules et les noms des

composés d’après les atomes qui les constituent.- Corriger l’exercice en groupe-classe.

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Thème D : Composés ternaires

Mise en situation- Écrire au tableau des exemples de composés ternaires (p. ex., CaCO3, NaClO et H2SO4).- Donner la définition d’un radical (ion polyatomique).- Préparer une démonstration qui permet d’illustrer que les composés qui possèdent un même

radical possèdent des propriétés semblables (p. ex., les carbonates réagissent tous avec levinaigre pour libérer du gaz carbonique).

- Montrer, à l’aide d’exemples au tableau, que les règles de nomenclature des composésbinaires s’appliquent également aux composés ternaires.

- Expliquer l’utilisation des parenthèses dans les formules chimiques de certains composés (p. ex., Ca(NO3)2 et (NH4)2S ).

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Donner un tableau des radicaux usuels.- Préparer un exercice durant lequel les élèves doivent déterminer les noms et les formules de

composés constitués de divers anions et cations.

Généralisation- Corriger l’exercice.

Thème E : Composés organiques

Mise en situation- Faire une démonstration pour illustrer qu’un grand nombre de composés usuels sont formés

de carbone (p. ex., la combustion d’un morceau de papier, la combustion incomplète del’acétylène, l’ajout de 10 ml d’acide sulfurique à 25 ml de sucre dans un petit becher pourcarboniser le sucre). Il est important que ces démonstrations soient faites avec précaution etdans une hotte.

- Donner plusieurs exemples de composés organiques tirés de la vie courante (p. ex., acideacétique, octane, propane, cellulose, glucose, éthanol, cire).

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une activité de construction de modèles chimiques de composés organiques simples

(CH4, C3H8, CH3CH2OH, CH3COOH, etc.) avec des ensembles de billes et de ressorts oud’autres systèmes de modèles atomiques.

Généralisation- Présenter les propriétés du carbone qui permettent à cette molécule d’être à la base d’un si

grand nombre de composés chimiques (p. ex., capacité de former des chaînes et desramifications, force des liaisons entre atomes de carbone).

- Indiquer que la présence de groupes fonctionnels (-OH, -COOH) change le nom et la naturedu composé.

- Animer une discussion portant sur l’origine des composés organiques et sur leurs rôles dansnotre vie.

- Préparer une épreuve portant sur l’activité.

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Dans cette activité, l’enseignant ou l’enseignante emploie les stratégies d’évaluationsuivantes :

évaluation diagnostique- observation de la construction de modèles moléculaires par l’élève- épreuve portant sur les sujets décrits dans Acquis préalablesévaluation formative- correction des exercices- correction de l’activité portant sur les formules chimiques (avec des modèles de carton)- épreuveévaluation sommative- épreuve à la fin de l’activité

8. Ressources


Médias électroniquesLa visualisation des molécules en trois dimensions. (consulté le 5 juillet 1999)

http://www2.ac.nice.fr/second/discp/physique/rasmol/index.htlm ethttp://www.multimedia.com/stefg1971/molecules/molecules.htlm


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Introduction aux réactions chimiques

1. Durée

300 minutes

2. Description

Dans cette activité, l’élève, à l’aide d’expériences et de discussions, apprend à reconnaître lesindices d’une réaction chimique et à exprimer un changement chimique de façon symbolique. Onprésente la loi de la conservation de la masse en faisant participer les élèves aux démonstrationset en leur faisant effectuer des exercices pratiques. L’élève applique cette loi en équilibrant deséquations chimiques.




Contenus d’apprentissage : SNC2P-C-Acq.1 - 2 - 7 - 8 - 11


- Préparer le matériel nécessaire (substances chimiques, billes et ressorts, blocs Lego) poureffectuer les démonstrations et les expériences.

- Vérifier et effectuer les démonstrations et les expériences avant de les présenter aux élèves.


- Maîtriser le concept de l’atome et de la molécule ainsi que les symboles chimiques.- Faire la distinction entre les propriétés physiques et les propriétés chimiques.

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Thème A : Indices d’une réaction chimique

Mise en situation- Demander aux élèves d’échanger des exemples de réactions chimiques de leur quotidien et en

dresser une liste au tableau.- Présenter des réactions simples (p. ex,. une solution de sulfate de cuivre avec une solution

d’hydroxyde de sodium) pour stimuler la discussion portant sur la définition d’une réactionchimique.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une expérience qui permet aux élèves de nommer les indices qui montrent qu’une

réaction chimique a eu lieu (p. ex., dans un sac Zip-Loc, mélanger 5 g de CaCl2•2H2O et 5,6 gde NaHCO3. Ajouter ensuite 10 ml d’une solution de phénol rouge et sceller le sac).

- Faire des observations.- Donner les consignes de sécurité se rapportant à l’activité.

Généralisation- Demander aux élèves d’échanger leurs résultats en groupe-classe.- Résumer avec les élèves les principaux points de l’expérience au tableau.

Thème B : Équations chimiques

Mise en situation- Présenter, en se servant d’exemples, des situations permettant d’écrire des équations

chimiques (p. ex., Jeanne plonge un morceau de magnésium allumé dans une bouteilled’oxygène et observe la formation de poudre d’oxyde de magnésium. Écrire l’équation decette réaction en mots et avec des symboles chimiques).

- Discuter de la façon d’exprimer ces réactions sous forme d’équations chimiques et expliquerla signification des symboles dans une équation.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Donner des exemples d’équations chimiques simples (en mots et avec des symboles

chimiques) et demander aux élèves de les expliquer.- Demander aux élèves de trouver des situations quotidiennes où des réactions chimiques sont

utilisées (p. ex., les ustensiles en argent et le nettoyant).

Généralisation- Corriger l’exercice en classe avec les élèves.- Résumer les principaux éléments de la leçon.- Préparer et donner des exercices supplémentaires en devoir.- Préparer une épreuve qui porte sur le contenu des thèmes A et B.

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Thème C : Loi de la conservation de la masse

Mise en situation- Préparer une démonstration dans le but d’intéresser l’élève à la loi de la conservation de la

masse (p. ex., la combustion d’une chandelle et la perte apparente de sa masse).- Animer une discussion en classe portant sur cette loi à la suite de la démonstration.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une expérience qui permet de vérifier la loi de la conservation de la masse dans une

réaction chimique (p. ex., mesurer la masse avant et après la réaction de l’iodure depotassium et du nitrate de plomb placés dans un contenant fermé).

Généralisation- Résumer au tableau avec les élèves ce qu’elles ou ils ont compris de l’expérience et énoncer

la loi de la conservation de la masse.- Demander aux élèves de rédiger un rapport de laboratoire.- Revoir, s’il y a lieu, les composantes qui doivent être présentes dans un rapport de laboratoire

(titre, but, matériel, méthode, résultats, analyse et conclusions).- Évaluer le rapport de laboratoire.

Thème D : Équilibrage des équations chimiques Mise en situation- Présenter une équation chimique non équilibrée au tableau et expliquer cette réaction à l’aide

de modèles atomiques (p. ex., billes et ressorts).- Équilibrer l’équation chimique par essais en utilisant les modèles.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une activité dans laquelle les élèves travaillent avec des modèles atomiques afin

d’équilibrer des équations chimiques (p. ex., en utilisant des blocs Lego de diverses couleurspour représenter des atomes).

Généralisation- Résumer au tableau les résultats de l’activité avec le groupe-classe.- Expliquer les techniques utilisées pour équilibrer les équations chimiques simples par essais.- Préparer et donner des exercices portant sur l’équilibrage des équations chimiques.- Préparer une épreuve qui porte sur le contenu de l’activité.

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évaluation diagnostique- mots croisés concernant les propriétés chimiques et physiques- épreuve portant sur l’atomeévaluation formative- rapport d’expérience- correction d’exercices et de devoirs- épreuve évaluation sommative- épreuve à la fin de l’activité

8. Ressources

Médias électroniquesÉquilibrage des équations chimiques. (consulté le 5 juillet 1999)

http://www2.ac-nice.fr/second/discip/physique/reaction/Eqchim.htlm


Annexe SNC2P 2.2.1 : Grille d’évaluation adaptée - Introduction aux réactions chimiques

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Annexe SNC2P 2.2.1Grille d’évaluation adaptée - Introduction aux réactions chimiques


Domaine : Chimie - Réactions chimiquesAttentes : SNC2P-C-A.1 - 2 - 3

Tâche de l’élève : Équilibration d’équations chimiques


50 - 59%Niveau 1

60 - 69%Niveau 2

70 - 79%Niveau 3

80 - 100%Niveau 4


L’élève :- démontre sacompréhension desrègles de lanomenclature descomposés inorganiqueset organiques simples- démontre sacompréhension de laloi de la conservationde la masse et destypes de réactionschimiques

L’élève démontreunecompréhensionet uneconnaissancelimitée desréactionschimiques et faitrarement destransferts denotions

L’élève démontreunecompréhensionet uneconnaissancepartielle desréactionschimiques et faitparfois destransferts denotions

L’élève démontreunecompréhensionet uneconnaissancegénérale desréactionschimiques et faitsouvent destransferts denotions

L’élève démontreunecompréhensionet uneconnaissanceapprofondie etsubtile desréactionschimiques et faittoujours destransferts denotions

Recherche

L’élève :- interprète desobservations etidentifie des types deréactions chimiques- écrit des formuleschimiques et nommedes composés (tableaud’ions courants ettableau périodique)- écrit des équationsnominatives etchimiques et leséquilibre

L’élève appliqueun nombrelimité destratégies propresà une recherchescientifique avecune compétencelimitée

L’élève appliquecertaines desstratégies propresà une recherchescientifique avecune certainecompétence

L’élève appliquela plupart desstratégies propresà une recherchescientifique avecune grandecompétence

L’élève appliquetoutes oupresque toutesles stratégiespropres à unerecherchescientifique avecune très grandecompétence

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Communication

L’élève :- communique del’information et desidées- emploie laterminologie et lessymboles chimiques - applique lesconventionsscientifiques (UICPA)

L’élèvecommunique sesconnaissances etsa compréhensionavec peu declarté et avecune précisionlimitéeen employant laterminologie avecpeu d’exactitudeet une efficacitélimitée

L’élèvecommunique sesconnaissances etsa compréhensionavec unecertaine clarté etprécision enemployant laterminologie avecune certaineexactitude et unecertaineefficacité

L’élèvecommunique sesconnaissances etsa compréhensiongénérale avec unegrande clarté etprécision enemployant laterminologie avecune grandeexactitude etefficacité

L’élèvecommunique sesconnaissancesavec une trèsgrande clarté etprécision enemployant laterminologie avecune très grandeexactitude etefficacité

Rapprochements

L’élève :- reconnaît diversesréactions chimiques deson quotidien et lesclasse selon les typesde réactions connus- identifie des emploisqui font appel à saconnaissance de diverstypes de réactionschimiques

L’élève démontreunecompréhensionlimitée de laproblématique,l’analyse avecune compétencelimitée etdémontre unecompétencelimitée à élaborerdes solutions

L’élève démontreune certainecompréhensionde laproblématique,l’analyse avecune certainecompétence etdémontre unecertainecompétence àélaborer dessolutions

L’élève démontreunecompréhensiongénérale de laproblématique,l’analyse avecune grandecompétence etdémontre unegrandecompétence àélaborer dessolutions

L’élève démontreunecompréhensionapprofondie dela problématique,l’analyse avecune très grandecompétence et démontre unetrès grandecompétence àélaborer dessolutions


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Exploration des réactions chimiques

1. Durée

360 minutes

2. Description

Dans cette activité, en observant des démonstrations et en effectuant des réactions chimiques aulaboratoire, l’élève apprend à reconnaître et à décrire plusieurs types de réactions chimiques.L’élève connaît les nombreuses applications des réactions chimiques dans l’industrie et dans lavie quotidienne. De plus, l’élève, à l’aide d’un travail de recherche, prend conscience del’importance de posséder des connaissances se rapportant à la chimie dans le monde du travail.



Attentes : SNC2P-C-A.1 - 2 - 3

Contenus d’apprentissage : SNC2P-C-Comp.2 SNC2P-C-Acq.1 - 7SNC2P-C-Rap.2 - 4


- Préparer le matériel (produits chimiques, bonbonnes de gaz ou générateur à gaz, etc.)nécessaire aux démonstrations et aux expériences.

- Vérifier et essayer les démonstrations et les expériences avant les cours.- Accorder du temps pour revoir les consignes générales de sécurité en laboratoire de même

que le comportement exigé lors des expériences.- Préparer le matériel nécessaire au projet de recherche (carton, crayons-feutres, colle).- Accorder du temps de recherche à la bibliothèque et à la salle d’ordinateurs pour effectuer le

travail de recherche.

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- Écrire une équation chimique équilibrée.- Comprendre la différence entre une observation qualitative et une observation quantitative.- Pouvoir effectuer les tests standards des gaz communs (hydrogène, oxygène et gaz

carbonique).- Connaître la différence entre une substance soluble et une substance insoluble.


Thème A : Réactions de synthèse

Mise en situation- Proposer des exemples de réactions de synthèse pour susciter l’intérêt des élèves (p. ex.,

dégager les fibres d’un morceau de laine et les attacher au bout d’une règle. Balancer la règlesur le tranchant d’un couteau et allumer la laine d’acier. L’augmentation de la masse montrequ’une réaction de synthèse a lieu (voir Humphreys, 1983). Une autre démonstration assezspectaculaire est la réaction entre l’hydrogène et l’oxygène. Introduire les deux gaz dans unballon dans un rapport d’environ 2:1 et attacher le ballon au bout d’une règle. Éteindre leslumières et placer le ballon sur la flamme d’une bougie. Lors de cette démonstration, il fautéloigner les élèves du ballon et porter des lunettes de sécurité.

- Demander aux élèves d’expliquer et de donner des exemples de réactions de synthèse.- Écrire au tableau les équations des réactions démontrées et mentionner que, dans chaque cas,

il s’agissait d’une combinaison de réactifs qui ont produit un seul produit.- Donner l’équation générale de ce type de réaction (A + B Y AB).

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une expérience qui permet aux élèves d’étudier de façon quantitative une réaction de

synthèse (p. ex., la combustion du magnésium dans un creuset. En calculant la masse dumagnésium avant la réaction et la masse d’oxyde de magnésium après la réaction, les élèvesprennent conscience qu’une synthèse a eu lieu. Le calcul du pourcentage d’oxygène dansl’oxyde de magnésium peut permettre d’évaluer la précision du travail en laboratoire.

- Rappeler les consignes de sécurité.- Demander aux élèves de rédiger un rapport de laboratoire.

Généralisation- Corriger le rapport de laboratoire.- Discuter des sources d’erreurs possibles dans leur expérience et résumer les aspects

importants des résultats.- Présenter des exemples de réactions de synthèse qui sont utilisées dans l’industrie (p. ex.,

discuter du procédé Haber pour fabriquer l’ammoniaque. Ce procédé est essentiel lors de laproduction d’explosifs et d’engrais chimiques, et est fréquemment utilisé dans plusieursdomaines de la vie quotidienne. L’histoire de ce procédé permet d’étudier l’influence des

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développements en chimie sur la société, par exemple le ternissement des métaux tels quel’argent et le cuivre des toits de certains édifices.

Thème B : Réactions de décomposition

Mise en situation- Montrer des exemples de réaction de décomposition (p. ex., l’électrolyse de l’eau en testant la

présence d’hydrogène et d’oxygène ainsi qu’en calculant la mesure du volume de chaque gazlibéré).

- Écrire au tableau les équations des réactions démontrées et indiquer que les réactions dedécomposition sont le contraire des réactions de synthèse.

- Donner l’équation générale de ce type de réaction (AB Y A + B). Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une expérience qui permet aux élèves d’observer plusieurs réactions de

décomposition et de déterminer l’équation de ces réactions (p. ex., la décomposition ducarbonate de cuivre, la décomposition du chlorate de potassium, la décomposition aveccatalyseur du peroxyde d’hydrogène).

- Donner les consignes de sécurité se rapportant à l’activité.- Demander aux élèves de noter leurs observations, de nommer les produits gazeux de leurs

réactions et de formuler les équations qui représentent les réactions.- Demander un rapport de laboratoire simplifié de l’expérience (but, méthode, observations,

conclusions, équations équilibrées des réactions).

Généralisation- Corriger le rapport de laboratoire.- Résumer les résultats de l’expérience de groupe.- Présenter des exemples de réactions de décomposition dans l’industrie ou dans la vie

quotidienne et discuter de leur importance (p. ex., la décomposition thermique du bicarbonatede sodium pour la fabrication des gâteaux et des pains, la réaction des explosifs tels lanitroglycérine qui sont utilisés dans l’industrie minière, l’électrolyse du bauxite dans laproduction de l’aluminium).

Thème C : Réactions de déplacement simple

Mise en situation- Montrer, à l’aide d’exemples, que certains métaux sont plus réactifs que d’autres (p. ex.,

calcium dans l’eau, zinc dans l’acide dilué, fer dans l’acide dilué, cuivre dans l’acide dilué).- Formuler au tableau une série d’activités se rapportant aux métaux étudiés.- Ajouter d’autres métaux communs à la série.- Expliquer que l’hydrogène agit parfois comme un métal et que celui-ci est alors inclus dans la

série de réactivité des métaux.- Faire la démonstration d’une réaction de déplacement simple (p. ex., le déplacement de

l’argent par le cuivre dans une solution de nitrate d’argent) et donner l’équation équilibrée dela réaction.

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- Demander aux élèves d’expliquer la réaction en se basant sur la série d’activités. Donnerl’équation générale des réactions de déplacement simple (A + BC Y B + AC).

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une expérience qui permet aux élèves d’observer plusieurs réactions de déplacement

simple, de formuler les équations qui les représentent et d’établir le lien entre les réactionsobservées et la série d’activités des métaux (p. ex., la réaction du fer, du zinc, de l’aluminiumet du plomb avec le sulfate de cuivre en solution).

- Donner les consignes de sécurité sa rapportant à l’activité.- Demander un rapport de laboratoire simplifié (écrire les observations et les conclusions) de

l’expérience.

Généralisation- Corriger le rapport de l’expérience.- Résumer les résultats de l’expérience avec le groupe-classe. - Donner un exercice qui demande de prédire d’après les réactifs si une réaction de

déplacement aura lieu et, si oui, de compléter les équations.- Corriger l’exercice. - Présenter des applications et des effets des réactions de déplacement (p. ex., la galvanisation

des clous avec du zinc, la production du fer dans un haut fourneau, la corrosion des métauxpar des acides).

Thème D : Réactions de déplacement double

Mise en situation- Faire la démonstration, à l’aide d’une réaction simple, la formation d’un précipité par

déplacement simple (p. ex., la réaction du nitrate de plomb et de l’iodure de potassium ensolution) et écrire l’équation de la réaction au tableau.

- Donner une définition du mot précipité et revoir avec les élèves le concept de solubilité. - Rappeler que, dans ce type de réaction, les réactifs ont échangé des ions pour former de

nouveaux composés. Donner l’équation générale des réactions de déplacement double (AB + CD Y CB + AD).

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une expérience qui permet d’observer la formation de précipités dans plusieurs

réactions et écrire l’équation qui les décrit (p. ex., la réaction de solution de sulfate de cuivre,de nitrate d’argent, de nitrate de fer, de nitrate de plomb, de chlorure de cobalt avecl’hydroxyde de sodium en solution).

- Donner les consignes de sécurité se rapportant à l’activité.- Demander aux élèves de présenter leurs résultats sous forme de tableau qui indique les

réactifs et la couleur du précipité formé ainsi que l’équation équilibrée de chaque réaction.

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Généralisation- Corriger le tableau de résultats des élèves.- Présenter des exemples d’utilisation de réactions de précipitation dans la vie courante (p. ex.,

la floculation dans les centres d’épuration de l’eau, l’utilisation de bicarbonate pour adoucirl’eau).

- Expliquer aux élèves qu’il existe deux autres types de réactions de déplacement double,celles qui impliquent la formation d’un gaz (p. ex., un acide avec un carbonate) et celles quiimpliquent la formation de l’eau (p. ex., un acide avec une base).

Thème E : Combustion de composés organiques

Mise en situation- Faire une démonstration pour illustrer la combustion d’un composé organique (p. ex.,

éteindre une bougie et approcher rapidement une éclisse de bois allumée près de la mèche,sans la toucher. Discuter de la raison pour laquelle la bougie s’allume pour établir que c’est lacire vaporisée qui brûle et non la mèche.).

- Demander aux élèves de donner des exemples de situations où on utilise la combustion descomposés organiques dans la vie quotidienne et les noter au tableau (p. ex., brûler du bois,réchauffer notre maison au gaz, brûler de l’essence dans nos voitures).

- Écrire une équation équilibrée d’une combustion organique (p. ex., celle de la combustion duméthane) afin d’illustrer que les produits de ce type de combustion sont généralement dubioxyde de carbone et de l’eau.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une expérience pour illustrer les combustions complète et incomplète d’un composé

organique (p. ex., la combustion de l’acétylène produite par la réaction du carbure de calciumdans l’eau. Inverser les éprouvettes remplies d’eau dans un becher et ajouter des morceaux decarbure de calcium. Divers volumes d’acétylène sont versés dans les éprouvettes et le contenudes éprouvettes est ensuite allumé).

- Rappeler les consignes de sécurité se rapportant à l’expérience.- Demander aux élèves de remettre un rapport simplifié qui présente leurs résultats et une

hypothèse portant sur la production de carbone dans certaines des éprouvettes.- Demander aux élèves de faire et d’équilibrer des équations de combustions organiques.

Généralisation- Corriger le rapport et l’exercice.- Faire la mise en commun des résultats de l’expérience et montrer la différence entre une

combustion complète et une combustion incomplète.- Donner des exemples tirés de la vie quotidienne où le phénomène de combustion incomplète

devient important (p. ex., ajustement des moteurs d’automobile et ajustement de fournaise).- Préparer une épreuve portant sur les thèmes de A à E.

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Thème F : Chimie et monde du travail

Mise en situation- Animer une discussion portant sur les secteurs du travail qui font appel à une connaissance

des diverses réactions chimiques.- Demander aux élèves de donner des exemples et de justifier leurs réponses.- Dresser une liste d’exemples d’emplois au tableau.- Inclure des emplois des domaines de l’agriculture et de la foresterie.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Organiser une activité de recherche portant sur les emplois qui font appel à des connaissances

en chimie. Les élèves, en groupes de deux ou trois, choisissent un emploi basé sur une listefournie par l’enseignant ou l’enseignante et effectuent une recherche (à la bibliothèque, dansInternet, dans la communauté) afin de décrire l’emploi et de montrer dans quelle mesurel’étude de la chimie y est utile.

Généralisation- Faire présenter le travail de chaque groupe au groupe-classe.- Évaluer le travail de recherche et la présentation orale.



évaluation diagnostique- observation du travail de laboratoire- épreuve portant sur la matière des Acquis préalablesévaluation formative- correction des rapports de laboratoire- correction des exercices- évaluation de la participation de l’élève dans le travail de groupeévaluation sommative- évaluation du travail de recherche- évaluation de la présentation orale- épreuve portant sur les thèmes de A à E



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Vitesse des réactions chimiques

1. Durée

330 minutes

2. Description

Dans cette activité, l’élève conçoit et exécute une expérience pour vérifier un facteur qui affectela vitesse d’une réaction chimique. Elle ou il intègre à son travail des renseignements portant surun sujet lié à son expérience et prépare une présentation orale de sa recherche.




Contenus d’apprentissage : SNC2P-C-Comp.3 - 4 SNC2P-C-Acq.1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7


- Accorder du temps de recherche à la bibliothèque et à la salle d’ordinateurs pour effectuer larecherche.

- Préparer le matériel nécessaire aux démonstrations et essayer les démonstrations avant lecours.

- Se procurer l’équipement nécessaire aux présentations (cartons, transparents, caméra vidéo,etc.).


- Maîtriser les principales étapes de la méthode scientifique.- Distinguer une variable dépendante d’une variable indépendante.- Présenter des données sous forme de tableau et tracer des graphiques.

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Thème A : Élaboration d’un plan de recherche

Mise en situation- Demander aux élèves de donner des exemples de réactions qui sont lentes et des exemples de

réactions rapides, et écrire ceux-ci au tableau.- Faire des démonstrations qui montrent l’effet de certains facteurs sur la vitesse de réaction (p.

ex., la combustion explosive de la poudre de lycopode, la réaction de l’acétate d’argent enprésence de lumière, la décomposition du peroxyde d’hydrogène en présence d’uncatalyseur).

- Animer une discussion avec les élèves pour faire ressortir les divers facteurs qui peuventinfluencer la vitesse de réaction (p. ex., la température, la concentration des réactifs, laprésence d’un catalyseur, la surface de contact, la présence de lumière, la pression).

- Demander aux élèves de suggérer des façons qu’un/e scientifique pourrait utiliser pourétudier l’effet d’un de ces facteurs (noter qu’une telle discussion a comme but de soulignerl’importance de l’identification et du contrôle des variables dans une expérience, et lanécessité de faire plusieurs essais lors d’une expérience pour obtenir des résultats fiables).

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Organiser les élèves en groupes de deux ou quatre élèves.- Donner un travail d’élaboration d’un plan de recherche. Chaque groupe choisit un facteur

qu’il devra étudier. Les membres de l’équipe choisissent la réaction qu’ils étudient et lesparamètres de leur expérience (p. ex., variables à contrôler, équipement, façon de prendre lesmesures, mesures de sécurité).

- Choisir une expérience avec les élèves.- Limiter le choix des réactions à celles qui sont sécuritaires et facilement contrôlées en milieu

scolaire (p. ex., la réaction des comprimés d’Alka-Seltzer dans l’eau, la réaction du zinc oudu magnésium dans l’acide chlorhydrique, la réaction du carbonate de calcium dans l’acide).

- Accepter les suggestions offertes par les élèves si celles-ci offrent des variations intéressantesqui se rapportent davantage à leur vie quotidienne.

- Demander un plan formel de l’expérience de chaque groupe.

Généralisation- Évaluer le plan de recherche de chaque groupe. - Rencontrer chaque groupe pour discuter de leur plan de recherche et, au besoin, suggérer des

modifications aux questions d’approche scientifique et de sécurité.

Thème B : Expérience portant sur un facteur qui affecte la vitesse de réaction

Mise en situation- Rencontrer chaque groupe afin d’approuver leur plan de recherche.- Revoir avec les élèves les mesures de sécurité à prendre au laboratoire.

88

- Préparer les substances chimiques et le matériel nécessaire pour effectuer l’expérience dechaque groupe.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Permettre aux élèves d’effectuer leurs expériences.- Circuler pendant les expériences pour s’assurer de la sécurité et pour régler des difficultés

que les élèves peuvent rencontrer lors de leur démarche expérimentale.- Évaluer, de façon informelle, le travail de laboratoire des élèves.

Généralisation- Discuter des difficultés et des défis rencontrés lors de l’expérience dans le but de mettre

l’accent sur des aspects importants de l’expérimentation (p. ex., contrôle des variables,précision des mesures, répétitions).

Thème C : Analyse et présentation du travail de recherche

Mise en situation- Revoir avec les élèves les façons de présenter des résultats d’expériences (tableau, graphique,

diagramme, etc.) et écrire un rapport formel de laboratoire.- Suggérer divers médias que peuvent exploiter les élèves pour communiquer leurs résultats à

un groupe (p. ex., maquette, vidéo, diagramme).- Indiquer des sources d’informations supplémentaires qui peuvent être inclus dans la

présentation (p. ex., Internet, bibliothèque, cédéroms, personnes-ressources de lacommunauté, industries, textes traitant de chimies).

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Aider les élèves à préparer un rapport formel de leur travail et de leur présentation orale. La

présentation doit inclure les éléments suivants : l’hypothèse, la méthode utilisée, uneprésentation de leurs résultats et de leur analyse, et une discussion des conséquences de cesrésultats. La présentation doit aussi comprendre une section de recherche portant sur un sujetconnexe (p. ex., la réfrigération pour conserver les aliments, la prévention de la rouille sur lesvoitures, les catalyseurs dans le corps (enzymes), les explosions de poussières dans lesusines, l’effet de la lumière sur les teintures).

- Encourager les élèves à utiliser une variété de médias lors de leur présentation.

Généralisation- Évaluer le rapport formel et la présentation orale.- Animer une discussion portant sur les raisons d’être des effets observés au laboratoire (p. ex.,

énergie des particules, nombres de molécules qui peuvent entrer en contact avec d’autres).

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évaluation diagnostique- épreuve portant sur la matière des Acquis préalablesévaluation formative- travail au laboratoire- plan de rechercheévaluation sommative- rapport formel de travail- présentation orale



90


Acides et bases

1. Durée

330 minutes

2. Description

Dans cette activité, l’élève étudie un ensemble particulier de composés : les acides et les bases.Dans le laboratoire, l’élève apprend à nommer de plusieurs façons les acides et les bases, et estinitié/e à l’échelle pH. L’élève effectue des réactions de neutralisation et constate l’importance deces réactions dans l’industrie et dans la vie courante. De plus, l’élève reconnaît le rôle importantque jouent les acides et les bases dans la vie quotidienne.



Attentes : SNC2P-A.1 - 2 - 3

Contenus d’apprentissage : SNC2P-Comp.1 - 5 SNC2P-Acq.1 - 2 - 9 - 10SNC2P-Rap.1 - 2 - 3


- Se procurer et vérifier les détecteurs de conductivité et le pH-mètre.- Préparer un ensemble de produits domestiques, d’aliments, d’eau de lac, d’eau de pluie, etc.

pour réaliser les tests d’acides et de bases.- Se procurer et préparer les indicateurs chimiques ou naturels (p. ex., phénol, méthyl orange,

tournesol, jus de chou rouge).- Présenter des textes portant sur des applications de réactions de neutralisation.- Préparer un ensemble de boîtes d’antiacides de diverses marques.- Préparer le matériel et les substances chimiques nécessaires aux expériences et aux

démonstrations.- Vérifier et essayer les démonstrations avant les cours.

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- Écrire des équations chimiques équilibrées.- Expliquer le principe de la conductivité électrique.- Distinguer les termes anion et cation.


Thème A : Propriétés des acides, des bases et des sels

Mise en situation- Préparer une démonstration dans le but d’illustrer la différence entre un électrolyte et un non-

électrolyte (p. ex., avec un détecteur de conductibilité, trouver la conductivité d’une série desubstances et solutions, telles que le sel, le sel dans l’eau, l’alcool, l’alcool dans l’eau, levinaigre, l’acide chlorhydrique, l’hydroxyde de potassium solide, l’hydroxyde de potassiumen solution).

- Écrire les résultats des démonstrations au tableau.- Demander aux élèves de donner des explications permettant de comprendre les raisons pour

lesquelles certaines substances sont conductrices d’électricité tandis que d’autres ne le sontpas.

- Donner la définition du terme électrolyte.- Montrer, à l’aide de diagrammes au tableau, qu’un électrolyte est une substance qui est

capable de se dissocier en ions (cations et anions) lorsqu’il est dissout dans l’eau. - Expliquer qu’il existe trois sortes d’électrolytes : les acides, les bases et les sels.- Demander aux élèves de nommer les acides, les bases et les sels qu’elles ou ils connaissent.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une expérience qui permet aux élèves de déterminer quelques-unes des propriétés

des acides, des bases et des sels (p. ex., tester leur conductivité, l’effet sur le papier tournesolrouge et bleu, l’effet sur la phénolphthaléine).

- Rappeler les consignes de sécurité se rapportant à l’activité.- Demander aux élèves de remettre leurs résultats sous forme de tableau et de définir un acide,

une base et un sel d’après leurs résultats (p. ex., un acide est une substance qui...).

Généralisation- Corriger le tableau des résultats de l’activité.- Faire une mise en commun des résultats obtenus et proposer une définition opérationnelle des

termes acide, base et sel au tableau.- Montrer, à l’aide d’exemples au tableau, que les acides, les bases et les sels peuvent souvent

être désignés d’après leur formule chimique.- Donner et expliquer la définition conceptuelle (p. ex., un acide est une substance qui libère

des cations H+ en solution aqueuse) des acides, des bases et des sels.

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- Donner un exercice portant sur l’identification des acides, des bases et des sels d’après leurformule chimique.

- Corriger l’exercice.

Thème B : Échelle du pH et identification des acides et des bases

Mise en situation- Montrer aux élèves l’effet d’une solution acide et d’une solution basique sur des indicateurs

fabriqués de substances tirées du quotidien (p. ex., préparer devant les élèves des solutions dethé, de chou rouge et de vin dilué).

- Demander aux élèves de donner une définition du terme indicateur et l’écrire au tableau. - Discuter de l’importance de pouvoir déterminer le degré d’acidité ou de basicité d’une

substance et présenter l’utilisation de l’échelle du pH pour mesurer le degré d’acidité ou debasicité dans une solution.

- Préparer des dilutions en série d’une solution acide ou basique et déterminer le pH dessolutions à l’aide d’un pH-mètre ou d’un indicateur universel (p. ex., commencer avec unesolution de HCl, 0,1 mol/L et la diluer à 1/10 chaque fois pour obtenir des valeurs pH de 2, 3,4, etc. Faire de même avec une solution de NaOH, 0,1 mol/L, pour obtenir des valeurs pH de13, 12, 11, etc.).

- Indiquer les résultats au tableau.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une expérience qui permet aux élèves de déterminer le pH, à l’aide de papier

indicateur universel, d’un grand nombre de produits domestiques courants ainsi que le pH dediverses solutions trouvées dans le milieu de l’élève (p. ex., divers agents nettoyants, jus defruits, aliments, eau du robinet, eau d’un lac, eau de pluie, produits domestiques tels leshampooing et le dentifrice, engrais chimiques).

- Demander aux élèves de noter, dans leur tableau des résultats, l’utilité des produitsdomestiques étudiés.

- Donner les consignes de sécurité.- Demander aux élèves de remettre un rapport de leurs expériences et de placer le nom de

chaque substance étudiée à l’endroit approprié sur l’échelle du pH.- Donner un devoir durant lequel les élèves doivent trouver dix autres produits, acides ou

basiques, et décrire leur utilisation.

Généralisation- Corriger les rapports de laboratoire et le devoir.- Vérifier avec les élèves le pH de chaque substance étudiée à l’aide d’un pH-mètre et écrire les

résultats au tableau afin de permettre aux élèves de comparer ces valeurs avec les résultatsobtenus au laboratoire.

- Terminer la discussion en ajoutant d’autres points de repère importants sur l’échelle de pH(pluie normale, pluie acide, suc gastrique, eau de mer, hydroxyde de sodium concentré, etc.).

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Thème C : Réactions de neutralisation

Mise en situation- Faire la démonstration d’une réaction de neutralisation en ajoutant une solution acide à une

solution basique en présence d’un indicateur, tel que la phénolphthaléine. - Expliquer aux élèves ce que signifie l’expression point de virage et leur demander de

formuler l’équation de la réaction. - Écrire l’équation équilibrée au tableau et expliquer aux élèves que ces réactions sont des

exemples de réactions de déplacement double. - Expliquer que l’addition graduelle d’un acide à une base (ou d’une base à un acide) jusqu’au

point de virage nous permet de déterminer la force relative de la base ou de l’acide.- Donner la définition du mot titrage.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une expérience qui permet aux élèves de faire des titrages acide-base simples afin de

déterminer la force relative d’un des réactifs. - Faire les titrages en ajoutant des gouttes de solution étalon aux échantillons d’acide (avec

indicateur) dans des éprouvettes jusqu’au point de virage. Si le temps le permet, l’utilisationdes burettes pour cette expérience peut servir d’élément d’enrichissement.

- Donner les consignes de sécurité se rapportant à l’expérience.- Demander aux élèves de remettre un rapport complet de cette expérience.- Donner un exercice dans lequel les élèves complètent et font l’équilibrage de plusieurs

équations de réactions acide-base.

Généralisation- Corriger le rapport de laboratoire et l’exercice.- Donner aux élèves un texte portant sur une application des réactions de neutralisation

utilisées dans l’industrie ou dans la vie courante (p. ex., la neutralisation des lacs acidifiés,l’amélioration du pH des sols en agriculture).

- Animer une discussion des lignes directrices du texte et fournir d’autres exemples desituations qui comprennent des réactions de neutralisation (p. ex., au salon de coiffure, enbiologie, dans l’entretien des piscines).

Thème D : Analyse des antiacides

Mise en situation- Discuter de l’utilisation des antiacides comme exemple de réaction de neutralisation et

illustrer l’action d’un antiacide sur l’acide gastrique en ajoutant, en présence d’un indicateur,un comprimé d’antiacide à une solution d’acide.

- Faire circuler des boîtes de diverses marques d’antiacides afin que les élèves puissentcomparer le prix par rapport à l’efficacité des produits.

- Demander aux élèves de noter les ingrédients des antiacides (p. ex., Al(OH)3).

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Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une expérience qui permet aux élèves de déterminer, par titrage, le volume d’acide

nécessaire pour neutraliser un comprimé d’antiacide afin de trouver la marque qui offre lemeilleur rapport coût/efficacité (p. ex., en pesant, en broyant et en dissolvant un compriméd’antiacide dans un volume d’eau, et en ajoutant goutte à goutte une solution d’acidechlorhydrique diluée pour diminuer le pH de la solution antiacide à 3 (le pH approximatif del’estomac). Le rouge Congo et le méthyle orange changent de couleur à un pH d’environ 3.En comparant le nombre de gouttes nécessaires pour neutraliser diverses marques decomprimés, et le prix par comprimé, les élèves font une analyse du produit qui donne lemeilleur rapport coût/efficacité.).

- Donner les consignes de sécurité se rapportant à l’activité.- Exiger un rapport formel de l’activité.

Généralisation- Corriger le rapport de laboratoire.- Faire une mise en commun des résultats des groupes.- Préparer une épreuve portant sur le contenu des thèmes A à D.



évaluation diagnostique- épreuve portant sur la matière dans les Acquis préalablesévaluation formative- correction des exercices- correction des rapports de laboratoireévaluation sommative- correction du devoir (recherche des produits acides et basique à la maison)- évaluation du rapport portant sur l’analyse des antiacides- épreuve à la fin de l’activité



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Tâche d’évaluation sommativeVitesse de réaction

1. Durée (On doit répartir la durée de la tâche sommative sur les tranches de temps allouées auxactivités.)

330 minutes

2. Description

Au cours de cette tâche d'évaluation, l'élève se livre à une expérience conçue en groupe pourvérifier un facteur qui influence la vitesse d'une réaction chimique. L'élève doit mener à bien sadémarche scientifique et présenter un rapport de laboratoire conforme aux conventionsscientifiques.




Contenus d’apprentissage : SNC2P-C-Comp.3SNC2P-C-Acq.1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7


- Préparer la grille de contrôle pour l’élève. (Voir modèle dans le cahier de l’élève.)- Rechercher et mettre à la disposition des élèves les ouvrages généraux, de référence et de

consultation.- Réserver le laboratoire d'informatique et donner accès à Internet.- Permettre l'accès aux simulations informatiques d'expériences en laboratoire. - S’assurer de la disponibilité de logiciels et de tableurs pour l'analyse des données.- Accorder un choix de matériel pour l'expérimentation en laboratoire.- Revoir, à l'aide de La Boîte à outils, la démarche scientifique, les règles de sécurité au

laboratoire et la rédaction d'un rapport de laboratoire.- Dresser une liste de réactions possibles.

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5. Déroulement

Mise en situation

- Présenter et expliquer aux élèves la tâche d'évaluation, le journal de bord, le cahier de travailet la grille d'évaluation adaptée.

- S’attendre à ce qu’à la fin de la tâche d'évaluation l'élève puisse :- décrire, en partant d'observations et d'analyses, l'effet d'un facteur sur la vitesse d'une

réaction chimique, au cours d'une recherche indépendante guidée.- Faire la distinction entre le journal de bord et le cahier de travail.

- Le journal de bord (cahier à 3 trous à feuilles inamovibles) :- contient le jet des premières idées (ou brouillon)- renferme les idées principales des leçons qui se rapportent directement au projet en

cours- contient les observations, la collecte de données et les résultats des recherches- aide à remplir le cahier de travail- est remis à la fin de chaque période et est vérifié (signature, timbre).

- Le cahier de travail :- contient les tableaux, les schémas, les graphiques et les analyses finales de la

recherche ou du projet- est remis à l'enseignant ou à l'enseignante pour évaluation- est l'outil principal du projet.

- Animer une discussion avec les élèves afin de mettre en relief les variations de vitesse d’uneréaction à l’autre et les nombreux facteurs qui affectent la vitesse.

- À la suite de cette discussion, chaque élève choisit une réaction allant de pair avec un facteurqui affecte la vitesse.

Partie A : Organisation et discussion

- Répartir les élèves dans des équipes de 2 à 4 personnes.- Revoir les étapes de la démarche scientifique. (Voir La Boîte à outils.)- Expliquer la liste de vérification et le calendrier.- Permettre aux groupes d’élèves de choisir une réaction et un facteur qui influence sa vitesse.

(Il serait préférable d’organiser une recherche à la bibliothèque ou dans Internet.) (Voir LaBoîte à outils.)

- Approuver le choix du projet selon la sécurité, le coût, la disponibilité du matériel, l’espacerequis et la taille de la classe.

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Partie B : Démarche scientifique

- Exiger que les élèves définissent le problème, compilent des informations tirées de leursrecherches et émettent une hypothèse.

- Repasser les règles de sécurité en laboratoire. (Voir La Boîte à outils.)- Approuver chaque étape du protocole en se servant de la grille de contrôle. - Faire exécuter l’expérience.

Partie C : Rédaction du rapport de laboratoire

- Demander aux élèves de rédiger un rapport selon les modèles de conventions scientifiques.(Voir La Boîte à outils.)

6. Ressources

Ouvrages généraux/de référence/de consultationLEMAY, Bernadette, La Boîte à outils, Ottawa, CFORP, 1999, 90 p.


Annexe SNC2D 2.6.1 : Grille d’évaluation adaptée - Vitesse de réactionAnnexe SNC2D 2.6.2 : Cahier de l’élève - Vitesse de réaction

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Grille d’évaluation adaptée - Vitesse de réaction Annexe SNC2P 2.6.1

Type d’évaluation : diagnostique 9 formative 9 sommative :


50 - 59%Niveau 1

60 - 69%Niveau 2

70 - 79%Niveau 3

80 - 100%Niveau 4


L’élève :- démontre sacompréhension de l'effetde différents facteurssur la vitesse de réaction

- transfère sesconnaissances defacteurs à une nouvelleréaction

L’élève démontreunecompréhensionlimitée desfacteurs quiinfluencent lavitesse de réactionet transfèrerarement sesconnaissances à denouvellesréactions

L’élève démontreunecompréhensionpartielle desfacteurs quiinfluencent lavitesse de réactionet transfèreparfois sesconnaissances à denouvellesréactions

L’élève démontreunecompréhensiongénérale desfacteurs quiinfluencent lavitesse de réactionet transfèresouvent sesconnaissances à denouvellesréactions

L’élève démontreunecompréhensionapprofondie desfacteurs quiinfluencent lavitesse de réactionet transfèretoujours oupresque toujoursses connaissancesà de nouvellesréactions

Recherche

L’élève :- recherche la théoriequi entérine lesprincipes de la vitessede réaction pour sonexpérience enlaboratoire- tente une expérienceen laboratoire- utilise des outils, del’équipement et dumatériel en laboratoire

L’élève appliqueun nombre limitéd’habiletés et destratégies propresà sa rechercheavec unecompétencelimitée et defaçon sécuritaireuniquement soussupervision

L’élève appliquecertaines deshabiletés et desstratégies propresà sa rechercheavec une certainecompétence et defaçon sécuritaireavec peu desupervision

L’élève appliquela plupart deshabiletés et desstratégies propresà sa rechercheavec une grandecompétence et defaçon sécuritaire

L’élève appliquetoutes ou presquetoutes leshabiletés et lesstratégies propresà sa rechercheavec une trèsgrandecompétence et defaçon sécuritaireet encourage lesautres à en faireautant

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Communication

L’élève :- communique del’information et desidées dans un rapport delaboratoire- utilise la terminologie,des symboles, desconventionsscientifiques, des unitésdu système internationalnormalisé (unités SI)- utilise le rapportd'expérience- utilise desmathématiques et destechnologies del’information pourl'analyse de ses données

L’élèvecommuniquel'information avecpeu de clarté etune précisionlimitée en utilisantla terminologieavec peud’exactitude etune efficacitélimitée, ainsi queles mathématiqueset l’informatiqueavec uneefficacité limitée

L’élèvecommuniquel'informationavec une certaineclarté et précisionen utilisant laterminologie avecune certaineexactitude etefficacité, ainsique lesmathématiques etl’informatiqueavec une certaineefficacité

L’élèvecommuniquel'informationavec une grandeclarté et précisionen utilisant laterminologie avecune grandeexactitude etefficacité, ainsique lesmathématiques etl'informatique avecune grandeefficacité

L’élèvecommunique avecune très grandeclarté et précisionen utilisant laterminologie avecune très grandeexactitude etefficacité, ainsique lesmathématiques etl'informatiqueavec une trèsgrande efficacité

Rapprochements

L’élève :- démontre sacompréhension desrapprochements à faireentre les réactionsétudiées en classe etcelles à rechercher

L’élève démontreunecompréhensionlimitée desrapprochements

L’élève démontreunecompréhensionpartielle desrapprochements

L’élève démontreunecompréhensiongénérale desrapprochements

L’élève démontreunecompréhensionapprofondie desrapprochements


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Cahier de l’élève Annexe SNC2P 2.6.2

Vitesse de réaction

Directives

Voici ton cahier. Tu devras montrer en détail et avec précision les étapes que tu as franchies afind'élaborer et d’entreprendre une expérience en laboratoire. Tu te serviras de ton journal de bordpour les brouillons, la collecte de données et les résultats des recherches. Le cahier de travailrenferme tes résultats et non ceux de tes partenaires de travail. Tu trouveras aussi une grille decontrôle. Assure-toi d'avoir franchi toutes les étapes et parcouru la grille avant de remettre tontravail à ton enseignant ou à ton enseignante.

Partie A : Organisation et discussion Activité : En équipeDurée : 60 minutes

Avec l’aide de tes partenaires, fais une recherche à la bibliothèque et note les options derecherches sur un facteur qui influence la vitesse de réaction. Soumets ton choix à l’enseignantou à l’enseignante.

Partie B : Démarche scientifique Activité : En équipeDurée : 190 minutes

1. Le problème

À la suite des explications de l’enseignant ou de l’enseignante, explore avec tes partenairesde laboratoire un problème axé sur un facteur qui influence la vitesse de réaction.

2. L'introduction

Tu dois dénicher de l'information sur ton sujet dans des manuels de classe, des ouvragesgénéraux, de référence et de consultation, ou par la voie d’Internet.

a) Définis ton sujet.b) Compile des informations pertinentes au sujet retenu : - Quel sujet as-tu choisi?

- Quelles recherches a-t-on menées sur ce sujet?- À quand remontent les premières recherches sur le sujet?- Qu'ont-elles révélé?- Quelles recherches subséquentes ont découlé de ces recherches?

- Des lois scientifiques émanent-elles de ces recherches?- Y a-t-il une ou des théories qui tiennent compte de ce sujet?

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3. L'hypothèse

a) Émets une hypothèse fondée sur les recherches de ton introduction. b) Prédis une relation de cause à effet basée sur cette hypothèse.

4. Les premières étapes du protocole

a) Nomme les variables :- dépendantes- indépendantes- contrôlées.

b) Refais le tour des règles de sécurité en laboratoire et mentionne :- les dangers possibles- les règles de sécurité à suivre.

c) Dessine le montage qui te permettra de tester ton hypothèse.

d) Précise la démarche qui répondra le mieux à tes objectifs, à l'aide d'un schéma (p. ex.,organigramme).

e) Propose un ou plusieurs schémas de tableaux d'observations pour y noter les données encours d'expérience.

f) Dresse une liste détaillée du matériel et des produits requis en indiquant les quantités (p.ex., grosseur des bechers, éprouvettes, masse, volume, concentration des produitschimiques).

g) Remets le journal et la grille de contrôle ci-dessous à l'enseignant ou à l’enseignante pourson approbation et évaluation.

102

Grille de contrôle

Description de la tâche ( ) date

J’ai fait mon choix de sujet. ( )_________________________J’ai achevé mon introduction. ( )______________________J’ai formulé mon hypothèse. ( )_________________________J’ai relevé les variables. ( )_________________________J’ai élaboré la démarche à suivre. ( )_________________________J’ai dressé la liste du matériel et de l'équipement nécessaires. ( )___________________Je fais vérifier mon plan; je soumets ma liste d'équipement et de matériel. ( )___________

Signature de l’enseignant ou de l’enseignante _________________________________

Je fais vérifier le montage. ( ) _________________________

Signature de l’enseignant ou de l’enseignante __________________________________

5. L'expérience

a) Commande le matériel et les produits en quantité suffisante.

b) Effectue le montage.

c) Demande à ton enseignant ou enseignante d'approuver ton montage et de signer la liste devérification.

d) Effectue l'expérience de façon sécuritaire. N'oublie pas qu'autour de toi les autres élèvespréparent d'autres expériences. N'exécute que la démarche approuvée par l'enseignant ouenseignante.

e) Enregistre les données dans les tableaux, dans ton journal de bord.

f) Répète la démarche, si le temps le permet.

6. Les conclusions et interprétations

a) Effectue un retour sur l'hypothèse.b) Indique si tu acceptes ou rejettes l'hypothèse.c) Si tu acceptes ton hypothèse, tire une conclusion de tes résultats.d) Si tu rejettes ton hypothèse, suggère des modifications et tire des conclusions.

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Partie C : Rédaction du rapport de laboratoire Activité : En équipeDurée : 60 minutes

1. Rédige un rapport de laboratoire selon les conventions scientifiques.

L'enseignant ou l'enseignante consulte La Boîte à outils pour leguide de rédaction du rapport de laboratoire.

2. Remets le rapport de laboratoire à l'enseignant ou à l'enseignante. On l'évaluera et on luiattribuera un niveau de rendement.

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Physique - Applications du mouvement

Description

Cette unité porte sur la description des mouvements. En observant et en mesurant desmouvements avec les appareils adéquats, l’élève apprend le vocabulaire lié à cette description.Elle ou il apprend à analyser les mouvements à l’aide de graphiques et en utilisant des formulesde base tirées de la cinématique. L’élève comprend mieux les mouvements trouvés dans la viequotidienne et étudie l’importance de ces connaissances scientifiques dans divers métiers.


Domaine : Physique - Applications du mouvement

Attentes : SNC2P-P-A.1 - 2 - 3

Contenus d’apprentissage : SNC2P-P-Comp.1 - 2 - 3 - 4 SNC2P-P-Acq.1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9 - 10SNC2P-P-Rap.1 - 2 - 3 - 4 - 5


Activité 3.1 : Mesures en cinématiqueActivité 3.2 : Analyse graphiqueActivité 3.3 : Changement de vitesseActivité 3.4 : Calculs en cinématiqueActivité 3.5 : Analyse d’un mouvement

Acquis préalables

- Mesurer des longueurs avec les unités du système international (SI).- Construire des graphiques scientifiques, calculer la pente avec des unités de mesure et faire

l’interprétation de cette pente.- Isoler un terme dans une formule.- Utiliser les quatre opérations de base en mathématiques et savoir multiplier et diviser des

fractions.- Communiquer, oralement ou par écrit, les résultats d’une expérience ou d’une recherche à

l’aide d’un rapport de laboratoire et d’autres médias.

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L’enseignant ou l’enseignante doit :- se procurer les appareils de laboratoire permettant d’effectuer les mesures en cinématique.- produire ou se procurer une bande vidéo montrant l’indicateur de vitesse d’une automobile

alors que celle-ci accélère.- se procurer une bande vidéo d’un joueur de baseball qui court au premier but.- produire des séries de problèmes.- accorder du temps pour effectuer un travail de recherche à la bibliothèque ou au laboratoire

des ordinateurs (avec Internet).

Liens

Français- Développer les habiletés de communication des élèves en français en les encourageant à

utiliser un vocabulaire approprié.- S’exprimer correctement durant les présentations.- S’exercer à écrire des descriptions et des explications de phénomènes.

Animation culturelle- Communiquer les résultats de recherches à l’aide de divers médias.- Développer des compétences de communication écrite.- Utiliser l’expression orale spontanée lors des échanges dans le groupe de travail.

Technologie- Utiliser divers logiciels et Internet pour recueillir des renseignements.- Comprendre l’importance de la description des mouvements dans l’industrie, par exemple en

étudiant des accidents d’automobiles.

Perspectives d’emploi- Faire des recherches portant sur des emplois qui demandent une connaissance de la

cinématique.

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- discussions - manipulation d’appareils- démonstrations- résolution de problèmes au tableau

et au bureau- devoirs- mémorisation- recherche personnelle

- planification d’expériences- expérimentation- recherche dans Internet- prise de notes - rédaction de rapports de laboratoire- épreuve- présentation orale- remue-méninges- travail en groupe- voyage éducatif




évaluation formative- rapport de laboratoire- observation de l’élève travaillant au laboratoire- correction des exercices et des devoirs- épreuve- évaluation d’un plan de recherche

évaluation sommative- rapport de laboratoire- présentation orale ou écrite d’une recherche- épreuve



Élèves en difficulté- Jumeler l’élève avec d’autres élèves.- Utiliser du matériel concret.- S’assurer que l’élève garde son cahier de notes en ordre.- Faire un rappel de ce qu’il faut étudier la veille d’une évaluation.

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- Modifier les exercices et les activités aux besoins de l’élève.- Réserver une aire de travail calme.- Surveiller le travail en classe.- Porter une attention particulière à la sécurité au laboratoire.- Simplifier la disposition des textes en les écrivant à double interligne.

ALF/PDF- Offrir des appuis concrets et visuels : modèles, diagrammes.- Jumeler l’élève avec un/e élève qui peut servir d’interprète.- Préparer un lexique de la terminologie scientifique.- S’assurer que les directives ont été comprises en posant des questions.- Simplifier la structure de la phrase en évitant d’utiliser des phrases complexes et des verbes

passifs.- Simplifier les textes écrits et les notes.- Accorder suffisamment de temps à l’élève pour participer à une discussion.- S’assurer que les élèves voient et entendent bien (p. ex., éviter de les placer au fond de la

classe).



situations favorisant l’interdépendance positive et l’écoute active.- Permettre à l’élève d’approfondir un sujet étudié en classe.- Favoriser les occasions où elle ou il peut utiliser ses talents de façon constructive.


Élèves en difficulté- Accorder plus de temps pour faire l’épreuve.- Diminuer le nombre de questions auxquelles il faut répondre.- Expliquer oralement les questions que l’élève ne comprend pas.- Faire passer un test oral.- Permettre un test à livre ouvert.- Fournir à l’élève les termes scientifiques et les définitions.- Utiliser tous les moyens à votre disposition pour permettre à l’élève de montrer sa

compréhension de la matière enseignée.

ALF/PDF- Accorder une période de temps plus longue pour terminer les tâches ou les tests.- Expliquer ou simplifier les consignes et les questions.- S’assurer que l’élève comprend la tâche qui lui est assignée. - Varier les stratégies d’enseignement et les méthodes d’évaluation.

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Renforcement ou enrichissement

- Donner des occasions de raisonner en traitant un sujet en profondeur.- Permettre d’exprimer sa créativité lors des évaluations.- Permettre d’explorer plusieurs solutions à un problème donné.- Donner des tâches qui permettent à l’élève de montrer des habiletés supérieures telles que

l’analyse, la synthèse et la recherche.

Sécurité


Voici une liste plus complète des règles de sécurité au laboratoire de sciences :- porter des lunettes de sécurité au cours des manipulations chimiques.- éviter de goûter, de toucher ou de humer directement une substance chimique.- se débarrasser des déchets selon les consignes données.- libérer sa surface de travail de tout objet inutile et ne conserver que le matériel nécessaire à

l’expérience.- attacher les cheveux longs.- s’assurer que les robinets à gaz et les commutateurs électriques sont bien fermés à la suite des

activités.- lire l’ensemble des consignes d’une activité avant de la commencer.- prendre des précautions particulières avant d’utiliser le bec à gaz (Bunsen).- manipuler les objets chauds avec prudence.- avant de faire chauffer des substances, s’assurer que les morceaux de verre sont en pyrex,

propres et intacts.- ne jamais diriger l’ouverture d’une éprouvette vers soi-même ou vers autrui.- promener une éprouvette dans la flamme du brûleur à gaz pour bien répartir la chaleur.- nettoyer immédiatement tout produit chimique renversé.- débrancher les fils électriques en tirant sur la fiche électrique et non sur le cordon.- ne jamais utiliser un morceau en verrerie brisé ou fêlé.- ne jamais laisser un brûleur Bunsen allumé sans surveillance.- ne jamais faire chauffer une substance inflammable au brûleur Bunsen.- ne jamais apporter de la nourriture au laboratoire. - ne jamais laisser sans surveillance une expérience en cours.- ne jamais s’écarter du protocole, à moins que l’enseignant ou l’enseignante le suggère.- signaler toute blessure à l’enseignant ou à l’enseignante, quelle que soit son importance.- informer l’enseignant ou l’enseignante de toutes situations personnelles particulières (p. ex.

allergies, verres cornéens).- respecter les règles élémentaires de santé et de sécurité lors de la manipulation d’organismes

de tout genre.

110

- s’assurer de connaître les règlements qui s’appliquent à l’utilisation de vertébrés et d’espècesen voie de disparition lors d’expériences.

- éviter de détruire inutilement les organismes et leur milieu lors d’activités sur le terrain.

Ressources


Manuels pédagogiquesHIRSH, Alan, La Physique et ses Applications, Toronto, John Wiley & Sons, 1991, 464 p.

Ouvrages généraux/de référence/de consultationABOUCHARD, Alfred, La Cinématique et la Dynamique, Montréal, Guérin, 1982, 132 p.BARTON, Owen, et Ronald RAYMER, Physique science de l’univers, Montréal, Holt, Reinhart

et Wilson, 1971, 240 p.CASTONGUAY, Rino, et Léonard GALLANT, E = mc2 : introduction à la physique, Montréal,

ERPI, l990, 510 p.DESAUTELS, Jacques, et Pierre-Léon TREMPE, La physique par la découverte dirigée,

Montréal, Borduas-Dunod, 1972, 194 p.HIRSH, Alan, La Physique et le monde moderne, Montréal, Guérin, 1986, 641 p.MARTINDALE, David, et al., Eléments de physique : cours d’introduction, Montréal, Les

Éditions de la Chenelière, 1992, 773 p.MARTINDALE, David, Robert HEATH et Philip EASTMAN, Principes fondamentaux de la

physique : un cours avancé, Montréal, Guérin, 1992, 825 p.

Médias électroniquesEnsemble 5 (vitesse, Accélération, etc.), TFO, coul., 10 vidéocassettes de 5 min. (Série Eureka)

111


Mesures en cinématique

1. Durée

370 minutes

2. Description

Dans cette activité, l’élève apprend à décrire les mouvements simples en utilisant les expressionsdistance parcourue, mouvement uniforme, mouvement accéléré, accélération, décélération etvitesse moyenne. Elle ou il mesure la distance et le temps à l’aide des instruments appropriéspour calculer la vitesse moyenne d’un mobile. L’élève apprend à résoudre des problèmes simples

avec l’équation : vd

tm oy =

et à l’utiliser pour effectuer des calculs de trajets indiqués sur une carte routière. L’élève apprendégalement, lors d’une recherche, les avantages et les désavantages que présentent les véhiculescapables d’atteindre de grandes vitesses.




Contenus d’apprentissage : SNC2P-P-Comp.1 - 2 - 3SNC2P-P-Acq.1 - 4 - 5 - 6 - 8SNC2P-P-Rap.2 - 3


- Enregistrer une séquence sur vidéocassette d’un joueur ou d’une joueuse de baseball quicourt du marbre jusqu’au premier but ou d’un nageur ou d’une nageuse parcourant lalongueur d’une piscine.

- Vérifier, dans des manuels de référence, la distance entre le premier but et le marbre, lalongueur d’une piscine olympique, etc.

- Faire un transparent d’une photo des instruments de bord d’une automobile.

112

- Se procurer les instruments de mesures : mètre, ruban à mesurer, chronomètres, mobile quifonctionne avec des piles ou à ressort, balles et plans inclinés.

- Se procurer des cartes routières.- Accorder du temps de recherche à la bibliothèque et au laboratoire d’ordinateurs pour

effectuer le travail de recherche portant sur les moyens de transport, leur vitesse, leurconsommation et leur pollution.

- Écrire une série de problèmes simples permettant de se servir de la formule : vd

tm oy =

À plusieurs reprises, les enseignantes et enseignants devront écrire des exercices et desproblèmes. Voici quelques recommandations :- S’assurer lors de la rédaction des problèmes :

- que les problèmes présentent des situations concrètes, crédibles avec des valeurs réalistes.Les unités de mesure doivent être variées, mais sans exiger de conversions (soit en m, s,m/s ou bien km, h, s, km/h et km/s);

- que les problèmes comprennent des personnes des deux sexes dans des activités et desmétiers variés et non traditionnels;

- que les problèmes encouragent le rapprochement entre les sciences, la société, latechnologie et l’environnement, c’est-à-dire que ceux-ci soulignent l’application de lacinématique à des situations, à des métiers et à des sports différents (voir SNC2P-P-Rap.4et 5).

- Voici des sujets ou des thèmes pouvant servir lors de la rédaction de problèmes :- marche, bicyclette, automobile, avion, bateau, sous-marin, navette spatiale, sonde

spatiale, motoneige, sports, animaux, plantes, migration des oiseaux, nappe de pétrole quis’étend, vagues, vitesse du son et de la lumière, mouvement des planètes, approched’averses montrées par le radar-météo, contrôleur ou contrôleuse de circulation aérienneou maritime, policier ou policière qui enquête lors des accidents, robotique (bras duCanada), caractéristiques des automobiles trouvées dans les magazines, etc.


- Pouvoir effectuer les quatre opérations mathématiques de base et isoler un terme dans une

expression algébrique simple comme .c

ba =

- Pouvoir construire des graphiques et calculer la pente d’une droite.

113


Thème A : Cinématique

Mise en situation- Montrer une séquence vidéo d’un joueur ou d’une joueuse de baseball qui court du marbre

jusqu’au premier but ou d’un nageur ou d’une nageuse qui parcourt la longueur d’unepiscine, ou tout autre mouvement.

- Animer une discussion portant sur la signification de cinématique, de distance parcourue, deposition, de vitesse et d’accélération.

- Donner la définition de cinématique.- Présenter un transparent d’une photo des instruments de bord d’une automobile.- Animer une discussion concernant les mesures observées sur le panneau de bord, sur leur

utilité et sur leurs applications en cinématique (p. ex., indicateur de vitesse, odomètre total etodomètre de voyage, indicateurs de la température et de la quantité d’essence).

- Demander aux élèves si un des instruments montre l’accélération ou la position del’automobile.

- Demander ce qu’est un appareil GPS. Qu’indique-t-il? - Faire ressortir d’autres utilités de la cinématique (p. ex., pilotage d’avions et de bateaux,

contrôle de la circulation par la police, enquêtes des accidents, planification des voyages surterre, sur mer et dans l’espace, comparaison des véhicules par leurs capacités d’accélération).

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Diviser les élèves en équipes et leur demander de décrire un mouvement utilisant des termes

tels que vitesse, accélération, décélération, mouvement uniforme, mouvement accéléré,vitesse constante ou une feuille de papier qui tombe.

Généralisation- Reprendre les descriptions afin de les expliquer et de donner une définition des termes

utilisés en cinématique en utilisant des exemples variés.- Donner un exercice aux élèves leur permettant de revoir ces termes et de les utiliser dans des

phrases complètes pour décrire des mouvements.

Thème B : Mesures en cinématique

Mise en situation- Rappeler l’exemple de mouvement du thème précédent (joueur ou joueuse de baseball,

nageur ou nageuse etc.) et demander aux élèves les mesures de base qu’il faudrait utiliserpour déterminer la vitesse.

- Faire ressortir que les mesures de base en cinématique sont la distance parcourue et le temps. - Rejouer le segment vidéo et mesurer avec un chronomètre le temps nécessaire pour parcourir

la distance, puis montrer comment calculer la vitesse. - Donner une solution complète et utiliser les unités de mesure appropriées.

114

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Effectuer des expériences permettant de maintenir une vitesse à peu près constante (p. ex.,

utiliser un jouet mécanique ou électrique, faire marcher normalement un/e élève en lignedroite).

- Exiger que les élèves planifient leur expérience dans le but de prendre les mesuresnécessaires pour déterminer la vitesse des mobiles.

- Exiger un rapport simplifié : le but (mesure de la vitesse), les observations (mesures prisesavec les bonnes unités de mesure), l’analyse (calcul de la vitesse encore avec les bonnesunités de mesure) et la conclusion (la vitesse de... est de... ).

Généralisation- Expliquer les concepts de vitesse moyenne et de vitesse instantanée à l’aide d’exemples (le

joueur/euse de baseball ou la nageur/euse ou une automobile qui fait un voyage).- Montrer comment résoudre un problème où il faut calculer la vitesse moyenne, écrire une

solution complète avec les données à gauche et inclure les unités de mesure utilisées- S’assurer de proposer des exemples concernant diverses unités de mesure de vitesse

(p. ex., m/s et km/h).- Animer une discussion portant sur la vitesse de divers moyens de transport et de records

d’athlétisme.- Construire un tableau des vitesses afin de les comparer.- Montrer comment isoler un terme dans une formule et, en particulier, dans la formule

suivante : .vd

tm oy =

- Faire faire des exercices où on doit calculer vmoy, d ou t.- Corriger les exercices et donner une épreuve pour évaluer la compétence des élèves à

résoudre des problèmes de cinématique et à proposer des solutions complètes.

Thème C : Applications de la cinématique

Mise en situation- Proposer la planification d’un voyage en automobile. On pourrait apporter des photos

d’endroits à visiter ou de véhicules à utiliser.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Diviser les élèves en équipes, fournir des cartes routières et leur demander de planifier un

voyage en calculant les distances à parcourir et le temps qu’il faut prévoir pour atteindre lesétapes du voyage. Il faut tenir compte des besoins d’essence (p. ex., consommation de 10 l/100 km et un réservoir de 60 litres), des besoins des passagers et des limites de vitessesur les routes.

- Préciser le type de rapport attendu, puis les ramasser aux fins d’évaluation.

Recherche- Demander aux élèves de faire une recherche portant sur les moyens de transport en utilisant

la bibliothèque, Internet, des textes et des tableaux fournis par l’enseignant ou l’enseignante.

115

On pourrait demander aux élèves d’établir une comparaison de la quantité d’essenceconsommée par passager, pour un voyage de Montréal à Calgary, en avion, en train, enautobus et en automobile. Montrer les données et les calculs. Nommer la pollution produiteainsi que les effets sur l’environnement et les humains.

- Donner un exercice de révision portant sur le contenu de l’activité.- Faire passer une épreuve portant sur l’ensemble de l’activité.



évaluation diagnostique- épreuve portant sur les opérations mathématiques de baseévaluation formative- vérification des exercices et des devoirs- correction des exercices de révisionévaluation sommative- correction du rapport de laboratoire- correction du rapport de recherche portant sur les cartes routières et sur les moyens de

transport- épreuve de fin d’activité



116


Analyse graphique

1. Durée

280 minutes

2. Description

Dans cette activité, l’élève se familiarise avec les graphiques position-temps en tant quereprésentations d’un mouvement concret. Elle ou il apprend à analyser ce type de graphique eninterpolant, en extrapolant et en calculant la pente. L’élève prend des mesures au laboratoire,construit un graphique position-temps, l’analyse et décrit avec précision le mouvement observé.



Attentes : SNC2P-P-A.1 - 2

Contenus d’apprentissage : SNC2P-P-Comp.1 SCN2P-P-Acq.1 - 5 - 6 - 7 - 9


- Se procurer du papier graphique.- Se procurer une photo stroboscopique sur un transparent du type que l’on peut voir à la page

32 dans HPP Concepts du mouvement ou à la page 52 dans La Physique et le Mondemoderne.

- Préparer des exercices d’analyse de graphiques position-temps.- Préparer le matériel nécessaire à l’expérience du thème B : des chronomètres ou des

minuteurs-enregistreurs. Il est toujours nécessaire d’ajuster les minuteurs jusqu’à ce queceux-ci montrent des points clairs et distincts. S’exercer à obtenir des données qui serontfacilement analysées par les élèves (voir thème B, possibilité 2).

117


- Distinguer une variable indépendante d’une variable dépendante.- Reconnaître les variables contrôlées.- Construire des graphiques.- Calculer et interpréter la pente des graphiques linéaires.


Thème A : Histoire de promenade

Mise en situation- Expliquer qu’en physique on représente les mouvements par des graphiques afin de mieux les

analyser.- Raconter l’histoire de Jean qui va chercher du lait au dépanneur en passant par chez

Jeannette.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Donner un tableau de la position (en mètres) de Jean (en heures et en minutes) tel le tableau

suivant :

Temps Position (m) Temps Position (m) Temps Position (m)

18 h 0018 h 0118 h 0218 h 0318 h 0418 h 0518 h 06

1,0020e+17 18 h 0718 h 0818 h 0918 h 1018 h 1118 h 1218 h 13

4,0045e+20 18 h 1418 h 1518 h 1618 h 1718 h 18

3,0020e+12

N. B. Jeannette habite à 200 m de Jean dans la direction du dépanneur et il passe chezJeannette en allant et en revenant.

- Demander aux élèves de construire un graphique position-temps.- Demander aux élèves de répondre à une série de questions qui les aidera à trouver les

caractéristiques des graphiques position-temps. Les questions pourraient être : Où était Jeanaux temps de 18 h 01, de 18 h 02, etc.? Quand Jean est-il passé à la position 400 m, 425 m,etc.? Combien de temps prend-il pour acheter du lait? Quelle distance parcourt-il entre lestemps 18 h 04 et 18 h 06 et entre 18 h 06 et 18 h 08? Que révèle ce mouvement? Est-ce unmouvement uniforme? Comment le savez-vous? Calculer la pente des segments entre 18 h 00et 18 h 02 et entre 18 h 03 et 18 h 09. Quelle est la signification de la pente? Que nousindique une ligne horizontale sur ce graphique?

118

Généralisation- Faire ressortir que sur le graphique position-temps :

a) une ligne droite oblique indique un mouvement uniforme (vitesse constante).b) une ligne horizontale montre une position constante, donc un arrêt.c) on peut y lire les positions et les temps.d) la mesure de la pente est égale à la vitesse. Plus la pente est aiguë, plus la vitesse estgrande.

- Donner des exercices portant sur les graphiques position-temps : en partant d’une histoire,faire un graphique et en se basant sur un graphique, inventer une histoire, répondre à desquestions découlant de l’analyse d’un graphique.

- Corriger les travaux.

Thème B : Analyse d’un mouvement

Mise en situation- Expliquer aux élèves que pour bien analyser un mouvement, il faut le briser en séquences. On

peut utiliser une photo stroboscopique comme celle que l’on trouve dans le livre HPP à lapage 32 ou encore se servir de films de mannequins dans des automobiles qui s’écrasentcontre un mur pour obtenir des données. Les photos stroboscopiques sont utilisées pouranalyser les mouvements trop rapides ou trop lents et servent à faire des graphiques position-temps.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Faire des expériences où on peut mesurer des positions par rapport au temps, faire des

graphiques position-temps et les analyser. Il est nécessaire d’inventer des situations où onexécute deux mouvements uniformes distincts lors de la même expérience.

Possibilité 1 Équipement : un corridor, six chronomètres, un mètre ou un ruban à mesurer, du ruban gommé etun sujet qui marche.Méthode- Coller sur le plancher un bout de ruban adhésif aux positions 0 m, 2 m, 4 m, ..., 12 m.- Placer un/e élève avec un chronomètre à chacune des positions.- Dire à l’élève qui marche de garder une vitesse constante lente sur une distance de quelques

mètres de la positon 0 m jusqu’à la position 7 m; ensuite, changer brusquement de vitesse etfinir le trajet en marchant vite. Durant l’expérience, les six élèves mettent en marche leurchronomètre quand l’élève qui marche passe vis-à-vis la position 0 m et l’arrêtent seulementquand le sujet passe devant la position qui leur est assignée.

- Écrire les données dans un tableau et faire un graphique position-temps. Noter que le tempsest placé sur l’axe des x même si la variable indépendante est la position dans notreexpérience.

Possibilité 2Équipement : minuteur enregistreur électrique, ruban de papier, bloc de bois.Méthode- Attacher le ruban au bloc et le passer dans le minuteur enregistreur.

119

- Mettre en marche le minuteur, tirer le bloc dans le but de produire un mouvement uniformelent, changer brusquement de vitesse et terminer le trajet avec un mouvement uniforme dontla vitesse est plus grande. Choisir les vitesses et les distances de façon à produiresuffisamment de points. Selon la salle de classe, l’équipement et le temps, soit que chaqueéquipe fait l’expérience soit que l’enseignant ou l’enseignante produit tous les rubans(quelques-uns à l’avance) et les donne aux équipes.

Analyse- Se servir d’un point comme origine.- Faire un trait perpendiculaire passant par ce point. Compter six espaces et faire un trait sur le

prochain point.- Répéter le processus pour la prochaine série de six espaces. Faire cela au moins cinq autres

fois.- Chaque série de six espaces correspond à un intervalle de temps de 0,10 seconde (s). - Mesurer la longueur, en cm, de chaque série de six espaces.- Transcrire les données dans un tableau, faire un graphique positon-temps et l’analyser.

Généralisation- Résumer ce qu’on vient d’apprendre lors de ces expériences.- Faire quelques exercices afin de mettre en pratique les connaissances acquises dans cette

section.- Faire passer un test portant sur l’activité.



évaluation diagnostique- épreuve portant sur la matière des Acquis préalablesévaluation formative- correction des exercices et des devoirsévaluation sommative- correction des deux rapports de laboratoire- épreuve finale de l’activité



120


Changement de vitesse

1. Durée

360 minutes

2. Description

Dans cette activité, l’élève observe des mouvements accélérés, apprend à les décrire et à calculerl’accélération. Elle ou il construit et analyse des graphiques de vitesse par rapport au temps.L’élève constate que lorsque le mouvement est accéléré, les forces qui font pression sur l’objetsont nécessairement non équilibrées.




Contenus d’apprentissage : SNC2P-P-Comp.1 - 2 - 3 - 4SNC2P-P-Acq.1 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9SNC2P-P-Rap.1.


- Produire une vidéo de l’indicateur de vitesse d’une automobile qui passe d’une vitesse de 0 km/h à 90 km/h.

- Se procurer des chronomètres, des minuteurs enregistreurs, une poulie et deux masses.- Composer des problèmes se rapportant au thème A portant sur des calculs de l’accélération.- Formuler des questions à poser lors de l’exercice des thèmes B et C (graphiques v-t).


- Construire des graphiques et calculer une pente en utilisant les bonnes unités de mesure.- Isoler un terme dans une formule.- Diviser des fractions.

121


Thème A : Accélération

Mise en situation- Construire un plan incliné et y laisser descendre une balle en la laissant continuer à rouler sur

la table.- Utiliser, au choix, un bloc de bois ou un chariot pour construire le plan incliné.- Demander aux élèves de décrire le mouvement et si le terme mouvement uniforme s’applique

à cette situation.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Montrer une vidéo des instruments de bord quand une automobile accélère de 0 km/h à 90 km/h.- Demander aux élèves la signification du mot accélération.- Proposer une définition qui pourrait être : L’augmentation de vitesse observée à chaque

seconde.- Rejouer la séquence vidéo et, à l’aide d’un chronomètre, mesurer le temps requis pour que la

vitesse passe de 0 km/h à 90 km/h.- Faire le calcul de l’accélération.

- Utiliser la formule suivante pour calculer l’accélération : et expliquer laav v

tf i=

−

signification des variables.- Montrer comment présenter une solution complète, c’est-à-dire avec les données à gauche, la

formule et les valeurs avec leurs unités, et la phrase complète pour exprimer la réponse.- Expliquer que 6 km/h signifie qu’à chaque seconde la vitesse change de 6 km/h, et que 3m/s2 est

identique à 3 et qu’à chaque seconde la vitesse change de 3 m/s.- Faire une révision afin d’expliquer comment isoler un terme dans la formule d’accélération. - Faire quelques exemples de calculs de t et de vf.

Généralisation- Résumer ce qui vient de s’enseigner.- Donner des exercices de calculs que l’on doit effectuer à l’aide de la formule et qui

comprennent des solutions complètes. Dans les problèmes, il faut utiliser des situationsintéressantes avec des valeurs réalistes (voir la note de planification de l’activité 3.1).

Thème B : Graphique vitesse-temps

Mise en situation- Rappeler l’observation de l’indicateur de vitesse lors de l’exercice du thème précédent.

Demander ce qu’afficherait l’indicateur de vitesse si on allait de la maison au dépanneur ensupposant qu’on demeure sur la même rue et qu’il n’y a pas d’arrêt à faire (la réponse la plussimple pourrait être : on voit l’aiguille monter graduellement de 0 km/h à 50 km/h, l’aiguillereste à 50 km/h pour un moment et, lorsqu’on applique les freins, l’aiguille descend de 50 km/h à 0 km/h).

122

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Demander aux élèves de dessiner un graphique vitesse-temps avec des données comme

celles-ci basées sur un voyage en auto :

Vitesse (km/h) Temps (s) Vitesse km/h) Temps (s) Vitesse (km/h) Temps (s)

5101520 1234 2530354045 56789 403020100 1,01e+09

- Demander aux élèves de répondre aux questions en partant du graphique pour en dégager lescaractéristiques, de calculer la pente et de dire ce qu’elle représente.

Généralisation- Souligner que sur le graphique vitesse-temps :

- une ligne droite horizontale représente une vitesse constante (mouvement uniforme).- une ligne droite oblique indique une accélération constante (mouvement uniformément

accéléré).- on peut y lire les vitesses et le temps directement.- la pente donne l’accélération. Plus la pente est forte, plus la vitesse augmente rapidement,

c’est-à-dire que l’accélération est grande.- Donner des exercices portant sur les graphiques vitesse-temps.- Corriger les exercices.

Thème C : Analyse d’un mouvement

Mise en situation- Expliquer que pour bien analyser un mouvement il faut le briser en séquences. Il serait bon de

trouver la vitesse à chaque intervalle de temps et de dessiner un graphique vitesse-temps.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Faire une expérience qui permet de mesurer la vitesse d’un objet par rapport au temps. Voici

quelques méthodes expérimentales qui permettent d’obtenir les données nécessaires.

Possibilité 1- Équipement : plan incliné, balle ou chariot, mètre et six chronomètres.- Méthode : Sur le plan incliné, coller du ruban gommé aux positions 0,10 m, 0,20 m, 0,30 m,

0,40 m, 0,50 m et 0,60 m. Demander à un/e élève de surveiller chacune de ces positions.Laisser rouler la balle. Les élèves déclenchent leur chronomètre quand la balle passe à laposition zéro et arrêtent leur chronomètre lorsque la balle passe à la position qu’elles ou ilssurveillent.

123

- Analyse : Déterminer la vitesse de la balle à chaque intervalle en remplissant un tableausemblable à l’exemple suivant :

Nom de laposition

Temps(s)

Position(m)

Nom del’intervalle

Distance(m)

Temps(s)

Vitessemoyenne

(m/s)

OABCD

0----

00,100,200,300,40

OAABBCCDDE

0,100,100,100,100,10

-----

-----

- Il faut faire attention à l’analyse. Pour élaborer un graphique vitesse-temps, il faut connaîtrela vitesse instantanée; or, nous n’avons que la vitesse moyenne à chaque intervalle. Il estpossible de faire une approximation et, en dessinant le graphique, de mettre la vitessecalculée au centre de l’intervalle de temps.

Possibilité 2- Équipement : plan incliné, chariot et minuteur enregistreur.- Méthode : Ajuster le minuteur enregistreur. Coller le ruban de papier au chariot et passer le

ruban dans le minuteur enregistreur. Déclencher le minuteur et laisser descendre le chariot.S’assurer qu’un obstacle l’arrête au bas du plan incliné.

- Analyse : Faire une marque sur le ruban à chaque intervalle de six points, qui correspond à unintervalle de temps de 0,10s. Il faut ensuite mesurer la longueur de chaque intervalle. Endivisant la longueur de l’intervalle par 0,10s, on obtient la vitesse moyenne dans l’intervalle.En dessinant le graphique, mettre les points au centre de l’intervalle de temps afin d’indiquerque ce n’est pas la vitesse instantanée qui est représentée, mais bien la vitesse moyenne dansl’intervalle. Voir Principes fondamentaux de la physique, pages 74 à 78.

- Demander aux élèves de créer un graphique vitesse-temps, de l’analyser et de rédiger unrapport complet de l’expérience.

Généralisation- Résumer cette section de l’activité.- Corriger le rapport de laboratoire.

Thème D : Forces et accélération

Mise en situation- Pousser un bloc de bois sur la table en produisant un mouvement uniforme.- Demander aux élèves de nommer les forces impliquées et de dire si ces forces sont

équilibrées.

124

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Préparer une démonstration : Suspendre une poulie ayant peu de frottement au plafond, y

passer une corde et suspendre de chaque côté des masses de 200 g. Essayer de conférer unevitesse vers le bas à une des masses. Celle-ci devrait descendre à une vitesse constante.Sinon, ajouter un peu de masse (p. ex., un trombone) jusqu’à ce que celle-ci contrebalance laforce de frottement de la poulie. Faire remarquer que cette masse descend en mouvementuniforme et que les forces sont équilibrées (celle de la gravité vers le bas, celle de la gravitésur l’autre masse qui tire vers le haut le poids de la masse ajoutée vers le bas et le frottementde la poulie qui empêche le mouvement vers le bas). Jouer un peu avec cette descente de lamasse en discutant du mouvement uniforme produit et de l’équilibre des forces. Positionnerla masse en haut, y ajouter une petite masse et observer ce qui arrive. Demander aux élèvesde décrire ce nouveau mouvement.

Généralisation- Résumer ce qu’on peut déduire de cette démonstration :

- un objet maintient un mouvement uniforme quand les forces sont équilibrées.- un objet possède un mouvement accéléré quand les forces ne sont pas équilibrées.

- Remplir jusqu’à sa limite un sac en plastique de boîtes de conserve. Montrer que l’on peutfaire monter et descendre le sac avec un mouvement uniforme sans briser le sac. Pour générerune grande accélération vers le haut, il faut déséquilibrer les forces en tirant plus fort que laforce de la gravité. Il est très possible que le sac se déchire. On peut également descendre lesac à vitesse constante et arrêter brusquement la descente. La force vers le haut de la maindoit être plus grande que la force de gravité, sinon le sac pourrait se briser.

- Expliquer que, lorsqu’on est assis et qu’il y a une grande accélération, on a l’impressiond’être fixé au siège comme si une force nous poussait vers l’arrière. Il n’y a pas de force danscette direction : ce n’est que la réaction de notre corps qui est poussé fortement vers l’avant.Parfois, les gens utilisent «force g» pour décrire cette sensation. Ce n’est pas une forcesupplémentaire, mais une description de l’accélération. Quand un corps subit une accélérationde 9,8 m/s2, il subit une accélération de 1 G; une accélération de 19,6 m/s2 se traduit en 2 G.

- Diviser la classe en équipes et donner à chacune des équipes une situation à analyser (voir laliste ci-dessous pour des suggestions). Les équipes doivent décrire le mouvement(mouvement uniforme, accélération ou décélération), indiquer les forces qui agissent et sicelles-ci sont équilibrées, et ce que peut ressentir la personne subissant le mouvement.- On monte en ascenseur jusqu’au dixième étage.- La parachutiste, après quelques instants de chute, tire sur la corde qui ouvre son

parachute.- La ceinture de sécurité retient le/la passager/ère quand une automobile frappe un arbre.- Le départ d’une navette spatiale.- Le sac à air retient le/la passager/ère lorsque l’automobile frappe un arbre.- Un tour sur des montagnes russes.

- Faire des commentaires à la suite de chacune des présentations orales des équipes.- Faire remarquer que si les forces nécessaires pour produire l’accélération exercent une

pression trop grande sur le corps, des os peuvent se briser.- Donner quelques exercices de révision.- Faire passer une épreuve.

125



évaluation diagnostique- épreuve portant sur la matière des Acquis préalablesévaluation formative- vérification des exercices et du devoir- correction de l’exercice de révisionévaluation sommative- correction du rapport de laboratoire- épreuve



126


Calculs en cinématique

1. Durée

340 minutes

2. Description

Dans cette activité, l’élève apprend à lire un problème, à comprendre un texte, à imaginer lasituation concrète et à extraire les informations que nécessite la résolution du problème. Elle ou ilapprend également à utiliser les trois formules de base de la cinématique pour résoudre leproblème et à donner une solution complète au problème.



Attentes : SNC2P-P-A.1 - 2

Contenus d’apprentissage : SNC2P-P-Comp.1 - 2 - 3SNC2P-P-Acq.1 - 5 - 6 - 8 - 9SNC2P-P-Rap.4 - 5


- Se procurer l’équipement suivant : mètre, chronomètres, blocs de bois.- Demander à un/e élève d’apporter sa planche à roulettes pour réaliser l’expérience.- Accorder du temps à la bibliothèque ou dans Internet pour effectuer une recherche.- Préparer les quatre séries de problèmes de cinématique (voir la note sur la composition des

problèmes dans les notes de planification de l’activité 3.1).Les sériesSérie 1 pour le thème A :a) trois ou quatre problèmes simples à étape simple qui peuvent être résolus sans avoir à isoler

de terme.b) cinq ou six problèmes simples à étape simple où il est nécessaire d’isoler un terme

(Avec trouver d et trouver t, avec trouver vi, avec vd

tm = vv v

m

f i=+2

av v

tf i=

−

trouver t et vf).

127

c) quatre ou cinq autres problèmes à étape simple avec l’isolation d’un terme et sans isolation.Série 2 pour le thème Ba) quatre ou cinq problèmes à plusieurs étapes présentant des situations plus complexes. Les

élèves n’ont pas à résoudre le problème puisqu’on ne leur demande que de décrire la situationdu mouvement dans leurs propres mots ou d’en faire un mime. Elles ou ils doivent égalementextraire les données du texte. Il faut varier les situations : bicyclette, bateau, sous-marin,avion, etc.

b) quatre ou cinq problèmes à deux étapes avec deux questions pour aider les élèves àcomprendre les deux étapes.

Série 3 pour le thème C :- cinq ou six problèmes à trois étapes avec trois questions pour aider les élèves à comprendre

les trois étapes.Série 4 environ quinze problèmes de révision portant sur des sujets variés concernant des

métiers :- quatre problèmes à étape simple sans isolation dans la formule.- quatre problèmes à étape simple avec isolation dans la formule.- deux problèmes avec deux étapes guidées.- trois problèmes avec trois étapes guidées.- deux problèmes avec deux ou trois étapes non guidées.- une question à développement se rapportant à la façon dont deux métiers utilisent la

cinématique.Épreuve finale : problèmes avec des niveaux de difficulté dans les mêmes proportions que dansl’exercice de révision.


- Utiliser les quatre opérations mathématiques de base.- Diviser des fractions.- Isoler un terme dans une formule.


Thème A : Introduction à la résolution de problèmes de cinématique

Mise en situation- Présenter une petite histoire qui souligne que la connaissance de la cinématique est utile dans

certains métiers. Voici une suggestion :- Au centre du village de Laframboiseville, grand-père traverse la route principale dans sa

fourgonnette. Tout à coup une Honda entre dans le village à toute vitesse. La conductriceapplique habilement les freins, glisse sur l’asphalte et arrête son véhicule tout juste sur laportière du véhicule de grand-père. Personne n’est blessé, mais tous ont le coeur qui bat trèsfort. Un policier, expert dans les enquêtes d’accidents, détermine que la longueur des traces

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de pneus laissées par l’auto est de 20 m. En examinant le type de pneus et la chaussée, lepolicier sait que la décélération devait être de -6 m/s2 au maximum. Est-ce que la Hondadépassait la limite de la vitesse dans ce village qui était de 50 km/h (14 m/s)? Avec uneconnaissance de la cinématique, le policier peut faire des calculs et savoir si la conductricedépassait la limite de vitesse.

- Analyser cette situation à l’aide des formules appropriées.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Présenter les trois formules utiles pour résoudre des problèmes de cinématique,

, , et expliquer la signification des symbolesvd

tm oy = av v

tf i=

−v

v vm

f i=+2

utilisés.- Donner trois problèmes, un pour chaque formule, les résoudre au tableau en montrant la

solution complète, en excluant les unités de mesure. Donner trois autres problèmes que lesélèves devront résoudre d’eux-mêmes et les corriger.

- Enseigner comment isoler les termes dans ces équations.- Permettre aux élèves de s’exercer et corriger les exercices.- Donner quelques problèmes à étape simple, mais nécessitant l’isolement d’un terme.- Corriger ces problèmes.

Généralisation- Résumer et donner d’autres exercices.

Thème B : Problèmes plus complexes

Mise en situation- Présenter la situation suivante : je pousse un bloc avec la main et je l’observe glisser jusqu’à

ce qu’il s’arrête. Poser des questions portant sur le phénomène :- Que peut-on dire du type de mouvement quand le bloc glisse et s’arrête?- Que peut-on dire de vi, vf, d, t? - Quelles variables sont faciles à mesurer?

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Présenter des problèmes à deux étapes.- Demander aux élèves de réécrire le problème en utilisant leurs propres mots.- Extraire les valeurs des variables du problème en posant des questions telles : quelle est la

vitesse au début? à la fin? est-ce que la vitesse augmente ou reste constante? quelle est ladistance parcourue?, etc.

- Corriger le travail des élèves et expliquer l’importance de bien visualiser le problème et desavoir exactement ce que l’on cherche.

- Présenter un travail de laboratoire au cours duquel il faut déterminer la vitesse d’un bloc quiglisse comme dans la Mise en situation. Les élèves mesurent la distance du glissement et letemps qu’il faut pour que le bloc ralentisse et s’arrête; elles ou ils rédigent un rapportsimplifié de l’expérience en insistant sur l’analyse de l’aspect cinématique et le soumettentaux fins d’évaluation.

129

Généralisation- Donner d’autres exercices du même genre aux élèves.- Faire la correction du rapport de laboratoire.

Thème C : Problèmes destinés aux experts

Mise en situation- Animer une discussion portant sur les planches à roulettes. Montrer quelqu’un qui se donne

une poussée sur une planche à roulettes et qui se laisse rouler. De quel genre de mouvements’agit-il? La situation ressemble-t-elle à celle du bloc qui glisse? Quelle distance parcourt laou le planchiste? Quels facteurs influencent la distance parcourue?

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Présenter une série de problèmes à deux ou à trois étapes, d’abord avec des sous-questions et

ensuite sans sous-questions. Aider les élèves individuellement.- Faire la correction de problèmes.- Présenter une activité de laboratoire qui permet de calculer la décélération d’une planche à

roulettes poussée dans le corridor. Les élèves prennent les mesures nécessaires, rédigent unrapport complet aux fins d’évaluation.

Généralisation- Donner une dernière série de problèmes de cinématique.- Faire passer une épreuve portant sur l’ensemble de l’activité.

Thème D : Métiers de la cinématique et contribution canadienne

Recherche- Proposer une recherche dans des ouvrages ou dans Internet portant sur un métier qui demande

des connaissances de cinématique ou portant sur une contribution canadienne dans ledomaine de la cinématique (p. ex., équipes de courses automobiles, équipes qui développentle design des parcours de courses, travail dans le domaine spatial, sécurité en voiture).



évaluation diagnostique- épreuve portant sur la matière des Acquis préalablesévaluation formative- correction du premier rapport de laboratoire- correction des deux premières séries de problèmes

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évaluation sommative- correction du projet du thème D- correction du deuxième rapport de laboratoire- correction de la dernière série de problèmes- épreuve portant sur l’ensemble de l’activité



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Analyse d’un mouvement

1. Durée

300 minutes

2. Description

Dans cette activité, l’élève planifie et mène sa propre expérience pour étudier un mouvementquelconque de son choix. Elle ou il mesure l’accélération d’un corps en chute libre.




Contenus d’apprentissage : SNC2P-P-Comp.1 SNC2P-P-Acq.1 - 2 - 3 - 5 - 6 - 7 - 9 - 10


- Préparer une grille d’évaluation du projet.- Préparer une révision de l’unité et une épreuve finale.- Se procurer l’équipement nécessaire pour faire les expériences (p. ex., minuteur enregistreur,

ruban en papier).- Accorder du temps de recherche à la bibliothèque.


- Utiliser les formules de base de cinématique.

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Thème A : Mouvement

Mise en situation- Faire un rappel des méthodes d’observations des mouvements et de leurs limites.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Présenter les sujets de projet d’analyse d’un mouvement.- Offrir un choix de divers mouvements en tenant compte du coût, de l’espace, de l’équipement

et de la sécurité.- Répartir le groupe-classe en équipes. Demander à chaque équipe de choisir un mouvement à

étudier de même qu’une méthode de mesure appropriée et une façon d’analyser lemouvement. Faire des suggestions, approuver les propositions des équipes, fournirl’équipement nécessaire et s’assurer que les règles de sécurité sont respectées durant lesexpériences.

- Exiger un travail écrit de chaque groupe selon les critères établis au préalable.

Généralisation- Corriger le projet.

Thème B : Chute d’un corps

Mise en situation- Se procurer un billet de banque neuf qu’on laisse tomber. Quels facteurs affectent votre

rendement? Habileté, temps de réaction, planète que l’on habite? - Les objets qu’on laisse tomber... comment tombent-ils? La vitesse est-elle constante? - Que se passe-t-il si on change la masse de l’objet ou si on change la hauteur de la chute de

l’objet? Noter qu’il n’est pas nécessaire de donner des explications détaillées de la chute descorps dans le vide, de l’effet du frottement de l’air et de la vitesse terminale.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Présenter le projet d’analyse de la chute d’un corps. Expliquer qu’on ne veut pas simplement

connaître le temps de chute mais aussi la variation de la vitesse. - Discuter des méthodes d’observation et d’analyse à utiliser.- Répartir le groupe-classe en équipes et leur permettre de discuter de la façon dont elles ou ils

vont s’y prendre pour effectuer le projet de recherche. Les équipes devraient utiliser desmasses différentes. Il faut mettre un coussin sur le plancher pour amortir la chute et ne pasbriser les crochets des masses.

- Faire l’analyse du ruban telle qu’elle a été effectuée dans l’activité 3.3, thème C, possibilité 2.- Prendre les mesures nécessaires à l’aide du ruban, numéroter les parties mesurées et découper

le ruban en sections.- Coller les petites bandes en ordre et parallèlement sur une feuille de papier.- Trouver la signification de ces résultats.

133

- Rédiger un rapport de laboratoire complet et y inclure la masse du corps, la hauteur de la chute,le temps de chute, le graphique vitesse-temps, le collage de bandes de papier, l’explication, ladescription du genre de mouvement, le calcul de l’accélération du corps qui tombe, lepourcentage d’erreur entre leur accélération et celle de la référence de 9, 81 m/s2.

Généralisation

- Exiger que chaque équipe fasse la présentation de son rapport.- Faire une courte présentation de la chute des corps lourds près de la surface de la Terre. - Comparer avec l’accélération engendrée par la gravité sur la Lune, sur Mars et sur Jupiter.- Résoudre un problème simple.



évaluation diagnostique- épreuve portant sur la matière des Acquis préalablesévaluation formative- correction des exercices de révisionévaluation sommative- correction du rapport du projet Analyse d’un mouvement- correction du rapport concernant la chute d’un corps- épreuve finale de l’unité



Annexe SNC2P 3.5.1 : Grille d’évaluation adaptée - Analyse d’un mouvement

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Grille d’évaluation adaptée - Analyse d’un mouvement Annexe SNC2P 3.5.1


Domaine : Physique - Applications du mouvementAttentes : SNC2P-P-A.1 - 2

Tâche de l’élève : Mesures et analyse de la chute d’un corps


50 - 59%Niveau 1

60 - 69%Niveau 2

70 - 79%Niveau 3

80 - 100%Niveau 4


L’élève :- démontre sacompréhension desrapports entre ladistance, la vitesse et l’accélération- démontre saconnaissance duvocabulaire afférent aumouvement rectiligne :vitesse, temps,accélération constante,etc.

L’élève démontreunecompréhension etune connaissancelimitée dumouvementrectiligne et fait rarement destransferts

L’élève démontreunecompréhension etune connaissancepartielle dumouvementrectiligne et faitparfois destransferts

L’élève démontreunecompréhension etune connaissancegénérale dumouvementrectiligne et faitsouvent destransferts

L’élève démontreunecompréhension etune connaissanceapprofondie etsubtile dumouvementrectiligne et faittoujours destransferts

Recherche

L’élève :- effectue uneexpérience pourdéterminerl’accélérationgravitationnelle d’uncorps en chute libre- utilise le chronomètre,le photomètre, etc.- calcule le pourcentaged’erreur se rapportant àses résultats

L’élève appliqueun nombre limitéde stratégiespropres à uneexpérience et à larédaction d’unrapportscientifique et lesapplique avec unecompétencelimitée en utilisantles instruments defaçon sécuritaireuniquement soussupervision

L’élève appliquecertaines desstratégies propres àune expériencescientifique et à larédaction d’unrapport et lesapplique avec unecertainecompétence enutilisant lesinstruments defaçon sécuritaireavec peu desupervision

L’élève applique laplupart desstratégies propres àune expérience et àla rédaction d’unrapportscientifique et lesapplique avec unegrandecompétence enutilisant lesinstruments defaçon sécuritaire

L’élève appliquetoutes ou presquetoutes lesstratégies propres àune expérience et àla rédaction d’unrapportscientifique, lesapplique avec unetrès grandecompétence enutilisant lesinstruments defaçon sécuritaireet encourage lesautres à en faireautant

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Communication

L’élève :- transmet les résultatsde son expérience- emploie laterminologie et lessymboles relatifs àl’étude du mouvement(distance, vitesse,accélération, unités dusystème internationalnormalisé) - rédige un rapportd’expérience incluantdes graphiques(distance/temps,vitesse/temps)- utilise des bases dedonnées spécialisées etdes formulesmathématiques

L’élèvecommunique sesconnaissances et sacompréhensionavec peu de clartéet avec uneprécision limitéeet emploie laterminologie, lesinstruments et lesformulesmathématiquesavec peud’exactitude etune efficacitélimitée

L’élèvecommunique sesconnaissances et sacompréhensionavec une certaineclarté et précisionet emploie laterminologie, lesinstruments et lesformulesmathématiquesavec une certaineexactitude etefficacité

L’élèvecommunique sesconnaissances et sacompréhensionavec une grandeclarté et précisionet emploie laterminologie, lesinstruments et lesformulesmathématiquesavec une grandeexactitude etefficacité

L’élèvecommunique sesconnaissances et sacompréhensionavec une trèsgrande clarté etprécisionet emploie laterminologie, lesinstruments et lesformulesmathématiquesavec une trèsgrande exactitudeet efficacité

Rapprochements

L’élève :- démontre sacompréhension duprincipe del’accélération enmesurant et enanalysant certainsphénomènes de sonchoix

L’élève démontreunecompréhensionlimitée de laproblématique etl’analyse avec unecompétencelimitée

L’élève démontreune certainecompréhension dela problématique etl’analyse avec unecertainecompétence

L’élève démontreune grandecompréhension dela problématique etl’analyse avec unegrandecompétence

L’élève démontreune très grandecompréhension dela problématique etl’analyse avec unetrès grandecompétence


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Science de la Terre et de l’espace - Systèmes météorologiques

Description

Dans cette unité, l’élève développe des concepts scientifiques et se familiarise avec levocabulaire qui lui permet de comprendre l’information météorologique. En observantquotidiennement le ciel, l’élève développe un intérêt et une curiosité envers les phénomènesatmosphériques. La prévision météorologique est à son apogée grâce à des technologies toujoursplus avancées et à une meilleure compréhension scientifique de l’atmosphère. C’est en étudiantl’air et l’eau que l’élève effectue des observations, des mesures, des expériences et un projet derecherche. Elle ou il tente de faire ses propres prévisions météorologiques.


Domaine : Sciences de la Terre et de l’espace - Systèmes météorologiques

Attentes : SNC2P-T-A.1 - 2 - 3

Contenus d’apprentissage : SNC2P-T-Comp.1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6SNC2P-T-Acq.1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9 - 10 - 11SNC2P-T-Rap.1 - 2 - 3 - 4


Activité 4.1 : AtmosphèreActivité 4.2 : Atmosphère en mouvementActivité 4.3 : Transformations de l’eauActivité 4.4 : Masses d’airActivité 4.5 : Prévision du tempsActivité 4.6 : Projet de recherche

Acquis préalables

- Comprendre la théorie cinétique de la matière et pouvoir l’appliquer.- Connaître les changements d’états et pouvoir en proposer des exemples.- Dessiner des graphiques et les analyser en extrapolant, en interpolant et en calculant la pente.- Être familier/ière avec l’échelle de température Celsius.

138

- Effectuer une recherche à la bibliothèque ou dans Internet.- Pouvoir communiquer, oralement ou par écrit, les résultats d’une expérience ou d’une

recherche à l’aide d’un rapport de laboratoire et de divers médias.


L’enseignant ou l’enseignante doit :- effectuer ses propres observations météorologiques quotidiennes avant le début de l’unité.- s’habituer à utiliser Internet pour obtenir des ressources (p. ex., prévisions météorologiques

régionales, cartes météorologiques et photos provenant de satellites) nécessaires àl’enseignement de cette unité.

- se procurer les instruments d’observations météorologiques. Il est utile d’avoir accès à desinstruments qui mesurent la pression atmosphérique. Un thermomètre maxima minima pourl’air extérieur serait aussi utile.

- organiser une visite à la station météorologique la plus près. Si ce n’est pas possible, ilfaudrait que l’enseignant ou l’enseignante y fasse une visite et prenne des photos.

- s’assurer d’avoir à portée de main toutes les cartes météorologiques nécessaires pour cetteunité.

Liens

Français- Développer ses habiletés en français en encourageant les élèves à utiliser le vocabulaire

approprié.- S’exprimer correctement durant les présentations.- S’exercer à écrire des descriptions et des explications de phénomènes atmosphériques.- Encourager les élèves à écouter les prévisions de la météo en français.

Animation culturelle- Inviter des francophones qui travaillent dans le domaine de la météo : radio, télévision,

journaux.- Communiquer les résultats de ses recherches à l’aide de divers médias.- Développer les compétences de communication écrite.- Favoriser l’expression orale spontanée lors des échanges dans le groupe de travail.

Technologie- Avoir recours à divers logiciels et Internet pour recueillir des renseignements.- Apprendre l’importance de la prévision du temps dans divers secteurs économiques.- Saisir l’importance de la technologie pour obtenir des données et effectuer les calculs

nécessaires pour faire la prévision du temps.

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Perspectives d’emploi- Chercher des descriptions d’emplois se rapportant à la météorologie (p. ex., météorologue,

technicien/ne en météorologie).



- discussion en groupes- manipulation d’appareils- démonstrations- exemples de résolution de problèmes au tableau- devoirs- mémorisation- exercices au bureau- invités/es en salle de classe

- planifications d’expériences- expériences- recherche dans Internet- explications orales- prise des notes - rédaction de rapports de laboratoire- explication orale- résolution de problèmes écrits- épreuve




évaluation formative- rapport de laboratoire- observation de l’élève travaillant au laboratoire- correction des exercices et des devoirs- épreuve- évaluation d’un plan de recherche

évaluation sommative- rapport de laboratoire- présentation orale ou écrite d’une recherche- épreuve

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Élèves en difficulté- Fournir à l’avance les notes de cours.- Jumeler l’élève avec d’autres élèves.- Utiliser du matériel concret.- S’assurer que l’élève garde son cahier de notes en ordre.- Faire un rappel de la matière à étudier la veille d’une évaluation.- Modifier les exercices et les activités aux besoins de l’élève.- Réserver une aire de travail calme.- Surveiller leur travail en classe.- Veiller davantage à la sécurité lors des activités en laboratoire.- Proposer des textes à double interligne.

ALF/PDF- Offrir des appuis concrets et visuels : modèles, diagrammes.- Jumeler l’élève qui peut servir d’interprète.- Préparer un lexique sur la terminologie scientifique.- S’assurer, en posant des questions, que les consignes ont été comprises.- Simplifier les structures des phrases en évitant d’utiliser des phrases complexes et des verbes

passifs.- Simplifier les textes écrits et les notes.- Accorder suffisamment de temps à l’élève pour participer aux discussions.- S’assurer que les élèves voient et entendent bien (p. ex., éviter de les placer au fond de la

classe).



situations favorisant l’interdépendance positive et l’écoute active.- Permettre à l’élève d’approfondir un sujet étudié en classe.- Favoriser les occasions où l’élève peut utiliser ses talents de façon constructive.


Élèves en difficulté- Accorder du temps supplémentaire pour compléter l’épreuve.- Diminuer le nombre de questions auxquelles il faut répondre.- Ajouter des explications orales aux questions que l’élève ne comprend pas.- Faire passer un test oral.- Permettre un test à livre ouvert.

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- Donner à l’élève les termes scientifiques et leurs définitions.- Utiliser tous les moyens disponibles pour permettre à l’élève de montrer sa compréhension.

ALF/PDF- Accorder suffisamment de temps pour terminer les tâches ou les tests.- Expliquer ou simplifier les consignes et les questions.- Varier les méthodes d’évaluation.Renforcement ou enrichissement- Permettre à l’élève d’analyser ou de traiter un sujet en profondeur et de l’aborder sous divers

angles.- Permettre à l’élève d’exprimer sa créativité.- Permettre à l’élève d’explorer plusieurs solutions à un problème donné.- Proposer des tâches qui permettent à l’élève de montrer des habiletés supérieures telles que

l’analyse, la synthèse et la recherche de sujets complexes.

Sécurité


Voici une liste plus complète des règles de sécurité au laboratoire de sciences :- informer l’enseignant ou l’enseignante de toute situation personnelle particulière (p. ex.,

allergies, verres cornéens).- porter des lunettes de sécurité au cours des manipulations chimiques.- éviter de goûter, de toucher ou de humer directement une substance chimique.- se débarrasser des déchets conformément aux consignes données.- libérer la surface de travail de tout objet inutile et ne conserver que le matériel nécessaire.- attacher les cheveux longs.- s’assurer que les robinets à gaz et les commutateurs électriques sont bien fermés lorsque le

travail en laboratoire est terminé.- lire le texte d’une activité avant de la commencer.- prendre des précautions particulières avant d’utiliser un brûleur.- manipuler les objets chauds avec prudence.- avant de faire chauffer des substances, s’assurer que les morceaux de verre sont en pyrex,

propres et intacts.- ne jamais diriger l’ouverture d’une éprouvette vers soi-même ou vers quelqu’un d’autre.- promener une éprouvette dans la flamme du brûleur à gaz afin de bien répartir la chaleur.- ramasser immédiatement tout produit chimique renversé.- débrancher les fils électriques en tirant sur la fiche électrique et non sur le cordon.- ne jamais utiliser un morceau de verrerie brisé ou fêlé.- ne jamais laisser un brûleur Bunsen allumé sans surveillance.- ne jamais faire chauffer une substance inflammable avec un brûleur.- ne jamais consommer de nourriture au laboratoire.

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- ne jamais laisser une expérience en cours sans surveillance.- ne jamais s’écarter du protocole, à moins que l’enseignant ou l’enseignante ne le suggère.- signaler toute blessure à l’enseignant ou à l’enseignante, quelle que soit son importance.

Ressources


Manuels pédagogiquesBOLDUC, Gilles, et al., Invitation à l’étude de l’environnement physique, guide d’enseignement,

Montréal, Lidec, l996, 561 p.WYATT, Valerie, La Météo, Saint-Lambert, Les Éditions Héritage, 1990, 95 p. *

Ouvrages généraux/de référence/de consultationALLEN, Oliver, Planet Earth Atmosphere, Alexandria Virginia, Time Life Books, 1983, 176 p.BLANCHARD, D., Des Gouttes de pluies aux volcans; aventures météorologiques à la surface

de la mer, Paris, Dunod, 1970, 177 p.BOHREN, Craig, Clouds in a Glass of Beer, New York, John Wiley & Sons, 1987, 196 p.BOHREN, Craig, What Light Through Yonder Window Breaks?, New York, John Wiley & Sons,

1991, 187 p.BOLDUC, Gilles, et al., Invitation à l’étude de l’environnement physique : guide

d’enseignement, Montréal, Lidec, 1996, 561 p.BOUCHARD, Régent, La Physique et vous, Outremont, Lidec, 1985, 172 p.COSGROVE, Brian, Le Temps qu’il fera, Paris, Gallimard, 1990, 64 p. *DAY, John, Peterson First Guides Clouds & Weather, Boston, Houghton Miffin, 1991, 128 p.LUTGENS, Frederick, et Edward TARBUCK, The Atmosphere : Introduction to Meteorology,

New Jersey, Prentice-Hall, 1989, 491 p.SCHROEDER, Mark, et Charles BUCK, Fire Weather Agriculture Handbook 360, Washington,

US Department of Agriculture-Forest Service, 1970, 229 p.SUZUKI, David, Looking at Weather, Toronto, Stoddart Publishing, 1988, 95 p.

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Atmosphère

1. Durée

440 minutes

2. Description

Dans cette activité, l’élève est initié/e à la météorologie en faisant des observations du tempsqu’il fait et en les notant dans un cahier. Elle ou il apprend les concepts scientifiques detransmission d’énergie, l’effet des corps noirs, l’effet de serre et les phénomènes liés à la pressionatmosphérique qui sont tous nécessaires à la compréhension de la météorologie. L’élève étudieégalement les caractéristiques des couches de l’atmosphère.




Contenus d’apprentissage : SNC2P-T-Comp.1 - 2 - 3 - 4SNC2P-T-Acq.1 - 6 - 9 - 10SNC2P-T-Rap.2


- S’assurer que les élèves se procurent un cahier et une trousse de géométrie pour réaliser lesobservations.

- Commencer ses propres observations météorologiques et prendre des notes dans un journald’observations, comme le feront les élèves, environ deux semaines avant d’enseigner cetteunité afin d’être en mesure de mieux conseiller les élèves. Continuer de prendre des notespendant la durée complète de l’unité et y ajouter les cartes tirées d’Internet, les prévisions dutemps, la date et le temps du passage des fronts, et les autres informations qui seront utileslors de la correction des cahiers de notes des élèves.

- Se procurer les instruments scientifiques nécessaires.- Synchroniser le baromètre enregistreur quelques jours avant le début de cette activité.

144

- Se procurer le matériel didactique nécessaire, tel qu’une échelle de Beaufort, les symboles devitesse du vent, la valeur de la pression à différentes altitudes, la température à différentesaltitudes dans les couches de l’atmosphère, une carte mondiale et une carte physique del’Ontario.

- Repérer des sites dans Internet qui fournissent des prévisions météorologiques locales.- Trouver des journaux et des postes de radio ou de télévision auxquels les élèves peuvent se

référer.- Préparer d’avance les expériences.


- Construire des graphiques, les interpréter et calculer la pente.- Connaître la théorie cinétique de la matière et les transformations des états de la matière.


Thème A : Observation de l’atmosphère

Mise en situation- Commencer une discussion afin d’initier les élèves à la météorologie en se servant des

situations et des métiers où le temps et sa prédiction sont importants.- Initier les élèves au vocabulaire utilisé pour décrire les phénomènes météorologiques.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Faire préparer un cahier dans lequel seront notées les observations météorologiques.- Voici une façon d’organiser un tel cahier :

Première section du cahier : Renseignements concernant le site d’information- Ajouter la position de la ville à la carte mondiale et à la carte physique de la province.- Inscrire les coordonnées de la ville : longitude, latitude et altitude.- Trouver le nom du fuseau horaire local (HAE : Heure avancée de l’Est et HNE : Heure

normale de l’Est) et la correction du Temps Universel (heure indiquée sur les cartesmétéorologiques d’Internet).

- Écrire la zone agricole ainsi que la température moyenne du jour et de la nuit en ce quiconcerne le mois courant.

- Faire un plan du site duquel seront tirées ses observations. Ce plan peut inclure un dessin dela maison sur le terrain, de la porte d’entrée et de la rue.

- Indiquer clairement les points cardinaux sur ce plan. - Coller, dans cette section, une échelle de Beaufort des vitesses du vent, un ensemble de

symboles trouvés sur les cartes météorologiques tels les symboles de la vitesse, de ladirection du vent et de l’état général du ciel. Il serait aussi intéressant d’y inclure :

145

- une carte mondiale (avec des fuseaux horaires si possible) sur laquelle on ajoute laposition de la ville.

- une carte physique de la province avec la position de la ville.- les coordonnées de la ville : longitude, latitude et altitude.- le nom du fuseau horaire local (HAE Heure avancée de l’Est et HNE Heure normale de

l’Est) et la correction du Temps Universel (l’heure indiquée sur les cartesmétéorologiques d’Internet).

Deuxième section du cahier : Observations du temps- Créer un ou plusieurs tableaux qui comprend les rubriques suivantes : Date, Heure (HAE ou

HNE), Heure TU, Température, et les colonnes suivantes :- Date, Heure (HAE ou HNE), Heure TU, Température, Pression barométrique, Vent :

direction et force, Nuages : hauteur (basse, moyenne et haute) et apparence (en couchesou en boules ouatées).

- Sortir à l’extérieur avec les élèves et faire une première observation.- Indiquer la direction du vent en dessinant un cercle, y indiquer les points cardinaux et

dessiner au centre le symbole de l’état du ciel et le symbole du vent.- Demander aux élèves de faire une observation le matin et une autre le soir. Faire la lecture

sur le baromètre enregistreur de la pression du soir précédent et du matin même et demanderaux élèves d’écrire ces lectures dans leurs tableaux d’observation.

- Créer un autre tableau dans le but d’y écrire les prévisions météorologiques données à latélévision pour le lendemain (température maximale et minimale, état du ciel etprécipitations). Se référer aux cartes trouvées dans les journaux locaux.

Généralisation- Se familiariser avec la station météorologique la plus proche de l’école.- Visiter son site Internet.- Expliquer la façon dont toutes les observations sont acheminées vers des centres où sont

produites des cartes qui sont complétées à l’aide d’informations provenant des satellites afinde faire des prévisions météorologiques.

- Faire ressortir l’importance, dans plusieurs secteurs d’activité, de connaître le temps qu’il fait(p. ex., en agriculture, dans le transport routier, aérien et maritime, dans le contrôle et laprévention des feux de forêt et des désastres, en construction, en tourisme).

Thème B : Transmission de l’énergie de chaleur

Mise en situation- Chauffer, en démonstration, le bout d’une barre de métal (HIRSH, p. 169). Comment se fait-

il que le métal devienne chaud à l’autre bout? La chaleur du soleil parvient-elle à la Terre dela même façon?

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Expliquer que la chaleur est une forme d’énergie et que lorsqu’un objet absorbe l’énergie

calorifique sa température augmente. Il est important que l’enseignant ou l’enseignante utiliseles termes chaleur et température correctement. Ne jamais utiliser le mot chaleur seul,

146

toujours l’utiliser avec le terme énergie (p. ex., énergie calorifique ou énergie liée à lachaleur).

- Faire l’expérience suivante : brancher une plaque chauffante et attendre que celle-ci atteigneune température élevée. Placer sur la plaque deux petits bechers, le premier contenant deuxfois plus d’eau que l’autre. Mesurer la température initiale et celle atteinte après un laps detemps (p. ex., deux minutes). Faire la distinction entre chaleur et température.

- Demander aux élèves de remettre un rapport de l’expérience.- Présenter les termes conduction, convection et radiation.- Faire les trois expériences ci-dessous et remettre un rapport comportant des observations et

des explications pour chaque expérience.- Conduction : chauffer une tige de métal afin de calculer le temps requis pour faire fondre

une goutte de cire placée sur le bout opposé de la tige. Expliquer cette expérience enpartant de la théorie cinétique.

- convection : réchauffer de l’air à l’aide d’une ampoule électrique et observer l’effet del’air chauffé sur une spirale de papier (fabriquée par les élèves).

- radiation :a) placer un radiomètre devant une ampoule électrique. Observer ce qui arrive aux pales

du radiomètre. Expliquer que le radiomètre ne reçoit pas son énergie ni parconduction, puisque l’air qui l’entoure n’est pas chaud, ni par convection puisquecette dernière transmet son énergie vers le haut. Expliquer les radiations comme desondes et établir les différences entre l’ultraviolet, le visible et l’infrarouge.

b) Répéter l’expérience en se servant d’une plaque chauffante non lumineuse au lieud’une ampoule. Rapprocher la main à une dizaine de centimètres de l’ampouleélectrique d’abord et, ensuite, de la plaque chauffante. Noter les observations.

- Faire une expérience portant sur l’énergie radiante absorbée et perdue. Les élèves disposentd’un thermomètre dont le réservoir a été peint de gouache blanche et un autre de gouachenoire; elles ou ils les placent à une même distance d’une ampoule électrique. Les élèvesmesurent la température à chaque minute pendant un laps de temps prédéterminé. Elles ou ilséteignent la lumière et continuent de mesurer la température. Les élèves rédigent un rapportet y annexent un graphique afin d’illustrer la température des thermomètres.

Généralisation- Résumer la leçon.- Souligner les applications possibles de la conduction, de la convection et de la radiation.- Poser des questions qui obligent les élèves à résumer, à expliquer et à appliquer les concepts

de transmission d’énergie calorifique.

Thème C : Le Soleil chauffe la Terre

Mise en situation- Demander aux élèves pourquoi des gens passent l’hiver en Floride ou dans les îles du Sud.

Pourquoi est-ce plus chaud là bas? Le Soleil chauffe-t-il la Terre de façon inégale? Commentl’énergie est-elle transmise du Soleil à la Terre?

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Exploration/Manipulation/Expérimentation- Expliquer, à l’aide d’un globe terrestre et d’une source de lumière, les effets du changement

des saisons, l’alternance du jour et de la nuit, la longueur inégale du jour selon les saisons etl’échauffement inégal des différentes régions du globe.

- Effectuer une expérience qui montre l’effet de l’angle de la source lumineuse sur la densitéde l’éclairage.

- Éclairer une feuille de papier quadrillé au moyen d’une lampe de poche, toujours à la mêmedistance, mais, sous des angles différents.

- Délimiter, à l’aide d’un crayon, l’espace éclairé sur la feuille de papier quadrillé et endéterminer l’aire.

Généralisation- Résumer les phénomènes observés en sachant que la quantité de lumière émise par la source

est toujours la même, mais que la densité de lumière est différente et qu’il en est de mêmepour l’échauffement de la surface de la Terre à différentes latitudes, à différents temps de lajournée et selon les saisons.

- Donner des questions où les élèves résument, expliquent et appliquent les concepts appris.- Faire passer une épreuve portant sur le thème C.

Thème D : Effet de serre

Mise en situation- Animer une discussion portant sur l’effet de serre en s’inspirant de l’exemple suivant : La

Terre n’est qu’une grosse roche sphérique qui tourne autour d’une étoile nommée Soleil. Ellereçoit de cette étoile de l’énergie sous forme de radiation ultraviolette, visible et infrarouge.À la distance où elle est située, la température moyenne de la surface de la Terre devrait êtrede 6 oC. Comment se fait-il qu’elle soit en réalité de 14 oC? (On peut discuter de l’énergieque reçoit la Terre et de celle qu’elle perd durant la nuit, comme le thermomètre devantl’ampoule allumée et l’ampoule éteinte.) L’atmosphère agit comme couverture en gardant latempérature à la surface de la Terre à un niveau raisonnable. Qu’est-ce que l’effet de serre?Comment cet effet de serre est-il nécessaire à la vie sur la Terre?

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Effectuer l’expérience suivante : dans une petite boîte de carton, découper une ouverture

assez grande et la recouvrir d’une vitre. Éclairer la boîte d’une ampoule électrique. Comparerles températures de l’air dans la boîte et de l’air ambiant. S’assurer que c’est bien latempérature de l’air et non l’échauffement du thermomètre qui est mesuré. Demander auxélèves de rédiger un rapport qui explique la différence de température.

- Faire la démonstration suivante :- mettre un radiomètre devant une plaque chauffante. Noter la vitesse de rotation des pales.

Répéter l’expérience en intercalant une vitre entre la plaque chauffante et le radiomètre.Noter la vitesse de rotation des pales. Comparer les deux vitesses de rotation.

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Généralisation- Expliquer ce qui se passe durant l’expérience avec le radiomètre et la plaque chauffante (p.

ex., la vitre bloque les radiations infrarouges, laisse passer la lumière visible et empêche laconvection).

- Comparer les propriétés de l’air et celles de la vitre en ce qui concerne la transmission desradiations. Ces propriétés changent selon la quantité de vapeur d’eau et de dioxyde decarbone présents. C’est l’effet de serre qui fait que la température de la Terre est de 14 oC enmoyenne. Depuis le début de l’ère industrielle, la quantité de dioxyde de carbone ne faitqu’augmenter. Les humains augmentent l’effet de serre et ainsi changent le climat.

- Discuter du réchauffement global de la planète Terre, des causes (les sources de dioxyde decarbone) et des effets à long terme.

Thème E : Atmosphère

Mise en situation- Pousser vers le bas un bocal renversé sur la surface de l’eau d’un aquarium. L’eau entre-t-elle

dans le bocal? Pourquoi? Mettre un entonnoir dans le goulot d’une bouteille en bloquant avecde la pâte à modeler l’espace entre le goulot et l’entonnoir. Verser rapidement de l’eau dansl’entonnoir. Que se passe-t-il? Pourquoi?

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Discuter des résultats de ces démonstrations qui montrent l’existence et l’influence de l’air.- Faire une démonstration pour montrer que l’air a une masse. Par exemple, gonfler deux

ballons, les accrocher aux bouts d’une tige et suspendre la tige en équilibre. Faire éclater undes ballons pour voir l’effet sur l’équilibre. Tirer une conclusion.

- Présenter la composition de l’air sec (oxygène et azote seulement) et parler de la quantité devapeur d’eau et de dioxyde de carbone que l’air peut contenir.

- Expliquer que nous vivons au fond de l’atmosphère et que celle-ci exerce une pression. C’estsemblable à la pression que l’on ressent quand on plonge dans le fond d’une piscine (nous neressentons pas la pression atmosphérique, car celle-ci s’exerce également à l’intérieur denotre corps).

- Faire quelques démonstrations pour montrer l’existence et l’influence de la pression :- Remplir un verre d’eau jusqu’au bord, le recouvrir d’un carton mince et le renverser.

Expliquer.- Coller une fléchette à ventouse sur le mur et expliquer pourquoi elle reste collée.- Coller ensemble deux ventouses et tenter de les décoller. Expliquer.- Prendre une cannette de boisson gazeuse, y mettre un peu d’eau et la faire bouillir sur une

plaque chauffante. Quand l’eau bout enlever la cannette, l’inverser et la mettre dans unplat d’eau froide. Expliquer ce qui arrive. Faire un croquis pour indiquer la direction de lapression atmosphérique sur la cannette.

- Coller des fléchettes à ventouse sur le mur, le plafond, la table et sous la table. Demanderaux élèves de dire dans quelle direction s’exerce la pression atmosphérique pour chacunedes ventouses.

- Montrer aux élèves un baromètre anéroïde déjà calibré. Expliquer sa construction et sonfonctionnement. Faire la lecture de la pression barométrique.

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- Donner un tableau de la valeur de la pression à différentes altitudes. - Tracer un graphique illustrant la pression en fonction de l’altitude en dessinant une courbe en

passant par les points.- Tirer une conclusion.

Généralisation- Résumer la matière se rapportant à l’air et à la pression atmosphérique (existence, direction,

mesure, valeur et changement selon l’altitude).- Poser des questions qui demandent aux élèves de résumer, d’expliquer et d’appliquer le

concept de pression, et leur demander d’analyser le graphique qu’elles ou ils ont dessiné. - Faire passer une épreuve portant sur le thème E.

Thème F : Couches de l’atmosphère

Mise en situation- Demander aux élèves s’il neige en Afrique. Montrer une photo du Kilimanjaro vu de la

plaine. Comment se fait-il qu’il y ait de la neige sur la montagne? Il semble que latempérature de l’air diminue lorsqu’on monte en altitude.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Donner un graphique illustrant la température par rapport à l’altitude. Nommer les couches

de l’atmosphère ainsi que leurs caractéristiques.- Calculer la chute moyenne de température pour chaque kilomètre d’ascension dans la

troposphère.- Calculer la température au sommet du mont Kilimanjaro si la température à sa base est de

30o C et que son altitude est de 5,9 km. Évaluer la pression atmosphérique sur cettemontagne.

Généralisation- Expliquer que l’énergie du soleil passe à travers l’atmosphère sans être trop absorbée (partie

visible), mais qu’en frappant le sol elle réchauffe la Terre. Le sol chaud réchauffe l’air parconduction et par radiation infrarouge. C’est la raison pour laquelle la température de l’airprès du sol est plus élevée et qu’elle diminue progressivement selon l’altitude (dans latroposphère).

- Résumer le concept à l’étude.- Poser des questions qui demandent aux élèves de résumer, d’expliquer et d’appliquer ce

qu’elles ou ils ont appris à propos des couches de l’atmosphère. - Donner un exercice de révision de l’activité et le corriger.- Faire passer un test portant sur toute l’activité.

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évaluation diagnostique- vérification des connaissances concernant la théorie cinétique et les changements d’étatsévaluation formative- vérification des exercices et des devoirs- correction de l’exercice de révisionévaluation sommative - correction des rapports de laboratoire- épreuves à la fin des thèmes B, C et E- épreuve de fin d’activité

8. Ressources


Personnes-ressources- visite au centre de météorologie local

Médias électroniquesEarth-Ocean-Atmoshpere, Cédérom, EOA Scientific Systems, 1998.Centre Météorologique Canadien. (consulté en août 1999) Sur Internet

http://www.cmc.ec.gc.ca/- Ni trop chaud, ni trop froid, TFO, BPN 416504, coul., 20 min. (Série Planète en détresse)- L’effet de serre, TFO, BPN 416504, coul., 20 min. (Série Planète en détresse)


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Atmosphère en mouvement

1. Durée

240 minutes

2. Description

Dans cette activité, l’élève étudie la convection, ce qui lui permet de comprendre les grandescirculations d’air des régions équatoriales jusqu’à nos régions. L’étude de l’effet de Coriolispermet de comprendre la direction générale des vents et des courants marins.



Attente : SNC2P-T-A.1

Contenus d’apprentissage : SNC2P-T-Comp.1 - 2 - 3 - 4 - 5SNC2P-T-Acq.1 - 9


- Se procurer le matériel de laboratoire nécessaire.- Essayer les démonstrations et les expériences avant de les présenter au groupe-classe.- Se procurer une carte des vents et une carte des courants marins.


- Connaître le sens des termes convection, conduction et radiation.

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Thème A : Convection dans l’atmosphère

Mise en situation- Montrer une situation de convection et demander aux élèves de l’expliquer (il s’agit d’un

rappel des principes scientifiques étudiés dans l’activité précédente).

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Effectuer une expérience à l’aide d’un appareil de convection.

a) Utiliser un bocal en pyrex et le remplir d’eau fraîche. Déposer le bocal sur une plaquechauffante et entourer la partie supérieure du bocal d’un linge imbibé d’eau glacée.Ajouter du colorant à nourriture dans la partie supérieure du bocal. Chauffer doucementet noter les observations.

b) Effectuer une expérience afin de montrer la raison pour laquelle il existe des régionschaudes et froides sur la Terre. Préparer deux contenants, le premier contenant de l’eau etle deuxième de la terre. Placer un thermomètre à 1 cm sous la surface des deuxcontenants et un autre à l cm au-dessus de leur surface. Allumer une ampoule au-dessusdes deux contenants. S’assurer que les conditions d’éclairage sont les mêmes et que latempérature enregistrée par les thermomètres ne soit pas causée par l’absorption d’énergieradiante par les thermomètres eux-mêmes. Mesurer les températures chaque minutedurant huit minutes, éteindre la lampe et continuer les mesures durant encore dix minutes.Représenter les données dans un graphique et expliquer comment l’énergie se déplace dela lampe jusqu’aux thermomètres.

- Demander aux élèves de rédiger un rapport de laboratoire portant sur cette expérience.

Généralisation- Expliquer le concept de cellule de convection. Expliquer la convection comme étant la

différence de masse volumique de l’eau chaude qui flotte sur l’eau froide. Réexpliquer leconcept de pression. La pression mesurée dans un fluide chaud est plus faible que dans unfluide froid. L’eau passe d’une région de haute pression vers une région de basse pression quiest située au fond du bocal.

- Reprendre les résultats de l’expérience et les expliquer (p. ex., effet de corps noir,conduction, masse thermique) en rappelant qu’il existe aussi sur la Terre des régions pluschaudes et plus froides. Ces différences peuvent provenir d’une insolation inégale, maispeuvent aussi être attribuées à l’absorption et à la masse thermique des différentes surfaces.

- Utiliser l’idée de cellule de convection et les résultats de l’expérience pour expliquer lesbrises de mer et de terre. Expliquer, en s’appuyant sur le concept de gradient, la pressioncomme source de vent.

- Expliquer la circulation atmosphérique planétaire, c’est-à-dire la montée de l’air réchauffé àl’équateur suivie de sa descente aux pôles. Expliquer la direction des vents de surface et deceux en haute atmosphère en représentant ces grandes régions en tant que cellules deconvection.

- Formuler des questions qui demandent aux élèves de résumer, d’expliquer et d’appliquer lesconcepts appris.

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Thème B : Vent et rotation de la terre

Mise en situation- Animer une discussion portant sur l’effet de la rotation de la Terre et de l’impact de cette

rotation à la surface de la planète. À cause de la rotation de la Terre, nous sommes tousentraînés vers l’est à une vitesse de plus de 1000 km/h. Pouvons-nous ressentir cette rotation?Qu’arrive-t-il lorsqu’on est assujetti à un mouvement de rotation? Certains phénomènes àl’échelle planétaire sont affectés par cette rotation.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Faire l’expérience suivante :

a) Découper un cercle de 20 - 25 cm de diamètre dans du papier rigide ou du carton mince.Fixer le carton, par son centre, à un tableau d’affiche ou à un mur à l’aide d’une punaise.Placer une règle par-dessus le carton de façon à recouvrir la punaise verticalement. Fixerles deux bouts de la règle à l’aide de papier collant. Le carton doit pouvoir tournerlibrement sous la règle. Tracer une ligne sur le papier en suivant la règle. Recommencer,mais cette fois tracer une ligne pendant que quelqu’un fait tourner le carton, dans le sensinverse des aiguilles d’une montre, autour de la punaise. Discuter du mouvement ducrayon dans le deuxième cas. Adapter la perspective d’une fourmi sur la règle (le crayonsuit une ligne droite) puis d’une fourmi sur le papier (le mouvement du crayon sembleêtre une courbe qui tourne vers la droite lorsque la fourmi regarde dans la direction où vale crayon). Expliquer le résultat et généraliser.

b) Faire rouler une bille sur la surface d’un plateau tournant (Lazy Susan). Décrire lemouvement comme dans l’expérience précédente. Analyser le résultat d’une rotation dansle sens horaire et inverse de l’horaire (hémisphères Nord et Sud). Demander aux élèvesd’imaginer l’effet de la rotation de la Terre sur le mouvement des vents ou encore deproduire du vent à l’aide d’un ventilateur et d’utiliser des rubans courts pour indiquer ladirection du vent.

- Donner une carte des vents de la surface de la Terre et expliquer la direction de chacun d’eux(alizés, vents d’Ouest, hémisphères Nord et Sud, etc.).

Généralisation - Revoir les résultats de l’expérience et formuler des conclusions en tenant compte de l’effet de

Coriolis qui stipule que la trajectoire d’un objet qui se déplace à la surface de la Terre estdéviée vers sa droite dans l’hémisphère Nord.

- Appliquer l’effet de Coriolis aux vents.- Expliquer la direction des vents à la surface de la Terre en intégrant les idées du thème A à

l’effet de Coriolis.- Poser des questions qui demandent aux élèves de résumer, d’expliquer et d’appliquer les

concepts appris.

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Thème C : Hydrosphère

Mise en situation- Animer une discussion portant sur les effets de l’atmosphère sur la mer (l’hydrosphère).

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Analyser une carte des vents de la planète et une carte montrant les grands courants marins.- Vérifier si l’effet de Coriolis affecte les courants qui se trouvent sur la carte des courants

marins.

Généralisation- Établir la relation entre le vent et les courants marins.- Expliquer la relation entre la convection de l’eau dans les profondeurs de la mer et la montée

de substances nutritives à la surface de la mer dans certaines régions du monde.- Faire des exercices de révision portant sur l’activité.- Faire passer une épreuve sur l’activité.



évaluation diagnostique- épreuve portant sur la matière des Acquis préalablesévaluation formative- correction de l’exercice de révisionévaluation sommative- correction du rapport de laboratoire portant sur le gain et la perte d’énergie par radiation- épreuve de fin de chapitre



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Transformations de l’eau

1. Durée

240 minutes

2. Description

Dans cette activité, l’élève revoit les changements d’état et, au moyen d’une expérience,reconnaît qu’il se produit un échange d’énergie durant ces changements. Elle ou il découvre quel’air contient de l’eau et mesure le point de rosée de même que le pourcentage d’humidité avecdeux thermomètres. L’élève étudie les conditions qui mènent à la formation des nuages.




Contenus d’apprentissage : SNC2P-T-Comp.2SNC2P-T-Acq.1 - 6 - 9 SNC2P-T-Rap.3


- Se procurer les appareils de laboratoire nécessaires.- Tenter les démonstrations avant de les effectuer devant le groupe-classe.- Se procurer des tableaux de calcul du pourcentage d’humidité en partant du point de rosée et

des températures de thermomètres sec et humide.


- Connaître les rudiments des changements d’états et pouvoir en fournir des exemples.- Connaître les composantes de la théorie cinétique de la matière.

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Thème A : Changements d’état

Mise en situation- Demander aux élèves si elles ou ils croient qu’il y a de l’eau dans l’air. En ont-ils des

preuves? Poser sur la table une cannette de boisson gazeuse sortant du réfrigérateur. Observerles gouttelettes d’eau qui apparaissent sur la cannette. D’où vient cette eau?

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Passer en revue les changements d’états : vaporisation, condensation, solidification, fusion,

sublimation et cristallisation.- Montrer un diagramme des trois états de la matière et de leurs changements. S’il le faut,

ajouter des explications et des démonstrations.- Diviser la vaporisation en deux phénomènes : l’ébullition et l’évaporation.- Comparer, soit par une démonstration, soit par une expérience, la température indiquée par

les thermomètres ci-dessous (vérifier si les thermomètres indiquent la même températureavant l’expérience) :

a) thermomètre à air libre; b) thermomètre entouré de coton hydrophile dont l’extrémité trempe dans l’eau; c) thermomètre plongé dans la même eau que le thermomètre b; d) thermomètre placé comme dans b (humide), mais entouré d’un sac en plastique afin de

créer un micromilieu humide; e) thermomètre placé comme dans b (humide), mais placé devant un ventilateur; f) thermomètre à air libre (sec) placé dans un courant d’air; g) thermomètre avec coton trempé dans de l’alcool.- Demander aux élèves d’émettre des hypothèses et d’expliquer les résultats obtenus.

Généralisation- Expliquer le rôle de l’énergie durant les changements d’états (vitesses des particules, leurs

énergies, etc.).- Ajouter sur le diagramme des changements d’états +E (ajout d’énergie) ou -E (perte

d’énergie) sur les flèches montrant les transformations.- Expliquer l’importance de la sueur quand il fait chaud et la difficulté qu’a notre organisme de

se rafraîchir quand l’air est chaud et humide (le facteur humidex).- Poser des questions qui demandent aux élèves de résumer, d’expliquer et d’appliquer ces

concepts.

Thème B : Pourcentage d’humidité

Mise en situation- Apporter une petite éprouvette à moitié remplie d’eau et y ajouter du sel. Le sel se dissout

complètement. Demander aux élèves s’il y a une limite à la quantité de sel que l’on peutdissoudre dans l’eau. Continuer la démonstration jusqu’à ce qu’il se forme un dépôt salin

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dans le fond de l’éprouvette. Faire le rapprochement avec l’eau contenue dans l’air. Il existelà aussi une limite. Si, par exemple, l’on tente d’évaporer trop d’eau dans l’air de la salle debain en prenant une douche, le surplus d’eau se retrouve sur les murs et sur le miroir.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Expliquer qu’il y a une limite à la quantité de vapeur d’eau que l’air peut contenir. Cette

limite dépend de la température de l’air. - Effectuer l’expérience qui permet de déterminer le point de rosée. Dans une cannette de métal

relativement luisante, ajouter de l’eau. Mesurer la température de l’eau. Ajouter, petit à petitdes glaçons. Observer la température de l’eau qui baisse, tout en surveillant la formation debuée sur la surface de la cannette. Prendre en note la température de l’eau (qui sera la mêmeque celle du métal) au moment de l’apparition des premières traces de condensation; c’est lepoint de rosée.

- Expliquer que si l’air contenait davantage d’humidité, le point de rosée aurait été plus élevé.- Donner un tableau qui permet de déterminer le pourcentage d’humidité de l’air de la salle de

classe. - Déterminer le pourcentage d’humidité avec plus d’exactitude en utilisant deux thermomètres,

soit un thermomètre sec et l’autre entouré de coton mouillé. Noter les températures, calculerla différence entre les températures et déterminer le pourcentage d’humidité à l’aide d’untableau comparatif.

Généralisation- Définir le pourcentage d’humidité et l’expliquer.- Expliquer les raisons pour lesquelles les deux thermomètres indiquent une plus grande

différence quand l’air est plus sec.- Donner un graphique de la quantité d’eau maximale dans l’air par rapport à la température de

l’air.- Calculer la quantité d’eau totale que contiendrait l’air de la salle de classe si son humidité

était de 100 %.- Expliquer ce qui arrive au pourcentage d’humidité de l’air chaud que l’on refroidit et de l’air

froid que l’on réchauffe.- Présenter des exemples de la vie courante (pourquoi c’est sec dans la maison en hiver;

pourquoi, en été, il faut déshumidifier l’air qui vient du climatiseur, etc.).- Poser des questions qui demandent aux élèves de résumer, d’expliquer et d’appliquer les

concepts étudiés.

Thème C : Qu’est-ce qu’un nuage?

Mise en situation- Faire bouillir de l’eau dans une bouilloire. Demander aux élèves comment se nomme ce

qu’on voit s’échapper du bec. Est-ce de la vapeur d’eau?

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Faire une démonstration pour montrer que la vapeur d’eau est invisible, comme tout gaz

incolore. Faire bouillir de l’eau dans un flacon erlenmeyer à filtrage (ceux qui possèdent un

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tube ouvert sur le côté). Mettre un bouchon sur le goulot de l’erlenmeyer sans le serrer etregarder les émanations qui s’échappent du tube. Plusieurs personnes ont l’habitude de direque c’est de la vapeur. Chauffer ensuite le bout du tube avec une torche au propane et on nevoit plus les émanations. Expliquer maintenant que la vapeur d’eau est invisible, mais qu’enentrant en contact avec de l’air froid elle se condense en fines gouttelettes visibles.

Généralisation- Demander aux élèves ce qu’est un nuage. Puisqu’il est possible de voir les nuages, on ne peut

pas dire qu’il s’agit de vapeur d’eau. Un nuage est-il donc composé de la vapeur d’eaucondensée ou de fines gouttelettes d’eau qui réfléchissent la lumière?

Thème D : Formation des nuages

Mise en situation- Avant la classe, placer un bocal en verre renversé sur une soucoupe contenant de l’eau. - Chauffer le tout avec une lampe pour provoquer l’évaporation de l’eau et obtenir une

atmosphère dont l’humidité est de 100 %. Laisser ensuite refroidir et apporter en classe.- Observer la condensation qui se produit sur les parois du bocal. Comment se fait-il qu’aucun

nuage ne s’est formé? Faire remarquer que la condensation s’est faite sur un solide. Elle nepeut pas se faire dans l’air libre. Il faut donc une surface de contact pour qu’elle puisse secondenser.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Expliquer que, pour faire un nuage, il faut de l’air humide, un peu de poussière

microscopique et un refroidissement. L’air est humide à la suite de l’évaporation de l’eau deslacs et de la mer. Comment cet air se refroidit-il?- Imaginer un ballon d’air chaud qui monte dans l’atmosphère. En montant, il se trouve

dans des régions où la pression diminue. Le ballon devient alors plus grand : c’est unedécompression. Montrer ce qui arrive à la température de l’air quand il y adécompression. Par exemple la décompression d’un pneu de bicyclette dont on ouvre lavalve. Montrer ce qui arrive quand on compresse un gaz avec une pompe.

- Faire une expérience ou une démonstration pour montrer la formation d’un nuage :- Utiliser une bouteille en plastique clair de deux litres et y mettre un peu d’eau afin d’en

mouiller les parois. Éteindre les lumières et regarder à travers la bouteille en l’éclairantavec une lampe de poche. On ne voit rien. Avec le goulot dans la bouche, exercer unepression en soufflant dans la bouteille pendant deux secondes et relâcher la pression trèssoudainement. À l’obscurité, à l’aide d’une lampe de poche, regarder à l’intérieur de labouteille pour voir si un nuage s’est formé. On obtient un meilleur résultat si on allumeune allumette sous le goulot de la bouteille renversée et qu’on éteint l’allumette enlaissant s’infiltrer juste un peu de fumée. Regarder avec la lampe de poche, on ne voit pastrès bien. Souffler comme avant. Le nuage formé devrait être un peu plus dense (observerde nouveau avec la lampe de poche).

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Généralisation- Résumer le processus de formation des nuages (évaporation, air humide et chaud, poussière,

décompression, chute de température sous le point de rosée, condensation en gouttelettesfines).

- Faire une révision de l’activité en donnant des exercices.- Faire passer une épreuve portant sur la matière de l’activité.



évaluation formative- correction du rapport de laboratoire portant sur l’énergie et les changements d’étatsévaluation sommative- épreuve portant sur l’unité



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Masses d’air

1. Durée

130 minutes

2. Description

Dans cette activité, l’élève est initié/e à la lecture des cartes météorologiques. Elle ou il apprendcomment se forment les différents types de masses d’air et à les reconnaître sur une cartemétéorologique. L’élève dessine la forme des fronts froids et chauds et explique la formation desnuages ainsi que des précipitations associés à ceux-ci.


Domaine : Science de la Terre et de l’espace - Systèmes météorologiques


Contenus d’apprentissage : SNC2P-T-Comp.5 - 6SNC2P-T-Acq.1 - 8


- Se procurer des cartes météorologiques et des photographies, provenant des satellites dansInternet ou en partant de documents déjà préparés, pour tracer les masses d’air et les fronts.


- Aucun

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Thème A : Masses d’air

Mise en situation- Montrer une carte météorologique sur transparent, lire les températures de diverses régions de

l’Amérique du Nord et faire remarquer que la température ne change pas graduellement dusud au nord en se refroidissant. Il semble exister des régions plus chaudes et d’autres qui sontplus froides.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Distribuer une carte météorologique et expliquer comment lire la température et la pression. - Montrer les isobares et les centres de haute et basse pression.- Sur une carte météorologique, demander aux élèves de tracer les démarcations entre les

masses d’air.

Généralisation- Expliquer la formation des masses d’air (quand une masse d’air reste stationnaire sur une

grande étendue de terrain relativement peu accidentée dont l’insolation et le pourcentaged’humidité sont constants pendant une durée d’environ une semaine).

- Montrer une carte de l’Amérique du Nord. Dresser la liste des noms, des reliefs et des climatsdes grandes régions. Expliquer la formation des quatre différentes masses d’air classées selonla température (polaire et tropicale) et l’humidité (continentale et maritime).

- Poser des questions qui demandent aux élèves de résumer, d’expliquer et d’appliquer lesconcepts étudiés.

- Donner en devoir le visionnage des reportages de la météo à la télévision et les résumer.

Thème B : Mouvement des masses d’air

Mise en situation- Montrer une carte météorologique sur transparent où les masses d’air ont été marquées. - Montrer une autre carte de la même région montrant les masses d’air quelques jours plus tard.

Quelle différence y a-t-il entre les deux cartes?

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Distribuer des cartes météorologiques (deux cartes à quelques jours d’intervalle).- Faire tracer par les élèves les frontières entre les masses d’air. Selon le mouvement des

masses, nommer la frontière : front froid ou chaud, et ajouter aux cartes les symbolesappropriés. Suivre le mouvement des fronts, mesurer la distance parcourue et calculer lavitesse de déplacement des fronts.

- Faire remarquer la direction générale que prennent les systèmes météorologiques enAmérique du Nord.

- Faire une démonstration avec de l’eau pour montrer la forme de l’interface entre deux fluidesde densités différentes. Dans un aquarium rempli d’eau, séparé en deux parties par unecloison amovible, ajouter d’un côté du sel et du colorant à nourriture. L’eau salée et colorée

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représente l’air froid qui a une plus grande masse volumique. Quand l’eau s’est calmée,enlever la cloison et observer le mouvement des masses d’eau. L’interface entre les deux,c’est le front. Demander aux élèves d’expliquer ce qui est arrivé.

- Distribuer une carte météorologique montrant un cyclone en formation avec les deux frontsbien marqués. Distribuer une photo du même événement provenant d’un satellite. Demanderaux élèves de comparer les deux documents et de chercher sur la photo satellitaire des indicesde fronts chauds et froids. Elles ou ils devraient remarquer que les nuages sont situés sur lesfronts et, entre les deux fronts, il n’y a pas de nuages. Demander aux élèves de dire si lapression est haute ou basse aux fronts et de remarquer la direction du vent dans les régionsentourant la dépression.

Généralisation- Expliquer les fronts froids et chauds, leur forme en coupe, la pression ambiante et la

formation des nuages ainsi que des précipitations qui leur sont associés.- Expliquer les mouvements cyclonique et anticyclonique.- Expliquer le temps qu’il fera dans une ville située un peu au sud d’une dépression cyclonique

quand se croisent les deux fronts.- Donner un exercice de révision portant sur l’activité.- Faire passer une épreuve portant sur l’activité.



évaluation formative- correction de l’exercice de révisionévaluation sommative- épreuve de fin d’activité



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Prévision du temps

1. Durée

360 minutes

2. Description

Dans cette activité, l’élève analyse des observations météorologiques et des cartes, et apprend àfaire ses propres prévisions. Elle ou il reconnaît l’apport de la technologie et des recherchescanadiennes dans l’étude de l’atmosphère et de la prévision du temps. L’élève comprend lemécanisme de formation d’une inversion de température et le smog qui en découle.




Contenus d’apprentissage : SNC2P-T-Comp.2 - 3 - 6SNC2P-T-Acq.1 - 8 - 10 - 11SNC2P-T-Rap.1 - 3 - 4


- Se procurer les cartes météorologiques, les photos provenant de satellites et les prévisionslocales.

- Essayer l’expérience d’inversion de température avant de la présenter au groupe-classe.


- Savoir lire des cartes météorologiques.

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Thème A : Observations

Mise en situation- Avant de pouvoir prédire le temps qu’il fera, il faut connaître les indices qui permettent

d’annoncer le mauvais temps ou le beau temps. Demander aux élèves si elles ou ils ont déjàremarqué des indices permettant de prédire le temps qu’il fera.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Demander aux élèves de dessiner un graphique de la température par rapport au temps et,

parallèlement, un graphique de la pression atmosphérique par rapport au temps (en jours). - Ajouter sur le graphique les jours de précipitations (hachurés de rouge) et ceux de très grands

vents (hachurés de bleu).- Indiquer le passage des fronts.- Examiner ces graphiques et trouver des signes permettant de prédire le temps.

Généralisation- Donner les dates de passage des fronts et demander aux élèves de les comparer avec leurs

propres observations. Résumer les indices permettant de prédire le mauvais et le beau temps.- Expliquer la relation qui existe entre ce qui se passe dans l’atmosphère et les indices trouvés.

Thème B : Observations professionnelles

Mise en situation- Demander aux élèves de prévoir d’autres mesures qui seraient utiles dans la prévision

météorologique et pour effectuer de meilleures prévisions.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Diviser le groupe-classe en équipes et distribuer à chaque élève une liste d’instruments de

météorologie.- Demander aux élèves de dire ce que l’instrument mesure et d’expliquer son fonctionnement

(p. ex., thermomètre, pluviomètre, nivomètre, girouette, anémomètre, hygromètre,psychromètre, baromètre à mercure, baromètre anéroïde, abris Stevenson, radiosonde, radar,radar à effet Doppler, ballon plafonnant, projecteur de plafond, mesureur de visibilité,satellite géostationnaire, satellite à orbite polaire).

- Donner un exemplaire de l’instrument si l’école en possède un, sinon montrer sa photo. Lesélèves font une courte présentation des appareils. Cette présentation et le travail écrit sontévalués.

- Faire une visite à la station de météorologie la plus près.- Consulter le site Web du Centre canadien de télédétection (www.cct.rncan.gc.ca) et celui

d’environnement Canada pour apprendre ce qu’est la télédétection, et la contributioncanadienne dans ce domaine.

- Expliquer le fonctionnement du radar et du radar à effet Doppler ainsi que la différence entreles images provenant de satellites en visible et en infrarouge.

165

Généralisation- Revoir le fonctionnement des stations météorologiques et l’acheminement des données aux

différents centres de traitement de données où sont préparés les cartes et les bulletins deprévisions météorologiques.

- Expliquer la contribution canadienne aux réseaux internationaux et les recherches qui se fontau pays.

Thème C : Prévision météorologique

Mise en situation- Demander aux élèves de nommer l’information la plus utile pour effectuer une prévision

météorologique. Elles ou ils seront sûrement d’accord avec l’affirmation que la cartemétéorologique est ce qu’il y a de plus utile. Elle contient toutes les informationsmétéorologiques du continent et présente ce qui vient vers notre région. Les représentationsprovenant des satellites sont aussi d’une très grande utilité.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Donner aux élèves les légendes nécessaires pour lire et comprendre les cartes

météorologiques.- Expliquer comment lire les symboles et faire faire aux élèves des exercices de lecture de

température, de pression en mb, de l’état du ciel, de la direction ainsi que de la vitesse duvent, du point de rosée et du pourcentage d’humidité correspondant.

- Montrer, à l’aide d’une série de cartes enregistrées pendant des jours successifs, comment lesmasses d’air, les fronts et les centres cycloniques progressent dans le continent Nordaméricain. On peut se servir du document d’Environnement Canada intitulé : Cartographiede la météo qui contient les cartes montrant six jours successifs avec des questions destinéesaux élèves. On pourrait aussi imprimer des cartes trouvées dans Internet et des photosprovenant de satellites qui représentent plusieurs jours.

- Expliquer le temps qu’il fait lorsqu’un centre cyclonique passe un peu au nord d’unemunicipalité (changement de pression, changement de la direction du vent, nuages etprécipitations, etc.).

Généralisation- Donner les cartes météorologiques et les photos provenant de satellites de la veille et du jour

même de l’activité et demander aux élèves de prédire le temps du lendemain.- Expliquer les conditions météorologiques extrêmes : averse, tempête, tempête tropicale,

ouragan et tornade.- Poser des questions où les élèves résument, expliquent et appliquent les concepts à l’étude.

Thème D : Conditions locales

Mise en situation- Demander aux élèves ce qui arriverait si nous avions, dans une chambre, de l’air chaud près

du sol et de l’air froid près du plafond ou si c’était le contraire. Quel est le rapport de cephénomène avec la température de Los Angeles?

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Exploration/Manipulation/Expérimentation- Faire la démonstration d’une inversion de température. Prendre un grand cylindre de

plastique clair dont le bout inférieur est fermé. Le placer afin qu’il se tienne dans un petitbocal contenant de l’eau et des glaçons et attendre que l’air dans le cylindre soit froid.Souffler de la fumée dans un tube allant jusqu’au fond du cylindre. La fumée refroidit et resteau fond du cylindre. Il s’agit de la situation très stable d’une inversion de température quel’on peut facilement expliquer aux élèves. Mettre ensuite le cylindre dans un bocal d’eaubouillante. On voit se dissiper la fumée rapidement. Tout l’air du cylindre se mélange.

Généralisation- Faire un rappel de la convection et ainsi expliquer comment une situation peut être stable et

une autre pas.- Expliquer la distribution de température normale dans la troposphère et comment se produit

une inversion de température. Donner l’exemple de la fumée des cheminées qui refuse demonter ou l’exemple d’une vallée comme celle où se trouve Los Angeles et où l’air froid dela mer s’insère sous l’air chaud emprisonné entre les montagnes.

- Montrer les conséquences de cette inversion lorsqu’on produit de la pollution dans la partieinférieure et froide de l’atmosphère. C’est le smog. Nommer les plus importants producteursde pollution dans les villes et les effets de celle-ci sur la santé.

- Donner un exercice de révision portant sur l’activité.- Faire passer une épreuve.



évaluation diagnostique- vérification des connaissances en cartographie météorologiqueévaluation formative- correction des exercices de révisionévaluation sommative- évaluation de la présentation orale et écrite réalisée dans le thème B- épreuve de fin d’activité

8. Ressources


Médias électroniquesLa télédétection, Centre canadien. (consulté le 1er novembre 1999)

http : //www.cct.rncan.gc.ca

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Projet de recherche

1. Durée

240 minutes

2. Description

Dans cette activité, l’élève choisit un sujet, formule des questions, fait une recherche, planifieune expérience et présente le résultat de son travail de recherche portant sur un thème enmétéorologie.




Contenus d’apprentissage : SNC2P-T-Acq.2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 9


- Quelques semaines avant d’expliquer le projet, demander aux élèves de trouver des articlesde journaux ou de magazines portant sur des problèmes liés à l’atmosphère.

- Dresser une liste de projets possibles qui ont une composante expérimentale.- Établir les modalités des présentations et écrire les grilles d’évaluation.- Accorder du temps de recherche à la bibliothèque et au laboratoire d’ordinateurs pour réaliser

la recherche et la préparation de la présentation.


- Connaître les rudiments de la météorologie.- Savoir faire une recherche à la bibliothèque et dans Internet.

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Mise en situation- Animer une discussion portant sur les problèmes liés à la météorologie et qui sont abordés

dans les médias.

Exploration/Manipulation/Expérimentation- Expliquer le projet de recherche que les élèves doivent faire. Le projet comporte une

recherche sur un problème d’actualité lié à la météorologie et inclut une expérience. Ainsi,les élèves doivent effectuer une recherche, une expérience et une présentation orale et écrite.

- Présenter la grille d’évaluation qui sera utilisée pour évaluer le travail de la présentation.- Diviser la classe en groupes. Chaque groupe choisit un sujet de recherche, prépare une liste

de questions concernant le sujet choisi et détermine l’expérience à faire.- Remettre le plan à l’enseignant ou à l’enseignante pour approbation.

- Les élèves effectuent la recherche en classe, à la bibliothèque ou à la salle d’ordinateurs(avec accès à Internet). Elles ou ils doivent faire également du travail à la maison.

- Les élèves planifient leur expérience, dressent une liste de l’équipement nécessaire et laremettent à l’enseignant ou à l’enseignante.

- Fournir le matériel nécessaire à l’expérience qui peut se faire en classe.- Conseiller les élèves en ce qui concerne les dangers possibles.- Mettre à la disposition des élèves le matériel nécessaire à la préparation de la présentation.

Généralisation- Accorder du temps aux présentations des équipes.- Faire l’évaluation selon des grilles d’évaluation déjà connues par les élèves.



évaluation diagnostique- vérification individuelle quant aux méthodes de rechercheévaluation formative- évaluation du travail d’équipe- correction des questions rédigées par les élèves et de leur planification de l’expérienceévaluation sommative- évaluation des présentations orale et écrite

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8. Ressources


Personnes-ressources- bibliothécaire


Annexe SNC2P 4.6.1 : Grille d’évaluation adaptée - Projet de recherche

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Grille d’évaluation adaptée - Projet de recherche Annexe SNC2P 4.6.1


Domaine : Sciences de la Terre et de l’espaceAttente : SNC2P-T-A.3

Tâche de l’élève : Recherche et présentation d’instruments technologiques utilisés enmétéorologie


50 - 59%Niveau 1

60 - 69%Niveau 2

70 - 79%Niveau 3

80 - 100%Niveau 4


L’élève :- démontre saconnaissance des faitset des termesparticuliers à lamétéorologie(anémomètre, plafond,pressionatmosphérique, etc.)- transfère les conceptsétudiés en météorologiedans de nouveauxcontextes

L’élève démontreunecompréhensionet uneconnaissancelimitée destechnologiesmétéorologiqueset fait rarementdes transferts deconcepts desconcepts

L’élève démontreunecompréhensionet uneconnaissancepartielle destechnologiesmétéorologiqueset faitparfois destransferts deconcepts desconcepts

L’élève démontreunecompréhensionet uneconnaissancegénérale destechnologiesmétéorologiqueset fait souventdes transferts deconcepts desconcepts

L’élève démontreune compréhensionet une connaissanceapprofondie etsubtile destechnologiesmétéorologiques etfait toujours destransferts de conceptsdes concepts

Recherche

L’élève :- cible un sujet, élaboreun plan et formule desquestions pour évaluerl’étendue de sarecherche- élabore une activitéexpérimentale - trouve l’équipementet le matérielnécessaires et lesmesures appropriées

L’élève appliqueun nombrelimité destratégies propresà une recherchescientifique avecune compétencelimitée tout enutilisant les piècesd’équipement defaçon sécuritaireuniquement soussupervision

L’élève appliquecertaines desstratégies propresà une recherchescientifique avecune certainecompétence touten utilisant lespiècesd’équipement defaçon sécuritaireavec peu desupervision

L’élève appliquela plupart desstratégies propresà une recherchescientifique avecune grandecompétencetout en utilisantles piècesd’équipement defaçon sécuritaire

L’élève appliquetoutes ou presquetoutes les stratégiespropres à unerecherche scientifiqueavec une très grandecompétence, utiliseles piècesd’équipement defaçon sécuritaire etencourage les autresà en faire autant

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Communication

L’élève :- communiquel’information et lesidées issues de sarecherche- emploie laterminologie, lessymboles et lesconventionsmétéorologiques- utilise le rapportd’expérience, lamaquette, etc.

L’élèvecommunique sesconnaissances etsa compréhensionavec peu declarté et avecune précisionlimitée et emploiela terminologieavec peud’exactitude etune efficacitélimitée

L’élèvecommunique sesconnaissances etsa compréhensionavec unecertaine clarté etprécision etemploie laterminologie avecune certaineexactitude et unecertaineefficacité

L’élèvecommunique sesconnaissances etsa compréhensiongénérale avec unegrande clarté etprécision etemploie laterminologie avecune grandeexactitude etefficacité

L’élève communiqueses connaissances avec une très grandeclarté et précision,démontre unecompréhensionapprofondie etemploie laterminologie avec unetrès grandeexactitude etefficacité

Rapprochements

L’élève :- donne des exemplesde technologiesutilisées pour recueilliret analyser des donnéesmétéorologiques- évalue l’impact desinnovations, dans ledomaine de lamétéorologie, surl’environnement- propose des mesuresconcrètes à l’égard deproblèmes spécifiques

L’élève démontreunecompréhensionlimitée de laproblématique etl’analyse avecune compétencelimitée tout endémontrant unecompétencelimitée à élaborerdes solutions

L’élève démontreune certainecompréhensionde laproblématique etl’analyse avecune certainecompétence touten démontrantune certainecompétence àélaborer dessolutions

L’élève démontreunecompréhensiongénérale de laproblématique etl’analyse avecune grandecompétence touten démontrantune grandecompétence àélaborer dessolutions

L’élève démontre unecompréhensionapprofondie de laproblématique etl’analyse avec unetrès grandecompétence tout endémontrant une trèsgrande compétence àélaborer des solutions


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