Les grandeurs à l’école maternelle Les masses Ces séances seront inévitablement orientées aussi vers les sciences et la technologie. En effet, il sera difficile de ne travailler la grandeur « masse » sans aborder l’utilisation d’objets techniques tels que la balance. Aussi, les séquences que je vous propose auront un volet, en fin de séquence, qui concernera la découverte des objets. Il s’agit aussi dans ce module de faire évoluer les représentations des élèves en mettant en œuvre une démarche d’investigation. Elle intervient en fin de séquence et permet aux élèves de structurer leurs connaissances à partir d’une activité spécifique pour chaque niveau (PS, MSGS) menée en petit groupe. La consignation de ces activités se fait dans le cahier de sciences. Par conséquent, vous aurez à la fin de mon intervention, un moment pour mutualiser vos pratiques en ce qui concerne ce cahier de sciences, avec comme point de départ, une mise en place de ce cahier dans quelques classes de la circonscription. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Les 7 domaines des grandeurs 4 concernent l’espace : Longueur Surface Volumes Angles 3 autres s’y rajoutent : Masse Temps capacité J’ai chois de présenter les masses c’est peut être celui qui est le moins utilisé en maternelle. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014 PS MS GS Comparer directement des objets ayant une masse très sensiblement différente  jusqu’à 4 fois la sensibilité barique. Comparer directement des objets ayant une masse sensiblement différentes  de 4 fois la sensibilité barique à 1 fois. Comparer directement des objets ayant une masse peu différentes  inférieure ou égale à 1 fois la sensibilité barique. Comprendre et utiliser un vocabulaire lié à la masse (lourd/léger). Comprendre et utiliser un vocabulaire lié à la masse (lourd/léger, plus lourd que, moins lourd que). Comprendre et utiliser un vocabulaire lié à la masse (lourd/léger, plus lourd que, moins lourd que, aussi lourd que…) Manipuler les balances. Et établir des comparaisons directes. Comparer indirectement des objets par l’intermédiaire d’une balance et d’un étalon Comparer indirectement des objets par l’intermédiaire d’une balance et d’un étalon ou de masses marquées.. Comprendre que la masse d’un objet ne dépend pas de sa taille ou de son volume. Approcher la notion d’équilibre. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Petite section: séquence  les masses Compétences travaillées Comparer la masse de plusieurs objets en soupesant Sélectionner dans une collection l’objet le plus lourd Utiliser un vocabulaire adapté (lourd/léger) Découvrir un objet technique : la balance Pour ce qui est de la balance, sa découverte se fera par des manipulations au coin cuisine et éventuellement par l’utilisation d’une vraie balance de Roberval. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Etape 1 : le jeu des déménageurs Matériel : des objets de masses et de volumes variés. But : déplacer les objets d’une zone à une autre en coopérant si besoin. Mise en commun : évoquer ce que l’on a fait en utilisant les termes « lourd et léger » Des cartons vides et pleins, tapis, chaises, banc, gros blocs de mousse, caisses vides ou remplies, ballons, balles, ballons sauteurs, sacs remplis d’objets légers et d’autres d’objets lourds. La mise en commun de cette première étape permet de prendre du recul sur ce qui a été fait et de déterminer déjà un premier classement des objets : les lourds, les légers. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Etape 2 : à partir d’un album Matériel : L’album « Un tout petit coup de main » d’Ann Tompert Ecole des loisirs Des balance type roberval L’image d’un animal très lourd/très léger (éléphant et mouche) À partir de cet album, en utilisant un matériel permettant de modéliser le fonctionnement de la balançoire, les élèves s’interrogent sur le principe de fonctionnement d’un objet qui met en jeu des notions de comparaison de masses. De la connaissance qu’ont les élèves de la balançoire, ils peuvent alors mieux appréhender un autre objet pour la comparaison de masses, la balance. C’est alors l’occasion de laisser les élèves manipuler cet objet technique sans autre visée que celle de découvrir ce qu’il se passe lorsqu’on met des objets sur les deux plateaux. Au début, pendant les manipulations, le risque est grand que les élèves n’utilisent qu’un plateau. C’est à l’enseignant de les guider vers les 2 plateaux. La comparaison de masse avec la balance doit juste être abordée en PS sous forme ludique. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Etape 2 : à partir d’un album Objectifs : Susciter l’intérêt des élèves Définir le vocabulaire lourd/léger, balance, plateaux, aiguille. Document source : maternelle La fontaine Grenoble, site « Ma cité des sciences » Académie de Montpellier Site « Académie de Montpellier » Dominique Valentin, découvrir le monde avec les mathématiques PS/MS et GS chez Hatier Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014 Petite section: les masses à partir d’un album  Situation de découverte 1) Lire l’album 2) Expliciter le vocabulaire lourd/léger 3) Recueillir les représentations des élèves : Comment savoir si un objet est lourd ou léger? L’album « un tout petit coup de main » est un album à structure répétitive. Veiller à faire formuler ce que souhaite l’éléphant. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014 Recueillir les représentations des élèves : lecture de l’album jusqu’à la double page 22/23 faire des hypothèses : « Que va-t-il arriver maintenant? » Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014 Pages 26/27 : que s’est-il passé? Pourquoi Eléphant s’est-il élevé dans les airs? La balançoire va nous permettre d’introduire un nouvel objet, la balance. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Etape 3 : le jeu de la balance Matériel : Des paires d’objets de différentes masses. Une affiche et de la pâte à fixer. Des photos des objets. Une balance type Roberval. But : Trouver quels sont les objets lourds et les objets légers. Démarche : Faire des hypothèses Expérimenter (comparaison directe) Expérimenter (comparaison directe avec l’étalon) Valider ou invalider les hypothèses La séance a lieu dans la salle de motricité. Deux objets sont posés au sol et les élèves sont assis en rond autour. Un petit carton rempli d’objets lourds, avec un rond dessiné sur une de ses faces et un grand carton vide avec un carré dessiné sur une de ses faces. Déroulement : les élèves font leurs hypothèses en répondant à la question « A votre avis quel objet est lourd et quel objet est léger? » Faire placer la photo de l’objet sur l’affiche de l’éléphant ou sur celle de la souris. Expérimentation 1 : chaque objet est soupesé. Faire soulever très haut l’objet pour que les élèves se rendent compte de son poids. Expérimentation 2 : Placer les objets sur les plateaux vides de la balance et en se référent à l’album « un tout petit coup de main ». L’enseignant formalise si l’objet est lourd, il descend, si l’objet est léger, il monte. Valider les hypothèses du départ en reprenant l’affiche et déplacer les photos des objets si besoin. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014 Etape 4 : Evaluation Matériel : Des images des animaux de l’album. De la pâte à modeler. But : Reproduire la situation de l ’album. Des boules de pâte à modeler de différentes masses qui symbolisent les animaux. Les dessins des animaux sont plantés dans les boules de pâte à modeler qui serviront de socles. Bien veiller à ce que le total des boules de pâte à modeler soit légèrement supérieur à celui de la boule de pâte à modeler qui représente l’éléphant et que seul le poids du coléoptère fasse s’élever l’éléphant. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Document source : la main à la pâte Des jeux de comparaison de poids MS et GS Pour pouvoir réaliser 2 catégories d’objets, les lourds et les légers, par comparaison directe (les mains) on se servira des références de l’éléphant et du coléoptère. Document source : la main à la pâte Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Etape 1 : Le jeu des déménageurs Objectifs : Estimer à vue le poids d’un objet Savoir se justifier sentir le poids des objets trier des objets selon leur poids Le jeu des déménageurs mais avec quelques aménagements notamment en ce qui concerne l’espace. Il ne s’agit plus seulement de transporter des objets mais aussi de les disposer dans le bon espace. Celui-ci est divisé en 3 zones : Zone de départ dans laquelle se trouvent tous les objets numérotés Zone centrale de déplacement Zone d’arrivée divisée elle-même en 2 zones : une pour les objets lourds et une pour les légers. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014 Etape 1 : Le jeu des déménageurs quelques indications concernant les masses Matériel : 2 lots d ’objets « lourds » et « légers ». En salle de jeu En classe 1er lot Dernier lot Ensemble d’objets lourds Poids moyen 1,5 kg 1 kg 100 g 30 g Ecart maxi <300 g <200 g <20 g <6 g Ensemble d’objets légers 500 g 600 g 20 g 10g <100 g < 120 g < 5g <5g Matériel : les lots sont constitués de cartons plus ou moins grands et plus ou moins remplis, et divers objets. Les lots proposés seront de plus en plus difficiles à trier parce qu’il n’y a pas de concordance entre différence de poids et différence de taille ou du fait des matériaux. Dans le premier lot, le poids de l’objet dépend de son volume Dans les autres lots, le poids de l’objet ne dépend pas de son volume. Dans ce tableau, vous trouverez des propositions d’écart de poids entre les lots. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Etape 1 : Le jeu des déménageurs Estimer le poids à vue  choisir, sans le toucher, un objet estimé léger et un autre estimé lourd. Comprendre la notion de lourd/léger. Apprendre à trier : faire déplacer les objets par les déménageurs. Apprendre à soupeser  différents gestes. La démarche est la même qu’en PS mais il y en a beaucoup plus d’objets. L’enseignant demande également une justification du choix des élèves. De cela, l’enseignant doit garder une trace écrite pour s’en servir par la suite pour comparer la « prévision » visuelle du poids qui n’est qu’une représentation de l’élève et celle après soupesée manuelle. En préambule, pour bien faire comprendre la consigne, l’enseignant fait circuler de main en main, un objet lourd et un léger jusqu’à ce que le plus lourd soit désigné par la majorité des enfants. Pour trier les lots, les élèves doivent transporter les objets dans l’une des deux zones d’arrivée. Les objets déposés seront laissés en place. Différentes stratégies se dessinent : Il y a ceux qui ne prennent qu’un objet à la fois : cette procédure est pertinente tant que la différence de poids est importante. Il y a ceux qui comparent le poids de 2 objets en les soupesant en même temps. Cette procédure est bien plus aboutie que la précédente et permet de comparer et d’envisager les notions de PLUS lourd, MOINS lourd. Il sera alors nécessaire d’apprendre à soupeser  l’enseignant propose : De soulever les objets tout d’abord d’une main, puis de l’autre et enfin quelques instants Déposer l’objet dans la main positionnée à plat ou en creux Sentir avec les yeux ouverts ou fermés, assis ou debout Porter l’objet dans un sac à la main ou du bout des doigts Soupeser avec les bras près du corps ou écartés. Dans la zone d’arrivée, après avoir appris à soupeser les objets, ces derniers sont à nouveau évalués. Tout ce travail, pour être efficace, se fait en petit groupe de 6 à 8 élèves. A la fin, les élèves du premier groupe re-mélangent les objets pour qu’un 2ème groupe évalue à son tour. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Etape 2:retour en classe Apprendre à représenter des résultats : réalisation des affiches Exprimer des comparaisons. Apprendre à distinguer le poids d’autres grandeurs. image la main à la pâte Les enfants collent les objets sur la bonne affiche : Veiller à leur mettre en haut de l’affiche un objet de référence. L’expérience peut se conduire à nouveau en classe avec d’autres lots d’objets moins volumineux. Afin de donner du sens, on peut proposer aux élèves de trier des objets pour envoyer un colis postal. Par la suite, pour faire exprimer des comparaisons, l’enseignant incite les élèves par des questions formulées différemment Quel est le plus lourd, le dictionnaire ou le petit livre? Quel est le plus léger? Le petit livre est-il plus lourd ou plus léger que le dictionnaire? Comparer le poids de deux objets, un petit objet lourd et un gros objet encombrant mais léger. Affiner progressivement les perceptions en limitant au maximum les différences de poids. Ce qui va engager un nouveau travail sur la nécessité d’utiliser un instrument : une balance ou une paire de pesons. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Etape 3 : comparer les poids avec un instrument Matériel : balance de Roberval et une paire de pesons Avant d’introduire ces deux instruments de mesure de masse, il faut collecter les représentations des élèves sur les instruments de mesure : leur faire tout d’abord exprimer ce qu’est peser puis peser des objets sur une balance de cuisine, sur un pèse-personne. N’ayant pas la connaissance des nombres nécessaires à ces pesées, ils se rendront compte qu’on ne peut pas comparer directement les poids des 2 objets. Introduire alors les pesons et la balance Roberval. Avec les pesons, on peut comparer les poids en se fondant sur l’allongement du ressort, l’objet le plus lourd étant celui qui se trouve le plus bas. Comme avec la balance de Roberval, la comparaison de poids est immédiate. Dans ce cas, la comparaison est directe. Si on veut faire une comparaison indirecte, on n’utilise qu’un seul peson et on fait reporter sur une feuille, la longueur du ressort pour le poids le plus léger puis pour le poids le plus lourd. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Etape 4: découverte instruments de mesure de masses Manipulation libre du matériel Observations Déductions  la notion d’horizontalité Pour aborder l’instrument, certains appuient avec les mains, d’autres placent les objets sur un même plateau, d’autres enfin sur les 2 plateaux. L’enseignant pourra guider la procédure en suggérant aux enfants de prendre un objet dans chaque main (le plus lourd dans la main droite, par exemple) et de les poser simultanément sur la balance (le plus lourd sur le plateau de droite). Il en est de même pour les pesons. Ceux-ci peuvent être accrochés aux porte-manteaux et les objets à peser sont placés dans des sacs plastique et suspendus au crochet . Faire alors formuler les observations et relever les indices qui nous permettent de dire qu’un objet est plus lourd qu’un autre. Naîtra alors la notion d’horizontalité, nécessaire pour comparer les poids (position des plateaux de la balance Roberval); cette notion doit prendre la forme d’une recherche de lignes horizontales dans la classe (mobilier, murets…) pour donner du sens. Une fois ce travail conduit, il est envisageable de repérer l’horizontalité des plateaux de la balance qui se traduit par la position du fléau. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Etape 5 : apprendre à raisonner sur des schémas Matériel : balance de Roberval et 2 pesons Bande de papier divisée en 3 cases Photos des objets à comparer Photo du gros sac plein de polystyrène Photo d’une bouteille d’eau Il ne s’agit bien entendu pas d’apprendre à schématiser la balance et les objets mais de repérer les éléments du schéma : les objets comparés, la position relative des plateaux en référence à une expérience vécue. Il serait intéressant que les 3 cas de figure suivants soient présentés aux élèves : plateaux à même hauteur, plateau de droite plus bas, plateau de gauche plus bas. Deux possibilités : Donner le dessin de la balance et placer les objets dans les deux cases latérales. Donner les dessins des objets et placer le dessin de la bonne balance dans la case du milieu. Pour les pesons, placer les objets sous les ressorts. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014 Etape 6 : jeu de bataille 2 joueurs Des objets Des cartes représentant ces objets Une balance de Roberval Jeu de bataille : Les objets sont déposés sur la table ainsi que l’instrument de mesure. Le principe est celui, classique, du jeu de bataille. Les joueurs retournent leur carte en même temps et doivent peser les objet pour comparer les poids. Celui qui possède la carte représentant l’objet le plus lourd ramasse les deux cartes et les place sous sa pile. Que le plus lourd gagne : Le principe est celui du jeu de bataille, mais on joue ici directement, sans carte, avec les objets que l’on pioche dans un sac.   Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Prolongements possibles : en GS la balance Compétences : Savoir qu’il existe différentes sortes de balances et les nommer Connaître leurs différents usages Nommer les différentes parties des balances Savoir utiliser une balance à 2 plateaux pour comparer la masse de 2 objets Comparer 2 objets de taille comparable mais de matière différente (bois, verre, métal, polystyrène…) Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Prolongements possibles : en GS la balance Ces différentes balances sont connues des élèves, excepté peut-être la balance de Roberval, quoique, bien souvent, il en existe dans les coins cuisine. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Prolongements possibles : en GS la balance Au tableau précédent, on ajoute une colonne pour indiquer la fonction de la balance. Ce tableau pourra se trouver consigné dans le cahier de sciences, tout comme celui des la diapositive concernant les schémas que nous venons de voir. Ce travail sur les différents types de balance n’est qu’optionnel et en GS uniquement. Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014 Le cahier de sciences Quelle forme? Pourquoi faire? Forme : En petite section et moyenne: un cahier collectif de classe En grande section : un cahier individuel ou dossiers reliés par thème Pourquoi faire? Garder une mémoire (tout au long du cycle) des travaux et recherches effectuées autour d’un thème Permettre à l’enfant de revenir sur ce qui a été dit, observé et réalisé Permettre à l’enfant de voir ses progrès notamment à l’aide des photos de ses expérimentations Structurer la démarche : à partir d’un problème posé (question notée), relever les explications des enfants et les amener à les vérifier par des observations, des expériences, des recherches, des constructions.   Faire évoluer la trace écrite des enfants : s’appuyer sur les documents réalisés (exemple : les dessins individuels ou apporté par l’adulte) pour améliorer les productions.   Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014

Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014 Le cahier de sciences Que contient-il? Que contient-il? Une page d’avertissement pour expliquer le fonctionnement du cahier aux parents. Un sommaire Des écrits individuels et collectifs : Des dessins d’enfants Des dessins ou schémas à compléter Des éléments à relier Des photos Des dessins et écrits de l’adulte (compte rendu) Des photocopies réduites des affiches réalisées collectivement Des images découpées pour illustrer les recherches Des textes scientifiques « savoir savant » Les étapes de la démarche d’investigation : La liste des questions et remarques des enfants lors de la mise en situation. La formulation du problème (le plus souvent apporté par l’adulte) Les représentations initiales des enfants (dictées à l’adulte ou dessins) Le compte rendu des expériences réalisées (fait par l’adulte) : dessin(s), résultat(s) obtenu(s) et la formulation finale permettant de donner du sens aux activités. Les recherches effectuées pour compléter et valider le travail (savoir savant : photocopies) Françoise Reale-Bruyat IEN de St Martin d'Hères 2013/2014