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Cultiver l’étonnement devant les phénomènes physiques

Plus haut que le bord

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Pour donner du sens à votre cheminement

Le fil de vos activités de recherche

 

S’entraîner à l’observation,
s’étonner de tout et s’interroger

Le résultat d’une expérience suscite des observations et éveille la curiosité

S’exercer dans des situations réelles (d’où notre incitation à réaliser l’expérience) et à plusieurs permet de multiplier les points de vue et d’enrichir le sien.

C’est l’occasion de formuler du questionnement, d’échanger à l’écrit ou à l’oral à propos de l’insolite ou au contraire du conforme à ce que l’on a déjà vu, entendu, senti, perçu par le toucher…

Observez bien cette photo.

Étonnant, non ?

Voici le défi que vous avez à relever : “obtenir le même résultat”

Vous les compléterez après avoir réalisé l’expérience

 

La conception d’une expérimentation
mobilise “la tête” et “les mains”

Vous allez maintenant concevoir votre expérimentation pour relever le défi !

Le terme d’expérimentation conjugue l’idée d’expérience (expéri…) et de mise en pratique par vous-même de manière réfléchie (…mentation).

Vous devez réfléchir aux moyens à mettre en œuvre, concevoir un protocole expérimental pour atteindre un but qui, seul, vous est donné.

Cette activité personnelle réclame de votre part initiatives, imagination, créativité, curiosité, méthode… à vous de faire sans perdre de vue votre objectif !

Rassemblez le matériel nécessaire.

On fait le point après que vous ayez réalisé votre expérimentation et comparé avec les clichés…

Vous n’arrivez pas au même résultat ?

Ne vous privez pas d’expérimenter encore à partir des résultats observés !

 

Le bilan de vos observations
et découvertes expérimentales

Exprimez vos résultats expérimentaux en terme d’observations et de constats

Il est formateur de s’obliger à bien distinguer ce que l’on a observé, ce que l’on a constaté et ce que l’on en déduit ou conclut :

Ainsi “le niveau de l’eau solide dépasse le bord du récipient…” résulte d’une observation faite au cours de la phase expérimentale,

“le volume d’eau a augmenté…” est un constat tiré d’une réflexion sur les faits observés,

“lors de la solidification l’eau solide occupe plus de place que l’eau liquide” est une première conclusion, synthèse de l’expérience, des observations et constats.

Apportez des arguments de nature logique, expérimentale, les résultats scientifiques ça se discute !…

… et pour exprimer tout cela, privilégiez des mots simples, n’hésitez pas à vous exprimer par des périphrases.

Si vous avez du mal à exprimer ou mieux à rédiger un compte-rendu voici, pour vous guider, quelques questions :
Comment avez-vous obtenu le résultat représenté sur la photo ?

Diriez-vous qu’il y a “plus” de glace à la fin que d’eau liquide au début ?

 

Une expérience,
c’est la réalisation d’un protocole

Une expérience vous permet de faire de nouveaux constats et des découvertes

L’expérimentation vous fixait un but en vous laissant le choix des moyens, une expérience vous propose un protocole ou des matériels pour découvrir des faits nouveaux. On ne connaît pas le résultat.

Il vous reste à mettre en œuvre soigneusement le protocole, à respecter les consignes de sécurité et à observer attentivement avec les yeux, bien sûr, mais aussi tous vos sens, et en mettant votre intelligence en éveil.

Pour prolonger et compléter vos observations, nous vous proposons maintenant de faire une “expérience” :

“Laissez fondre tranquillement, hors du congélateur mais dans le récipient, le glaçon obtenu en notant vos observations et constats”.

Vous aviez pensé le faire ! Bravo, c’est un bon réflexe d’exploiter au maximum la manipulation, l’expérience… de prendre des initiatives.

   

La C.L.P., une synthèse des résultats
dans une perspective de généralisation

Exprimez les résultats de l’expérience et écrivez votre conclusion

Cette Conclusion Locale et Provisoire ou C.L.P. peut prendre la forme qui vous convient.

N’hésitez pas à utiliser des périphrases plutôt que des mots savants.

Votre CLP constitue un noyau dur de connaissance.

Qu’avez-vous observé au cours de la fusion du glaçon ? L’apparition progressive d’eau liquide en présence d’un glaçon solide !

 

Comprendre, c’est être capable de réinvestir votre CLP
et de formuler d’autres questions

La CLP constitue une connaissance nouvelle.
N’attendez pas pour l’exploiter dans la vie courante ou la questionner

C’est maintenant le moment de comprendre (étymologiquement cum-prehendere, prendre en soi, saisir par la pensée).

Ceci suppose d’agréger ce savoir nouveau aux connaissances que vous avez déjà.

C’est ce que consacre la formulation de la CLP.

La « compréhension » a immédiatement des conséquences :

Un besoin de réinvestissement dans la vie de tous les jours ; cette exploitation est excessivement valorisante.

Un remue–méninges, déclenchant l’expression d’autres questions.

Pouvez-vous proposer d’autres situations où ce phénomène doit être pris en compte ?

Et maintenant prenez le temps d’exprimer quelques questions directement inspirées de vos observations et de la CLP.

Essayez d’abord de les exprimer clairement, c’est très important, ne cherchez pas à les résoudre immédiatement.

 

L’expérience au service du questionnement

Encore une proposition d’expérience
pour formuler de nouveaux constats et enrichir votre CLP

Le protocole expérimental ne peut pas s’inventer.

 

Ici vous avez besoin d’une suggestion pour vous lancer dans une manipulation probante et trouver la réponse à votre question.

 

Il n’est pas interdit pas de prendre des initiatives, de réaliser des variantes expérimentales… du moment que l’on ne rajoute rien au matériel.

Le matériel pour répondre à votre question par oui ou non…avec une autre matière que l’eau :

Le matériel :
– une bougie ;
– un récipient en verre (pot de yaourt,…) ;
– un bain marie, de l’eau très chaude (50 à 60° C au maximum) dans une casserole pour chauffer le récipient baignant dedans.

Le protocole : mettre la bougie solide coupée en morceaux dans le gobelet, placer le tout dans l’eau chaude et prendre le temps d’observer…

Lorsque toute la bougie solide a fondu sortir le gobelet de l’eau chaude, vous pouvez sans danger y plonger une seconde le bout d’un doigt, observez aussi ce qui va se produire dans le gobelet…

 

La CLP, une étape dans la construction de la connaissance

Votre conclusion locale et provisoire enrichie

Votre conclusion est locale car elle s’appuie sur ce que vous avez constaté ici.

Elle est également provisoire parce qu’elle a été progressivement complétée ; elle sera élargie à d’autres résultats…

Pour compléter votre précieuse CLP, construite entièrement à partir de vos expériences et en exerçant votre raisonnement (et c’est là sa richesse !), il peut être utile de s’appuyer sur une recherche documentaire. Ici, par exemple, les conditions expérimentales (gamme étendue de températures de solidification…) rendent impossible l’étude de tous les matériaux.

Complétez votre CLP avec ces observations nouvelles, utilisez des termes simples.

Ces deux résultats contradictoires vous posent problème pour la généralisation.

Effectivement l’écriture d’une CLP encore plus générale réclame quelques précautions.

 

Un détour profitable

Pour aller plus loin

Il n’est pas illégitime de profiter des connaissances accumulées au fil du temps par les scientifiques.

Mais alors ne suffisait-il pas de faire cette recherche au tout début pour répondre à notre problématique ?

Ne pensez-vous pas que tous ces manipulations, ces expériences concrètes qui ont sollicité tous vos sens, cette réflexion qui en a résulté, ce cheminement… sont beaucoup plus enrichissants qu’une réponse toute faite ?

Pour nous pas de comparaison !

Vous retiendrez que l’eau n’est pas un cas unique, mais cette matière est tellement répandue et importante pour la vie que son cas “particulier” mérite toute la place qu’on lui donne ! Et puis son changement d’état (de liquide à solide et vice versa) se fait à température “usuelle”.

Pour toutes les autres matières, le passage du liquide au solide se fait avec diminution du volume.

 

Être curieux, laisser sa pensée diverger,
mettre en relation des faits, questionner…

Encore une question !

Ce sont des qualités qu’il faut cultiver.

Elles sont indispensables pour adopter une attitude scientifique.

Exprimer un questionnement est le premier pas vers des démarches scientifiques fécondes.

La dernière CLP fait naître une dernière question qu’on ne résoudra pas ici :

La variation de volume lors du passage du liquide au solide est-elle la cause de ce que le glaçon flotte sur l’eau et du fait que la cire solide coule dans la cire liquide ?

Une question qui ouvre vers de nouvelles expérimentations… Le C.T.S., Compagnon du Tour de Sciences sur la “Poussée d’Archimède” peut répondre à votre curiosité. Allez le consulter en ligne.