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Sommaire / Proposition de séquences / Cycle 2 / Le papier, étudier le matériau, bibliographie et pistes pédagogiques








Pistes pédagogiques sur le thème du papier

jeudi 11 novembre 2004


DANS LA MEME RUBRIQUE :
Recycler du papier à l'école primaire, ressources documentaires 


Le papier est un des rares matériaux :
que l'on peut collecter facilement
d'une grande diversité
dont les usages sont multiples et variés
dont on peut expérimenter quelques propriétés physiques
dont les processus de fabrication artisanale et industrielle sont facilement décrits dans les ouvrages documentaires
dont on peut faire le recyclage, processus qui s'apparente à celui de la fabrication artisanale.

UN MATERIAU : LE PAPIER

A/ Présentation

Cette proposition de séquence est adaptée à une classe de cycle 2. Elle comporte beaucoup d'observations directes et de lectures de documents . Elle fait appel à la manipulation, aux expériences et peut s' inscrire dans le cadre d'un projet.

Mettre en oeuvre et vivre un processus de fabrication est l'occasion unique de comprendre la structure d'un matériau, et permet de comparer ce que l'on a fait avec le processus de fabrication industrielle.

Dans les programmes de l'école maternelle et élémentaire, « matières et matériaux » sont toujours présents, soit en tant que tels, soit dans les activités de fabrication.

A travers ces activités d'investigation et d'expérimentation sur le papier, on vise à amener les élèves :

à apprécier la diversité d'un matériau familier
à découvrir quelques-unes unes de ses propriétés en lien avec ses usages
à savoir choisir un matériau en fonction des performances attendues
à mesurer l'ingéniosité humaine pour transformer une matière première en une matière d'œuvre utilisable dans divers domaines.

A. Motivations :



Spécifité :

La maîtrise de la langue , lecture documentaire, compte rendu écrit.
Savoir chercher des informations dans un document scientifique (texte, schéma)
Découvrir les propriétés physiques d'un matériau
Découvrir la notion de résistance des matériaux

programmes du cycle2 2002 :


« L'élève est conduit à une première réflexion sur les objets et les matériaux au travers d'activités permettant leur observation, leur utilisation, et mettant en jeu des constructions guidées par lemaître. Quelques réalisations techniques élémentaires permettent d'acquérir des compétences spécifiques et des connaissances dans des domaines variés laissés au choix de l'enseignant.
D'une manière générale, on vise :

-  la découverte de quelques objets, de leurs usages et de leur maniement ; les règles de sécurité qu'ils impliquent

-  des recherches sur l'origine, l'utilisation et le devenir de quelques objets. »


B/ Objectifs

Notionnels :
propriétés physiques d'un matériau
résistance des matériaux

méthodologique :
Savoir chercher des informations dans un document scientifique (texte, schéma)

Savoir-être




C/ Plan de la séquence :

Situation de départ Que faire de nos déchets produits en classe ?
Problème(s) Le papier, qu'est-ce que c'est ?
Conceptions Le point de vue des enfants : « Le papier qu'est-ce que c'est ? » recueil de leurs point de vue Par des dessins Oralement
Tests Tester ou vérifier les idées des enfants
Conclusions 1 Nos essais ne sont pas satisfaisants
recherche documentaire www.copacel.fr
Expériences Observations des caractéristiques physiques
recyclage
expériences Comment modifier les caractéristiques physiques ? Comment modifier les caractéristiques mécaniques
Synthèse et institutionalisation Traces écrites et matérielles

D/ Déroulement et mise en oeuvre :



1 Situation de départ :


Collecter et observer divers échantillons de papier
Explorer quelques propriétés du papier

· collecter des échantillons de divers papiers
· les dénombrer, les observer, les énumérer
· chercher des critères de classement
· les observer de plus près
· à l'œil nu, à la loupe
· les yeux fermés (sensation tactile concernant aspect de surface, épaisseur, rigidité)
· les agiter (sonorité)
· les froisser
· les déchirer, écouter les sons produits au déchirage
· observer les déchirures à la loupe (ici peuvent apparaître des « fils cassés » qu'on nomme fibres)
· les observer à la lumière, apprécier transparence et opacité
A travers ces activités, il apparaît, qu'il existe une grande diversité d'usages du papier, et que le papier est constitué de fibres.

2 Problèmes :

Qu'est-ce qu'une feuille de papier ?


3 Représentations :

Les enfants imaginent que le papier est fabriqué par :
les photocopieuses
ou les imprimantes
que les feuilles poussent blanches et rectangulaires sur des arbres….

4 Tests


-  
Il faudra dans un premier temps vérifier ces points de vue
-   5 Recherche documentaire

300 recettes pour fabriquer son papier (Dessain et Tolra)
Comment fabriquer son papier (Dessain et Tolra)
Site www.copacel.fr

-   6 Quelques tests mettant en évidence des propriétés :


- de résistance à la traction (propriété attendue d'un papier d'emballage par ex.)

On peut éprouver la résistance d'une bande de papier de 1cm de large en attachant celle-ci à un petit seau que l'on charge progressivement de poids jusqu'à la rupture. On peut ainsi comparer la résistance de différents papiers.

-  d'absorption par capillarité (le pouvoir d'absorption est nécessaire pour une bonne impression, pour les papiers de presses par ex.)

On peut comparer les caractéristiques de différents papiers. Plusieurs échantillons de mêmes dimensions de divers papiers (essuie-tout, journal, kraft, machine) sont fixés sur une tige placée au-dessus d'un récipient. On verse de l'eau colorée jusqu'au niveau inférieur des échantillons, et on observe la montée du liquide.

Une petite réalisation utilise cette propriété d'absorption par capillarité : la fleur aquatique.

-  de perméabilité aux liquides (on demande à certains papiers d'être perméables, comme les filtres, à d'autres légèrement perméables, comme le journal, enfin à certains d'être imperméables, comme le papier sulfurisé)

Le papier est-il perméable, laisse-t-il passer un liquide tel que l'eau ? Pour tester, on plie le papier comme pour en faire un filtre, et le dispose sur un entonnoir. On verse de l'eau dans l'entonnoir et on recueille dans un récipient gradué l'eau qui s'écoule. On fait cette expérience avec plusieurs sortes de papiers en gardant le même temps d'écoulement, puis l'on compare les résultats. 0 de perméabilité aux corps gras (propriété exigée pour l'emballage de denrées alimentaires telle la viande)

Les corps gras ont la propriété de pénétrer dans le papier. Sur différents morceaux de papier, on dépose une goutte d'huile que l'on étend avec le doigt. On mesure le degré de pénétration en observant, au travers de ces papiers, la lumière d'une lampe électrique. Le papier huilé a longtemps été utilisé avant l'invention de la vitre.

-  d'opacité (qui permet de ne pas voir sur une feuille ce qui est écrit sur l'autre face : important pour les papiers d'impression et d'écriture)

Pour vérifier l'opacité d'un papier, on peut utiliser le procédé suivant : on pose l'une sur l'autre des feuilles d'un même papier sur un texte imprimé, jusqu'à ce qu'on ne puisse plus rien lire, puis on compte les feuilles ainsi utilisées.

-  de résistance à la lumière ( le papier jaunit à la lumière, et devient cassant à la longue : le choix de la pâte à papier est essentiel pour la conservation des livres).

Pour tester la résistance à la lumière, on place plusieurs échantillons de papier devant la lumière du jour pendant plusieurs semaines, et l'on observe le jaunissement du papier.

Ces tests, ou certains d'entre eux, peuvent faire l'objet d'un travail de groupe, chaque groupe travaillant sur une propriété différente. Il est essentiel de demander aux élèves de faire un compte-rendu dessiné et annoté décrivant le dispositif expérimental et les résultats. On s'attachera à cet âge à développer l'objectivité : je décris ce qui est, et uniquement ce que je vois, je rends compte fidèlement de l'expérience réalisée. Emettre des hypothèses, se confronter avec des éléments surprenants, critiquer le travail des autres, mener à bien un travail, mesurer, traduire par des dessins et des écrits ce que je fais et observe, autant d'objectifs de savoir-faire et savoir-être visés ici.

La réalisation de la fleur aquatique, complémentaire de ces tests, met en évidence la propriété d'absorption par capillarité sous une forme surprenante et poétique.

Propriétés physiques

Inclusions dans la pâte
Dépôts sur la pâte(ou dépôt de la pâte sur…) : empreintes d'objets plans
Comment obtenir du papier avec des matières
Comment obtenir du papier lisse ?
Comment obtenir directement un format déterminé ?
Comment obtenir une feuille la plus mince possible ?
Comment obtenir du papier de couleur ?

2- Propriétés mécaniques

Défi 1 « Poser le plus de poids possible sur une feuille de papier roulée en cylindre »
Défi2 2 « Fabriquer un pont qui puisse franchir l'espace le plus long possible »

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