Sciences et technologie · CM2

Idées d’apprentissage actif

Conservation de la masse

Les élèves de CM2 construisent des concepts scientifiques solides en manipulant directement la matière. Leur intuition les pousse à croire que la matière disparaît quand elle devient invisible ou change d’apparence. Cette séquence d’activités transforme cette perception en compréhension durable grâce à des expériences concrètes et mesurables.

• Programmes Officiels
• MEN: Cycle 3 - Matière, mouvement, énergie, information

• 25–50 min
• Binômes → Classe entière
• 4 activités

Activité 01

• Cercle de recherche
• 40 min · Petits groupes

Cercle de recherche: Le glaçon sur la balance

Chaque groupe pèse un glaçon dans un récipient fermé, note la masse, attend la fonte complète, puis repèse. Ils comparent les résultats entre groupes et concluent collectivement sur la conservation de la masse.

Justifiez pourquoi la masse d'un glaçon ne change pas lorsqu'il fond.

Conseil de facilitation

Lors de l’activité 'Le glaçon sur la balance', placez la balance sur une surface stable et évitez les courants d’air pour garantir des mesures précises.

À observer

Distribuez une fiche avec trois scénarios : 1. Un glaçon qui fond dans un bol fermé. 2. Du sel qui se dissout dans l'eau dans un verre. 3. De l'eau qui gèle dans un congélateur. Demandez aux élèves d'écrire pour chaque scénario si la masse change et pourquoi, en utilisant le mot 'masse'.

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Autogestion
• Conscience de soi

Activité 02

• Penser-Partager-Présenter
• 25 min · Binômes

Penser-Partager-Présenter: Le sucre a-t-il disparu ?

L'enseignant dissout du sucre dans l'eau devant la classe. Les élèves prédisent individuellement si la masse a changé, discutent avec un voisin, puis vérifient en pesant le verre avant et après dissolution.

Évaluez l'importance de la conservation de la masse dans les transformations physiques.

Conseil de facilitation

Pendant le Think-Pair-Share 'Le sucre a-t-il disparu ?', demandez aux élèves de comparer leurs réponses initiales avec leurs conclusions après pesée pour ancrer la réflexion.

À observer

Après une expérience de fusion d'un glaçon dans un récipient fermé, demandez aux élèves : 'Quelle était la masse au début ? Quelle est la masse à la fin ? Comment expliquez-vous que la masse n'ait pas changé ?' Notez les réponses clés sur un tableau.

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Conscience de soi
• Compétences relationnelles

Activité 03

• Rotation par ateliers
• 50 min · Petits groupes

Rotation par ateliers: Trois transformations, une loi

Trois ateliers testent la conservation de la masse dans trois situations : fusion d'un glaçon, dissolution de sel, mélange d'huile et d'eau. Chaque groupe passe aux trois stations et compare les résultats pour vérifier si le principe se confirme à chaque fois.

Analysez les résultats d'une expérience pour prouver la conservation de la masse.

Conseil de facilitation

À la station 'Trois transformations, une loi', préparez trois postes distincts avec des balances, des récipients transparents et des matériaux déjà pesés pour fluidifier les rotations.

À observer

Posez la question : 'Imaginez que vous faites bouillir de l'eau dans une casserole sans couvercle. Que devient la vapeur d'eau ? Est-ce que la masse de l'eau restante dans la casserole change ? Pourquoi ou pourquoi pas ?' Guidez la discussion vers la notion de perte dans l'air.

• Mémoriser
• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Autogestion
• Compétences relationnelles

Activité 04

• Galerie marchande
• 30 min · Petits groupes

Galerie marchande: Protocoles scientifiques

Les groupes affichent leurs protocoles expérimentaux et leurs résultats. Les autres élèves circulent, posent des questions et évaluent la rigueur de chaque expérience : récipient fermé ? Balance précise ? Mesures répétées ?

Justifiez pourquoi la masse d'un glaçon ne change pas lorsqu'il fond.

Conseil de facilitation

Pour le Gallery Walk 'Protocoles scientifiques', affichez les protocoles sous forme de photos commentées afin que les élèves associent visuellement chaque étape à la conservation de la masse.

À observer

Distribuez une fiche avec trois scénarios : 1. Un glaçon qui fond dans un bol fermé. 2. Du sel qui se dissout dans l'eau dans un verre. 3. De l'eau qui gèle dans un congélateur. Demandez aux élèves d'écrire pour chaque scénario si la masse change et pourquoi, en utilisant le mot 'masse'.

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Créer
• Compétences relationnelles
• Conscience sociale

Quelques notes pour enseigner cette unité

Les enseignants expérimentés savent que la conservation de la masse s’enseigne par l’accumulation de preuves tangibles. Il est essentiel de structurer les activités autour de mesures répétées et de systèmes fermés pour éliminer les biais liés à l’évaporation ou à la dispersion. Insistez sur la comparaison systématique avant/après chaque transformation, car c’est cette répétition qui solidifie le concept. Évitez les explications trop abstraites avant que les élèves n’aient vécu l’expérience concrète.

À la fin de cette séquence, les élèves expliquent clairement que la masse se conserve lors d’un changement d’état ou de dissolution. Ils utilisent les termes 'masse' et 'volume' avec précision et justifient leur réponse avec des preuves expérimentales issues de leurs propres mesures.

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Attention à ces idées reçues

• Pendant l’activité 'Le glaçon sur la balance', certains élèves pensent que la masse diminue quand le glaçon fond car le volume d’eau liquide semble plus petit que celui de la glace.

  Utilisez la balance pour montrer que la masse reste identique avant et après la fusion du glaçon dans un récipient fermé. Montrez aux élèves que la glace et l’eau liquide occupent un volume différent mais contiennent la même quantité de matière. Insistez sur l’écart entre volume et masse.

• Pendant le Think-Pair-Share 'Le sucre a-t-il disparu ?', des élèves supposent que le sel dissous dans l’eau a disparu car il n’est plus visible.

  Faites peser le verre d’eau et le sucre avant dissolution, puis après dissolution dans un récipient fermé. Montrez que la masse totale ne change pas. Ajoutez une étape d’évaporation pour récupérer le sel et confirmez sa présence, ce qui démontre que la matière n’a pas disparu.

• Lors de la station 'Trois transformations, une loi', certains élèves pensent que la vapeur d’eau qui s’échappe d’une casserole prouve que la masse diminue.

  Faites l’expérience dans un système fermé en utilisant un récipient avec couvercle percé d’un trou minuscule pour la vapeur. Pesez avant et après chauffage. Observez que la masse ne varie pas dans un système clos, contrairement à une casserole ouverte où la vapeur s’échappe.

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Méthodes utilisées dans ce dossier

• Cercle de recherche
• Penser-Partager-Présenter
• Rotation par ateliers
• Galerie marchande