Changeons de contexte : l’isolation

Un autre contexte peut être mobilisé : celui de l’isolation et de la conservation de la chaleur / du froid. Là encore, il y a un travail à faire entre le ressenti du chaud/froid et la mesure d’une température grâce à la notion de conduction. Par exemple, il s’agira de dépasser l’idée qu’il y a des matériaux isolants et des matériaux conducteurs pour parler de tous les matériaux comme plus ou moins conducteurs de la chaleur

/!\ La conservation de la chaleur et du froid doit être entendu ici d’un point de vue du ressenti subjectif ; car d’un point de vue physique, les objets sont plus ou moins chauds

D’autres conceptions courantes et spontanées qui persistent jusqu’à l’âge adulte :

  • L’idée que la température des objets dépendrait de la nature de l’objet (ex : le marbre et le fer vs la laine).
  • L’idée que le chaud et le froid existeraient comme deux phénomènes différents ; et donc la difficulté à envisager qu’un corps « froid » puisse en réchauffer un autre « encore plus froid ». 
  • L’idée qu’il existerait des sources primaires de chaud et de froid (ex : une bouteille d’eau froide va se réchauffer si elle est placée dans une fourrure).
  • L’idée qu’il existerait une substance qui serait la chaleur (ou même la « froideur »)

Pour cela, on pourra par exemple s’inspirer de cette phase de sensibilisation : 

« Le projet a débuté lors d’une panne de chauffage dans l’école, en novembre. Les enfants ont ressenti et exprimé qu’ils avaient froid : “Il fait froid, mais mon manteau, il est bien chaud !”. Mais est-ce si sûr ? Pour les enfants, cette question semble absurde… Il faudra attendre de nouvelles observations et expérimentations pour qu’ils se l’approprient. Par exemple, lorsque la cour est couverte de neige, la classe peut réaliser deux bonshommes de neige identiques ». 

Activité vécue en troisième maternelle. Classe de Nathalie Dosquet. Démarche complète accessible via ce lien

Ce qui donne l’occasion d’engager les élèves un débat : Quel bonhomme de neige fondra le plus vite ? En tentant d’anticiper le résultat, les élèves argumentent et donnent à l’enseignant des indications sur leurs conceptions. 

Certains élèves pensent que la couverture donne chaud et que dans ce cas bouboule fondra le premier. Mais même après l’observation du résultat que des adultes trouveraient éloquent, les explications divergent et le travail de conceptualisation doit se poursuivre, sur le long terme.

Extraits tirés d’un atelier du dernier colloque de l’ADiS (Dosquet, Daro, Auguste, Amory, 2018)

Certains commencent à construire le concept d’isolant. C’est une première étape avant de développer une conception selon des matériaux “plus ou moins conducteurs”. Le thermoscope ou le thermomètre viennent alors s’insérer à ce niveau de la séquence pour passer du « c’est chaud / c’est froid » au « plus chaud que », « plus froid que ». 

Au-delà des constats, veillons à demander aux élèves à produire des explications et à argumenter.

Ça peut être l’objet d’un travail avec des schémas une fois de retour en classe, notamment pour développer une autre conception : « C’est la chaleur qui n’est pas entrée » plutôt que « c’est le froid qui n’est pas sorti ».