Les leçons de Marie Curie, redécouvertes et adaptées avec soin par la Fondation La main à la pâte, constituent une ressource précieuse pour initier les élèves aux sciences de manière simple et efficace. Ces expériences, mêlant curiosité et rigueur scientifique, s’intègrent parfaitement dans une pédagogie active et moderne.
Dans cet article, nous proposons de prolonger cet héritage en le rendant interactif grâce à FizziQ Junior. Bonne découverte et bonne expérimentation !
Les leçons de Marie Curie
En 1907, Marie Curie, accompagnée de ses collègues scientifiques, initia une coopérative scolaire pour leurs enfants, où elle dispensa des leçons de physique élémentaire. Ces enseignements, consignés par une de ses élèves, Isabelle Chavannes, furent redécouverts et publiés en 2003 sous le titre "Les Leçons de Marie Curie" et firent l'objet en 2011 d'une exposition-atelier créée par La Maison des Sciences et le CNRS
S'inspirant de cet héritage, la Fondation La main à la pâte a élaboré un programme pédagogique intitulé "Les leçons de Marie Curie", enrichissant et adaptant dix de ces leçons pour une exploitation en classe, conformément à l'esprit de La main à la pâte. Un livre a également été publié, "40 expériences de physique élémentaire issues des leçons de Marie Curie", proposant une exploration moderne de ces leçons de science. Chaque expérience d'origine a été revisitée avec un matériel contemporain adapté à la classe ou à la maison, et complétée par trois nouvelles expériences connexes pour renforcer les notions présentées de manière ludique et progressive. Ce livre, accessible aux enseignants, parents et curieux, permet de comprendre des concepts essentiels comme la pression, la densité, ou le poids de l'air.
Parmi les leçons proposées, nous avons choisi d'adapter six activités au format FizziQ Junior :
Montrer la présence de l'air : Mettre en évidence la présence de l'air en analysant l'immersion d'une bouteille dans l'eau.
L'air a-t-il une masse ? : Démontrer que l'air a une masse, en comparant le poids d'une boîte avant et après avoir retiré l'air qu'elle contient.
Qu'est-ce que la pression de l'air ? : Explorer la notion de pression atmosphérique en observant les effets du vide sur un ballon placé dans une boîte.
Les vases communicants : Etudier le principe des vases communicants montrant que le niveau de l'eau s'équilibre dans deux récipients reliés entre eux.
Le fonctionnement d'un château d'eau : Comprendre le rôle des chateaux d'eau dans la distribution de l'eau domestique.
La poussée d'Archimède : Mesurer la poussée d'Archimède et d'aborder la notion de flottaison.
Ces activités peuvent être aisément téléchargées dans l'application en scannant le QR Code ou en tapant le code alphanumérique dans le logiciel. Les enseignants peuvent également modifier et enrichir les activités puis les repartager avec les élèves.
Aborder les leçons de Marie Curie avec FizziQ Junior
FizziQ Junior, application pédagogique gratuite dédiée à l’apprentissage des sciences, a été concue dans le même esprit que celui des leçons de Marie Curie. Elle propose un environnement numérique mélant rigueur scientifique et approche ludique tout en exploitant les possibilités offertes par les nouvelles technologies pour enrichir l’expérience éducative.
Au cœur de l’application se trouve un cahier d’expériences interactif, conçu pour guider les élèves tout au long de leur démarche scientifique. Ce cahier leur permet de visualiser les questions à explorer, de consigner leurs hypothèses, leurs observations et leurs conclusions sous forme de textes, et d’enrichir leurs travaux avec des dessins ou des photos capturés directement depuis l’application. Ce format encourage une approche active des sciences, où les élèves deviennent des explorateurs et des créateurs, plutôt que de simples récepteurs d’informations.
FizziQ Junior propose d'autres fonctionalités telles que des instruments pour faire des mesures sur le son, la lumière, les couleurs ou le mouvement grâce aux capteurs embarqués dans la plupart des outils numériques, mais nous n'utilisons pas ces possibilités dans les activités de Marie Curie. Pour vous familiariser avec l'ensemble des fonctionnalités de FizziQ Junior, vous pouvez consulter cette vidéo explicative : Découvrir FizziQ Junior.
Après cette courte introduction, passons maintenant aux sciences et découvrons ensemble six activités inspirées des cahiers de Marie Curie !
Comment mettre en évidence l’air ? (Cycle 2)
L’air est partout autour de nous, mais comment prouver son existence alors qu’il est invisible ? Cette activité propose une expérience simple pour aider les élèves à comprendre que l’air occupe un espace. En plongeant une bouteille « vide » dans l’eau, ils observent que l’air s’échappe sous forme de bulles, démontrant qu’il est bien présent.
Pour l’enseignant, cette activité constitue une introduction idéale à la notion de matérialité de l’air, posant les bases d’une réflexion scientifique. Elle initie les élèves à une démarche rigoureuse : formuler une hypothèse, observer et confronter leurs idées à la réalité. Cependant, certains élèves pourraient avoir du mal à accepter que la bouteille contienne réellement de l’air ou à comprendre pourquoi il s’échappe sous forme de bulles. Ces difficultés nécessitent une explication guidée, ancrée dans l’observation des phénomènes.
Explorer la présence de l’air est une étape clé pour aborder des notions plus complexes, comme sa masse ou sa pression. Cette activité développe chez les élèves une curiosité scientifique essentielle pour percevoir leur environnement sous un nouvel angle. La fiche enseignant préparée par la Fondation La main à la pâte permet à l'enseignant de préparer le mieux possible cette séance.
Pour charger l'activité dans FizziQ Junior, Aller dans Elèves > Mes Activités puis scanner le QR code ci-dessus ou taper le code suivant : CKEI GCWW
L'air a-t-il une masse ? (Cycle 3)
Après avoir découvert que l’air occupe un espace, cette activité permet d’aller plus loin en démontrant que l’air a une masse mesurable. En pesant une boîte avant et après en avoir retiré l’air, les élèves observent une différence de poids qui prouve que l’air est une matière avec un poids, bien qu’invisible.
Pour réaliser cette expérience, une boîte à vide et une balance précise sont nécessaires. Ces outils, devenus accessibles, introduisent les élèves à la notion de mesure scientifique. Cette séquence est une opportunité de renforcer leur rigueur dans les manipulations et leur précision dans les observations. Cependant, accepter que l’air soit « pesant » peut être contre-intuitif pour eux. L’enseignant devra insister sur le fait que l’air, comme toute matière, est composé de particules et occupe un espace, ce qui explique sa masse. Vous pouvez consulter la fiche enseignant préparée par la Fondation La main à la pâte pour en savoir plus sur cette séance.
Pour charger l'activité dans FizziQ Junior, Aller dans Elèves > mes Activités puis scanner le QR code ci-dessus ou taper taper le code KJVA MYCA
Qu'est ce la pression de l'air ? (Cycle 3)
Cette activité apporte une dimension dynamique aux connaissances acquises. Après avoir découvert que l’air est présent et a une masse, les élèves explorent ici une nouvelle propriété : sa capacité à exercer une pression. En observant un ballon partiellement gonflé dans une boîte à vide, ils voient directement les effets du changement de pression extérieure. Lorsque l’air est retiré, le ballon se gonfle ; lorsque l’air revient, le ballon reprend sa taille initiale.
Pour l’enseignant, cette activité est l’occasion de guider les élèves dans la compréhension d’un concept abstrait. La pression, souvent difficile à saisir, peut être expliquée grâce à des métaphores simples, comme l’idée que « l’air pousse comme des mains invisibles ». Il est crucial de bien expliquer que le ballon se gonfle parce que la pression interne devient supérieure à la pression externe, et de définir clairement ce que signifie « faire le vide ».
Le cahier complet de l'enseignant réalisé par la Fondation La main à la pâte peut être trouvé en suivant ce lien.
Pour charger l'activité sur FizziQ Junior, Aller dans Elèves > mes Activités puis scanner le QR code ci-dessus ou taper taper le code FDYQ EARR
Comment se comportent deux vases communicants ? (Cycle 3)
Après avoir découvert que l’air exerce une pression sur les objets qui l’entourent, cette activité permet aux élèves d’explorer comment la pression agit sur les liquides. En versant de l’eau colorée dans une des branches d’un tube en U, ils observent que l’eau se répartit de manière égale entre les deux côtés, indépendamment de la quantité versée ou de l’inclinaison du tube. Ce phénomène met en lumière un principe fondamental : les liquides atteignent toujours un équilibre dicté par les forces de pression et de gravité.
L’enseignant doit veiller à expliquer que la répartition de l’eau dans les vases communicants est due à la pression atmosphérique, qui agit uniformément sur les surfaces libres des deux branches, permettant à l’eau de s’équilibrer au même niveau. Il est essentiel de clarifier que cette surface libre reste toujours horizontale, même si le tube est incliné, ce qui peut être contre-intuitif pour les élèves. Enfin, l’enseignant devra accompagner les élèves dans l’identification et la correction des hypothèses erronées, telles que l’idée que l’eau pourrait rester plus haute dans la branche où elle est versée, en s’appuyant sur l’observation et les échanges pour structurer leur compréhension.
Le cahier complet de l'enseignant réalisé par la Fondation La main à la pâte peut être trouvé en suivant ce lien.
Pour charger l'activité sur FizziQ Junior, Aller dans Elèves > mes Activités puis scanner le QR code ci-dessous ou taper taper le code WDSP YMHW
Comment l’eau arrive-t-elle au robinet ? (Cycle 2 - 3)
Cette activité prolonge directement celle sur les vases communicants en explorant comment l’eau circule dans un système complexe de tuyaux grâce aux principes d’équilibre des liquides et de gravité. Les élèves apprennent que, tout comme l’eau s’équilibre dans les vases communicants, la pression générée par un réservoir en hauteur permet de distribuer l’eau dans les infrastructures domestiques. En variant la hauteur d’un réservoir dans l’expérience, ils observent que la gravité agit sur l’eau pour créer une différence de pression, entraînant son écoulement vers des niveaux plus bas. Les élèves en déduisent qu'il est possible de créer une pression constante dans les tuyaux en élevant un réservoir qui alimente un ville en eau potable.
On pourra facilement prolonger cette expérience par un exercice qui consiste à localiser dans votre ville l'endroit où se trouvent les chateau d'eau, et pourquoi pas envisager la visite de ce lieu.
Vous retrouverez le cahier complet de l'enseignant réalisé par la Fondation La main à la pâte en suivant ce lien.
Pour charger l'activité sur FizziQ Junior, Aller dans Elèves > mes Activités puis scanner le QR code ci-dessous ou taper taper le code VVNZ QFXR
Que devient le poids d’un objet plongé dans l’eau ? (Cycle 3)
Enfin, nous proposons l'adaptation d'une dernière activité décrite par l'élève de Marie Curie sur la poussée d'Archimède. Cette activité permet aux élèves de comprendre pourquoi un objet semble plus léger lorsqu’il est plongé dans l’eau. À l’aide d’un dynamomètre, ils mesurent le poids d’un objet dans l’air, puis dans l’eau. Les élèves découvrent que le poids mesuré dans l’eau est réduit, ce qui indique qu’une force agit sur l’objet pour le pousser vers le haut.
Pour l’enseignant, cette activité introduit des notions fondamentales sur la distinction entre masse, poids et poids apparent. Il est essentiel d’expliquer que l’objet ne perd pas réellement de poids dans l’eau, mais qu’il est soumis à une force qui réduit son poids apparent. L’analyse des résultats et les échanges guidés permettent de corriger les idées erronées et d’introduire progressivement le concept de volume déplacé.
Cette expérience constitue une entrée concrète dans des phénomènes tels que la flottabilité, la conception des bateaux ou le fonctionnement des sous-marins. En explorant ces principes à travers une manipulation simple et visuelle, les élèves développent leur compréhension des forces invisibles, leur esprit critique et leur capacité à analyser des phénomènes complexes de leur environnement.
Le cahier complet de l'enseignant réalisé par la Fondation La main à la pâte peut être trouvé en suivant ce lien.
Pour charger l'activité sur FizziQ Junior, aller dans Élèves > Mes activités, puis scanner le QR code ci-dessous ou taper le code NYPH STBW
Conclusion
Les leçons de Marie Curie, revisitées et enrichies par la Fondation La main à la pâte, offrent une base solide pour l’enseignement des sciences à travers des expériences concrètes et accessibles. Les activités proposées permettent d’explorer des concepts physiques fondamentaux tels que la présence et la masse de l’air, la pression atmosphérique, l’équilibre des liquides et la poussée d’Archimède.
L'utilisation de FizziQ Junior permet de rendre ces activités encore plus attractives pour les élèves pour les encourager à développer leur raisonnement scientifique.
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