Cours : sch4u liens avec le curriculum








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date de publication18.10.2016
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Scénario pédagogique1

Titre de la leçon : Structure et nomenclature des composés organiques, partie 1 : les hydrocarbures2

Code de cours : SCH4U

Liens avec le curriculum3

Domaine : B – Chimie organique

Attente : B1 « expliquer la structure, les propriétés et les réactions de divers composés organiques »

Contenu(s) d’apprentissage3 :

B1.1 – « Caractériser les divers groupements fonctionnels organiques… »

B2.1 – « Utiliser le système de l’UICPA pour nommer et écrire la structure des composés organiques… »

B3.1 – « Évaluer l’incidence de composés organiques… »

Annexes

  1. Présentation PowerPoint version 1 : c’est la version que l’enseignante affiche au tableau interactif pendant l’enseignement, elle est aussi fournie aux élèves en format papier comme outil de prise de notes.

  2. Présentation PowerPoint version 2 : cette version comprend tout ce que l’enseignante planifie d’écrire sur les diapos durant le cours (elle contient donc les réponses)

Séquence

A) Mise en contexte (durée 20 minutes)

Matériel : Présentation PowerPoint, usage stratégique du tableau interactif, modèles moléculaires pour montrer les formes des molécules (à bâtir avant le cours).

Action de l’enseignante

Action de l’élève

Avant de commencer, l’enseignante distribue une copie papier des notes PowerPoint (version 1) aux élèves. Elle précise qu’ils doivent prendre en note tout ce qu’elle écrira au tableau sur ces feuilles.

A.1 Rappel : L’enseignante s’assure que le vocabulaire et les concepts préalables sont bien compris. Elle utilise une présentation PowerPoint au tableau interactif comme support visuel (Annexe 1), et fournit une copie aux élèves pour qu’ils puissent y inscrire des notes.

Diapo 2 : Composé organique

Questionnement :

  • « Qui peut me dire ce qu’est un composé organique? »

  • « Patrick, peux-tu me donner un exemple? »

Diapo 3 : L’atome de carbone

L’enseignante dessine la molécule suivante au tableau :



Questionnement :

  • « Qu’est-ce qui ne va pas dans cette molécule? »

Si les élèves ont de la difficulté à répondre à la question, elle leur donne des indices. L’enseignante dit et écrit : « les atomes de carbones forment quatre liaisons chimiques »

Diapo 4 : Types de liaisons du carbone

L’enseignante nomme les types de liaisons, et donne des exemples.

Diapo 5 : Les formes moléculaires des composés organiques

Questionnement :

  • « Si je parle de la forme des molécules organiques, à quoi cela te fait-il penser? Quelles sont les formes possibles? »

L’enseignante écrit les bonnes réponses au tableau et ajoute des exemples et des détails. Elle montre ensuite des modèles moléculaires représentant chaque forme.

Diapo 6 : Représentation des composés organiques

L’enseignante affiche une molécule de propane…

Questionnement :

  • « Michelle, peux-tu venir inscrire au tableau le diagramme semi-développé de cette molécule? Pascal, viens dessiner le diagramme développé s’il te plaît. »

L’enseignante donne le droit aux élèves choisis de demander de l’aide à leurs collègues s’ils veulent.

A.2 Quoi : L’enseignante présente la leçon d’aujourd’hui aux élèves… « Aujourd’hui on amorce une série de leçons dans lesquelles on va apprendre à propos des différentes familles de molécules organiques, leurs propriétés et leur nomenclature (comment les nommer). On va commencer par la famille la plus simple : les hydrocarbures. En premier, on va définir ce qu’est un groupe fonctionnel et décrire ceux qui appartiennent à cette famille. On va aussi apprendre et pratiquer les règles de bases, et les étapes à suivre pour nommer les composés dans cette famille selon l’UICPA. »

A.3 Pourquoi : L’enseignante explique l’importance des concepts à voir… « En étant capable de reconnaître les différentes familles (par sa structure et son nom) et connaître leurs propriétés, on pourra mieux comprendre les types de réactions auxquelles participent les composés organiques. Cela va nous aider aussi à mieux comprendre ce qu’on retrouve dans les objets ou les aliments du quotidien qui contiennent des composés organiques (p. ex. n’importe quel objet de plastique ou de caoutchouc, les aliments qu’on achète à l’épicerie, les médicaments, les produits cosmétiques, etc.).

A.4 Quand : De savoir nommer les composés organiques sera important lors des évaluations formatives et sommatives, lorsqu’on étudiera les réactions des composés organiques et dans tous les autres cours de chimie organique que l’élève prendra. C'est utile également lorsqu’on lit des étiquettes sur la nourriture ou sur d'autres produits de consommation.

A.5 Comment : L’enseignante utilise l’exposé (diapos 7-15) pour présenter les hydrocarbures. Il faut définir ce qu’est un groupe fonctionnel. Après, elle présente les alcanes, les alcènes et les alcynes linéaires et cycliques. Elle dessine un exemple au tableau et donne son nom : 2-méthylpropane. Elle s’en sert pour faire ressortir les trois parties importantes du nom : préfixe, racine, et suffixe et pour définir ce qu’est un groupement alkyle. Ensuite, elle affiche un tableau les noms des racines pour les composés de 1 à 10 carbones et les noms des groupes alkyles communs.

Diapo 16 : Maintenant l’enseignante fait une démonstration des étapes4 à suivre pour nommer un composé en se servant d’un autre exemple (dessine la structure de 4-isopropyloct-4-ène) :

  1. Trouve la racine : ici la chaîne la plus longue compte 8 atomes de carbone, donc la racine est -oct-.

  2. Trouve le suffixe : ici la chaîne la plus longue est un alcène, donc le suffixe est -ène.

  3. Attribue un indice de position à chaque carbone dans la chaîne principale.

  4. Trouve le préfixe : ici il y a un groupe isopropyle lié au carbone dont l’indice est 4, donc le préfixe est 4-isopropyl-.

  5. Assemble le nom : 4-isopropyloct-4-ène.

« Mathieu, peux-tu expliquer au groupe ce à quoi servent ces étapes? »


L’élève est assis à son pupitre avec une copie papier des diapos que va présenter l’enseignante. Il écoute, répond aux questions lorsqu’il est interpellé, se souvient des concepts importants, répond aux questions, donne des exemples, écrit au tableau, résout des problèmes simples, maîtrise les préalables et prend des notes.

Éléments de réponses correctes :

  • « composé chimique à base de carbone, provient d’une source vivante ou qui était vivante »

  • « médicaments, plastique, plantes, animaux, vêtements, meubles en bois, etc. »

Éléments de réponses correctes :

  • « Un des atomes de carbone fait 5 liaisons, il ne devrait qu’en faire 4 »


Éléments de réponses correctes :

  • « la structure des molécules en 3D, tétraédrique, triangulaire plane, linéaire »

Éléments de réponses correctes :

  • Semi-développé : CH3-CH2-CH3

  • Développé :



L’élève fait le lien avec le curriculum, comprend le but et les attentes de la leçon.

L’élève fait le lien avec le curriculum et son quotidien, l’élève se motive à exécuter la tâche.

L’élève apprend le vocabulaire dont il aura besoin pour résoudre les problèmes, l’élève apprend les étapes à suivre, l’élève pratique un exemple facile avec l’enseignant ce qui lui donne confiance


B) Expérimentation (durée 15 minutes)

Matériel : Présentation PowerPoint et usage stratégique du tableau interactif pour la pratique partagée et pour afficher les exercices de la pratique guidée (en dyade). Manuel de classe.

Action de l’enseignante

Action de l’élève

Diapo 17 : L’enseignante invite maintenant les élèves à faire un autre exemple ensemble (pratique partagée), avec 1-éthyl-2-méthylcyclohexane. « Quelle est la première étape? Oui bravo! Et ensuite?... ». Elle écrit les bonnes réponses au tableau.

Ensuite, l’enseignante affiche quatre autres molécules au tableau (diapo 18). Elle demande aux élèves de se placer en dyades et de prendre chacun leur tour à aider l’autre à nommer ces molécules (pratique guidée). Elle les encourage à se référer aux tableaux des racines et des suffixes ainsi qu’à leur manuel et aux exemples au tableau pour se rappeler des étapes.

Pendant que les élèves travaillent, l’enseignante circule, observe et pose des questions : « Où êtes-vous rendu? Il vous reste 5 minutes. Qu’est-ce que tu trouves de difficile?... »

L’élève applique les connaissances acquises dans la mise en situation, il essaie de nommer de nouvelles molécules en dyade en se rapportant aux tableaux que l'enseignante a montrés, les exemples au tableau et les étapes dans leur manuel5

Éléments de réponses correctes :

  • Voir les notes PowerPoint version 2




C) Objectivation (durée 20 minutes)

Matériel : Tableau interactif pour la mise en commun des réponses.

Action de l’enseignante

Action de l’élève

« Maintenant on est rendu à l’étape objectivation du cours ». L’enseignante invite les élèves à venir partager leurs réponses au tableau. Elle nomme un élève pour chaque molécule de l’exercice. « Bravo! Peux-tu expliquer ta réponse au groupe en te servant des cinq étapes? C’est bien, ta réponse est partiellement correcte, y a t’il quelqu’un qui puisse l’aider? » Elle encourage les élèves à continuer à s'entraider. Elle se sert des réponses pour évaluer les forces et les difficultés des élèves par rapport à ce type de problème, renforce les concepts qui sont moins bien compris et apporte des précisions aux règles (p. ex., on donne l’indice le plus petit aux liaisons doubles ou triples versus les ramifications alkyles).

Les élèves partagent leurs réponses, jouissent d’une rétroaction, et posent des questions.

Éléments de réponses correctes :

  • Voir les notes PowerPoint version 2




D) Transfert (durée 20 minutes)

Matériel : Manuel de classe

Action de l’enseignante

Action de l’élève

« Pour la partie transfert du cours, vous avez 20 minutes pour travailler aux exercices qui sont dans votre manuel ». Les questions se retrouvent à la page 16 de leur manuel6. L’enseignante donne la consigne de compléter la lettre a) de chaque numéro avant de passer à la lettre b) pour pouvoir s'exercer en classe à des exercices de types variés. La première question est similaire à ce qu’ils ont déjà fait : nommer une molécule à partir de la structure. Pour les autres, il s’agit maintenant de dessiner la structure à partir de son nom et de trouver les erreurs. Pour les élèves qui ont fini plus vite que les autres, l’enseignante affiche un défi supplémentaire au tableau. Il s’agit d’appliquer les règles de nomenclature à un composé aromatique. L’enseignante affiche la structure d’un composé aromatique simple au tableau (diapo 20). « Peux-tu nommer cette molécule en sachant que la racine est -benzène? » L’enseignante circule dans la classe, répond aux questions et aide ceux qui ont de la difficulté.

L’élève exécute des problèmes similaires, plus complexes et variés. Il travaille de façon autonome et pose des questions à l’enseignante s’il y a lieu.

E) Devoirs (durée 30-40 minutes)

1- Complète les exercices entamés en classe (compléter les questions 5 à 9, toutes les lettres), retour sur les réponses et les explications le lendemain.

2- Choisis un composé organique qui se retrouve dans un produit que tu as à la maison (produit d’hygiène, nourriture, etc.). Ensuite, réfléchis à quelques questions : reconnais-tu des groupes fonctionnels dans ce composé? Le nom du composé qui se retrouve sur l’étiquette du produit que tu as choisi est-il correct selon les règles apprises en classe (celles de l’UICPA)? Selon toi, quels sont les avantages et les désavantages d’utiliser ces règles? À quoi sert le composé que tu as choisi? Quels sont les risques associés à l’utilisation de ce composé? Se retrouve-t-il dans d’autres produits communs? D’où provient ce composé? À discuter au prochain cours.

F) Adaptations

En matière d’évaluation : Donner à l'élève le choix de résoudre des problèmes et de communiquer sa compréhension de la façon qui lui convient le mieux (p. ex., de façon orale au lieu d’écrite), allouer du plus de temps lorsqu'il est nécessaire, lire les questions à haute voix ou reformulation des directives.

Pédagogiques : Lire les énoncés et les consignes à haute voix à toute la classe pour s’assurer que ceux qui ont de la difficulté à apprendre par la lecture autonome comprennent. Jumeler les élèves forts qui ont fini leurs exercices avant les autres avec des élèves qui ont besoin de l’aide. Préparer des notes écrites pour ceux qui ont de la difficulté à copier du tableau (p. ex. leur donner la version 2 des notes PowerPoint). Utiliser des modèles moléculaires pour que les élèves kinesthésiques puissent les manipuler, s’assurer que les modèles sont disponibles pour ceux qui veulent les utiliser pour compléter les exercices.

Environnementales : Donner droit à l’utilisation d’un ordinateur portable pour écrire les notes s’il y a lieu, ces élèves devraient être placés près d’une prise de courant. Placer les pupitres par deux pour faciliter le travail en dyade, utilisation d’un casque d’écoute.

1 Les étapes de cette planification sont basées sur le document développé par Mme Claire Duchesne, professeure, Faculté d’éducation, dans l’Annexe E (p. 39-46) du Guide de la pratique de l’enseignement : http://www.education.uottawa.ca/assets/fe-guide-de-la-pratique.pdf, avec adaptations proposées par Mme Francine Lanteigne.

2 Cette leçon est basée sur la section 1.2 du manuel Chimie 12, Montréal, Chenelière/McGraw-Hill, 2003, p. 12-20.

3 Cette leçon tente de combler en partie une des attentes du programme-cadre: Le curriculum de l’Ontario 11e et 12e année, Sciences (2008), attente B1 ainsi que les contenus B1.1, B2.1 et B3.1, à la page 108.

4 Étapes tirées du manuel Chimie 12, Montréal, Chenelière/McGraw-Hill, 2003, p. 14

5 Chimie 12, Montréal, Chenelière/McGraw-Hill, 2003, p. 14

6 Chimie 12, Montréal, Chenelière/McGraw-Hill, 2003, p. 16-17, questions 1 à 9 (a et b de chacune seulement).


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