Chercher des réponses ou des solutions à des problèmes relevant de la chimie








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Chercher des réponses ou des solutions à des problèmes relevant de la chimie

La gastronomie

moléculaire

Journal de bord


Chimie

5e année du secondaire




« La gastronomie moléculaire est une discipline de plus en plus en vogue dans les laboratoires de chimie. L’impact de ces découvertes est très important dans plusieurs domaines tels l’industrie alimentaire, la restauration et même les médias avec la popularité croissante de nombreuses émissions à vocation culinaire.
Vous avez pour mandat de vous transformer l’espace d’une activité d’apprentissage en un chimiste expert de la gastronomie moléculaire. Vous devrez modifier une recette de cuisine afin d’en changer les caractéristiques. Finalement à vos instruments de laboratoires, vous réaliserez trois recettes de gastronomie moléculaire qui sauront vous en mettre plein les yeux et plein la bouche. »

Lexique compliqué

Écrit les mots pour lesquels tu veux avoir plus de précision :















Présentation orale et article de vulgarisation scientifique

Comme nous le savons tous, la chimie et l’art culinaire sont deux domaines d’activité très liés. En effet, qui n’a pas déjà échoué une recette faute d’un ingrédient ou d’un temps de cuisson adéquat.

Votre mandat :


  • Choisir une recette ou un procédé alimentaire que vous aurez à étudier.

  • Ressortir tous les concepts chimiques, physiques et biochimiques se rattachant au processus de préparation de l’aliment.

  • Faire un texte résumé de votre sujet sous forme de chronique dans une revue culinaire (1 à 2 pages maximum).

  • Réaliser un exposé ou vidéo montrant la préparation de votre aliment et vulgarisant les concepts scientifiques rattachés à cette préparation.

  • Réalisation et utilisation d’un moyen didactique pour l’explication des concepts scientifiques (affiche, modèle moléculaire, présentation assistée par ordinateur, etc.)

  • Faire une dégustation aux élèves de la classe si votre sujet le permet.


Grille d’évaluation
Vos deux productions seront évaluées à l’aide des grilles d’évaluation des compétences disciplinaires 2 et 3.

Compétence disciplinaire 2 : Mettre à profit ses connaissances en science (chimie ou physique)
Compétence disciplinaire 3 : Communiquer sur des questions de chimie ou physique à l’aide des langages utilisés en sciences et en technologie.

Liste de sujets pouvant être exploités pour la tâche 1


  1. Le pain

  2. Les produits dérivés de l’érable (tire, beurre, sucre, etc.)

  3. La fabrication du chocolat

  4. Les meringues et œufs en neige

  5. La fabrication du vin

  6. La cuisson des œufs

  7. Le yogourt

  8. Les mayonnaises

  9. Les soufflés

  10. Les secrets de la cuisson du poisson

  11. Les gelées de fruits (le mystère de la gelée d’ananas)

  12. La caramélisation

  13. Les marinades (légumes, viandes, etc.)

  14. Les crèmes glacées et sorbets

  15. La fabrication du vinaigre (vinaigre de vin, balsamique, commercial)

  16. La cuisson des lentilles

  17. Les fruits confits

  18. La pâte feuilletée

  19. L’oxydation des fruits et légumes et les antioxydants

  20. La lyophilisation

  21. Les additifs alimentaires (colorants, édulcorant, conservateurs, acidifiants, arômes artificiels, exhausteurs de goûts)

  22. L’eau (filtration, eau de source, etc.)

  23. La cuisson de la viande (réaction de Maillard)

  24. Cuisson d’un gâteau






Laboratoire à vos chaudrons
Étape 1 : Préparation de la démarche expérimentale
Faire émerger les facteurs d’analyse.
Tempête d’idées sur les propriétés d’un produit alimentaire qui permettent une étude comparative entre deux recettes différentes.


Suite à la plénière, surligne les propriétés retenues.
Tempête d’idées sur les variables pouvant affecter le produit des recettes.


Étape 2 : Démonstration : Quand la gaufre va, tout va!




Recette 1

Ingrédients

1 tasse (115 g) de farine
1 pincée de sel

1 cuillère à thé de poudre à pâte
1 œuf
1 1/4 tasse (310 ml) de lait
Huile
Jus de citron et sucre pour la garniture (facultatif)
Méthode

  1. Tamiser la farine et le sel dans une terrine; faire un puits au centre.

  2. Ajouter l'œuf et le lait et battre vigoureusement..

  3. Verser ½ tasse de pâte dans le gaufrier.

  4. Faire pivoter la poêle pour étaler la pâte régulièrement.

  5. Soulever délicatement les bords avec un couteau.

  6. Lorsque le dessous de la crêpe est doré, la retourner et cuire l'autre côté.

  7. Transférer sur une assiette et arroser de jus de citron et de sucre, si désiré.

  8. La rouler et servir chaud.


Recette 1 avec les modifications suivantes :







Variables choisies :



Observations

Propriétés

Recette 1

Recette 2








Analyse de la démo :


Étape 3 : Démonstration : Viens danser la « meringue »!

R
Préparation : 3-4 min.
ecette no.2 Meringue


Ingrédients

6 blancs d’œufs

375 ml (1 ½ tasse) de sucre

2,5 ml (1/2 c. à thé) de crème de tartre

5 ml (1 c. à thé) d’extrait de vanille (facultatif)
Méthode


  1. Fouetter 2 blancs d’œufs au batteur électrique, à vitesse moyenne, jusqu’à l’obtention de pics mous.

  2. Mettre la meringue obtenue dans un entonnoir au dessus d’un cylindre gradué afin de recueillir l’eau qui s’échappera de la mousse formée lors de l’étape de foisonnement des blancs d’œufs.

  3. Fouetter 2 autres blanc d’œufs et le sucre au batteur électrique, à vitesse moyenne, jusqu’à l’obtention de pics mous.

  4. Mettre la meringue obtenue dans un deuxième entonnoir au dessus d’un cylindre gradué afin de recueillir l’eau qui s’échappera de la mousse formée lors de l’étape de foisonnement des blancs d’œufs et du sucre.

  5. Refaire les manipulations 3 et 4 avec 2 blancs d’œufs et la crème de tartre.

  6. Laisser reposer quelques minutes (5 à 10 minutes) les meringues afin de recueillir dans les cylindres gradués l’eau qui s’échappera des trois recettes de meringue.

  7. Comparer les volumes d’eau recueillis des trois meringues et noter les résultats obtenus dans le tableau des résultats.



Observations

Propriétés

Recette 1

Recette 2

Recette 3















Analyse de la démo :


Notes sur l’apprentissage


Deux choses que j’ai apprises :








Une question que je me pose :



Étape 4 : Réalisation du laboratoire :  :À vos chaudrons

Vous avez pour mandat de vous transformer l’espace d’une activité d’apprentissage en un chimiste expert de la gastronomie moléculaire. Vous devrez modifier une recette de cuisine afin d’en changer les caractéristiques. Vous trouverez en annexe de la tâche 2 quatre recettes suggérées pour la réalisation de ce laboratoire. Vous choisirez dans un premier temps la recette que vous modifierez en laboratoire. Dans un deuxième temps vous déciderez de la modification que vous apporterez à votre recette afin d’en modifier « significativement » les caractéristique.
À noter que réduire de moitié un ingrédient comme le sucre et supposer l’impact de cette modification n’est pas le type de changement auquel on s’attend de vous. Soyez imaginatif et créatif afin de trouver un facteur qui aura un impact assez important pour faire une étude comparative intéressante.
Cerner le problème


But :


.


Hypothèse : À partir des recettes fournies en annexe, formulez une hypothèse sur l’impact de la modification de certains ingrédients et/ou manipulations sur le résultat final de votre produit alimentaire


Élaboration du plan d’action




Variables :




Matériel :

Protocole :
Mise en oeuvre
Organise tes résultats selon les conventions appropriées.

Analyser les résultats
Analyse tes résultats à l’aide d’un raisonnement scientifique appuyé d’une recherche documentaire et fait un retour sur ta démarche expérimentale.



Conclusion




Grille de correction CD 1

Critères




Marquée

5

Assurée

4

Acceptable

3

Peu développé

2

Très peu développé

1

Cr.1 Représentation adéquate de la situation

But

Je formule un but résumant clairement et complètement le problème dans mes mots.

Je formule un but en sélectionnant les éléments essentiels du problème.

Je formule un but en tenant compte de certains éléments du problème.

Je formule un but en tenant compte d’un seul élément du problème.

Je formule un but ne tenant pas compte de l’énoncé du problème.

Hypothèse

Je formule une hypothèse ayant une justification basée sur un raisonnement scientifique

Je formule une hypothèse fondée que je pourrai vérifier par une expérience

Je formule une hypothèse qui respecte certaines contraintes du problème.

Je formule une hypothèse n’ayant pas de justification

Je formule des suppositions plus ou moins en relation avec le problème

Variables

J’identifie et définis l’ensemble des variables qui ont une incidence sur mes résultats.

J’identifie et définis la plupart des variables qui ont une incidence sur mes résultats.

J’identifie et définis certaines variables qui peuvent influencer les résultats de mon expérience

J’identifie sans définir les variables qui ont une incidence sur mes résultats

Les variables sont incomplètes et ne sont pas définies

Cr.2 Élaboration d’un plan d’action pertinent et adapté à la situation

Matériel

Je suggère une liste de matériel complète pour résoudre ma démarche expérimentale

Je suggère une liste de matériel presque complète ayant nécessité un ajout mineur

Je suggère une liste de matériel incomplète nécessitant plusieurs ajouts

Je suggère une liste de matériel partielle ne permettant pas de répondre au but.

Je suggère une liste de matériel inadéquate nécessitant une réorientation de la démarche envisagée

Protocole

La démarche que je propose est complète reproductible, fonctionnelle et elle mentionne les normes de sécurité à respecter

La démarche que je propose est organisée malgré quelques imprécisions et elle mentionne les normes de sécurité à respecter

Je planifie une démarche organisée qui respecte certaines contraintes du problème à résoudre.

Je planifie une démarche pertinente mais qui ne permet pas de résoudre correctement le problème

Je planifie une démarche inappropriée ne permettant pas de résoudre le problème.

Cr.3 Mise en œuvre adéquate du plan

d’action

Présentation des résultats

L’organisation des résultats respecte toutes les conventions (titre, structure, variables, unités, erreur absolue, précision des mesures).

L’organisation des résultats omet une convention (titre, structure, variables, unités, erreur absolue, précision des mesures).

L’organisation des résultats omets deux conventions (titre, structure, variables, unités, erreur absolue, précision des mesures).

L’organisation des résultats omets trois conventions (titre, structure, variables, unités, erreur absolue, précision des mesures).

L’organisation des résultats ne respecte pas les conventions (titre, variables, unités, erreur absolue, précision des mesures).

Résultats pertinence

Je recueille toutes les données nécessaires afin de répondre au mandat de manière à en faciliter l’interprétation.

Je recueille les données nécessaires afin de répondre au mandat.

Je recueille quelques données nécessaires afin de répondre au mandat. Une erreur peut être observée.

Je recueille des données incomplètes ou erronées.

Je recueille des données sans liens avec le mandat.

Traitement des données

J’effectue un traitement numérique ou graphique adéquat des données recueillies dans le tableau des résultats.

J’effectue un traitement numérique ou graphique des résultats comportant une erreur mineure.

J’effectue un traitement numérique ou graphique des résultats comportant une erreur majeure.

J’effectue un traitement de données sans lien avec le problème à résoudre

Aucun traitement de données n’a été effectué.

Analyse des données

Je justifie mon explication par les résultats de mon expérimentation

J’explique correctement les résultats obtenus

J’explique certains résultats que j’ai obtenus lors de mes expérimentations

Je propose des explications sans vérifier la concordance avec mes résultats ou le problème

Je présente les résultats obtenus sans proposer de solution au problème




Critères




Marquée

5

Assurée

4

Acceptable

3

Peu développé

2

Très peu développé

1

Cr.4 Élaboration de conclusions, d’explications ou de solutions pertinentes

Évaluation de la méthode

Je fais un retour sur la méthode utilisée, les sources d’erreurs, les améliorations et la fiabilité des résultats

Je fais un retour sur la méthode utilisée, les sources d’erreurs, les améliorations sans aborder la fiabilité des résultats

Je fais un retour sur la méthode et mentionne les sources d’erreurs pouvant affecter les résultats.

Je mentionne les sources d’erreurs pouvant affecter les résultats

Je ne fais aucun retour sur la méthode expérimentale utilisée.

Retour sur l’hypothèse

Je fais un retour sur mon hypothèse en me basant sur mes résultats et sur un raisonnement scientifique pour justifier sa validité.

Je fais un retour sur mon hypothèse en m’appuyant sur mes résultats.

Je fais un retour sur l’hypothèse sans me baser sur les résultats.

Je confirme ou infirme mon hypothèse sans explication

Je ne fais pas de retour sur l’hypothèse.

Conclusion

Je formule une conclusion qui répond à la problématique en se basant sur les résultats obtenus. Je formule une ouverture permettant d’approfondir la recherche sur le sujet

Je formule une conclusion qui répond à la problématique en se basant sur les résultats obtenus. Je formule une ouverture plus ou moins pertinente avec le sujet.

Je formule une conclusion qui répond à la problématique. Je formule une ouverture vague...

Je formule une conclusion plus ou moins développée répondant partiellement à la problématique.

La conclusion ne permet pas de répondre à la problématique.

Attitudes

Autonomie dans la démarche expérimentale

Je travaille de manière indépendante ; en utilisant le matériel avec précision et habileté ;

Je travaille en grande partie de manière indépendante et j’utilise le matériel avec précision et habileté  (aide très légère)

Je réalise ma démarche en demandant des conseils occasionnels pour le choix du matériel et l’utilisation de celui-ci (aide sollicitée)

Je réalise une démarche basée sur les suggestions de l’enseignant, du technicien ou des pairs. J’ai besoin de conseils et d’encadrement pour utiliser le matériel de laboratoire.

Je réalise une démarche supervisée et dictée ne laissant pas la place à mon autonomie. J’ai besoin de conseils et d’encadrement pour utiliser le matériel de laboratoire.

Attitude en science

L’élève fait très attention aux règles de sécurité et a une attitude responsable envers l’environnement vivant et non-vivant. L’élève travaille systématiquement avec efficacité dans une équipe, en collaborant avec les autres et en respectant leurs opinions.

Il fait attention aux règles de sécurité et travaille en ayant une attitude responsable envers l’environnement vivant et non-vivant. Il coopère généralement bien avec les autres élèves.


L’élève peut travailler en toute sécurité et coopérer avec les autres, mais peut avoir besoin de rappels

L’élève doit fréquemment se faire rappeler les règles de sécurité. Il coopère plus ou moins dans l’équipe laissant l’initiative à son coéquipier.

L’élève ne respecte pas les règles de sécurité et ne collabore pas au travail d’équipe.




Qualité du français

4 fautes et moins

5 à 9 fautes

10 à 14 fautes

15 à 19 fautes

20 fautes et plus





Total

















Grilles de correction CD 3

Compétence disciplinaire 3– Communiquer à l’aide des langages utilisés en science et en technologie

Science et technologie – Applications technologiques et scientifiques (3e et 4e secondaires)

Science et technologie de l’environnementScience et environnement (4e secondaire)

Modèle de grille d’évaluation descriptive – Version de l’enseignant (à adapter en fonction de la tâche et des intentions pédagogiques)


Critères

Indicateurs

Manifestations observables

A

B

C

D

E

Cr.1 Interprétation juste de messages à caractère scientifique ou technologique

Sélection des éléments utiles

  • Rehausse la qualité de la communication en faisant appel à des éléments complémentaires.

  • Sélectionne les éléments appropriés à la réalisation de la tâche.

  • Sélectionne quelques éléments appropriés à la réalisation de la tâche.

  • Transcrit des données contenues dans le message à interpréter.



  • Sélectionne des éléments inutiles à la réalisation de la tâche

Décodage de l’information

  • Interprète avec exactitude l’information contenue dans le message.

  • Interprète la plupart des informations contenues dans le message

  • Décode des données contenues dans le message.

  • Décode une donnée contenue dans le message

  • Ne décode aucune donnée pertinente dans le message

Sources d’information

  • Identifie et utilise des sources d’information pertinentes et, sur demande, en justifie la crédibilité en s’appuyant sur des critères valables.

  • Identifie et utilise des sources d’information crédibles.

  • Identifie et utilise des sources d’information dont la crédibilité peut varier.

  • Utilise des sources d’information dont la crédibilité peut varier.

  • Omet d’identifier les sources d’information consultées.

Cr.2 Production ou transmission adéquate de messages à caractère scientifique ou technologique

Organisation du message

  • Organisation très précise des éléments de son message

  • Organise correctement les éléments de son message (…).

  • Organise (…) partiellement des éléments de son message.

  • Produit un message en juxtaposant des éléments (…)

  • Présente un nombre restreint d’éléments, ce qui rend difficile la compréhension du message.

Adaptation du message

  • Vulgarise son message de façon à en faciliter la compréhension et l’interprétation.

  • (…) l’adapte aux destinataires et le transmet clairement.

  • (…) adapte partiellement des éléments de son message.

  • (…) et sans l’adapter aux destinataires.

Propriété intellectuelle

  • Je cite correctement des sources d’information pertinentes dans le texte et dans la bibliographie

  • Je cite correctement des sources d’informations pertinentes dans la bibliographie

  • Je cite certaines sources d’informations que j’ai consultées dans la bibliographie

  • Je cite une seule source d’information qui m’a été proposée

  • Je n’identifie pas les sources d’informations que j’ai consultées.

Cr.3 Respect de la terminologie, des règles et des conventions propres à la science et à la technologie.

Respect des règles et des conventions

  • Utilise une terminologie allant au-delà de celle exigée par la tâche tout en respectant les règles et les conventions dans l’ensemble des modes de représentation.

  • Recourt à une terminologie conforme aux règles et conventions en usage.

  • Emploi, pour les concepts les plus simples, une terminologie qui respecte les règles et les conventions.

  • Utilise un vocabulaire élémentaire ou des modes de représentation qui respectent peu les règles et les conventions.

  • Utilise un vocabulaire familier ou des modes de représentation, sans se soucier des règles et des conventions.

Utilisation des outils de communication

  • Choisit des modes de représentation efficients.

  • Utilise des modes de représentation appropriés en faisant appel, au besoin, aux TIC pour présenter des données sous forme de tableaux, de graphiques ou de schémas.

  • Choisit des modes de représentation acceptables pour présenter des données.

  • Choisi des modes de communication ne respectant pas les conventions pour présenter les données.

  • Les modes de communications choisis ne sont pas appropriés à la présentations de données selon le langage mathématique et scientifique.

Document de travail – Basé sur des travaux d’Isabelle Vachon (CS des Affluents), Myriam Larue (CSSMI) et Olivier Rémillard (CS de Laval et MELS)
Sites de référence sur la gastronomie moléculaire



  • Un site général, à l’INRA, avec de nombreux liens et des documents (souvent presque à jour, mais encore en construction) :

http://www.inra.fr/la_science_et_vous/apprendre_experimenter/gastronomie_moleculaire


  • La Fondation Science & Culture Alimentaire (Académie des sciences) une fondation pour animer les recherches en tout genre, autour de la pratique culinaire :

http://www.academie-sciences.fr/fondations/generalites.htm

http://www.academie-sciences.fr/fondations/FSCA.htm


  • Un point de vue sur les développements attendus :

http://www.blackwell-synergy.com/doi/full/10.1111/j.1541-4337.2006.00003.x.


  • Les séminaires INRA de gastronomie moléculaire un rendez-vous mensuel, libre, pour explorer les pratiques culinaires. Inscription sur les listes de distribution à herve.this@paris.inra.fr. Comptes rendus accessibles sur le site de la Société française de chimie : http://www.sfc.fr/.




  • Les cours INRA de gastronomie moléculaire à l’INA P-G : des cours publics et gratuits sur les travaux en cours. Organisation Clemence.wegscheider@inapg.fr.




  • L’entreprise d’invention culinaire avec Pierre Gagnaire un site où, chaque mois, une application de la gastronomie moléculaire proposée par H. This est « mise en cuisine » par Pierre Gagnaire (accès libre à l’« invention » et aux recettes qui l’utilisent)

http://www.pierre-gagnaire.com/francais/cdmodernite.htm


  • Les ateliers expérimentaux du goût des séances d’animation culturelle autour de la cuisine pour les écoles, collèges, etc.

http://crdp.ac-paris.fr/index.htm?url=d_arts-culture/gout-intro.htm.


  • Les clubs de gastronomie moléculaire, une nouvelle méthode de communication scientifique mise en œuvre en vue de transmettre des résultats de gastronomie moléculaire.




  • L’institut des hautes études du goût, de la gastronomie et des arts de la table, un institut de formation de haut niveau, pour des auditeurs de tous les pays.

http://www.iheggat.com/.


  • Deux conférenciers en ligne :

http://w3appli.u-strasbg.fr/canalc2/video.asp?idEvenement=312

http://www.canalu.fr/chainev2/utls/vHtml/0/programme/63/canalu/affiche/

Autres sites de référence

www.recettes.qc.ca
Aventure leclerc (www.avantureleclerc.ca)



BLAIS, C. (2007), La chimie des desserts – Tout comprendre pour mieux réussion – 60 recettes de Ricardo, Les Éditions La Presse, 216 p.
GAGNÉ, D et J. DESPINS. (2007), L’épicerie – L’essentiel de l’épicerie, Les Éditions la semaine, 397 p.
THIS, H. (1993), Les secrets de la casserole, Éditions Belin, 222 p.
THIS, H. (2002), Casseroles et éprouvettes, Éditions Belin - Pour la science, 240 p.
THIS, H. (2002), Traité élémentaire de cuisine, Éditions Belin, 237 p.
THIS, H. (2007), De la science aux fourneaux, Éditions Belin – Pour la science, 167 p.

SAÉ gastronomie moléculaire

Nathaliefiset@edu.csdraveurs.qc.ca Martindavid@edu.csdraveurs.qc.ca

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