Chimie

La chimie est un domaine que l'on aborde tard dans les études en France. Quelques vagues rudiments au collège et un peu plus au lycée.

Pourtant la chimie est une clef qui explique bien des phénomènes et qui peut être expliquée assez simplement aux enfants dès 8 ou 9 ans. Dans "De l'Enfant à l'Adolescent", Maria Montessori se livre a une brillante démonstration d'enseignement des bases de la chimie aux enfants de 9-12 ans en proposant une histoire de la terre à travers la thématique de l'eau.

Depuis des années, je suis attentivement les parutions de l'association Carpe Diem qui propose des lapbooks et autres ressources éducatives innovantes. J'en ai utilisé plusieurs avec les enfants et notamment l'excellent grimoire de chimie. Je commençais la chimie avec les enfants vers 8 ans en me basant simplement sur la lecture commentée de cet excellent outil et sur les activités proposées. Les enfants en raffolaient!

Le "grimoire" se lit comme un roman passionnant. Le ton employé est léger, drôle et les notions étudiées deviennent lumineuses et simples avec des exercices pour bien se les approprier. Depuis cette année, il y également la possibilité d'activités supplémentaires sous forme de lapbook.
Du coup, quand j'ai commencé le cursus pour Pauline cette année, nous avons pu bénéficier à la fois des activités du grimoire, ce celles du livret d'activités complémentaires et de celles du lapbook. Un cursus très complet!
Pauline a maintenant son cahier de chimie où nous collons les fiches d'exercices du grimoire ainsi que  les réalisations du fichier lapbook.

Travail sur la notion d'élément puis de molécules. Pour comprendre les formules des molécules, la comparaison avec la recette fonctionne à merveille. Sur la page de gauche, on s'amuse à faire des petits calculs simples de proportionnalité pour fabriquer des quantités variables de tel ou tel minéral.

Pour être à l'aise, mémoriser un certain nombre de nom d'éléments avec leur symbole s'avère une bonne stratégie. 2 activités fournies avec le grimoire ont bien aidé.
Un premier jeu en forme de bocaux (dans le premier chapitre, le tableau périodique des éléments est montré sous forme d'un immense placard de cuisine et la métaphore de la cuisine cosmique est filée tout le long du livre avec, en fin de chapitre, des petites BD hilarantes et instructives du "chef atomique".) permet d'associer le nom des éléments que l'on choisit soi-même à leur symbole.

Il suffit d'imprimer une ou plusieurs planches de bocaux que l'on découpe puis d'inscrire un symbole sur son étiquette. On peut jouer avec de plusieurs manières. J'ai inscrit au dos le nom de l'élément pour permettre l'auto-correction.

Un autre jeu de cartes, le "Six vite" permet de faire connaissance avec 108 éléments: leur nom, leur symbole, leur numéro atomique, l'origine de leur nom et leur utilisation. On peut y jouer avec une règle type "jungle speed" ou les utiliser de manière documentaires pour plusieurs activités du grimoire.

Dans mon jeu, j'ai colorié le nom de certaines cartes avec le code couleur du tableau périodique lors d'une autre activité.

Le grimoire nous fait rentrer dans les entrailles d'un atome et étudie en détail la répartition des électrons, notion fondamentale pour la suite.

Schéma de l'atome et répartition des électrons sur leurs orbitales (cet exercice qui a l'air aride arrive après une phase manipulation très simple qui permet de faire cet exercice très facilement).

Activité récapitulative sur les éléments, leur nom, leur symbole et leur numéro atomique.

On approfondit ensuite la structure des atomes en abordant la notion de valence, toujours avec des termes ultra simples. La démarche calque beaucoup celle des grands récits Montessoriens et ce que Maria Montessori raconte dans De l'enfant à l'adolescent, à savoir une certaine personnification des éléments puisque l'on parle de "règles de vie" des électrons et qu'on fait dire à ces derniers "8, c'est le paradis!". Mais si cet anthropomorphisme peut donner de l'urticaire à certains, je le trouve, moi, très bien vu, car, comme en Montessori, il n'a qu'un seul but: frapper l'imagination. Et, croyez-moi, les notions sont fort bien comprises et assimilées, au point que bien des enfants, ensuite, devancent la leçon sur les sels quand ils observent le tableau périodique ré-écrit avec juste les valences! A nous de vérifier régulièrement que les enfants ne prennent pas la personnification au pied de la lettre.

En partant d'une comparaison un peu anthropomorphique, on arrive tout de même à définir la valence et à écrire les éléments sous forme de diagramme de Lewis, donc, de la vraie chimie "dure".

Pendant toute cette période nous nous sommes familiarisés également avec le tableau périodique des éléments, notamment avec l'histoire de sa  création par Mendeleïev, puis à la lumière de nos nouvelles connaissances sur la valence. Enfin, avant d'aborder les liaisons entre les éléments, l'auteur nous propose une relecture de ce tableau sous la forme d'un conte appelé "le royaume périodique". Il me rappelle assez, dans sa facture, l'histoire du Grand Fleuve qui introduit l'anatomie humaine, l'humour en plus. En lisant l'histoire, nous avons sous les yeux le tableau colorié que nous avons réalisé à la fin du chapitre précédent ainsi qu'un dessin anthropomorphique qui colle avec le conte scientifique.

Cette grande phase préparatoire achevée, le grimoire nous invite à passer en revue chaque famille, ce qui va nous permettre de découvrir les 3 grands liens chimiques: ioniques, covalents et métalliques avant de terminer sur la radio-activité.
C'est cette partie que Pauline attendait avec impatience puisque elle avait bien vu que pour soutenir ces chapitres, nous avions quelques petites expériences et de constructions de molécules en bonbons au programme!
En effet, j'ai terminé le grimoire avec Clémence et un ancien élève de l'école et Pauline - qui n'était pas invitée à nos séances puisqu'elle n'avait pas encore vu les 1ers chapitres - était impatiente d'y arriver à son tour.

Observation de la structure cristalline du sel

Construction d'une molécule de sel en dragibus

De la molécule on passe au cristal

D'autres molécules sont modélisées comme le dioxygène, le dioxyde de carbone...
Lors d'une autre séance, nous avons modélisé les différentes modes de cristallisation du carbone: sous forme hexagonale comme dans le graphite ou sous forme de tétraèdre comme dans le diamant. 

La modélisation d'un cristal de sel en guimauve par Pauline (les Na sont en rose, les Cl en blanc)

Diverses expériences de cristallisation

Bref, comme vous le voyez, à la maison, le grimoire de chimie de Carpe Diem a un succès fou (non, je n'ai pas d'action chez eux, c'est une petite association qui travaille bien et cela fait plaisir de les soutenir ;-)  ). N'ayant pas eue formation sur la chimie, j'ai trouvé ce travail remarquable et complètement dans la démarche montessorienne, c'est pourquoi je l'ai adopté sans réserve. Je trouve que posséder quelques connaissance de chimie est vraiment fondamental pour comprendre le monde et justement éviter de voir des choses "magiques" là où il n'y en a pas. Cet apprentissage continue très logiquement les Grands récits travaillés en 6-9 ans.
La maman du petit garçon qui a continué le grimoire cette année est chimiste. Elle était étonnée de voir qu'à 9 ou 10 ans on pouvait aborder des notions comme la valence alors qu'on ne l'explique que très tardivement dans les études classiques. Pourtant c'est fondamental pour bien comprendre et ce n'est pas difficile en suivant cette méthode.

Et vous savez quoi, quand le grimoire de chimie est terminé, il y en un autre qui nous emmène sur les sentiers de la chimie organique!
Lui aussi est formidable et je viens de le commencer avec les grands, on se régale!
Et pour compléter le grimoire, je vous conseille les 2 excellents beaux livres de Théodore Gray: "Atomes " et "Molécules". (Le premier n'est plus disponible mais on le trouve en bibliothèque.)

Outre les belles photos et les schémas, on trouve un texte très humoristique et plutôt simple même si je vous recommande de passer d'abord par les grimoires de Carpe Diem avant de l'aborder si vos études de chimie n'ont pas été très poussées.

Alors, vous aussi, prêtes pour la chimie avec vos grands?