Brouillard, M., et Brouillard, S. (2019). Les neurones atomiques explorent les polymères : Glu et autres matières plastiques. Éditions MultiMondes.

Centre de services scolaire de Montréal. (2021). Grille d'évaluation critériée : Science et technologie, 2e et 3e cycles du primaire [PDF]. https://cybersavoir.cssdm.gouv.qc.ca/evaluation/wp-content/uploads/sites/9/2021/11/Grille-devaluation-criteriee-Primaire-ST_2e3eCycles.pdf

Fondation La main à la pâte. (2023). De la colle blanche au slime (2e éd.). https://fondation-lamap.org/sites/default/files/pdf/de-la-colle-blanche-au-slime.pdf

Ministère de l'Éducation, du Loisir et du Sport. (2009). Progression des apprentissages : Science et technologie au primaire. Gouvernement du Québec. https://cdn-contenu.quebec.ca/cdn-contenu/education/pfeq/primaire/progressions-apprentissages/PFEQ-progression-apprentissages-science-technologie-primaire.pdf

Ministère de l'Éducation du Québec. (2011). Cadre d'évaluation des apprentissages : Science et technologie?? Primaire. Gouvernement du Québec. https://cdn-contenu.quebec.ca/cdn-contenu/education/pfeq/cadres-evaluation/primaire/francais/PFEQ-cadre-evaluation-science-technologie-primaire.pdf

Ministère de l'Éducation du Québec. (2006). Programme de formation de l'école québécoise : Science et technologie au primaire. Gouvernement du Québec. https://cdn-contenu.quebec.ca/cdn-contenu/education/pfeq/primaire/programmes/PFEQ-science-technologie-primaire.pdf

Thouin, M. (2017). Enseigner les sciences et les technologies au préscolaire et au primaire (3e éd. revue et augmentée). Éditions MultiMondes.

Référents culturels qu'il est possible d'exploiter :

Le caoutchouc (latex provenant de l'hévéa)

La gomme des conifères, la résine (un polymère naturel)

La recherche d'un substitut au caoutchouc pendant la Seconde Guerre mondiale (découverte accidentelle de la Silly Putty)

Le polyester ou l'élasthanne dans les vêtements (lire l'étiquette de son chandail pour essayer d'en trouver)

L'impact écologique des plastiques

Les effets spéciaux au cinéma sont souvent réalisés grâce aux polymères

La gomme balloune

*** Question pour rire : «?Est-ce que le mucus (la morve) est un polymère, selon toi???»

1. L'enseignante commence par discuter des recettes avec les élèves et partage une expérience de recette de papier mâché ratée pour les amener à réfléchir à l'importance des étapes et des quantités.
2. Elle montre ensuite la glu de base, questionne les élèves sur leurs expériences et leurs idées, puis fait ressortir leurs conceptions initiales.
3. Elle présente finalement la mission de l'entreprise S.L.I.M.E., qui consiste à créer une nouvelle texture de glu, et annonce l'intention pédagogique : modifier une recette de base de glu et être capable d'en décrire les propriétés physiques.

1. Formation des équipes et question de départ
   Les élèves sont placés en équipes et réfléchissent à la question : Peut-on modifier la texture de la glu?
2. Formulation des hypothèses
   Les élèves proposent une première hypothèse (Hypothèse #1), puis une seconde après discussion et observation du matériel à leur disposition (Hypothèse #2). Ils choisissent la variable qui sera modifiée au départ.
3. Planification
   Une fois la variable isolée, ils rédigent la liste du matériel nécessaire et rédigent un protocole inspiré de la recette de base. L'enseignante valide le tout et attribue des rôles au sein de l'équipe.
4. Réalisation
   Les élèves expérimentent leur recette, observent les résultats et comparent avec l'échantillon de contrôle.
5. Collecte des données
   Ils décrivent la texture obtenue et notent les différences dans leur cahier.
6. Ajustements
   Ils peuvent modifier leur protocole après un premier essai pour améliorer leur recette.
7. Nettoyage et organisation
   Les élèves nettoient leur matériel et consignent leurs observations.

1. Retour sur l'hypothèse et analyse
   Les élèves reviennent sur leur hypothèse, analysent leur protocole et expliquent les phénomènes observés.
2. Présentation des équipes
   Chaque équipe présente sa glu, décrit ses propriétés, les variables modifiées et le rôle des ingrédients.
3. Mise en commun et enseignement
   L'enseignante rassemble les observations et apporte les explications scientifiques (polymères, fluide non newtonien, changement physique).
4. Réflexion et autoévaluation
   Les élèves réfléchissent à leur travail et remplissent une fiche d'autoévaluation.
5. Prolongement
   Une activité intégratrice est proposée pour consolider les apprentissages.

La glu est une substance obtenue en mélangeant de la colle blanche à une solution contenant du borax. La colle blanche contient de très longues chaînes de molécules qu'on appelle des polymères. Ces molécules peuvent glisser les unes contre les autres, ce qui explique pourquoi la colle est liquide et coule lentement (Fondation La main à la pâte, 2023). Lorsqu'on ajoute du borax à la colle, on n'assiste pas une réaction chimique, contrairement à ce que l'on pourrait croire. Ce qui se produit, c'est que le borax va créer des ponts, des liaisons, entre les longues chaînes de molécules de la colle. Le borax attache les chaînes entre elles, formant un réseau plus stable qui empêche les molécules de glisser librement. On transforme ainsi la colle très liquide en une substance plus épaisse et élastique : la glu.

La glu n'est ni une matière solide ni une matière liquide. Elle coule entre les doigts comme de l'eau, mais on peut aussi la former en boule comme une pâte à modeler. Elle est ce qu'on appelle un fluide non newtonien, agissant tantôt comme un liquide ou comme un solide, selon la pression qu'on y applique. C'est donc également une substance intéressante à analyser avec les élèves pour parler des états de la matière.

Lorsque les élèves ajoutent des ingrédients à la recette de base de la glu ou la modifient, ils en changent les propriétés physiques. Certains ingrédients rendent la glu plus dure, plus molle, plus collante ou mousseuse.

Il est important d'amener les élèves à constater qu'ils doivent modifier les variables une seule à la fois, afin d'être en mesure d'expliquer les changements ou de les répliquer. Le coeur de l'activité n'est donc pas de comprendre la structure moléculaire de la glu et des polymères en détail, mais bien d'être capables d'observer, de décrire et d'expliquer comment les propriétés physiques de la glu peuvent changer lorsqu'on modifie une variable.

Cette activité constitue un vrai problème, car les élèves ne peuvent pas deviner le résultat, ils doivent absolument s'engager dans une démarche d'investigation scientifique afin d'y répondre. Par la manipulation et l'observation, les élèves devraient constater que l'ajout d'un ingrédient modifie les propriétés physiques de la glu, comme son élasticité, sa dureté et sa texture. Ils devraient être en mesure de comprendre que la quantité d'un ingrédient influence le résultat. Ils devront donc contrôler chaque variable et ne pas en modifier plus d'une à la fois pour pouvoir expliquer les changements observés.

Voici une liste de solutions possibles en fonction des ingrédients ajoutés :

Certains élèves pourraient aussi constater des changements s'ils décidaient de modifier les proportions de la recette de base (eau, borax, colle), sans ajouter d'autres ingrédients. Les élèves pourraient ainsi comprendre que la texture de la glu dépend non seulement de l'ajout de nouveaux ingrédients, mais aussi des proportions des ingrédients de la recette de base. Il ne s'agit donc pas seulement de réussir une recette, mais bien de comprendre comment les propriétés de la matière changent lorsqu'on modifie une variable.

INGRÉDIENTS POUR LA RECETTE DE BASE (PAR ÉQUIPE)

• 1 c. à thé (3 g) tétraborate de sodium décahydraté (borax, vendu en pharmacie)
• 250 ml d'eau chaude
• 1 verre
• 125 ml de colle blanche liquide
• 1 tasse à mesurer
• Petit bol pour mélanger
• 1 cuillère pour brasser
• 1 sac de plastique refermable (ex. : Ziploc)
• Colorant alimentaire (optionnel)
• Gants de caoutchouc (optionnel)

INGRÉDIENTS POUR RÉALISER L'ACTIVITÉ AVEC UNE CLASSE COMPLÈTE (8 ÉQUIPES)

• 8 c. à thé (24 g) tétraborate de sodium décahydraté (borax, vendu en pharmacie)
• 2 litres d'eau chaude
• 8 verres
• 1 litre de colle blanche liquide
• 8 tasses à mesurer
• Une dizaine de petits bols pour mélanger
• 8 cuillères pour brasser
• 8 sacs de plastique refermables (ex. : Ziploc)
• Colorant alimentaire (optionnel)
• Gants de caoutchouc (optionnel)
• Contenants en plastique refermables pour ramener la glu à la maison, si désiré
  

MATÉRIEL SUPPLÉMENTAIRE POUR L'INVESTIGATION

• Prévoir une quantité supplémentaire de chaque ingrédient de la recette de base (pour les petits accidents et les expérimentations)
• Mousse à raser
• Fécule de maïs
• Crème hydratante pour le corps
• Billes de polystyrène
• Sable fin
• Colle liquide transparente
• Balance, règle

MATÉRIEL DIVERS

• Nappes en plastique
• Tabliers ou vieilles chemises
• Savon à vaisselle
• Accès à un point d'eau
• Torchons, tampons à récurer

La réalisation de cette SAÉ implique la manipulation de certaines substances pouvant présenter des risques pour les élèves, notamment des irritations cutanées ou oculaires en cas de contact prolongé ou inadéquat. De plus, l'ingestion de ces substances peut s'avérer toxique et représenter un danger pour la santé. Par ailleurs, la manipulation de liquides augmente les risques de déversements, ce qui peut rendre les surfaces glissantes et entraîner des chutes, des blessures ou des dégâts matériels. Afin de prévenir ces risques et d'assurer un environnement sécuritaire, des consignes de sécurité ont été mises en place.

Pour contextualiser l'expérience, les élèves recevront une mission :

«Les dirigeants de l'entreprise québécoise, S.L.I.M.E. (Studio de Liaisons Invisibles entre Molécules pour l'Élasticité) sont en panique. Les enfants n'ont plus envie de jouer avec la glu classique qui fit, jadis, leur succès. Ils disposent de quelques semaines à peine pour développer une nouvelle recette avec une texture jamais vue. Reconnus pour leur innovation, ils engagent donc une équipe de chercheurs (les élèves) afin d'expérimenter et de créer LA meilleure recette de glu. Les chercheurs devront faire preuve d'une grande rigueur dans la création de leur protocole. En effet, la recette choisie sera produite à grande échelle, juste à temps pour Noël, alors il n'y a aucune marge d'erreur!»

Les élèves reçoivent une mission claire et engageante, soit de créer une nouvelle texture de glu en élaborant un protocole clair et reproductible. On leur fournit la recette de base de la glu et les ingrédients nécessaires à sa réalisation. Sur une table à l'avant sont disposés d'autres ingrédients qui les aideront à modifier sa texture afin de remplir leur mission.