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I) Introduction Les science expérimentales et les technologies à l'école élémen

I) Introduction Les science expérimentales et les technologies à l'école élémentaire ont pour objectif de faire comprendre et de décrire le monde réel aux élèves. Ainsi, cela permet de leur faire saisir la distinction entre les faits et les hypothèses vérifiables d'une part et les opinions et les croyances d'autre part. D'après le socle commun de compétences, les élèves doivent maîtriser en fin de cycle 3 les compétences suivantes : - pratiquer une démarche d’investigation : savoir observer, questionner - manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter - mettre à l’essai plusieurs pistes de solutions - exprimer et exploiter les résultats d’une mesure ou d’une recherche en utilisant un vocabulaire scientifique à l’écrit et à l’oral - maîtriser des connaissances dans divers domaines scientifiques - mobiliser ses connaissances dans des contextes scientifiques différents et dans des activités de la vie courante - exercer des habiletés manuelles, réaliser certains gestes techniques J'ai décidé de travailler dans une classe de CE2 sur le thème « les objets techniques ». Ainsi d'après les progressions du cycle 3, l'enseignant pourra mettre en pratique les compétences attendues du socle commun en faisant découvrir aux élèves les notions relatives au thème qui sont: les règles de sécurité, les dangers de l'électricité et les circuits électriques alimentés par des piles. Dans ce dossier je me focaliserais sur la partie concernant les « circuits électriques alimentés par des piles ». L'enseignant doit alors construire une séquence qui permettra : - d'analyser le fonctionnement de différents objets techniques de la vie quotidienne (lampe de poche, jouets à pile…) - d'effectuer une première distinction entre conducteurs et isolants électriques - de réaliser des montages ou objets techniques comprenant des composants divers (vibreurs, moteurs, ampoules...) - de construire une première représentation des la notion de circuit électrique II) La séquence : « les objets techniques » Séance Problématique Objectifs notionnels et compétences Démarche Trace écrite 1 Observation d'une ampoule • De quoi est constitué une ampoule ? - Connaître les différents composants d'une ampoule - Apprendre à réaliser le schéma d'une ampoule - Travailler sur le dessin d'observation - Les élèves doivent dessiner une ampoule d'après leurs représentations et écrire une phrase qui explique de quoi elle est constituée - Une ampoule par élève afin d'observer les différents composants de l'ampoule - Résumé explicatif - Schéma d'une ampoule à compléter 2 Allumer une ampoule avec une pile • Comment faire briller une ampoule ? • Comment faire briller une ampoule à distance de la pile ? - Comprendre le fonctionnement d'une ampoule - Apprendre à monter un circuit pour faire briller une ampoule - Comprendre la notion de circuit fermé - Apprendre à dessiner un circuit - L'enseignant introduit la séance avec l'observation d'une lampe de poche - Recueil des représentations initiales des élèves dans le cahier d'expérience - Allumer une ampoule avec une ampoule et une pile puis avec des fils - Résumé explicatif permettant d'allumer une ampoule avec une pile - tableau avec les symboles des différents composant d'un circuit - schéma d'un circuit électrique 3 Éteindre et allumer une ampoule • Comment allumer et éteindre une ampoule sans toucher au circuit ? - Comprendre le sens du courant - Comprendre la différence entre circuit ouvert et fermé -Découvrir les matériaux conducteurs - Expérience en petit groupe avec divers matériaux, une ampoule, des fils et une pile - Remplir le tableau des matériaux conducteurs - Exercice avec des schémas de circuit sur feuille en individuel: l'ampoule s'allume-t-elle ? - Résumé explicatif de ce qui a été observé - Tableau matériaux conducteurs - Exercice avec différents circuits ouverts et fermés 4 Les dangers de l'électricité • Dans quelles situations y a-il- danger ? • Pourquoi y a-t-il danger ? - Savoir utiliser l'électricité en toute sécurité dans les usages du quotidien - Savoir que l'électricité présente des dangers qui peuvent être mortels - Activité en groupe sur différentes affiches représentants les différents niveau de la maison. Les élèves doivent trouver les possibles dangers - Jeu interactif sur les dangers de la maison - Fiche leçon à compléter 5 Évaluation III) Développement de la séance 2 : allumer une ampoule à l'aide d'une pile Problématiques de la séance : Comment faire briller une ampoule ?Comment faire briller une ampoule à distance de la pile ? Rappelons qu'en séance 1, les élèves ont appris à reconnaître les différents composants d'une ampoule ainsi qu'à réaliser un schéma. Cette seconde séance est la continuité de la première qui permettra aux élèves de comprendre le fonctionnement d'une ampoule et d'apprendre à monter un circuit permettant de faire briller l'ampoule. Enfin, cette séance sera également l'occasion de voir les pictogrammes et la schématisation d'un circuit. La mise en place d'une démarche d'investigation permettra l'évolution des représentations initiales des élèves à travers la réalisation d'un circuit. a) Émergence d'un problème scientifique L'enseignant introduit sa séance avec la présentation d'une lampe de poche. Il allume et éteint la lampe de poche puis distribue une lampe par groupe de deux afin qu'ils puissent manipuler à leur tour. Ensuite, l'enseignant donne la consigne suivante : « sur le cahier d'expériences mettre ce que vous observez en faisant un dessin pour expliquer comment peut-on allumer la lampe de poche ? ». Voici quelques exemples des représentations initiales des élèves après réflexion sur son mécanisme de fonctionnement. Après confrontation des différentes représentations des élèves, un problème scientifique émerge et permet aux élèves de réfléchir à différentes hypothèses permettant de répondre au problème suivant : comment faire briller une ampoule ? b) Émission des hypothèses en fonctions des représentations Les hypothèses soulevées par les représentations initiales des élèves sont les suivantes : • L'ampoule brille grâce à l'électricité • On peut allumer une ampoule avec une pile • L'ampoule s'allume grâce aux fils électriques Les hypothèses vont ainsi permettre aux élèves de les mettre en pratique afin de se rendre compte de la véracité ou non de ce qu'ils pensent. Cette étape a pour objectif d'élaborer les connaissances des élèves à partir de leurs représentations initiales. c) Élaboration et conduite de l'investigation L'expérimentation permet l'élaboration et la réalisation d'expériences grâce à la récolte et à la classification des données expérimentales (observations, expériences ou modélisation). Pour tester les hypothèses suivantes : l'ampoule brille grâce à l'électricité et on peut allumer une ampoule avec une pile, les élèves vont devoir dans un premier temps se poser la question : quel matériel est-il nécessaire pour réaliser l'expérience ? Cette partie peut se faire en collectif et les idées écrites au tableau. Ensuite dans un second temps, les élèves pourront expérimenter afin de trouver comment allumer l'ampoule puis schématiser leur expérience. Les élèves sont répartis par groupe de deux, l'enseignant distribue alors à chaque groupe une pile plate et une ampoule. Les élèves doivent essayer d'allumer l'ampoule avec la pile en expérimentant différentes positions qui permet d'allumer l'ampoule. Interprétation des résultats : après un temps de réflexion et d'expérimentation des différentes possibilités, les élèves arrivent à la conclusion que l'ampoule s'allume en positionnant le plot et le culot (éléments vu en séance 1) sur les différentes bornes de la pile. Les élèves peuvent ainsi schématiser leur expérience de cette manière : L'enseignant fait alors une mise en commun et demande aux élèves de décrire comment ils ont fait pour que l'ampoule s'allume : « la petite lame touche le plot et la grande touche le culot » (ou inversement). L'expérience permet de valider les deux hypothèses à savoir l'ampoule s'allume avec de l'électricité et on peut l'allumer avec une pile. Pour tester la dernière hypothèse: l'ampoule s'allume grâce aux fils électriques. Le protocole expérimental reste identique au premier cependant l'enseignant ajoute un paramètre supplémentaire qui est la mise à disposition des élèves de fils électriques en leur laissant le choix du nombre de fil nécessaire. Interprétation des résultats : après un temps de manipulation, les élèves se rendent compte que l'électricité de la pile passe par les fils électriques et allume l'ampoule. Cette expérience permet aux élèves de réaliser les schémas suivants : L'enseignant fait une mise en commun des expériences et des schémas réalisés par les groupes. Les élèves énoncent les conditions nécessaires pour que l'ampoule s'allume grâce aux fils électriques : « mettre en contact l'extrémité d'un fil sur la borne + de la pile et l'autre sur le plot de l'ampoule et mettre un autre fil sur la borne – de la pile et l'autre coté sur l'ampoule et elle s'allume ». L'expérience permet de valider l'hypothèse à savoir l'ampoule s'allume avec des fils électrique. Une trace écrite sera ensuite rédigée avec la participation des élèves permettant de les faire intervenir grâce à ce qu'ils ont pu apprendre au cours de l'expérimentation. (cf partie IV) IV) Traces écrites envisageables A) Séance 1 : observation d'une ampoule - Schéma d'une ampoule à compléter 1 - Résumé explicatif Une ampoule électrique est un globe de verre qui contient un filament. Son extrémité se termine par une partie métallique qui se compose d'un plot uploads/Geographie/ sciences-physiques.pdf