Transcript l`électricité

EXEMPLE DE SITUATION:
Objets et matériaux: Réalisation d’un circuit électrique
simple
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Il s’agit d’une classe de CE1 (troisième
année de cycle 2) de 24 élèves de 11 filles
et de 13 garçons.
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D’un niveau hétérogène
Ce module d’apprentissage est mené au cours
du premier trimestre de l’année scolaire.
Les enfants sont dans l’ensemble motivés
par toutes les activités proposés en
sciences.
Programmes – Programmations progressions
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Les programmes (connaissances, capacités, attitudes)
Construire un circuit électrique simple sans dérivation alimenté par des piles
Identifier des pannes dans des dispositifs simples
Avoir compris et retenu:
les dangers potentiels présentés par l’électricité domestique
l’existence de règles de sécurité pour l’utilisation des objets
Mener à bien une construction simple
Connaître le schéma d’un circuit électrique simple permettant d’allumer une lampe
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Développer son sens de l’observation, l’esprit critique, l’intérêt pour les progrès scientifiques et
techniques, la curiosité pour la découverte ...
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Programmation
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progression au cycle 2: Les compétences sont étudiées en début de période.
Grande – section : la lampe de poche
Etude de la pile électrique, de ses composants et de son fonctionnement
Recherche des pannes
CP
Electricité : circuit simple
Construction de circuits simples pouvant produire de la lumière, du son ou du mouvement
CE1
Electricité : circuit en série
Construction de circuits électriques plus complexes, avec interrupteur et circuits en série
Analyse du module d’apprentissage
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Séance n°1
Etape de la démarche : Phase d’émergence du problème à partir d’une situation
initiale mobilisant fortement les élèves. Dans quelle problématique se situe la
classe ? Quelles sont les questions qui composent cette problématique ?
Etapes de la séance : Observation de l’éclairage de la classe dû à l’action d’un élève
sur l’interrupteur.
Questionnement : quand j’appuie sur l’interrupteur, pourquoi la lumière s’allume ?
Emergence des représentations des élèves
Principes pédagogiques : Mettre en place une problématique concrète et proche des
élèves
Faire émerger les représentations des élèves
Séance n°2
Etape de la démarche : hypothèses sur les questions
Etapes de la séance : Mise en commun et classement des RP, formulation des
hypothèses des élèves.
Principes pédagogiques : faire exprimer la représentation sous la forme d’une
hypothèse
Amener l’élève à douter de sa propre représentation
Analyse du module d’apprentissage
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Séance 3
Etapes de la démarche : recherche de la réponse aux questions que l’on se pose
Etapes de la séance : Manipulations permettant aux élèves de vérifier leurs hypothèses avec du
matériel électrique simple
Principes pédagogiques : proposer une situation de vérification de l’hypothèse adaptée
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Séance 4 idem
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Séance 5 idem
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Séance 6
Etapes de la démarche : bilan des réponses, des questions sans réponse, des nouvelles questions
Structuration du savoir incluant les nouvelles notions
Etapes de la séance : mise en commun des montages effectués ou mise en commun lors des
séances 3,4 et 5.
Principes pédagogiques : amener les élèves à tirer une conclusion de la vérification de leur
hypothèse
Mettre en place une trace écrite relatant la démarche effectuée par les élèves, tout au long de la
démarche
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Séance 7
Etapes de la démarche : structuration du savoir incluant les nouvelles notions
Etape de la séance-Evaluation : l’évolution des représentations des élèves, acquisition du
vocabulaire
ATELIERS EXPERIMENTAUX
ATELIERS EXPERIMENTAUX
ANALYSE DE PRATIQUE
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Analyse des représentations premières
Un premier regard sur ces représentations premières permet déjà
quelques remarques. Dans la majorité, les élèves représentent ce qu’ils
voient. Dans la classe, la lumière est assurée par des tubes néons sous
des grilles de protection.
Cette lumière est représentée par des grilles lumineuses. Plusieurs élèves
ont fait un lien entre l’ampoule et le néon. Le terme lumière est utilisé plus
volontiers. De même l’interrupteur est remplacé par bouton.
(Dessins 1 et 2)
Les fils électriques sont présents dans de nombreux dessins. Les élèves
ont donc une idée assez précise du lien qui relie l’interrupteur à la lampe,
peut-être suite à leur observation d’appareils électriques branchés à une
prise de courant par un câble.
Le dessin n°1 apparaît comme la représentation la plus complète. Il
montre qu’un seul interrupteur commande plusieurs éléments lumineux.
La notion de circuit électrique est présente grâce à l’annotation, mais aussi
par la présence de couleurs dans le dessin des fils électriques. Par contre
aucune des représentations n’indique la présence de fils de l’autre côté de
l’interrupteur, afin d’expliquer la provenance de l’électricité.
Néanmoins un élève s’est posé la question de la source d’énergie
DESSIN 1
DESSIN 2
DESSIN 3
ANALYSE DE PRATIQUE
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Les questions du groupe classe
Ce moment durant lequel les élèves ont pu expliquer et
argumenter leur représentation peut être le début d’une réflexion
pour ceux qui n’ont aucune opinion sur le problème rencontré. A
partir des autres idées des autres élèves, ils commencent à se
forger leur propre idée et ainsi entamer leur propre phase de
réflexion. Certains vont même jusqu’à modifier leur dessin…
Le maître animera le débat et veille à ce que l’expression de
chacun soit la plus claire possible et la plus compréhensible pour
les autres.
La mise à l’écrit des hypothèses est une étape difficile surtout s’il
s’agit du début de l’année. Aussi le maître est un partenaire
essentiel pour sa mise en œuvre. L’écriture des hypothèses au
tableau permet de les recenser et de les trier, afin d’organiser leur
vérification.
Il convient alors de privilégier les hypothèses qui peuvent aboutir
et donc de permettre aux élèves de faire évoluer leur savoir.
LES QUESTIONS
Pourquoi on ne voit pas les fils?
 Pourquoi il y a des fils, un bouton, une
lampe?
 Est-ce que l’électricité vient du dehors?
 Pourquoi dans le dessin de baptiste il y a
un fil rouge et un fil bleu?
 Un seul interrupteur peut-il commander
plusieurs lampes?
 Est-ce que l’on peut s’électrocuter?
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Analyse de pratique
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Les ateliers expérimentaux
Cette suite d’expériences a apporté des éléments de réponse aux questions que se
posaient les élèves. Même s’il s’agit d’un travail proposé au cycle 2, il est important
de laisser de la liberté à chacun dans le cadre de la manipulation.
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Par exemple, dans l’expérience 2, j’ai volontairement laissé les élèves choisir le
nombre de fils qu’ils désiraient utiliser afin de respecter les représentations faites
auparavant. Certains d’entre - eux sont malgré la première expérimentation
effectuée, restés fidèles à ce qu’ils pensaient. Certains groupes ont commencé
l’expérience avec 1,3 ou 4 fils. Pour les groupes ayant choisi plus de deux fils, après
un temps de manipulation, ils délaissèrent rapidement les fils supplémentaires. Les
groupes ayant opté pour un seul fil se retrouvèrent dans une impasse car l’ampoule
ne pouvait en aucun cas toucher la pile. Ils durent se raviser et chercher un autre fil.
Ce fut donc l’introduction du circuit électrique.
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En amont de l’expérience, il est parfois intéressant de laisser le temps aux élèves de
dessiner le montage qu’ils pensent réaliser. Cela leur permet de visualiser ce qu’ils
comptent faire et ainsi de choisir le matériel nécessaire. Une fois la manipulation
effectuée, ces derniers dessinent à nouveau ce qu’ils ont effectivement réalisé. Cela
permet de garder une trace de la démarche effectuée.
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Une mise en commun des recherches effectuée s dans chaque groupe fait ressortir
les difficultés rencontrées et montre la réflexion engagée par les élèves.
Recueil et mise en commun
La trace écrite
 Elle ne se limite pas à l’écriture. Elle passe
par le dessin, le schéma, une
photographie, de mots ou phrases écrites
par les élèves. Elle est constituée de
toutes traces visibles du travail réalisé par
les élèves, montrant la mise en place
d’une démarche.
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SYNTHESE ET FORMULATION
RAPPORT AU SAVOIR SAVANT
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Ce que je dois retenir:
Un circuit électrique simple comprend :
une ampoule avec son support
une pile
un interrupteur
des fils électriques
L’interrupteur permet d’allumer ou d’éteindre l’ampoule.
Quand il est ouvert, il n’y a pas de contact entre les fils. Le courant ne peut pas passer et l’ampoule
ne s’allume pas: Le circuit est ouvert.
Quand il est fermé, il y a contact entre les fils. Le courant peut passer et l’ampoule s’allume: Le
circuit est fermé.
Les pannes possibles:
L’ampoule ne fonctionne pas.
La pile ne fonctionne pas.
Les fils sont débranchés.
ATTENTION:
Avec des piles nous pouvons faire sans danger toutes les expériences.
NE FAISONS JAMAIS D’ESSAI AVEC DES PRISES DE COURANT, nous pourrions nous
électrocuter.
EVALUATION
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Evaluation diagnostique
Evaluation formative
- L’élève doit réaliser les montages proposés.
- Sur chacun des points abordés, un schéma, ou un court paragraphe est élaboré à
l’issue des activités de recherche.
- L’élève le restitue, le mémorise.
- l’élève reconnaît les situations potentiellement dangereuses.
- Les capacités et attitudes mettent en œuvre un ensemble d’attitudes, de méthodes
et de savoirs dans une situation précise. Pour chacune d’elle nous pouvons définir
différents niveaux d’acquisition qui peuvent être visés et atteints les uns après les
autres (de Vecchi, Hachette Education 2006).
Evaluation sommative
Dans quel cas l’ampoule s’allume? (Vérifier que le plot est le culot sont en contact
avec les languettes de la pile)
Nommer le matériel
Bien que le matériel soit branché correctement l’ampoule ne s’allume pas/
Proposition de pannes possibles
Compléter un texte à trous, les mots étant donnés