Titre : Fabriquer une boussole

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1 Discipline Sciences expérimentales et technologie Projet Projet REP scientifique (jeu trivial pursuit) + projet environnement (course d orientation) Titre : Fabriquer une boussole Classes CM1/CM2 Laurence Canovas Sandrine Cayré Oct-nov 2005 Buts Savoir utiliser une boussole pour repérer une direction ou pour progresser dans une direction donnée Compétences : Parler : utiliser le lexique spécifique des sciences, formuler des questions pertinentes, participer activement à un débat argumenté pour élaborer des connaissances scientifiques. Lire : lire et comprendre un ouvrage documentaire. Ecrire : rédiger, avec l aide du maître, un compte-rendu d expérience ou d observation. Etre capable de : utiliser des instruments d observation et de mesure (boussole) Évaluation prévue : Répondre aux questions inventées pour le jeu de trivial pursuit. Types de séance (découverte, structuration, complexification, réinvestissement) SEANCE 1 Découverte SEANCE 2 Structuration SEANCE 3 Structuration SEANCE 4 Complexification SEANCE 5 SEANCE 6 Réinvestissement Objectifs -Faire le point sur ses connaissances. -S interroger. Découvrir quelques propriétés de la boussole : l aiguille se positionne toujours dans la même direction (et c est la même direction pour toutes les boussoles), elle tourne sur un plan horizontal. Découvrir une propriété de la boussole : une boussole est une aiguille aimantée qui s oriente approximativement dans la direction nord-sud si elle ne subit pas d interaction avec d autres aimants ou avec des objets en fer. -Connaître les propriétés des aimants. -Savoir pourquoi la boussole s oriente dans un axe nord-sud : savoir qu il existe un pôle Nord et un pôle Sud. -Connaître les origines de la boussole. -Trouver des questions possibles pour le jeu de trivial pursuit. Utiliser la boussole dans la cour de récréation puis dans la forêt lors d une course d orientation. Bilans Confusion fer / aimant

2 Déroulement des séances (1 : lancement, 2 : réalisation, 3 : synthèse) Matériel Tâche de l élève Formes de travail Affiche pour lister les questions -Boussoles -Feuille de classeur (du classeur d expérience) -Fiche de fabrication -Bouchons de liège, épingles, récipients avec de l eau -Aiguilles des boussoles, épingles, ciseaux, limaille de fer, clous, ficelle -Fiche de fabrication -Bouchons de liège, épingles, récipients avec de l eau, aimants Encyclopédies, livres documentaires 1.Emergence des représentations premières des élèves : que savez-vous de la boussole? 2.Quelles questions vous posez-vous? Que peut-on faire pour répondre à ces questions? 1.Faire un dessin de la boussole comme ils se l imaginent. 2.Chercher les propriétés de la boussole (trouver et écrire tout ce qui leur paraît important sur la boussole.) 3.Mise en commun : validation ou non des propriétés trouvées en confrontant les points de vue et en observant à nouveau les boussoles. 4.Bilan : dessiner à nouveau une boussole et écrire le bilan de ce que nous avons appris : l aiguille de la boussole indique toujours la même direction : le Nord. On l utilise sur un plan horizontal. 1.Fabriquer une boussole d après une fiche de fabrication (l épingle ne sera pas aimantée.) 2.Mise en commun : ça ne marche pas, pourquoi? Faire des hypothèses. 3.Recherche : vous avez dit que l aiguille de la boussole était attirée par les métaux de la Terre, pourquoi l épingle ne l est-elle pas? Vous disposez de ce matériel pour faire des expériences et trouver ce qui est attiré ou attire. Ecrivez sur une feuille tout ce que vous remarquez. 4.Mise en commun : l aiguille de la boussole attire la limaille de fer, l épingle, non. Elle n attire pas les ciseaux car ils sont trop gros Bilan : l aiguille de la boussole est aimantée. Elle s oriente dans la direction nord-sud si elle ne subit pas d interaction avec d autres aimants ou des objets en fer (observation faite pendant la 2 ème séance.) 1.Fabriquer une boussole d après une fiche de fabrication. 2.Observation : les épingles indiquent toutes la même direction. Pourquoi? Pour le savoir, nous allons faire des expériences avec des aimants. 3.Rechercher les propriétés des aimants : noter les remarques sur une feuille. 4.Mise en commun : attraction ou répulsion selon les positions relatives des pôles des aimants. Deux aimants s attirent si on inverse les pôles, ils se repoussent si on met les mêmes pôles face à face. Bilan : Les aiguilles d une boussole s orientent toutes dans la direction nord-sud car le pôle sud de l aimant est attiré par «l aimant» du pôle Nord. Faire remarquer qu il n existe pas de pôle Est et de pôle Ouest (observation d un globe terrestre.) 1.Recherche sur Internet, dans des encyclopédies, dans des livres documentaires les origines de la boussole : qui l a inventée? Depuis quand existe-t-elle? Noter les découvertes sur une feuille. 2.Mise en commun et bilan. 3.Trouver des questions pour le jeu de trivial pursuit (2 questions de manipulation (sélectionner le matériel nécessaire) et 4 questions de connaissance.) 1.collectif 2.collectif 1.individuel 2.groupes de 3 3.collectif 4.collectif 1.groupes de 3 2.collectif 3.groupes de 3 4.collectif 1.groupes de 3 2.collectif 3.groupes de 3 4.collectif 1.par groupes 2.collectif 3.collectif

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5 Étape de mise en commun de l observation de la boussole 07/10/05 Classe de Sandrine : - 1) quand on tourne la boussole, l aiguille tourne - avec une paire de ciseaux, l aiguille tourne - il y a de l eau - il y a des chiffres - il y a une flèche rouge et blanche - il y a le Nord, le Sud, l Est et l Ouest - 7) l aiguille rouge montre le Sud - l aiguille est dirigée par plusieurs métaux - il y a des bulles d air dans certaines boussoles - il y a un dessin des directions Nord/Sud Après de nouvelles observations, on déduit que: - on utilise la boussole à plat - l aiguille ne tourne pas, elle indique toujours la même direction invalidation du 1 er point - l aiguille rouge montre le Nord invalidation du 7 ème point Classe de Laurence : - il y a de l eau - elle a 2 aiguilles, non 1 aiguille - c est rond - il y a des numéros, des nombres (c est quoi?) - il y a le Nord, le Sud, l Est et l Ouest - l aiguille rouge montre le Nord - il y a une flèche - il y a des bulles d air - ça tourne - il n y a pas de pile - c est en plastique, c est fragile - au centre de la boussole, il y a une partie en fer - on peut en fabriquer une avec de l eau et une aiguille Reprise des points un par un pour les valider ou non par la discussion. Il te faut : Sciences expérimentales et technologie NOTICE DE FABRICATION N 1 : LA BOUSSOLE - une tranche de bouchon de liège de 1 cm d épaisseur - un gobelet plein d eau - une punaise - un trombone 1. Fixe le trombone sur le bouchon avec la punaise. 2. Pose le bouchon sur l eau. 3. Attends l arrêt du bouchon.

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9 Sciences expérimentales et technologie NOTICE DE FABRICATION N 1 : LA BOUSSOLE Il te faut : - une tranche de bouchon de liège de 1 cm d épaisseur - un gobelet plein d eau - une punaise - un trombone 4. Fixe le trombone sur le bouchon avec la punaise. 5. Pose le bouchon sur l eau. 6. Attends l arrêt du bouchon. Sciences expérimentales et technologie NOTICE DE FABRICATION N 2 : LA BOUSSOLE Il te faut : - une tranche de bouchon de liège de 1 cm d épaisseur - un gobelet plein d eau - une punaise - un trombone - un aimant - une boussole 1. Donne une vingtaine de petits coups sur la partie bleue de l aimant avec la partie pointue du trombone. 2. Fixe le trombone sur le bouchon avec la punaise. 3. Pose le bouchon sur l eau. 4. Attends l arrêt du bouchon. 5. Vérifie avec la boussole que la partie pointue du trombone marque le nord.

10 Les points cardinaux et la boussole - Fiche de connaissance n 18 : " Points cardinaux e t boussole " - Site départemental 66 Compétences de fin de cycle Activités Cycle 1 Jouer avec des aimants. Manipulations libres. Cycle 2 Jouer avec des aimants. Connaître implicitement quelques propriétés : - Attire des métaux ; - Attraction et répulsion. Réalisation de petits jeux utilisant des aimants : - Petit train de voitures avec des aimants collants ; - Labyrinthe magique ( guider un objet avec un aimant caché sous le plateau du jeu ). Être capable d'utiliser les points cardinaux pour repérer une direction à partir d'un lieu sur Terre. Savoir utiliser une boussole pour repérer une direction ou pour progresser dans une direction donnée. Savoir que ces repérages sont relatifs : tel lieu est à l'est (ou au nord) de tel autre mais à l'ouest (ou au sud) d'un troisième. Cycle 3 Savoir qu'il existe un pôle Nord et un pôle Sud ( points de la surface terrestre par lesquels passe l'axe de rotation de la Terre et en direction desquels s'orientent approximativement les boussoles ) mais en revanche, qu'il n'existe pas de pôle Est et de pôle Ouest. Réalisation de boussole. Mettre en évidence qu'une boussole est une aiguille aimantée qui s'oriente approximativement dans la direction nord-sud pour peu qu'elle ne subisse pas d'interaction avec d'autres aimants ou avec des objets en fer.