Construire un bateau animation pédagogique 20 septembre 2011

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1 Construire un bateau animation pédagogique 20 septembre 2011 «Les sciences expérimentales et les technologies ont pour objectif de comprendre et de décrire le monde réel, celui de la nature et celui construit par l'homme, d'agir sur lui, et de maîtriser les changements induits par l'activité humaine.» «(...) les connaissances et les compétences sont acquises dans le cadre d'une démarche d'investigation qui développe la curiosité, la créativité, l'esprit critique et l'intérêt pour le progrès scientifique et technique.» Programmes d'enseignement de l'école primaire, Le cadre de cette construction : Delphine 1. Construire un bateau : programmes et connaissances scientifique en jeu Les programmes maternelle Découvrir les objets Les enfants découvrent les objets techniques usuels (lampe de poche, téléphone, ordinateur...) et comprennent leur usage et leur fonctionnement : à quoi ils servent, comment on les utilise. Ils prennent conscience du caractère dangereux de certains objets. Ils fabriquent des objets en utilisant des matériaux divers, choisissent des outils et des techniques adaptées au projet (couper, coller, plier, assembler, clouer, monter et démonter...). Découvrir la matière C est en coupant, en modelant, en assemblant, en agissant sur les matériaux usuels comme le bois, la terre, le papier, le carton, l eau, etc., que les enfants repèrent leurs caractéristiques simples. Ils prennent aussi conscience de réalités moins visibles comme l existence de l air et commencent à percevoir les changements d état de l eau. CP CE1 : la matière Les élèves repèrent des caractéristiques du vivant : naissance, croissance et reproduction ; nutrition et régimes alimentaires des animaux. Ils apprennent quelques règles d hygiène et de sécurité personnelle et collective. Ils comprennent les interactions entre les êtres vivants et leur environnement et ils apprennent à respecter l environnement. Ils distinguent les solides et les liquides et perçoivent les changements d états de la matière. Ils réalisent des maquettes élémentaires et des circuits électriques simples pour comprendre le fonctionnement d un appareil.

2 Cycle 3 : objets techniques transmission de mouvement / énergie Les objets techniques Circuits électriques alimentés par des piles. Règles de sécurité, dangers de l électricité. L énergie Exemples simples de sources d énergies (fossiles ou renouvelables). Besoins en énergie, consommation et économie d énergie. Leviers et balances, équilibres. Objets mécaniques, transmission de mouvements. N apparaissent pas flotte coule car notion scientifique très complexe qu on va seulement aborder Les connaissances scientifiques en jeu Qu est-ce qui fait qu un bateau flotte? - La flottabilité d un objet dépend de la densité de l objet c'est-à-dire du rapport entre sa masse et son volume Ainsi une boule de pâte à modeler coule et la même boule ( même masse) étendue dont on a changé le volume déplacé flotte / ainsi un couvercle de petit pot de bébé flotte. Si on remplit le couvercle de quelque chose, on modifie la masse en conservant son volume déplacé : et il coule - Certains objets peuvent flotter à la surface de l eau, même si leur densité est supérieure à l eau grâce à la tension superficielle de l eau (aiguille, plaque de pâte à modeler. La flottabilité d une plaque dépend de la façon dont elle est posée sur l eau : horizontalement ça marche / verticalement non Quand l objet est immergé complètement au départ : seul la densité rentre en compte L énonciation du principe d Archimède n est pas visée à l école primaire! pour aller plus loin Principe d Archimède «Tout corps plongé dans un fluide au repos, entièrement mouillé par celui-ci ou traversant sa surface libre, subit une force verticale, dirigée de bas en haut et opposée au poids du volume de fluide déplacé ; cette force est appelée poussée d'archimède.» La poussée d'archimède est la force particulière que subit un corps plongé en tout ou en partie dans un fluide (liquide ou gaz) soumis à un champ de gravité. Cette force provient de l'augmentation de la pression du fluide avec la profondeur (effet de la gravité sur le fluide, voir l'article hydrostatique) : la pression étant plus forte sur la partie inférieure d'un objet immergé que sur sa partie supérieure, il en résulte une poussée globalement verticale orientée vers le haut. C'est à partir de cette poussée qu'on définit la flottabilité d'un corps.

3 2. Mise en situation d animation 5 groupes : - Fiche technique à réaliser : distribué - bateau à reproduire selon modèle (juste la photo) - Bateau à construire avec le matériel proposé : plaque / pique/feuille/bouteille/ - Situation problème : comment faire flotter la boule de pâte à modeler? Comment faire flotter le bouchon à drapeau? Comment faire couler le couvercle du petit pot? - Relève le défi : «construis un Trukiflot» Pour chacun des groupes identifier les tâches à accomplir par l élève ( ce que l élève doit faire ), ce que l élève va apprendre, les avantages et les inconvénients de la démarche 2. Démarches pour l école Démarche bricolage Fiche de fabrication bateau élastique un bateau à voile Démarche situation problème à partir d un modèle apporté Apporter le modèle à construire qui fonctionne, l observer et le manipuler Le construire : dessiner ce qu on pense, écrire le matériel, écrire les étapes de fabrication, réaliser Démarche technologique

4 L objet n existe pas, il faut le fabriquer suivant un cahier des charges, le construire, le tester et le modifier pour que cela marche et valider suivant le cahier des charges! Démarche expérimentale on isole un paramètre ( masse ou volume ) hypothèse/ expérience (paramètres) / constat / résultats Démarche d investigation ( dite complète) - On part d une situation problème : construire un bateau qui flotte - on part des représentations des élèves ( dessin par exemple) - on cherche des matériaux / on teste les matériaux ( expérience) on constate et on met en évidence une connaissance scientifique - on construit / on résout des problèmes - on reteste (expérience) connaissance - on reconstruit etc. - Départ technologique puis étude de paramètres liés aux difficultés en ateliers décrochés Ētude des propriétés de la matière (flottaison ( masse volume /=densité, transmission de mouvement, source d énergie) Type de démarche Bricolage à partir d une fiche avantage inconvénient exemples Rapidité Objet réalisé Lecture de fiche (étape chronologie) Les élèves bricolent, étudient les matériaux, lisent Transmissif Le même objet pour tous Objet réalisé mais pas d apprentissage technologique et scientifique On peut partir de l objet : le bateau est en carton, il coule comment faire pour qu il ne coule pas! Fiche de fabrication bateau élastique un bateau à voile

5 Démarche à partir d un objet apporté à construire Rapide L objet va flotter L élève observe tente de comprendre sa fabrication (étapes) Utilisation de l écrit Il résout des problèmes techniques L élève ne comprend pas le choix des matériaux Il réplique Il n apprend pas comment un bateau flotte On peut partir de l objet construit pour lancer une investigation : comment faire pour mettre beaucoup de bonshommes playmobil dessus sans faire couler mon bateau? Démarche technologi que Défi On demande à l élève de construire un bateau Fait appel à ses savoirs Dessine Recherche le matériel Teste Essais nouveaux pour résoudre les difficultés C est par les difficultés qui arrivent que les élèves doivent trouver des solutions et découvrir les notions de densité, rôle de la quille, source d énergie La notion de flottaison n est pas forcément abordée On risque de trouver des solutions qui ne fonctionnent pas : il faut dédramatiser 16.bateau en bois ou à coque creuse cycle 3 POUR EVITER QUE LE BATEAU CHAVIRE FICHE TECHNIQUE toute une recherche de solutions techniques La démarche expérimen tale défi On isole une propriété nécessaire : flotte coule pourquoi Les élèves mettent en œuvre la démarche expérimentale, ils Il faut bien replacer cette démarche dans un projet Sinon ça peut sembler artificiel La flottaison : objectifs et ateliers spécifiques cycle 1 / CP et CE1 et cycle DEMARCHE DU SITE DU PERIGORD MATERNELLE FLOTTE COULE 5 SENS

6 Démarche complète défi expérimentale, ils isolent les paramètres ils abordent les connaissances scientifiques Départ construction (technologique) puis recherche des caractéristiques des propriétés de la matière Demande un nombre conséquent de séances %20Coule&activite=activite&monde_homme=monde_homme autre présentation Un apport culturel sur les bateaux : à partir d un album, d une encyclopédie, de l histoire (grande découverte), de photos de différents bateaux en fonction de leur fonction, de leur matière, de leur source d énergie est à apporter. Quand? A vous de le décider : avant (on ne part pas de rien ex catamaran) pendant ( comment stabiliser le bateau) - après ( confronter notre bateau et ce qui se fait en vrai)

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