ELECTRICITE au CYCLE 2 ET au DEBUT du CYCLE 3

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1 ELECTRICITE au CYCLE 2 ET au DEBUT du CYCLE 3 A- Progression classique Allumage d'une ampoule 3,5 V avec la pile plate. Allumage «loin de la pile» (avec des fils) dans le but ultérieur de réaliser un petit montage lié au projet de classe : - Ce sont des situations favorables pour travailler la conformité entre le dessin et l expérience! - Elaboration de la trace écrite. («je mets en contact le culot avec») - Acquisition d'un vocabulaire précis : culot, plot, filament. Ce vocabulaire qui sera réinvesti systématiquement et appris. - Premier dessin légende d'une ampoule. ( telle qu on la voit) Construction de jeux électriques simples (ex : bonhomme avec des yeux = ampoules) Retrouver les éléments connus : pile, ampoule, métal dans un objet technologique, par exemple dans une lampe de poche. Echange de montages comportant des pannes à identifier. Avec une pile ronde (4 possibilités) --> d où 4 dessins. Etablir un énoncé commun à l allumage d une ampoule, avec piles plates ou pile ronde, nécessite l utilisation de l expression «pôle de la pile». Sans cela l usage de cette expression est prématuré. B- Questions de pédagogie pratique Je profite du fait que l électricité est un sujet très concret, pour détailler la mise en œuvre dans la classe sous forme de questions/réponses. A vous ensuite d effectuer le transfert sur les autres sujets. On demande aux enfants d'allumer la petite ampoule avec une pile plate, puis de représenter sur un dessin comment ils ont procédé. A- Quel est l'objectif de ce dessin? Chaque élève doit-il dessiner? -A quel moment leur demande-t- on de dessiner? Pour quelle raison? - B - En circulant dans les allées on observe des dessins de trois types : (1) (2) (3) - Que dit-on aux enfants ayant réalisé les dessins (1), (2) et (3)? C - On souhaite organiser une confrontation collective de ces productions. Détaillez clairement une ou deux manières de procéder. - On demande aux élèves de réaliser une petite phrase pour dire comment ils ont procédé. Quel résultat peut-on en attendre? Comment exploiter ceci par la suite? D - Quel est l'objectif du maître lorsqu'il demande d'utiliser des fils? Comment tout à la fois motiver les enfants et leur rendre le succès possible? E - Quel dessin légendé de l'ampoule adoptera -t-on? Pourquoi? F - Comment amener les notions de conducteurs et d'isolants le plus naturellement possible?

2 REPONSES : A- L'objectif est ici surtout d'apprendre à représenter l'expérience réalisée, c est un apprentissage de longue haleine 1. Il est donc très important que chaque enfant réalise sa propre production. Votre consigne au tableau pourrait être la suivante : «Allume l'ampoule avec la pile» «Dessine ce que tu as fait» C est avant qu ils ne manipulent qu il faudra dire aux élèves que l on attend d eux un dessin qui doit permettre (au maître, aux camarades, à leurs parents...) de savoir comment ils ont procédé. Car une fois que les élèves seront captivés par l'expérimentation, ils n écouteront plus (ou mal ) et il vous sera plus difficile d'ajouter une consigne. B- Même si l'on a l'intention d'organiser une confrontation collective des dessins, il faut impérativement passer dans les rangs et demander, lorsque nécessaire à certains élèves d améliorer leur dessin en effectuant une relance pertinente : Dessin (1)--> «dessine d'abord l'ampoule seule, tu représenteras la pile après en commençant par les lames dorées» Dessins (2) et (3)--> tenter à long terme de faire comprendre aux enfants qu'ils pourront évaluer eux-mêmes leur dessin en réalisant avec la pile et l'ampoule ce qu'ils viennent de dessiner : «réalise ce que tu as dessiné et tu pourras dire si ton dessin est bon» Ne nous leurrons pas trop cependant, comprendre cette consigne est difficile pour les enfants car spontanément ils ne souhaitent qu'allumer l'ampoule à nouveau! Il faudra souvent montrer à toute la classe à partir d'un dessin faux ce qu elle signifie. -C- Les dessins peuvent être affichés au tableau et les élèves disposés autour de celui-ci. On progresse à partir des différences constatées entre les dessins, un retour à l'expérience réalisée devant toute la classe permet de lever les ambiguïtés. On conclut sur un grand dessin propre et clair adopté par tous......on peut continuer en interrogeant quelques élèves qui doivent dire : «comment ils ont allumé l'ampoule» Sous leur dictée le maître écrit au tableau une phrase de ce type : «j'ai fait toucher le grand bout de fer de la pile avec la vis dorée et fait toucher le petit bout de fer de la p le avec le bout gris de l'ampoule» A présent il convient de donner le vocabulaire précis : «vis dorée» = culot «bout gris» = plot «grand bout de fer de la pile» = grande lame 2 Ce vocabulaire va permettre de légender le dessin au tableau et d'améliorer la phrase des élèves. L'ensemble devant figurer ensuite sur les cahiers de sciences. Les mots «culot» et «plot» seront appris puis réinvestis désormais le plus souvent possible. D- On peut proposer aux élèves de réaliser une maquette de lampe de poche et distribuer à chaque groupe d élèves une pile et une ampoule déjà fixés sur un carton ainsi que du fil électrique. Ainsi on donnera un but aux élèves et les conditions de la réussite. Sans cela les élèves risquent de se décourager et de revenir à l activité précédente car ils ne souhaitent qu allumer allumer l ampoule Avec des fils, le dessin est somme toute plus facile et les élèves prennent davantage conscience des quatre contacts qu il faut réaliser. (voir fig. 1) 1 Voir «les situations simples d observation» 2 Et non «borne» ou pôle! c est prématuré.

3 Ce Les élèves devront chercher comment allumer l ampoule loin de la pile à l aide du montage de gauche où l ampoule et la pile sont fixés sur un carton. Ensuite, pour la séance «isolant-conducteur» qui nécessite un montage fiable, il faudra fixer l ampoule sur une planche de bois à l aide de petits clous sur lesquels seront connectés les fils. -E- Le dessin adopté est celui de l ampoule telle qu on la voit. Attention cependant il faut légèrement augmenter la proportion du plot central sur le dessin afin que celui-ci soit clairement distinguer de la partie noire en verre séparant plot et culot. (figure 2 ci-dessous) filament Fig. 1 Fig. 2 F- Isolant et conducteurs Plusieurs points de départ sont possibles : - Un élève a spontanément placé un objet entre une lame de la pile et le culot pour voir «si ça marche avec» L enseignant pourra proposer alors de faire des essais avec différents objets au cours de la séance qui suivra (fig. 3) Figure 3 - de manière plus classique, il sera possible de se poser le problème lors de Figure 4 l activité «ampoule loin de la pile».. Mais l enseignant donnera des fils et l on ne résoudra le problème qu au cours de la séance suivante lorsqu on en aura réellement les moyens : l enseignant donnera le montage de la figure 4 où l ampoule sera fixée sur une planche de bois (épaisseur 1,5 cm) avec des petits clous sur lesquels les fils seront connectés. Les enfants seront invités à tester divers objets ( notamment ceux de leur trousse). Attention sans un montage parfait, il ne sera jamais possible de conclure à coup sûr que si l ampoule ne s allume pas c est que l objet est isolant.

4 La fiabilité du montage, contrôlée avec plusieurs objets conducteurs (ici les branches de ciseaux) permettra de conclure à coup sûr pour les objets isolants (gomme) Au cycle 2 cette investigation débouchera sur un tableau dans lequel on écrira des noms d objets, puis le maître s arrangera pour faire naître le problème «on a le même objet dans les deux colonnes, la règle en bois ou la règle en fer» A la suite de quoi les élèves prendront conscience du fait que c est la substance qui compose l objet qui doit être notée d où un nouveau tableau : Ensuite et seulement à ce moment -là, se pose la question «comment appelle t-on les matières qui font que l ampoule s allume?» On peut interroger les élèves car peutêtre certains connaissent les mots conducteurs et isolants. Mais si ces termes sont inconnus l enseignant ne doit pas hésiter à les donner rapidement et les faire apprendre puisque le concept est construit dans l esprit des élèves. D UNE MANIERE GENERALE LE VOCABULAIRE SCIENTIFIQUE EST AMENE A L ISSUE D UN TRAVAIL, IL NE CONSTITUE JAMAIS UN POINT DE DEPART! On remarquera sans difficulté que ce sont essentiellement les métaux qui sont conducteurs ; il faudra ensuite essayer un nouveau métal pour vérifier que cette «loi physique» est toujours vraie! Remarque : avec des élèves de cycle 3 n ayant jamais étudié ce problème, il conviendra de passer par les mêmes étapes mais plus rapidement. Je propose que le maître dresse le tableau d objets et qu ensuite s entendant dire «mais si ça s allume c est parce que c est du métal!», il propose le tableau de matières. CONCLUSION Au cycle 2 et même le plus souvent au CE2, les enfants acquièrent une conscience claire des contacts à mettre en œuvre pour allumer une petite ampoule, mais ils n en deviennent pas pour autant conscients de ce qu est un circuit électrique. Pour eux «le courant va de la pile à l ampoule.»

5 La progression très classique que je vous ai proposée ici doit être effectuée une fois au cours de la scolarité élémentaire. Les niveaux les plus favorables pour la mettre en œuvre sont le CE1 ou le CE2. Elle pourra permettre de «prendre ses marques» à l enseignant débutant ou à celui qui a peur de se lancer en sciences. Si elle n a pas été abordée auparavant, il conviendra de la mener à la fin du cycle 3, plus rapidement sans doute. Au niveau CM1 ou CM2 on s appuiera sur ces acquis pour apprendre à mettre en évidence tous les éléments d un circuit. Pour cela on se posera la question : «dans l ampoule où vont les fils qui partent du filament?» Cependant, avant d entreprendre un travail en électricité renseignez-vous donc auprès des collègues et des élèves eux-mêmes, afin de savoir s il n a pas déjà été mis en œuvre! Si c est le cas, ce n est pas grave il y a tant d autres sujets à faire découvrir par l expérimentation : les aimants, l eau, ses changements d états, l air, les ombres et la lumière, l astronomie, etc. M Chantal IUFM Melun version modifiée en septembre 2006

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