Les ponts mobiles. Réseau d écoles des Monts d Alban Centre de ressources du Fraysse Main à la pâte

Transcription

1 Les ponts mobiles Réseau d écoles des Monts d Alban Centre de ressources du Fraysse Main à la pâte

2 Un défi : Construire un pont mobile qui permette à la fois le passage d une voiture et d un bateau.

3 Les séances en classe Plusieurs séances ont lieu en classe afin d arriver au Centre de Ressources avec un projet élaboré tant sur le plan de la fiche technique, que du schéma.

4 La mise en forme du projet Défendre des idées à partir des représentations que l on se fait du défi et en choisir une en petit groupe. Représenter l idée retenue le plus fidèlement possible et expliquer aux autres le choix effectué par le groupe. Construire avec des légos techniques une première maquette avec le mécanisme retenu. Comprendre l importance de l angle de vue pour envisager une possible schématisation. Vue de face, vue de côté et vue de haut. Dessiner ce que l on voit. Schématiser l objet en légendant les différentes pièces constitutives de l objet à construire Proposer un cahier des charges regroupant le ou les schémas, la listes des matériaux et les étapes de fabrication.

5 Un cahier des charges et une schématisation Ce travail effectué en classe permet de tester un certain nombre d hypothèses exprimées par chaque groupe d élèves grâce aux légos techniques et en fonction du défi.

6 Comprendre l importance de la géométrie et des instruments de mesure dans l organisation du projet. Partir d un plan au sol pour situer chaque pièce d un montage en trois dimensions. Tenir compte du parallélisme, de la notion d angle droit, de la recherche du milieu grâce aux diagonales, etc.

7 Horizontalité des axes, notion d équerrage Les enfants intègrent facilement ces notions sans lesquelles l objet ne fonctionnera pas ou ne sera pas harmonieux.

8 Scier, coller, visser, faire tenir ensemble Plusieurs opérations qui demandent des savoir-faire et des habiletés qui se construisent dans le temps.

9 Habiller l objet à partir de son mode de fonctionnement Les enfants constatent l importance d habiller le dispositif tant d un point de vue esthétique que pour coller un peu plus à la réalité.

10 Un projet collectif Le travail en petit groupe permet aux enfants de se confronter, de proposer, de s entraider pour tendre vers un même but.

11 Le schéma Passer d un dessin qui correspond à la représentation première de l objet, à un schéma pose le problème des vues de face, de côté et de haut. Il permet à l enfant de comprendre les relations de cause à effet propres à l ensemble du dispositif. Il est également le support de communication nécessaire pour une explication aux autres du fonctionnement de l objet et de ses étapes de fabrication.

12 Implantation du mécanisme Durant la réalisation de l objet se pose le problème majeur de l implantation du mécanisme choisi pour faire fonctionner le pont. C est la partie la plus délicate puisqu il faut caler ce mécanisme à l intérieur de la structure.

13 L organisation des différentes opérations de montage Cette organisation est essentielle. Il s agit de prévoir, d anticiper le passage ou la fixation de certaines pièces en fonction des différentes étapes du montage. Par où commencer? Les hypothèses sont nombreuses et il faut faire des choix judicieux pour pouvoir avancer sereinement.

14 Respecter le travail des enfants Les projets peuvent souvent paraître farfelus. Pourtant bon nombre sont étonnants d inventivité. Il est essentiel de respecter au plus prêt le projet des enfants. L adulte doit se mettre simplement au service de la réussite de chaque production.

15 La boîte noire L opération mentale qui permet d imaginer le mécanisme à l intérieur d un objet est évidemment difficile pour un élève de primaire. La participation à ce type de projet tout au long d un cycle permet cette décentration. C est un élément important dans l apprentissage de l abstraction.

16 Le choix des matériaux est délibéré Le bois permet énormément d opérations qui plaisent aux enfants garçon ou fille. Les taches sont nombreuses et chacun participe au sein du groupe. Ces habiletés à acquérir sont multiples et resteront un atout dans la vie de tous les jours. De même, les gestes de sécurité dans l utilisation des outils est un plus pour la prévention des accidents domestiques.

17 Quelques exemples de mécanismes simples Transmettre le mouvement passe par l utilisation de mécanismes simples (engrenages, roues dentées avec chaîne, poulies, poulies et courroies, crémaillères et roues dentées ou vis sans fin, et enfin cames).

18 Les engrenages et la notion de réduction Entre le mouvement rapide de la manivelle et la rotation du tablier du pont, il est essentiel d aborder la notion de réduction grâce aux différentes tailles d engrenages.

19 Un pont à crémaillère Le tablier du pont se rétracte grâce à un système de roues dentées et de crémaillères.

20 Double tablier Même système dédoublé avec deux manivelles de chaque côté

21 Les poulies A la manière des pont-levis mais avec deux tabliers mobiles actionnés par une seule manivelle.

22 Transmission du mouvement par chaîne Les roues dentées qui fonctionnent ensemble à partir de deux axes permettent au tablier de s élever à l horizontale grâce à 4 crémaillères fixées verticalement sur les piliers du pont. Le renvoi du mouvement sur une seule manivelle se produit grâce au positionnement de la chaîne en huit pour une rotation inversée des roues dentées.

23 Rotation latérale et contrepoids Ce dispositif d engrenages fixés sur deux axes verticaux permet une rotation latérale avec une compensation grâce à un contrepoids du poids du tablier.

24 Le plaisir de réaliser un bel objet qui fonctionne L aboutissement de ce travail sur les ponts confirme le plaisir qu éprouvent les enfants face à la production d un bel objet et à leur participation à un projet collectif qui sera mis en valeur lors de manifestations diverses et variées (exposition à l école des mines, journées portes ouvertes, expo sciences etc. )

25 Les projets sont différents, la démarche reste la même Les engins de levage, les machines sonores, les systèmes d irrigation, les voitures propres et les ponts sont les projets qui se sont succédés durant les dernières années. Cette progression a permis aux enfants de se familiariser avec des concepts physiques, des principes mathématiques et surtout une démarche à la fois d investigation et d expérimentation qui devraient leur permettre d aborder leur scolarité dans le secondaire avec plus de facilité, d inventivité et d organisation.