T1 - Matière, mouvement, énergie, information.

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1 Proposition de séquences pédagogiques Cycle 3 - Programme CoSciences Fil rouge: Tricycle et plus Bassin d Ambert, Valérie Lebrat, Tatiana Berodias, Sandrine Chassagnol, Olivier Domarle. Contexte: T1 - Matière, mouvement, énergie, information. Attendus de fin de cycle 1.1: Décrire les états et la constitution de la matière à l échelle macroscopique. Mettre en oeuvre des observations et des expériences pour caractériser un échantillon de matière. Connaissances et compétences associées 1.1.1: Diversité de la matière : métaux, minéraux, verres, plastiques, matière organique sous différentes formes Séance 1 (inclus T3): En quelles matières est fabriqué votre vélo? > Pneus, rayons, câbles, selle, cadre > Evolution de ces matériaux dans l histoire > Rechercher des objets de la même matière. > Tri des objets en fonction des matériaux qui les constituent >Propriétés de ces matériaux (densité, magnétisme, conductivité) Séance 3 : Comment classer les matériaux par familles? A partir de vos connaissances, des nomenclatures des O.T.: - Identifier les matières utilisées en fonction des éléments. -Donner les familles des matériaux en fonction des matières utilisées. Séance 3 : Comment classer les matériaux par familles? A partir de vos connaissances, des nomenclatures des O.T.: - Identifier les matières utilisées en fonction des éléments. -Donner les familles des matériaux en fonction des matières utilisées. Mettre en oeuvre des observations et des expériences pour caractériser un échantillon de matière.

2 Connaissances et compétences associées 1.1.2: L état physique d un échantillon de matière dépend de conditions externes, notamment de sa température. Séance 7: A partir de différents matériaux: -Déterminer les différents propriétés des matériaux Attendus de fin de cycle 1.2: Observer et décrire différents types de mouvements. Décrire un mouvement et identifier les différences entre mouvements circulaire ou rectiligne. Connaissances et compétences associées 1.2.1: Mouvement d un objet (trajectoire et vitesse : unités et ordres de grandeur). Exemples de mouvements simples : rectiligne, circulaire. Séance 2: les mouvements de la roue > Notion de trajectoire. > Décrire le mouvement de la roue (circulaire et linéaire), idée de la propulsion. > Mouvement d une porte (à l aide d une craie, roulette de store). >voir des systèmes mécaniques qui mettent en jeu des roues : poulie / engrenage / crémaillère pignon. Séance 5 : Dans un mécanisme, les pièces bougent les unes par rapport aux autres. Mais quels sont ces mouvements? -Décrire le mouvement de l O.T. - Identifier les différences entre les mouvements circulaire ou rectiligne Élaborer et mettre en œuvre un protocole pour appréhender la notion de mouvement et de mesure de la valeur de la vitesse d un objet. Connaissances et compétences associées 1.2.2: Mouvements dont la valeur de la vitesse (module) est constante ou variable (accélération, décélération) dans un mouvement rectiligne. suite 1 Séance 5 : -Faire des expériences avec le vélo (accélération et décélération) Attendus de fin de cycle 1.3: Identifier différentes sources et connaître quelques conversions d énergie. Identifier des sources d énergie et des formes. Connaissances et compétences associées 1.3.1: L énergie existe sous différentes formes (énergie associée à un objet en mouvement, énergie thermique, électrique ).

3 Séance 3: Les différents types d énergies. > énergie musculaire. > énergie électrique (site CEA.fr les différentes énergies). > Comment charger la pile. > électricité d origine nucléaire, solaire > pile: énergie chimique. Séance 3: des transformations d énergie liées au vélo. 1. Le cycliste mange des aliments qui sont transformés en énergie musculaire. 2. L'énergie musculaire est transformée en énergie mécanique (mouvement) par l'intermédiaire du pédalier. 3. La dynamo transforme l'énergie mécanique en énergie électrique. 4. L'énergie électrique est transformée en énergie thermique (chaleur) par l'intermédiaire du filament de l'ampoule. 5. La chaleur dégage une lumière qui permet au cycliste de voir la nuit Séance 4 : Quelles sont les formes et sources d énergie utilisées dans l O.T.? A partir des animations Flash sur le site CEA : -Identifier des sources et des formes énergies. -Quels sont les besoins énergies pour vivre, se chauffer.? et par rapport au vélo? Séance 4 : Quelles sont les formes et sources d énergie utilisées dans l O.T.? A partir des animations Flash sur le site CEA : -Identifier des sources et des formes énergies. Attendus de fin de cycle 1.4: Identifier un signal et une information. Identifier des sources d énergie et des formes.identifier différentes formes de signaux (sonores, lumineux, radio ). Connaissances et compétences associées 1.4.1: Nature d un signal, nature d une information, dans une application simple de la vie courante. Séance 6 : Identifier un signal et une information - Quels sont les moyens de communication entre animaux, personnes et objets? - Identifier la sonnette et l éclairage du vélo - Comment peut-on récupérer l information d un tour de roue de vélo? T2 - Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent. Attendus de fin de cycle 2.2: Expliquer les besoins variables en aliments de l être humain ; l origine et les techniques mises en oeuvre pour transformer et conserver les aliments. Les fonctions de nutrition. Connaissances et compétences associées 2.2.1: Établir une relation entre l activité, l âge, les conditions de l environnement et les besoins de l organisme.»»apports alimentaires : qualité et quantité.

4 Séance 4: Les fonctions de nutrition: > Établir une relation entre l activité physique, l âge, et les besoins de l organisme: comment adapter notre alimentation à nos besoins? > Apports alimentaires: quantité et qualité. > Les différentes catégories d aliments et leurs apports spécifiques.notion d équilibre alimentaire. Activité 1: Les besoins nutritifs de l'homme. Demander aux élèves de venir avec des étiquettes d'aliments. Situation déclenchante: Cours de vélo ; besace ; Où trouver la force/l énergie pour faire du vélo? Document sur les besoin en fonction de l'âge et des activités. Documents sur les familles d'aliments et la pyramide alimentaire. Consigne: Comment évoluent les besoins en fonction de l'âge et du genre des individus? Quelle l'influence de l'activité physique sur les besoins énergétiques? Placer vos exemples d'aliments sur la pyramide nutritionnelle. Les fonctions de nutrition. Connaissances et compétences associées 2.2.3: Relier l approvisionnement des organes aux fonctions de nutrition.»»apports discontinus (repas) et besoins continus. Observations ap. séances d EPS (en lien avec le cycle vélo) > prise de pouls. > mouvements respiratoires. Séance 4 et 5: > Observations des organes, poumons et coeur. (schémas simplifiés) > Faire un graphique à partir des observations, avant l effort physique, juste après l effort physique, après une phase de repos. [Faire de groupes avec des rôles précis]. > faire la synthèse collective Activité 2: Comment nos organes sont-ils approvisionnés en énergie? Situation déclenchante: Que deviennent nos aliments dans notre corps, pendant les repas et entre les repas? Graphique sur la différence dans le temps entre les dépenses énergétiques et les apports (éditions Magnard page 95). Schéma fonctionnel sur la transformation des aliments en nutriments, le passage dans le sang et le stockage dans le foie et les tissus adipeux (éditions Belin page 161). Consigne: Comparer les apports et les dépenses dans le temps. Expliquer comment les besoins en éléments nutritifs du corps sont comblés entre les repas. Conclusion. Attendus de fin de cycle 2.3: Décrire comment les êtres vivants se développent et deviennent aptes à se reproduire. Identifier et caractériser les modifications subies par un organisme vivant (naissance, croissance, capacité à se reproduire, vieillissement, mort) au cours de sa vie. Connaissances et compétences associées 2.3.2: Différences morphologiques homme, femme, garçon, fille.

5 Comment les êtres vivants se développent-ils? Comment les êtres vivants se reproduisent-ils? T3 - Matériaux et objets techniques. Attendus de fin de cycle 3.1: Identifier les principales évolutions du besoin et des objets. Repérer les évolutions d un objet dans différents contextes (historique, économique, culturel). Connaissances et compétences associées 3.1.1: L évolution technologique (innovation, invention, principe technique). Séance 1: L évolution de la trottinette Qu est ce qu une trottinette? -décrire l évolution de la trottinette depuis son 1 prototype. Séance 8 : L évolution du vélo -décrire l évolution du vélo depuis son 1 prototype. -expliquer le mot innovation et donner des exemples sur le vélo Repérer les évolutions d un objet dans différents contextes (historique, économique, culturel). Connaissances et compétences associées 3.1.2: L évolution des besoins. Séance 1 (inclus T1 et T3): En quelles matières est fabriqué votre vélo? > Pneus, rayons, câbles, selle, cadre > Evolutions > Rechercher des objets de la même matière. > Tri des objets. > Conductivité des matériaux. > flottaison (manipulation + TBI). (cf. logiciel Algodoo gratuit). > Recyclage des ces matériaux (impact environnemental T4) Séance 2: Qu est ce qu une roue? Séance 1: l évolution de la trottinette Qu est ce qu une trottinette? -Décrire le besoin -Pourquoi les objets techniques évoluent et leurs besoins aussi? du point de géographique et culturel? Séance 1A : -Décrire le besoin -Pourquoi les objets techniques évoluent et leurs besoins aussi? du point de géographique et culturel? Attendus de fin de cycle 3.2: Décrire le fonctionnement d objets techniques, leurs fonctions et leurs constitutions. Connaissances et compétences associées 3.2.1: Besoin, fonction d usage et d estime. Séance 1 B: Comment classer les

6 objets techniques? par familles, par besoin? Objet technique et ses fonctions. - Identifier Objet et objet technique - Savoir identifier le besoin de l objet technique - Identifier la fonction d usage : A quoi sert un objet technique? (en posant la question) - Identifier la fonction d estime: Pourquoi ce produit me plait? Connaissances et compétences associées 3.2.2: Fonction technique, solutions techniques. Séance 2 : Quels sont les éléments qui constituent l O. T.? Comment fonctionne l O. T.? A partir de la fonction d usage, on détermine la fonction technique puis les différentes solutions techniques. - Décrire le principe général de fonctionnement du vélo, trottinette, voiture télécommandée. - Identifier les principaux éléments qui constituent l objet technique. - Dresser la liste des fonctions techniques qui participent à la fonction d usage. - Identifier les solutions techniques qui assurent une fonction technique Connaissances et compétences associées 3.2.3: Représentation du fonctionnement d un objet technique. Suite 1 séance 2 : Quels sont les éléments qui constituent l O. T.? Comment fonctionne l O. T.? Fonction technique, solution technique. > Représentation du fonctionnement. -Représenter un graphe de fonctionnement pour chaque O. T.

7 Connaissances et compétences associées 3.2.4: Comparaison de solutions techniques : constitutions, fonctions, organes. Suite 2 séance 2 : Quels sont les éléments qui constituent l O. T.? Comment fonctionne l O. T.? Etre capable de comparer différentes solutions techniques en fonction des performances de l O.T. (soit en décrivant l objet ou à partir d un graphe) ex: Vélo classique : frein à patin Vélo de compétition: frein à disque,... Attendus de fin de cycle 3.3: Identifier les principales familles de matériaux. Connaissances et compétences associées 3.3.1: Familles de matériaux (distinction des matériaux selon les relations entre formes, fonctions et procédés). Séance 1 (inclus T1 et T3): En quelles matières est fabriqué votre vélo? > Pneus, rayons, câbles, selle, cadre > Evolutions > Rechercher des objets de la même matière. Séance 3 : Comment classer les matériaux par familles? A partir de vos connaissances, des nomenclatures des O.T.: - Identifier les matières utilisées en fonction des éléments. -Donner les familles des matériaux en fonction des matières utilisées. Séance 3 : Comment classer les matériaux par familles? A partir de vos connaissances, des nomenclatures des O.T.: - Identifier les matières utilisées en fonction des éléments. -Donner les familles des matériaux en fonction des matières utilisées. Connaissances et compétences associées 3.3.2: Caractéristiques et propriétés (aptitude au façonnage, valorisation). Suite 1 Séance 3 : Comment classer - Identifier les différents procédés et utilisation de matière première Suite 1 Séance 3 : Comment classer - Caractéristiques physiques de matériaux (faire des tests avec des échantillons) - Caractéristiques économiques des matériaux (Coût et valorisation) Connaissances et compétences associées 3.3.3: Impact environnemental.

8 cf. Séance 1 (dans T1 et T3): > Recyclage des ces matériaux. Suite 2 Séance 3 : Comment classer -Contraintes environnementales (l utilisation et la fabrication des objets ont des conséquences sur l environnement) Suite 2 Séance 3 : Comment classer -Contraintes environnementales (l utilisation et la fabrication des objets ont des conséquences sur l environnement) T4 - La planète Terre. Les êtres vivants dans leur environnement. Attendus de fin de cycle 4.2: Identifier les enjeux liés à l environnement. Identifier quelques impacts humains dans un environnement (aménagement, impact technologique ). Connaissances et compétences associées 4.2.6: Aménagements de l espace par les humains et les contraintes naturelles ; impacts technologiques positifs et négatifs sur l environnement. Séance 6: Impact environnemental. > Quel est le moyen de transport qui respecte le plus l environnement? à partir d un sondage. > à pied / vélo / bus / voiture : calculs de durées. - quels avantages? Quels inconvénients? (faire des comparaisons avec d autres pays) > Des comparaisons en temps, en distance et en pollution. Suite 3 Séance 3 : Comment classer -Contraintes environnementales (l utilisation et la fabrication des objets ont des conséquences sur l environnement) -Impact positif ou négatif sur l environnement pour le cycle de vie de l O. T. Suite 3 Séance 3 : Comment classer -Contraintes environnementales (l utilisation et la fabrication des objets ont des conséquences sur l environnement) -Impact positif ou négatif sur l environnement pour le cycle de vie de l O. T.

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