Aide à la réalisation du défi CP-CE1 : Objet électrique décoratif

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1 Aide à la réalisation du défi CP-CE1 : Objet électrique décoratif Défi : Fabrique un objet électrique décoratif dont une ou plusieurs parties s'éclairent ou dont une partie tourne. Pour cela, tu devras réaliser un circuit électrique utilisant : une pile, lampe(s) ou moteur. Envoie aux enseignants-ressources une photo de l'objet réalisé et les traces de tes recherches. 1. Les liens avec les programme : 1.1. Découverte du monde : le monde des objets (extrait du BO N 3 du 19 juin 2008) : Réaliser des circuits électriques simples pour comprendre le fonctionnement d un appareil Compétences du premier palier pour la maîtrise du socle commun (extrait du BO N 3 du 19 juin 2008) : Compétence 1 : La maîtrise de la langue française Etre capable de s exprimer clairement à l oral en utilisant un vocabulaire approprié Compétence 3 : La culture scientifique et technologique Etre capable d : - observer et décrire pour mener des investigations - appliquer des règles élémentaires de sécurité pour prévenir les risques d accidents domestiques Compétence 6 : Les compétences sociales et civiques Participer en classe à un échange verbal en respectant les règles de la communication Compétence 7 : L autonomie et l initiative Etre capable de : - écouter pour comprendre, interroger, répéter, réaliser un travail ou une activité - échanger, questionner, justifier un point de vue - travailler en groupe, s engager dans un projet 1.3. Progressions par niveau : aides aux équipes pédagogiques pour organiser la progressivité des apprentissages (extrait du BO N 1 du 05 janvier 2012) : CP Découvrir le monde des objets Maquettes élémentaires et circuits électriques simples - Utiliser quelques objets techniques simples (, une lampe de poche ) et identifier leur fonction. - Réaliser un circuit électrique permettant d assurer des fonctions simples (, éclairer). Règles de sécurité personnelle et collective Éducation à la sécurité CE1 Découvrir le monde des objets Maquettes élémentaires et circuits électriques simples - Utiliser quelques objets techniques (, jouets électriques, ) et identifier leur fonction. - Savoir qu il existe de nombreux objets utilisant l électricité et les classer selon la source d énergie utilisée. - Réaliser quelques circuits électriques simples utilisant des lampes ou de petits moteurs. Règles de sécurité personnelle et collective Éducation à la sécurité 1

2 2. Le matériel : Remarque importante : 2.1. Matériel électrique nécessaire à la réalisation du défi Pour chaque groupe de quatre élèves : une ou deux lampes à vis de 3,5 Volts (petites lampes des lampes de poche) une pile plate de 4,5 Volts des fils électriques avec pinces-crocodiles un ou deux porte-lampes (douilles) un interrupteur (facultatif : cf. séance 6) un petit moteur électrique 2.2. Où se procurer ce matériel? Ce matériel peut être disponible dans votre école ou dans votre circonscription. Ce matériel peut être emprunté au Centre Départemental de Ressources en Sciences à l adresse : 39 rue Paul Lambert Toulouse Pour réserver ce matériel, vous pouvez contacter les enseignants-ressources en sciences par mail : sciences.31@ac-toulouse.fr ou au Ce matériel peut être également acheté chez les fournisseursteurs en utilisant les catalogues en ligne : Celda-Asco : Opitec : Pierron : Au comptoir du Languedoc : 30, rue du Languedoc Toulouse 2.3. Conseils concernant le matériel : La tension indiquée en Volts sur la pile doit correspondre autant que possible à celle indiquée sur la lampe. Par exemple, une lampe de 3,5 Volts doit être reliée à une pile de 4,5 Volts et une lampe de 1,5 Volts doit être reliée à une pile de 1,5 Volts. Si une lampe 1,5 Volts est reliée à une pile de 4,5 Volts, la lampe va griller rapidement. Inversement, si une lampe de 3,5 Volts est reliée à une pile de 1,5 Volts, la lampe éclairera très faiblement ou pas du tout. Les Lampes et les piles peuvent être demandées aux familles. Il faut alors demander d apporter des piles plates de 4,5 Volts et des petites lampes (lampes à vis des lampes de poches). (cf annexe 2 : informations aux parents) Il est préférable d acheter pour la classe des fils électriques (câbles de liaison) avec des pinces-crocos intégrées. Cela facilite les manipulations et évite d avoir à dénuder les fils. Mais ces câbles de connexion sont fragiles. 3. Déroulement du projet : les séances L enseignant pourra choisir l objet décoratif à faire réaliser par ses élèves à partir des progressions proposées. Les caractéristiques (parties qui s éclairent ou qui tournent) seront alors définies en fonction des compétences visées. Par exemple pour les CP : un objet décoratif avec une seule partie qui s éclaire (circuit : une pile, une lampe et un interrupteur). Par exemple pour les CE1 : un objet décoratif avec deux parties qui s éclairent (circuit : une pile, deux lampes et un interrupteur) ou un objet décoratif avec une partie qui tourne (circuit : une pile, un moteur et un interrupteur). L enseignant pourra construire au préalable un objet et montrer cette réalisation aux élèves en cachant le circuit électrique dans une boîte à chaussures par exemple, ce qui permettra la mise en projet de la classe. 2

3 Avant d'aborder ce travail en électricité, l'enseignant peut remettre une lettre d'informations aux parents (annexe 2). Question : Que savons nous sur les circuits électriques? Document élève : annexe 3. Organisation de la classe : individuelle / collective. Séance 1 : Relevé des représentations des élèves - Mise en garde et mise en projet. Relevé des représentations individuelles des élèves. Mise en commun. Echanges. Explicitation des premières règles de sécurité et distribution de la note d information aux parents (annexe 2) L enseignant aura construit au préalable un objet décoratif fonctionnel. Il montre cette réalisation aux élèves en cachant le circuit électrique dans une boîte à chaussures par exemple pour mettre la classe en projet. L enseignant explique que la réalisation nécessite de connaître certains composants électriques qui seront étudiés dans les séances suivantes. Séance 2 : Observation d'une pile, d'une lampe et d un moteur. Attention, le vocabulaire scientifique est différent du vocabulaire courant (certain mots sont polysémiques). Dans le langage courant : une ampoule est l'objet que l'on visse sur une douille et une lampe est l'objet qui possède une ampoule. En sciences, l'ampoule est le globe en verre d'une lampe. La lampe est l'objet que l'on visse sur la douille. Questions : Quelles sont les différentes parties d'une pile? d'une lampe? d un moteur? Organisation de la classe : travail individuel Matériel pour la séance : une lampe, un moteur et une pile pour deux élèves un carnet d expériences ou cahier de sciences une affiche individuelle A4 ou A3 par groupe : annexe 4 une feuille A5 par élève : annexe 5 Les élèves observent une lampe ou un moteur. Ils réalisent un schéma légendé de l'objet, individuellement ou par groupe (annexe 4). Le maître ou certains élèves apportent le vocabulaire adéquat : lampe, culot, ampoule (globe en verre), filament, plot ou moteur, borne, arbre. L'enseignant relève les lampes et les moteurs pour éviter que certains élèves ne travaillent la problématique suivante avant de maîtriser le vocabulaire. Puis, un élève de la classe distribue une pile pour deux. Les élèves observent la pile. Ils réalisent un schéma légendé individuellement ou par groupe. Le maître ou certains élèves apportent le vocabulaire adéquat : pile, bornes. 3

4 Les élèves lisent la trace écrite (annexe 5). Ce vocabulaire devra être mémorisé. Lexique : lampe, culot, ampoule, filament, plot, moteur, borne, arbre, pile, bornes. Trace écrite : annexe 5 Séance 3 : Découverte de quelques règles de sécurité électrique Question : Quelles sont les règles de sécurité à respecter avec du matériel électrique? Organisation : travail individuel et mise en commun collective Matériel : dessin et photos (annexe 6) On peut envisager à cette étape un moment de discussion orale avant le travail individuel. Les élèves dessinent ou écrivent les règles de sécurité électrique à respecter lorsque l'on utilise des lampes, des piles, des objets électriques (travail individuel, cf. annexe 5). Pour facilliter la production d écrit des supports dessin et photos pourront être utilisés (annexe 6). Les élèves utiliseront le lexique de l annexe 5 pour éviter les erreurs orthographiques. Mise en commun et dictée à l'adulte d'une trace écrite que les élèves devront mémoriser. Trace écrite : affiche récapitulant les règles de sécurité électrique écrites par la classe (exemple en annexe 6) Séance 4 : Prévision et réalisation un montage pour faire briller une lampe directement aux bornes d une pile Question : Comment faire briller une lampe en utilisant seulement une pile? Organisation de la classe : groupes de 4 Matériel pour la séance: une lampe, une pile pour deux élèves un carnet de sciences par groupe (annexe 5) une affiche A3 par groupe (annexe 7) une feuille A4 par élève (annexe 8) un appareil photo numérique pour la classe L enseignant montre une pile et une lampe et fait rappeler le lexique appris. Emission d hypothèses : 4

5 Les élèves écrivent leurs hypothèses en utilisant le document de l'annexe 6. Ils n ont à cette étape ni pile ni lampe pour éviter toute manipulation. Ils tracent un schéma légendé du montage qu'ils souhaitent réaliser (par groupe ou individuellement) pour répondre à la question. Ils utilisent le lexique de l annexe 5. Chaque groupe d'élèves affiche sa proposition et les élèves commentent et/ou argumentent. Réalisation des montages et écriture du résultat : Le matériel est distribué. Chaque groupe réalise le montage qu il a prévu et note le résultat obtenu : «la lampe s allume» ou «la lampe ne s allume pas.» Ecriture de la trace écrite finale : Les élèves rédigent collectivement une trace écrite en la dictant à l'adulte. Trace écrite : annexe 8 Exercice d entrainement : annexe 8 Remarque : Les photocopies de propositions d élèves ou des photos des montages électriques réalisés peuvent servir de support pour des exercices d entrainement ou d évaluation. Séance 5 : Prévision et réalisation un montage pour faire briller une lampe ou faire tourner un moteur placés à une certaine distance de la pile Questions 1: Comment faire briller une lampe placée à une certaine distance de la pile? Question 2 : Comment faire tourner l arbre d un moteur à une certaine distance de la pile? Organisation de la classe : groupes de 4 Matériel pour la séance : une lampe, une pile, des fils électriques, un porte-lampe par groupe 1 (question 1) un moteur, une pile, des fils électriques par groupe 2 (question 2) un carnet de sciences par groupe (pour les annexes 5 et 8) une affiche A3 par groupe (annexe 9) une feuille A4 par élève (annexe 10) un appareil photo numérique pour la classe Les lampes ont été préalablement placées sur des porte-lampes. L'enseignant fait verbaliser ce qui a été appris à la séance précédente. Il montre un moteur et fait nommer ses différentes parties. Les élèves utilisent la trace écrite de la séance précédente (annexe 8) et le lexique (annexe 5). Emission d hypothèses : Les élèves écrivent leurs hypothèses en utilisant le document de l'annexe 9. Ils n ont à cette étape aucun matériel à leur disposition. Ils listent le matériel nécessaire et tracent un dessin légendé du montage qu'ils souhaitent réaliser (par groupe ou individuellement) pour répondre à la question. 5

6 Chaque groupe d'élèves présente sa proposition à la classe. Réalisation des montages et écriture du résultat : Le matériel est distribué. Chaque groupe réalise le montage qu il a prévu et note le résultat obtenu : «la lampe s allume» / «la lampe ne s allume pas» ou «le moteur tourne» / «le moteur ne tourne pas» Ecriture de la trace écrite finale : Les élèves rédigent collectivement une trace écrite en la dictant à l'adulte. Trace écrite : annexe 10 Exercice d entrainement : annexe 10 Remarque : Les photocopies de propositions d élèves ou des photos des montages électriques réalisés peuvent servir de support pour des exercices d entrainement ou d évaluation. Séance 6 : Prévision et réalisation d un montage pour ouvrir et fermer un circuit (séance facultative) Question 1 : Comment allumer et éteindre une lampe? Question 2 : Comment faire tourner et arrêter un moteur? Organisation de la classe : groupes de 4 Matériel pour la séance : une lampe, une pile, des fils électriques, un porte-lampe ou douille, un interrupteur si demandé un carnet de sciences par groupe (pour la fiche lexique) une affiche A3 par groupe (annexe 11) une feuille A4 par élève (annexe 12) un appareil photo numérique pour la classe L'enseignant fait rappeler le travail réalisé précédemment. Les élèves travailleront avec l'annexe 10 (carnet d'expériences de l'élève). Emission d hypothèses : Sans matériel à disposition, les élèves listent le matériel nécessaire et réalisent un dessin légendé du montage qu'ils souhaitent réaliser (groupe ou individuellement) pour répondre à la question. Chaque groupe d'élèves présente sa proposition à la classe. Réalisation des montages et écriture du résultat : Avec le matériel, les groupes d'élèves réalisent leur montage. Ils expérimentent et notent le résultat obtenu : «la lampe s allume et s éteint quand on actionne l interrupteur, branche et débranche un fil, visse ou dévisse la lampe» ou «le moteur tourne et s arrête quand on actionne l interrupteur, branche et débranche un fil» Ecriture de la trace écrite finale : 6

7 La classe rédige collectivement une trace écrite en la dictant à l'adulte. Trace écrite : annexe 12 et annexe 13 (lexique) Exercice d entraînement : annexe 12 Remarque : L'enseignant pourra photocopier les propositions des élèves ou réaliser des photos des montages électriques. Séance 7 : Découverte d un montage avec deux lampes et une pile (séance facultative) La démarche des séances précédentes pourra être reprise. L enseignant pourra également montrer différents montages réalisés avec deux lampes et une pile : circuit série, circuit en dérivation, sans ou avec un ou deux interrupteurs Les circuits sont ouverts. L enseignant demande aux élèves de prévoir ce qui va se passer lorsqu il fermera les circuits. Les résultats attendus sont notés sur une affiche. Après validation par fermeture des circuits, les élèves dessinent les circuits qui fonctionnent. La trace écrite de l annexe 10 est complétée : «On peut placer plusieurs lampes dans un même circuit». Question : Comment réaliser notre objet décoratif électrique? Matériel : circuits électriques réalisés à la séance précédente. photocopies cartonnées du décor, ciseaux, colle, feutres, craies d art boîtes en carton Séance 8 : Réalisation de l objet décoratif électrique L enseignant fait expliciter par les élèves le matériel nécessaire et les différentes étapes de la fabrication. La classe rédige collectivement une fiche de fabrication. Par groupe de 2 ou 4, les élèves construisent leur objet puis le présentent à la classe. Trace écrite : fiche de fabrication (annexe 14) 4. Bibliographie : Pour les élèves : L électricité, Le petit chercheur, Bordas Jeunesse L électricité, Kezako, Mango Jeunesse La découverte du monde, CP-CE1, Collection R. Tavernier, Bordas 7

8 Pour les enseignants : Electricité circuits et réalisations techniques, Guide ressource, S. Marigny, Ecole des Sciences, Jeulin Electricité, découvrir le monde cycle 2, D. Larois et M. Mackowiak, collection Bibliothèmes, Celda Enseigner les sciences expérimentales à l école élémentaire, physique et technologie,collection R. Tavernier, Bordas 5. Sites Internet : Pour les enseignants (séquence de classe) : pages/activite/monde_homme/elec_c2n1_02_05_06_pdf/elec_c2n1_02_05_06.pdf Pour travailler sur la sécurité électrique et l électricité dans la vie quotidienne avec une classe : 8