L'électricité Niveau : CE2 n'ayant jamais abordé cette notion en sciences temps prévu : 7 séances de 50 minutes Matériel : mallette du CDDP + matériel personnel + piles achetées par l'école
Séance 1 *S'interroger sur le fonctionnement des appareils électriques autour de nous. *Connaître les risques liés à l'électricité. *Repérer la présence d'électricité (secteur) *Utiliser le vocabulaire approprié. *J'ai amené divers restes d'un chantier : gaines, douilles, ampoules, fils électriques, interrupteurs... Des choses dont on se sert tous les jours, mais quel est leur nom, à quoi elles servent, et comment fonctionnentelles? *Travail de mémorisation des noms : interrupteur et pas «bouton» > Affichage avec le vocabulaire. *Manipulation et observation de chaque objet (rentrer les fils dans les gaines, visser l'ampoule sur la douille...) Situer dans la classe où on trouve ces objets (ceux qui sont visibles, ceux qui sont cachés). *Discussion autour des risques : pourquoi il ne faut jamais manipuler les objets électriques reliés au secteur? *Par deux établir une liste de choses qui fonctionnent sur l'électricité du secteur dans une maison. Mise en commun. Fils électriques de différentes couleurs / diamètres, gaines, ampoules, interrupteurs de différentes sortes, boitiers de prises, douilles... Électricité secteur interrupteur ampoule fil / gaine prise fiche Les élèves avaient peur de toucher les fils (reliés à rien), puis avaient peur que le contact de deux fils provoque une décharge. très positif pour aborder les dangers de l'électricité... Surpris aussi d'apprendre que derrière les murs ou les goulottes se cachent les fils. Question «d'où viennent les fils?». Peu d'élèves avaient vu une ampoule à filament de près, une seule connaissait le mot «interrupteur». Ils ont su nommer beaucoup d' électroménager relié au secteur.
Séance 2 *Utiliser le vocabulaire de la séance 1 *Repérer les appareils qui fonctionnent avec des piles/ accumulateurs ; différencier de ce qui fonctionne sur le secteur *Manipuler un objet électrique *J'ai amené des objets divers, quel est l'intrus, pourquoi? Quel est leur point commun? Peut on trier ces objets? *Les élèves proposent un tri (secteur/ pile) et proposent d'allonger la liste de l'un ou de l'autre avec des objets. Trace écrite. *J'ai aussi porté une lampe de poche mais elle ne marche pas! (ni pile ni ampoule). Les élèves essaient de trouver pourquoi ça ne marche pas. Une fois les éléments placés, on vérifie que la lampe s'allume. *Question : pourquoi ça ne marche pas sans pile? *Trace écrite Objets électriques (à piles ou à fiches) et une cloche secteur / pile accumulateur/ batterie lampe énergie Bonne utilisation du vocabulaire, bon repérage secteur/pile. Certains se demandent s'il y a de la «lumière» dans la pile, d'autres répondent que si dans certains objets ça peut faire du bruit ou si ça peut mettre en mouvement, l'électricité doit être une «énergie».
Séance 3 *Manipuler *Approcher certaines propriétés de l'électricité. *Savoir allumer une lampe à distance. *Défi : allumer l'ampoule avec la pile. Mise en commun. Dessin de ce qui marche. * «Maintenant allumez la lampe plus loin de la pile» : je distribue à chacun des brins de laine. *à la demande je distribue aussi des fils électriques... Je laisse manipuler un long moment, avant de faire passer les groupes de deux. *Mise en commun : «il y a des choses qui n'amènent pas l'électricité» «et un chemin qui amène l'électricité ne suffit pas» ce qui sera traduit en langage scientifique : certains matériaux ne conduisent pas l'électricité. L'électricité ne semble pas pouvoir changer de sens, il faut faire un circuit pour lui permettre de circuler. Piles plates (une pour deux) ampoules fils de laine fils électriques Circuit conducteur Les élèves ont essayé un long moment d'allumer l'ampoule avec des fils de laine reliés à la pile... Jusqu'à ce qu'une élève dise tout haut que ce n'était sans doute pas possible, qu'il faudrait du fil électrique. Ils ont compris l'idée de circuit, formulée avec leurs propres mots au départ.
Séance 4 *Réinvestir ses connaissances sur conducteurs/isolants *Proposer une expérience pour vérifier une hypothèse *Je propose aux élèves d'allumer de nouveau la lampe loin de la pile et je leur propose à nouveau des bouts de laine. On essaie ensuite de deviner avec quoi ça pourrait marcher. *Les élèves proposent sur A3 une expérience pour tester les matériaux qui pourraient remplacer les fils électriques. Mise en commun et choix d'une des propositions. Pour faciliter l'expérience je leur montre l'utilisation de la douille et des pinces crocodiles. *Par deux les élèves établissent la liste des matériaux qu'ils ont testés, en les rangeant dans deux colonnes : conducteurs/isolants. *Trace écrite : dessin de l'expérience puis listes Piles plates, ampoules, douilles, fils à pinces croco + objets de la classe Conducteur / isolant tester vérifier douille pince crocodile Bon investissement des élèves Suite à l'interrogation d'un élève : «est ce que quelque chose peut conduire un peu?» et comme des élèves ont essayé leur doigt (qu'ils ont classé comme isolant), on a sorti un matin la «boîte noire» dont la DEL s'allume avec très peu d'électricité ; si bien que le doigt des élèves est conducteur ; encore plus quand il est mouillé. Ça a permis de faire un rappel sur les dangers de l'électricité.
Séance 5 *S'approprier les codes pour représenter un circuit électrique *Réaliser un circuit simple *Avec l'interrupteur, comprendre les propriétés d'un circuit ouvert/ fermé *Au tableau, le schéma d'un circuit. Les élèves essaient de deviner à quoi correspondent les dessins. Affichage. *Je leur propose maintenant de réaliser ce circuit. Ils vont chercher le matériel dans une barquette et le montent à deux. *Introduction de l'interrupteur «préhistorique» (baguette de fer souple qu'on clipse ou non). Utilisation du vocabulaire ouvert : éteint et fermé : allumé. *On propose un nouveau circuit, avec cette fois un vrai interrupteur. Les élèves le réalisent par deux. *Trace écrite : «mettons nous d'accord» Piles plates, douilles, ampoules, fils et pinces, interrupteurs ouvert/fermé code schémas circuit Bonne mémorisation des schémas. Bonne compréhension ouvert= éteint fermé = allumé
Séance 6 *Enrichir et réinvestir ses connaissances *Représenter un circuit électrique *Utiliser d'autres éléments (moteurs) *Par trois, inventer un circuit. Puis faire le schéma sur feuille A3 en respectant les symboles. La classe valide ou non. *Introduction d'un nouvel élément (moteur) sans dire aux élèves ce que c'est. *Essais, mise en commun et remarques. *Temps de rappel : que faut il savoir pour réussir l'évaluation? Piles plates, douilles, ampoules, fils et pinces, interrupteurs, moteurs Symboles schéma valider Les élèves n'ont proposé que des montages en série, ils ont remarqué que la deuxième lampe brille moins fort. Séance 7 : évaluation Compétences évaluées: Activité Matériel Vocabulaire Reconnaître et nommer les principaux éléments d'un circuit électrique Connaître les propriétés de certains matériaux Savoir lire, dessiner et réaliser un schéma électrique Connaître quelques propriétés de l'électricité Connaître les dangers liés à l'électricité Cf evaluation Piles plates, douilles, ampoules, fils et pinces, interrupteurs Symboles schéma valider
Prolongements possibles : En Sciences/ DDM: *Construire un objet électrique ludique *Travailler sur les propriétés du montage et série et du montage en dérivation *S'intéresser aux différentes façons de produire et d'acheminer l'électricité (centrales) En EDD : *Économiser l'électricité *Les problèmes liés à la production d'électricité En Histoire : *Découverte de l'électricité et conséquences sur la société