Cycle 1 - GS Les objets électriques Mise en situation : Ø Rappel du travail réalisé en classe avant de venir : qu allons-nous faire aujourd hui? Qu avez-vous fait avant de venir? 1. Nos lampes de poche sont en panne Relier une action à l effet voulu : assembler, actionner... Monter et démonter un objet technique : la lampe de poche. Construire un lexique scientifique. Apprendre à représenter un montage. Matériel : Par groupe (2 à 3 élèves) : une lampe carrée de poche Feuille d expériences individuelle, crayon de papier et gomme. Pour la classe : différentes sortes de piles et de lampes, affiche vierge avec photo d une lampe de poche ouverte et marqueurs. Problème scientifique et expérimentation : Ø Phase collective : Vous venez de dire que vous aviez dans votre classe des objets qui fonctionnent avec de l électricité ; et cet objet, est-ce-vous l avez (montrer la lampe de poche)? Comment s appelle-t-il? A quoi sert-il? Comment peut-on s en servir? Les élèves qui ont une idée viennent tester. Ø Travail de groupe : Distribuer une lampe de poche pour 2 ou 3 élèves. Manipulations libres afin d allumer la lampe comme on l a montré collectivement. Ca ne fonctionne pas!!! l enseignant passe dans les différents groupes et questionne «Vous non plus?? POURQUOI??? Certains élèves pensent à ouvrir les lampes de poche. Ø Les groupes s aperçoivent qu il manque au moins un élément : Il faut des piles et parfois les élèves remarquent : «il faut aussi des lampes», l enseignant propose un récipient contenant toutes sortes de piles (rondes, plates ) et des lampes si elles ont été demandées. Les élèves cherchent à mettre en place les piles. Ils essaieront certainement plusieurs modèles avant de trouver le bon modèle. Les premiers élèves peuvent aider un camarade, car les solutions sont parfois trouvées par hasard notamment le fait que les bornes de la pile touchent bien les languettes du boîtier. En aidant un autre cela oblige le tuteur à plus d attention voir à expliquer. Une fois la lampe en fonctionnement, l enseignant demande aux élèves de recommencer : démonter et remonter. Les élèves ont besoin de s entraîner à faire ce travail de montage et démontage, pour bien intégrer que ce n est le hasard qui fait «jaillir la lumière» mais bien une démarche rigoureuse.
Représenter, expliciter : Proposer aux élèves de noter comment ils ont dépanné ou comment ils ont mis en service leur lampe. - les élèves doivent dessiner la pile et de l ampoule sur une image de lampe de poche. L image de la lampe de poche ouverte est à l échelle 1 pour que les élèves puissent utiliser le contour ou le positionnement de l objet lui-même. Synthèse collective : Ø Collectivement, représenter une lampe de poche ouverte. Ø Introduire ou conforter le vocabulaire : pile plate, pile ronde, bornes d une pile, lampe, visser. 2. Comment allumer la lampe? Réaliser des montages permettant de faire éclairer une lampe à l aide d une pile. Comprendre la nécessité d une source d énergie. Construire un lexique scientifique. Apprendre à schématiser un montage. Matériel : Par groupe (2 à 3 élèves) : une pile plate de 4,5V et une lampe E10 Feuille d expériences individuelle, crayon de papier et gomme. Pour la classe : affiche vierge, 2 lampes en papier et marqueurs Problème scientifique et expérimentation : Ø On vient de réparer nos lampes de poche. Mais serez-vous capables de faire briller la lampe juste avec la pile, sans boitier, sans rien d autre? Ø Distribuer une lampe et une pile plate pour 2 ou 3 élèves. Manipulations libres afin de réussir le défi. Ø Représenter très précisément sur la feuille d expérience, ce que l on a fait pour réussir le défi. Synthèse collective : Ø Collectivement, représenter les deux solutions possibles sur l affiche en plaçant correctement les ampoules. Ø Introduire le vocabulaire : bornes d une pile, culot, plot, ampoule, filament de la lampe. Ø Élaborer une phrase de synthèse du type : Pour faire briller la lampe, il faut que son culot soit en contact avec une des bornes de la pile et son plot avec l autre borne. Ø Bien insister sur le fait que les expériences conduites en classe ne peuvent être reproduites avec les prises électriques!
2. Comment allumer une lampe placée loin d une pile? Comprendre la notion de circuit. Imaginer et réaliser un montage expérimental répondant aux questions que l on se pose. Construire un lexique scientifique. Apprendre à schématiser un montage. Matériel : Par groupe (2 à 3 élèves) : une pile plate de 4,5V et une lampe E10, 2 fils électriques avec pinces crocodiles Feuille d expériences individuelle, crayon de papier et gomme. Pour la classe : affiche vierge et marqueurs Problème scientifique et expérimentation : Ø On vient de réussir à allumer une lampe avec une pile, mais très souvent dans les objets qui nous entourent, la lampe est loin de la pile. Comment alors allumer cette lampe placée loin de la pile sans rien tenir avec ses mains? Nécessité pour les enfants d utiliser des fils. Ø Distribuer le matériel pour 2 ou 3 élèves. Manipulations libres afin de réussir le défi. Ø Représenter très précisément sur la feuille d expérience, ce que l on a fait pour réussir le défi. Synthèse collective : Ø Collectivement, représenter un montage possible sur l affiche et introduire le vocabulaire : circuit, fil électrique. Ø Élaborer une phrase de synthèse du type : Pour allumer la lampe loin de la pile, il faut utiliser des fils électriques pour former un circuit, une boucle. 3. Notion d isolants et de conducteurs Comprendre que certaines matières sont des isolants électriques et d autres des conducteurs électriques. Imaginer et réaliser un montage expérimental répondant aux questions que l on se pose. Construire un lexique scientifique. Apprendre à schématiser un montage. Matériel : Par groupe (2 à 3 élèves) : une pile plate de 4,5V et une lampe E10, un fil électrique avec pinces crocodiles, une douille pour culot E10, fil de laine, ficelle en coton, fil de fer, fil de cuivre, fil de scoubidou, pique à brochette en bois, papier d aluminium, bâton de papier. Carnet d expériences, crayon de papier et gomme.
Pour la classe : affiche vierge et marqueurs Problème scientifique et expérimentation : Ø On vient de réussir à allumer une lampe avec une pile placée plus loin en réalisant un circuit avec des fils électriques. Peut-on utiliser n importe quels fils? Ø Montrer différents fils aux élèves : fil de laine, ficelle en coton, fil de fer, fil de cuivre, fil de scoubidou, pique à brochette en bois, papier d aluminium, bâton de papier. Ø Dans le carnet d expériences, compléter la première colonne du tableau : «On pense» Ø Distribuer le matériel pour 2 ou 3 élèves. Manipulations libres afin de vérifier ses hypothèses. Ø Compléter le tableau au fur et à mesure après observation. Synthèse collective : Ø Collectivement, lister les matières isolantes et celles conductrices en introduisant le vocabulaire : isolants, conducteurs, objets, matière Ø Insister sur la différence entre objet et matière : les résultats ne dépendent pas de la forme de l objet mais de sa matière. Ø Élaborer une phrase de synthèse du type : Les matières qui laissent passer le courant sont des conducteurs électriques et celles qui ne le laissent pas passer sont des isolants électriques. Les métaux sont des conducteurs électriques. Des prolongements possibles 1. Des lampes de poche différentes Observer les changements dans la forme, le nombre et la position des piles. 2. Schématiser un circuit électrique simple Passer du dessin au schéma ; travailler la symbolisation. Montrer des «vrais» schémas électriques. 3. Isolants et conducteurs Peut-on allumer la lampe avec n importe-quel fil? Travail sur la différence entre objets et matériaux. 4. Les dangers de l électricité L eau, conductrice du courant électrique ; La protection des personnes ; 5. Construire un jeu électrique Réinvestir les notions abordées en élaborant puis en réalisant un jeu électrique (la queue du cochon, questions/réponses )
Dessine ce qu il manque dans la lampe de poche. Dessine ce qu il manque dans la lampe de poche.
Comment allumer la lampe? Colle la lampe dans la bonne position. Comment allumer la lampe? Colle la lampe dans la bonne position.
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Comment allumer une lampe placée loin d un pile? Dessine les fils électriques. Comment allumer une lampe placée loin d un pile? Dessine les fils électriques.
La lampe va-t-elle briller? Fils / matières Permet à la lampe de briller (oui/non)? On pense (hypothèse) On observe (vérification) Fil en laine Fil de fer Fil de plastique (scoubidou) Fil de cuivre Pique à brochette en bois Papier d aluminium Bâton de papier La lampe va-t-elle briller? Fils / matières Permet à la lampe de briller (oui/non)? On pense (hypothèse) On observe (vérification) Fil en laine Fil de fer Fil de plastique (scoubidou) Fil de cuivre Pique à brochette en bois Papier d aluminium Bâton de papier