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EXEMPLE DE SITUATION: Objets et matériaux: Réalisation d’un circuit électrique simple  Il s’agit d’une classe de CE1 (troisième année de cycle 2) de 24.

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1 EXEMPLE DE SITUATION: Objets et matériaux: Réalisation d’un circuit électrique simple  Il s’agit d’une classe de CE1 (troisième année de cycle 2) de 24 élèves de 11 filles et de 13 garçons. D’un niveau hétérogène Ce module d’apprentissage est mené au cours du premier trimestre de l’année scolaire. Les enfants sont dans l’ensemble motivés par toutes les activités proposés en sciences.

2 Programmes – Programmations - progressions  Les programmes (connaissances, capacités, attitudes)  Construire un circuit électrique simple sans dérivation alimenté par des piles  Identifier des pannes dans des dispositifs simples  Avoir compris et retenu:  les dangers potentiels présentés par l’électricité domestique  l’existence de règles de sécurité pour l’utilisation des objets  Mener à bien une construction simple  Connaître le schéma d’un circuit électrique simple permettant d’allumer une lampe  Développer son sens de l’observation, l’esprit critique, l’intérêt pour les progrès scientifiques et techniques, la curiosité pour la découverte...  Programmation  progression au cycle 2: Les compétences sont étudiées en début de période.  Grande – section : la lampe de poche  Etude de la pile électrique, de ses composants et de son fonctionnement  Recherche des pannes  CP  Electricité : circuit simple  Construction de circuits simples pouvant produire de la lumière, du son ou du mouvement  CE1  Electricité : circuit en série  Construction de circuits électriques plus complexes, avec interrupteur et circuits en série

3

4 Analyse du module d’apprentissage  Séance n°1  Etape de la démarche : Phase d’émergence du problème à partir d’une situation initiale mobilisant fortement les élèves. Dans quelle problématique se situe la classe ? Quelles sont les questions qui composent cette problématique ?  Etapes de la séance : Observation de l’éclairage de la classe dû à l’action d’un élève sur l’interrupteur.  Questionnement : quand j’appuie sur l’interrupteur, pourquoi la lumière s’allume ?  Emergence des représentations des élèves  Principes pédagogiques : Mettre en place une problématique concrète et proche des élèves  Faire émerger les représentations des élèves  Séance n°2  Etape de la démarche : hypothèses sur les questions  Etapes de la séance : Mise en commun et classement des RP, formulation des hypothèses des élèves.  Principes pédagogiques : faire exprimer la représentation sous la forme d’une hypothèse  Amener l’élève à douter de sa propre représentation

5 Analyse du module d’apprentissage  Séance 3  Etapes de la démarche : recherche de la réponse aux questions que l’on se pose  Etapes de la séance : Manipulations permettant aux élèves de vérifier leurs hypothèses avec du matériel électrique simple  Principes pédagogiques : proposer une situation de vérification de l’hypothèse adaptée  Séance 4 idem  Séance 5 idem  Séance 6  Etapes de la démarche : bilan des réponses, des questions sans réponse, des nouvelles questions  Structuration du savoir incluant les nouvelles notions  Etapes de la séance : mise en commun des montages effectués ou mise en commun lors des séances 3,4 et 5.  Principes pédagogiques : amener les élèves à tirer une conclusion de la vérification de leur hypothèse  Mettre en place une trace écrite relatant la démarche effectuée par les élèves, tout au long de la démarche  Séance 7  Etapes de la démarche : structuration du savoir incluant les nouvelles notions  Etape de la séance-Evaluation : l’évolution des représentations des élèves, acquisition du vocabulaire

6 ATELIERS EXPERIMENTAUX

7

8 ANALYSE DE PRATIQUE  Analyse des représentations premières  Un premier regard sur ces représentations premières permet déjà quelques remarques. Dans la majorité, les élèves représentent ce qu’ils voient. Dans la classe, la lumière est assurée par des tubes néons sous des grilles de protection.  Cette lumière est représentée par des grilles lumineuses. Plusieurs élèves ont fait un lien entre l’ampoule et le néon. Le terme lumière est utilisé plus volontiers. De même l’interrupteur est remplacé par bouton.  (Dessins 1 et 2)  Les fils électriques sont présents dans de nombreux dessins. Les élèves ont donc une idée assez précise du lien qui relie l’interrupteur à la lampe, peut-être suite à leur observation d’appareils électriques branchés à une prise de courant par un câble.  Le dessin n°1 apparaît comme la représentation la plus complète. Il montre qu’un seul interrupteur commande plusieurs éléments lumineux. La notion de circuit électrique est présente grâce à l’annotation, mais aussi par la présence de couleurs dans le dessin des fils électriques. Par contre aucune des représentations n’indique la présence de fils de l’autre côté de l’interrupteur, afin d’expliquer la provenance de l’électricité.  Néanmoins un élève s’est posé la question de la source d’énergie

9 DESSIN 1

10 DESSIN 2

11 DESSIN 3

12 ANALYSE DE PRATIQUE  Les questions du groupe classe  Ce moment durant lequel les élèves ont pu expliquer et argumenter leur représentation peut être le début d’une réflexion pour ceux qui n’ont aucune opinion sur le problème rencontré. A partir des autres idées des autres élèves, ils commencent à se forger leur propre idée et ainsi entamer leur propre phase de réflexion. Certains vont même jusqu’à modifier leur dessin…  Le maître animera le débat et veille à ce que l’expression de chacun soit la plus claire possible et la plus compréhensible pour les autres.  La mise à l’écrit des hypothèses est une étape difficile surtout s’il s’agit du début de l’année. Aussi le maître est un partenaire essentiel pour sa mise en œuvre. L’écriture des hypothèses au tableau permet de les recenser et de les trier, afin d’organiser leur vérification.  Il convient alors de privilégier les hypothèses qui peuvent aboutir et donc de permettre aux élèves de faire évoluer leur savoir.

13 LES QUESTIONS  Pourquoi on ne voit pas les fils?  Pourquoi il y a des fils, un bouton, une lampe?  Est-ce que l’électricité vient du dehors?  Pourquoi dans le dessin de baptiste il y a un fil rouge et un fil bleu?  Un seul interrupteur peut-il commander plusieurs lampes?  Est-ce que l’on peut s’électrocuter?

14 Analyse de pratique  Les ateliers expérimentaux  Cette suite d’expériences a apporté des éléments de réponse aux questions que se posaient les élèves. Même s’il s’agit d’un travail proposé au cycle 2, il est important de laisser de la liberté à chacun dans le cadre de la manipulation.  Par exemple, dans l’expérience 2, j’ai volontairement laissé les élèves choisir le nombre de fils qu’ils désiraient utiliser afin de respecter les représentations faites auparavant. Certains d’entre - eux sont malgré la première expérimentation effectuée, restés fidèles à ce qu’ils pensaient. Certains groupes ont commencé l’expérience avec 1,3 ou 4 fils. Pour les groupes ayant choisi plus de deux fils, après un temps de manipulation, ils délaissèrent rapidement les fils supplémentaires. Les groupes ayant opté pour un seul fil se retrouvèrent dans une impasse car l’ampoule ne pouvait en aucun cas toucher la pile. Ils durent se raviser et chercher un autre fil. Ce fut donc l’introduction du circuit électrique.  En amont de l’expérience, il est parfois intéressant de laisser le temps aux élèves de dessiner le montage qu’ils pensent réaliser. Cela leur permet de visualiser ce qu’ils comptent faire et ainsi de choisir le matériel nécessaire. Une fois la manipulation effectuée, ces derniers dessinent à nouveau ce qu’ils ont effectivement réalisé. Cela permet de garder une trace de la démarche effectuée.  Une mise en commun des recherches effectuée s dans chaque groupe fait ressortir les difficultés rencontrées et montre la réflexion engagée par les élèves.

15 Recueil et mise en commun  La trace écrite  Elle ne se limite pas à l’écriture. Elle passe par le dessin, le schéma, une photographie, de mots ou phrases écrites par les élèves. Elle est constituée de toutes traces visibles du travail réalisé par les élèves, montrant la mise en place d’une démarche.

16 SYNTHESE ET FORMULATION

17 RAPPORT AU SAVOIR SAVANT  Ce que je dois retenir:  Un circuit électrique simple comprend :  une ampoule avec son support  une pile  un interrupteur  des fils électriques  L’interrupteur permet d’allumer ou d’éteindre l’ampoule.  Quand il est ouvert, il n’y a pas de contact entre les fils. Le courant ne peut pas passer et l’ampoule ne s’allume pas: Le circuit est ouvert.  Quand il est fermé, il y a contact entre les fils. Le courant peut passer et l’ampoule s’allume: Le circuit est fermé.  Les pannes possibles:  L’ampoule ne fonctionne pas.  La pile ne fonctionne pas.  Les fils sont débranchés.  ATTENTION:  Avec des piles nous pouvons faire sans danger toutes les expériences.  NE FAISONS JAMAIS D’ESSAI AVEC DES PRISES DE COURANT, nous pourrions nous électrocuter.

18 EVALUATION  Evaluation diagnostique  Evaluation formative  - L’élève doit réaliser les montages proposés.  - Sur chacun des points abordés, un schéma, ou un court paragraphe est élaboré à l’issue des activités de recherche.  - L’élève le restitue, le mémorise.  - l’élève reconnaît les situations potentiellement dangereuses.  - Les capacités et attitudes mettent en œuvre un ensemble d’attitudes, de méthodes et de savoirs dans une situation précise. Pour chacune d’elle nous pouvons définir différents niveaux d’acquisition qui peuvent être visés et atteints les uns après les autres (de Vecchi, Hachette Education 2006).  Evaluation sommative  Dans quel cas l’ampoule s’allume? (Vérifier que le plot est le culot sont en contact avec les languettes de la pile)  Nommer le matériel  Bien que le matériel soit branché correctement l’ampoule ne s’allume pas/ Proposition de pannes possibles  Compléter un texte à trous, les mots étant donnés


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