Un exemple de démarche d’investigation Électricité 4ème: 1er cours

1) Le professeur choisit une situation de départ susceptible de déclencher la motivation OBJECTIFS ACQUIS DES ELEVES REPRESENTATIONS DES ELEVES (erronées)

Objectifs et compétences à acquérir Brancher le multimètre en voltmètre Mesurer une tension Schématiser le voltmètre pour mesurer une tension positive Retenir l’unité de tension Formuler la loi de l’additivité des tensions dans un circuit série et savoir la vérifier

Acquis des élèves Notion de circuit ouvert et fermé Rôle du générateur Symboles des éléments électriques Identifier,réaliser et schématiser des circuits en série et des circuits en dérivation

Situation de départ Karim ne se rappelle plus très bien cette loi d’électricité. Ta mission est de l’aider à la retrouver. Dans un circuit……………la tension entre les deux bornes du générateur est égale à la somme des tensions entre les deux bornes de chaque dipôle récepteur

2°) Appropriation du problème par les élèves Le professeur est alors guide et animateur,il aide les élèves a comprendre ce qu’on attend d’eux

a) Individuellement Quel est le problème a résoudre ici? Il faut trouver le mot qui manque Oui mais ça n’est pas le problème de physique qui est posé. En 5eme vous avez étudié différents types de circuits Quels sont ces circuits? Ce sont des circuits série et dérivation

Le professeur recentre sur le champ scientifique: Le mot qui manque est série ou dérivation. Écrivez seuls sur votre cahier le problème à résoudre. Le professeur guide individuellement tous les élèves dans l’écriture du problème à résoudre (français correct,…)

b) Collectivement Le professeur questionne pour savoir si tous les élèves ont compris ce qu’ils cherchent et les guide dans la formulation commune du problème. Les élèves écrivent tous sur leur cahier: Je cherche à savoir si c’est dans un circuit en série ou en dérivation que la tension entre les deux bornes du générateur est égale à la somme des tensions entre les bornes de chaque dipôle récepteur.

3°) Formulation d’un protocole expérimental 3°) Formulation d’un protocole expérimental. a) Mise en place individuelle d’une stratégie de résolution Le professeur guide: Décrivez avec des phrases courtes l’expérience que vous pourriez faire pour retrouver cette loi. On va fabriquer un circuit en série et un circuit en dérivation

Le professeur fait prendre conscience que l’action ne suffit pas pour tester la validité de la loi. Comment verras tu que la loi est vérifiée? Le professeur aide Souligne les mots clefs dans la loi Le professeur apporte les infos pratiques. Je ne peux pas vous donner le matériel pour les deux montages en même temps,la moitié de la classe fera les montages en série et l’autre moitié les montages en dérivation

Questions des élèves Qu’est ce que les bornes? Qu’est ce qu’ un récepteur,un dipôle? Qu’est ce que la tension? Le professeur répond , recentre les élèves sur la tâche a accomplir et donne des conseils

Les élèves commencent a donner un sens à l’énoncé de loi On va fabriquer un circuit en série ou en dérivation. On va prendre la tension du générateur On va prendre ou calculer la tension des dipôles récepteurs …..

b) Formulation collective du protocole expérimental Le professeur vérifie alors que tous les élèves se représentent la tâche à accomplir et les guide pour une formulation commune des étapes du protocole.

Les élèves écrivent dans leur cahier les étapes: 1 On construit un circuit série ou dérivation 2 On mesure la tension entre les 2 bornes du générateur 3 On mesure la tension entre les 2 bornes de chaque lampe 4 On additionne les tensions mesurées entre les 2 bornes de chaque lampe 5 On compare les deux valeurs

4°) Résolution du probleme par les élèves a) Schématiser l’expérience à réaliser Les élèves demandent des infos supplémentaires: Avec quoi mesure t on la tension? Comment dessiner un appareil qui mesure la tension ?Ou le dessiner? Combien y a-t-il de récepteurs?....

Le professeur répond ,donne les infos : - Il donne le nom de l’appareil qui mesure la tension et comment il se banche. - Il donne le nombre et la nature des récepteurs.

b) Réalisation de l’expérience Le professeur est une personne ressource : - qui donne le matériel - qui rappelle les consignes de sécurité ! C’est lui qui met en route le générateur!

Les élèves demandent des infos sur le multimètre Le professeur apporte les infos et des aides Il ne donne pas obligatoirement directement les réponses mais des pistes Il incite les élèves a bien utiliser le voltmètre

Les élèves: - Notent sur leur cahier ou feuille, le schéma,les résultats et les mesures - Font le calcul - Écrivent une conclusion Le professeur apporte les infos pour écrire les résultats: Symbole de la tension,U Symbole de la tension générateur Ug L’unité de tension est le VOLT ,son symbole est V

5°) Acquisition et structuration des connaissances Le professeur est alors coordinateur -Structuration les connaissances Qu’avez vous fait? Dans quel but? As-tu retrouvé la loi oubliée par Karim? Que faut il retenir. Conclusion. -Élaboration d’une trace écrite au brouillon

Les élèves: S’approprient le nouveau savoir Reformulent les connaissances nouvelles Écrivent la conclusion générale:loi des tensions dans un circuit en série

6°) Réinvestissement des connaissances nouvelles Évaluation expérimentale: Mesure de tensions,…. Exercices d’application sur la loi des tensions Devoir