Animation du 25/02/15 à Espalion Le ciel et la Terre Animation du 25/02/15 à Espalion

Objectif général Favoriser la mise en place d’un module d’apprentissage « Le ciel et la terre au cycle 3 » permettant l’acquisition d’une démarche et de connaissances scientifiques.

Objectifs spécifiques Etat des lieux de la maîtrise des connaissances de l’enseignant à son niveau : Mouvement apparent du soleil au cours de la journée Variations de la durée du jour au cours de l’année Contributions de Copernic et Galilée à l’évolution des idées en astronomie… Identification des connaissances à faire acquérir aux élèves. Place du module dans la progression du cycle 3, Construction de séances d’apprentissage ; évaluation des acquis des élèves.

Programmes…

Déroulement Mises en situation permettant : État des lieux en matière de connaissances, Construction d’une séance Démarche d’investigation La démarche d’investigation Réflexions diverses : trace écrite, évaluation… Progressions : scénario conceptuel… Ressources

PUB ! Est-ce possible ? Si oui : où se trouve l’homme au bord de la mer ? Si non : pourquoi ? Par groupe : se mettre d’accord et justifier sa réponse. matériel à disposition durée 15 mn

Quelle démarche pour arriver à cette modélisation ? situation de référence (problématique) hypothèse(s) Modélisation / observation / documentation / expérimentation Conclusion Trace écrite ?

Modèles possibles pour une alternance jour/nuit : Est-il possible d’avoir, en même temps, un lever et un coucher du Soleil en 2 endroits sur Terre ? Modèles possibles pour une alternance jour/nuit : 1. La Terre tourne sur elle-même 2. Le Soleil tourne autour de la Terre 3. La Terre tourne autour du soleil (les jours et les nuits durent 6 mois !) 4. Le Soleil est périodiquement éclipsé (il n’y a ni lever, ni coucher du soleil)

La Terre tourne autour du soleil ? Contribution de Copernic et Galilée : Passage d’un modèle géocentrique (La Terre au centre) à un modèle héliocentrique (Le soleil au centre) Voir Document

Répondre et justifier : La Terre tourne sur elle même ? Dans quel sens ? La durée du jour est-elle identique partout, à un moment donné ? La durée du jour est-elle identique tout le temps, en un lieu donné ? Pourquoi fait-il plus froid en hiver qu’en été ?

La Terre tourne sur elle même ? Dans quel sens ? Pendule de Foucault (1851) : Lien 1 Lien 2 Ronde : modélisation humaine

La durée du jour est-elle identique partout, à un moment donné ? NON ! Inclinaison de l’axe de rotation de la Terre :

La durée du jour est-elle identique tout le temps, en un lieu donné ? NON ! L’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre est constant : Eté Hiver

Pourquoi fait-il plus froid en hiver qu’en été ? Les rayons du Soleil arrivent sur Terre en faisant un angle avec la surface terrestre. Cet angle dépend du lieu, de l’heure, et de la saison ! « l’énergie est diluée », « le même rayon éclaire une plus grande surface, alors il chauffe moins » Expérience du carré de chocolat…

Pause…

La démarche d’investigation

Réflexions… Problématique De l’importance de s’approprier la question de départ, donner du sens, envie de le résoudre… Emergence des représentations Tenir compte des questions et des idées des élèves Travail en groupe : 3/4 élèves, donner des rôles, … Ce n’est pas qu’en agissant sur et avec les objets que l’on apprend, c’est aussi en parlant avec les autres enfants et en écrivant aussi bien pour soi que pour les autres L’expérimentation De l’importance d’expérimenter soi-même, l’élève apprend par lui-même, en faisant lui-même les expériences, cela reste ancré dans sa mémoire. La modélisation : avec les corps, les objets, vidéos… attention toutefois à ne pas induire de « mauvaises » représentations L’observation On n’observe que ce que l’on cherche à observer La documentation On trouve dans la documentation beaucoup d’informations, mais on trouvera encore mieux si l’on sait ce que l’on cherche

Réflexions… Quelles productions pour l'élève ? Les élèves sont invités individuellement ou en groupe à produire des écrits (textes, dessins, schémas, graphes) qui sont acceptés en l’état et utilisés en classe comme moyens pour mieux apprendre. Place de la trace écrite et quelle trace écrite ? Les élèves possèdent chacun un cahier d’expériences qui comporte en général trois types d’écrits bien distincts : les écrits individuels, les écrits intermédiaires et les écrits collectifs : Les écrits individuels : pour l’élève, l’objectif de ce type d’écrits est d’aider non seulement l’élève à se souvenir mais aussi à structurer sa pensée. Les écrits intermédiaires : pour les autres, ces écrits sont en général des écrits de groupe et ont très souvent pour vocation de communiquer aux autres… Les écrits de la classe ou écrits collectifs. Il s’agit de traces élaborées collectivement en classe entière avec l’aide du maître qui aide à la formalisation et à l’organisation. Ces écrits ont en effet le statut de « savoir » L’ensemble de ces écrits permet à l’enfant de réaliser les progrès qu’il a fait, de se souvenir de ce qui a été fait et de constater l’évolution de sa pensée au cours de l’année, voire de plusieurs années successives.

Les dimensions du système solaire Astre Distance / soleil (km) Approximation (km) (minutes lumière) Diamètre (km) Approximation (km) Soleil     1 391 000 1 400 000 Mercure 57 940 000 58 000 000 4 990 4 800 Vénus 108 270 000 110 000 000 12 400 12 200 Terre 149 680 000 150 000 000 8’ 12 756 12 750 Mars 228 060 000 230 000 000 6 800 6 700 Jupiter 778 730 000 780 000 000 142 700 143 000 Saturne 1 427 700 000 1 400 000 000 77’ 120 800 122 000 Uranus 2 872 400 000 2 900 000 000 47 100 52 000 Neptune 4 500 800 000 4 500 000 000 44 500 48 000 Pluton 5 914 800 000 4600 27

Comparaisons Terre Soleil Distance Terre-soleil 12 750 km 1 400 000 km diamètre Soleil Distance Terre-soleil 12 750 km 1 400 000 km 150 000 000 km 1 cm 109 cm 11 764 cm 1m 120 m 5 cm 5 m 600 m

Progression Scénario Conceptuel ? But : créer un cheminement « logique » permettant de parcourir le programme à partir de thèmes, de questions, …

Exemple à partir de questions d’élève :

Création de liens, de cheminements possibles

Exemple à partir des programmes

Un exemple

A vous de jouer… Créer un scénario possible à partir des thèmes du cycle 3 en partant du thème de l’éclipse

Ressources Eclipse du 20 mars 2015 (document) Sites : Logiciels : Canopée , vidéos « les fondamentaux » Lamap Mathesciences 31 Lesite.TV vidéo « C’est pas sorcier » CNES Cahier Clairaut : n°126 (été 2009), n°125 (printemps 2009), n°129 (printemps 2010) Logiciels : Stellarium Celestia Malette : livres… Association Association Astronomie Andromède Aveyron (4A) Cité de l’espace Dispositif ASTEP : promouvoir les sciences