Une maquette éclairée de l'école (cycle 3) publié le 10/07/2008  - mis à jour le 26/08/2008

Electricité : séquence de 4 séances sur la construction d’une maquette éclairée de l’école, à réaliser en début de cycle 3 (travail élaboré lors d’un stage de formation continue).

Résumé

Afin d’informer les visiteurs et les correspondants de l’école de l’organisation spatiale de l’établissement, les élèves vont construire un plan éclairé de l’école. Le plan a été élaboré auparavant.

• Points du programme abordés :
  • Construction d’un circuit électrique simple alimenté par une pile
  • Mise en parallèle de circuits simples pour fabriquer un objet technologique élémentaire à caractère utilitaire
  • Sensibilisation aux dangers de l’électricité

• Objectifs généraux :
  • Maîtriser le langage oral et écrit (décrire une manipulation et faire un compte rendu d’observation)
  • Dialoguer, échanger et communiquer
  • Accepter la remise en cause et tenir compte de l’échange pour faire avancer le débat
  • Emettre des hypothèses faire des choix et les expliquer
  • Aller vers l’abstraction
  • Représenter l’espace

• Objectifs spécifiques :
  • Acquérir un vocabulaire spécifique en électricité
  • Mettre en oeuvre une démarche technologique (résolution de problème par tâtonnement expérimental, conception de montages…)
  • Apprendre à schématiser

1ère séance

Situation déclenchante : étude de la lampe torche, comment ça marche ?

Lampe non démontée :

• ce que nous observons : il y a une ampoule, un bouton et une boîte
• ce que nous pensons : l’ampoule s’allume grâce à une pile quand on appuie sur le bouton

Lampe démontée :

• ce que nous observons : il y a une ampoule et une ou deux piles (plate ou rondes), du métal avec un interrupteur dessus.
• ce que nous pensons :
  a) le courant de la pile passe dans l’ampoule pour l’allumer
  b)le bouton permet d’allumer ou d’éteindre l’ampoule (sera traité dans une séance ultérieure)

Problème posé : comment faire fonctionner une ampoule avec une pile plate ?

Mise à disposition de chaque groupe d’une pile plate et d’une ampoule.

• Expérimentation : tâtonnements, et production de dessins par groupe
• Mise en commun : tri des dessins (justes/faux)
• Schématisation collective avec légende (bornes, plot, culot…).

2ème séance

1er problème posé : comment faire fonctionner une ampoule avec une pile ronde ?

• 1ère expérimentation : apparaît la nécessité d’une connexion entre une des bornes de la pile et une des bornes de l’ampoule.
• 2ème expérimentation : construction de " circuits " avec une connexion
• Mise en commun : tri des dessins
• Schématisation collective (fil conducteur)

2ème problème posé : comment faire fonctionner une ampoule loin d’une pile (plate ou ronde) ?

Mise à disposition de piles, ampoules, fils

• Expérimentation : construction de circuits avec deux fils
• Mise en commun : schématisation collective

3ème séance

Problème posé : comment allumer ou éteindre sans démonter le système ? (cf. 1ère séance)

• observation collective : démontage d’un interrupteur pour faire apparaître la notion de coupe-circuit
• Expérimentation : montage d’un circuit avec interrupteur
• Mise en commun : schématisation collective

4ème séance

Situation déclenchante : on va construire un plan éclairé de l’école

1er problème posé : comment organiser des circuits simples pour illuminer notre plan ?

• Ce que nous pensons : il faut autant de piles, d’ampoules, d’interrupteurs que de salles à éclairer (à partir du plan papier travaillé en amont).

2ème problème posé (par le maître) : est-ce qu’on pourrait utiliser moins de piles que d’ampoules ?

• Expérimentation : alimentation de plusieurs circuits à partir d’une même pile.
• Mise en commun : essai de schématisation du montage électrique final sur le plan.

5ème séance

Situation déclenchante : présentation du plan éclairé réalisé par le maître (8 points lumineux).

• Observation collective
• Inventaire des besoins
• Tri

• Partie électrique, matériaux :
  • 2 piles
  • 8 ampoules
  • 8 interrupteurs
  • 8 supports d’ampoules
  • 16 fils
  • (le montage peut être réalisé avec des cosses et des dominos)

• Partie boîtier, matériaux :
  • 1 plaque de contreplaqué de 5 mm pour le fond (55 cm x 45 cm)
  • 1 plaque de contreplaqué de 3 mm pour le couvercle (en 2 parties : 55 x 35 et 55 x 10)
  • 4 longueurs de tasseaux de 2m (section 10 mm x 28 mm)
  • 2 charnières
  • 1 crochet de fermeture
  • vis (4 mm x 20 mm)
  • pointes de 20 mm

• Outils :
  • petit tournevis
  • pince à dénuder
  • marteau
  • perceuse, visseuse à batterie
  • papier de verre
  • règle et crayon à papier
  • colle à bois

Séances suivantes

Séances consacrées à la réalisation de l’objet (par groupe)

• Montage du bâti et du tableau de bord (par collage des liteaux sur le fond)
• Mise en place du montage électrique sur le fond
• Connexion aux interrupteurs du tableau de bord
• Report du plan de l’école sur le couvercle de la boîte
• Accrochage du fond et du couvercle avec les charnières

Séance finale

Ecriture d’une fiche technique relatant la chronologie de la réalisation de l’objet