Jean Luc Despretz - Conseiller pédagogique - Landivisiau - 29406

 

 

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Défi-sciences: construire un objet mobile
et imaginer des systèmes qui lui permettent un déplacement autonome.

Ecole primaire de St Servais en février-mars 2002
Classe du CP au CM1

Séance 1

Objectifs           

-     émettre des hypothèses à la lecture de l’énoncé
-         concevoir un objet mobile (représentation, explication, matériel)
-         présenter ses recherches, être attentif aux recherches des autres groupes

Temps

Déroulement

Organisation

Matériel/supports

Observations

10 min

·        Présentation du défi

·        Lecture et interprétation de l’énoncé (vocabulaire, sens : objet mobile, déplacement autonome)

·        Axes de recherche et premières hypothèses (roule, glisse, vole, …)

Oral collectif

Tableau

Propositions inscrites au tableau

Ordre des actions

Premiers éléments du cahier des charges

20 min

·        Représentations / recherche

Consigne : concevoir un objet mobile facile à construire qui puisse se déplacer.

Le travail de recherche doit comporter
-         un dessin
-         un court texte explicatif
-         une liste du matériel nécessaire

Groupes de 2 ou 3

Carnet d’expérience pour le groupe

 

20 min

·        analyse des recherches

Le projet est-il réalisable ?
Peut-on interpréter facilement le dessin ?
L’objet peut-il rouler ?

Oral collectif

Présentation aux autres groupes
Remarques/questions

 

Notes prises par l’enseignant pour chaque groupe (remarques, commentaires) pour une diffusion ultérieure.

10 min

·        perpectives de travail pour la prochaine séance (apporter une voiture jouet)

·        matériel à prévoir (ex : bois, vis, … )

   

Matériel et matériaux à prévoir par l’enseignant en fonction des projets

Présentation et analyse des projets

Chaque groupe présente son projet aux autres qui peuvent intervenir et questionner.
L’enseignant n’intervient pas ou très peu. Les échanges se font entre élèves.

Au tableau : 3 questions qui aident au débat
1-     Peut-on réaliser cet objet (critères de faisabilité répondant à la consigne d’objet simple)
2-     L’objet peut-il « bouger » ? (critère de déplacement essentiel par rapport à la problématique de départ)
3-     Est-ce que le dessin explique bien ce qu’on doit faire ? (en relation avec la consigne de départ qui demandait un dessin, un texte explicatif et une liste du matériel)

Réponses des groupes d’élèves

Groupes

Objets présentés

On peut le construire

Il peut bouger

Le dessin explique bien

Alexandre, Léa

Une voiture

oui

Oui
Avec des piles

Ça manque d’explications. Le problème des roues et des piles n’est pas réglé.

Rémi, Maëlle, Stéphanie

Un sous marin

oui

Oui
Avec une hélice

Dessin intéressant : des flèches et une légende qui explique.

Maxime, Steven

Un camion de pompiers

oui

Oui
Avec un ventilateur

A améliorer. Le problème de la propulsion n’est pas très clair.

Emilie, Laurence

Un bateau à voile

oui

Oui
Avec le vent

Non. ……….

Julia, Morgane

Un car

oui

Oui
Avec un ventilateur

A améliorer. Le problème de la propulsion n’est pas très clair.

Mathieu, Eddy

Une voiture de course

oui

Oui avec un ballon.
Un clou pour frein.

Il manque un texte. Le dessin est plat.


Analyse des réponses et des projets

-         Les élèves répondent sur des critères normatifs par rapport aux consignes de départ : « tu n’as pas écrit de texte explicatif » « il manque quelque chose »
-         Ils évaluent avant tout la qualité du dessin (qui représente un objet proche de la réalité, qui a un sens , qui est bien dessiné, qui a des couleurs) et moins son rôle descriptif et explicatif pour un futur montage. L’analyse est plus artistique que scientifique.
-          La liste de matériel est imprécise et mal ciblée. On se situe dans le domaine du travail manuel (apparence finale et  matériaux : colle, carton, crayons feutres, …) mais très peu dans le fonctionnel.
-         Les systèmes de propulsion sont encore très flous (mais le travail proposé ne demandait pas une réflexion approfondie sur le déplacement)
-         Le dessin de Mathieu et Eddy est mal considéré par l’ensemble des groupes (trop plat, peu représentatif, mal compris) alors que c’est le seul se rapprochant d’une schématisation fonctionnelle. L’explication fournie oralement sur le fonctionnement n’est certes pas très évidente.

Séance 2

Objectifs
- analyser les productions pour déterminer les éléments intéressants et manquants
- élaborer une trame de fiche de fabrication après observation de documents
- utiliser cette trame pour la description du projet retenu

Temps

Déroulement

Organisation

Matériel/support

Observations

5 min

Rappel du travail effectué et des objectifs

Oral collectif

Dessins au tableau

 

10 min

Analyse des réponses des élèves sur les dessins des projets
Peut-on interpréter facilement le dessin ?
Possède t-on les éléments qui vont permettre de le fabriquer ? Pourquoi ?

Oral collectif

Fiche de réponse des élèves (notes prises par l’enseignante)

Eléments de réponse notés au tableau (points intéressants et manques éventuels)

15 min

Observation et analyse de fiches de fabrication

Groupes

Fiches de fabrication en couleur

Questionnaire de lecture du document

Aide des enseignants dans les différents groupes

20 min

Elaboration d’une trame commune de fiche de fabrication (éléments essentiels) et application pour le projet retenu.

Oral collectif

Groupes

Tableau

Fiche de travail (trames vierges)

Aide des enseignants dans les différents groupes

5 min

Synthèse de l’avancement des projets

Oral

   

Analyse de la séance 2           Interprétation des dessins

• Les élèves admettent qu’il est très difficile d’interpréter les dessins mais perçoivent difficilement les causes de cette difficulté. Les raisons invoquées sont plutôt d’ordre de manque de compétences graphiques (c’est dur à dessiner, on n’arrive pas toujours à faire)


•Les points intéressants sont notés au tableau

- présence d’un titre

- dessin général représentant l’objet mais pas toujours représentatif

- flèches et légendes explicatives

- liste du matériel mais incomplète ou mal définie


• Quelques points manquants sont relevés

- les explications ne sont pas claires ni sur la construction ni sur le fonctionnement

- on ne sait pas comment construire l’objet

Analyse de fiches de fabrication (questionnaire individuel + analyse collective)

• Intérêt de ces fiches :
- elles sont claires et faciles à comprendre

- les dessins sont représentatifs de l’objet une fois construit

- on explique bien comment construire l’objet (phases de fabrication)

- la liste du matériel est précise

Remarque : les réponses individuelles et le débat prouvent que la différence entre le dessin imaginatif et le dessin schématisé avec les matériaux de construction n’est pas encore bien perçue, surtout chez les plus jeu
nes. Cet aspect sera repris lors de la 3ème séance.

• Idées à conserver notées au tableau: trame de fiche de fabrication

Elaboration en groupes de la fiche de fabrication (qui n’est plus un simple dessin)

Cette partie créatrice aurait été plus productive si les élèves avaient pu manipuler  ou simplement se rendre compte du matériel disponible mis à disposition (prévu pour la prochaine séance). Il est en effet difficile de prévoir la construction d’un objet sans connaître exactement les composantes de cet objet, or la phase de recherche nécessite cette connaissance à ce stade.

Les élèves dressent la liste du matériel nécessaire ou manquant pour leur projet, ainsi que ce qu’il pourront eux-mêmes rapporter à l’école.

Séance 3

Objectifs
- faire l'inventaire du matériel et choisir les matériaux de construction de son projet
- commencer la construction en notant les étapes de fabrication
- présenter son projet aux autres

Temps

Déroulement

Organisation

Matériel/support

Observations

5 min

Rappel du travail effectué et des objectifs
Présentation des objectifs de la séance

Oral collectif

 

 

10 min

Inventaire du matériel disponible et description

Collectif

 

Eléments de réponse notés au tableau

15 min

Construction de l'objet et liste du matériel
Consignes:
- aucune fixation définitive
- plusieurs essais possibles
- manques et besoins éventuels
- matériel utilisé noté sur la fiche de fabrication au fur et à mesure

Groupes

Matériel de construction
Outils
Fiches de fabrication

Aide des enseignants dans les différents groupes

Photos et courts extraits vidéos

20 min

Présentation aux autres
Remarques
Améliorations éventuelles
L'objet répond t-il à la problématique de départ ?

Oral collectif

 

Tableau

 

Prise de notes

5 min

Perspectives pour la prochaine séance
- matériel manquant
- système de propulsion

Oral

   

Analyse de la séance 3

Construction de l’objet

-         en fonction de leur projet (fiche de fabrication) et du matériel existant, les groupes se munissent du matériel disponible et commencent la fabrication de manière un peu désordonnée.
-         Les enseignants (maîtresse + CPC) sont appelés à l’aide pour percer, scier, aider à fixer, réparer.
-         Pas d’intervention ou très peu dans l’élaboration des objets roulants: les élèves construisent à leur rythme selon leurs idées, ce qui donne un résultat plus ou moins fonctionnel

Problèmes rencontrés

-         Le perçage des roues (bouchons plastique difficiles à trouer et trou difficile à centrer)
-         La hauteur des roues par rapport au châssis (frottements)
-         La fixation des roues sur les axes (pics à brochettes cassants sur bouchons en liège résistants, diamètre du trou par rapport aux axes)
-         Le maintien en place des roues et la stabilité (roues de travers ou trop serrées, roues qui partent toutes seules)
-         Fixations provisoires de certains éléments à l’aide d’élastiques difficiles à installer
-         Voile trop petite par rapport au bateau (manque de tissu approprié)
-         Les systèmes de propulsion ne sont toujours pas imaginés à part deux groupes de CM (vent pour les voiles et ballon gonflé pour une voiture). Les autres groupes imaginent un système de propulsion à l’aide d’un ventilateur ? Le groupe qui construit le sous marin imagine une hélice mais sans idée de fonctionnement.

Présentation et analyse des projets

-         chaque groupe expose son « prototype » et explique sa façon d’avancer.
-         Les problèmes rencontrés sont évoqués
-         Problèmes de construction ou de matériaux
-         Problèmes de fonctionnement (on remarque les frottements, les roues désaxées, la voile petite, etc)
-         Cette première analyse rapide sera reprise la prochaine fois après essais (fiche d’auto analyse)

Séance 4

Objectifs
- analyser les productions pour améliorer le déplacement
- essayer les prototypes (bac à eau, roulement, air pulsé)
- noter les dysfonctionnements et proposer des améliorations

Temps

Déroulement

Organisation

Matériel/support

Observations

5 min

Objectifs et modalités de travail

Oral collectif

   

15 min

Essais de déplacements (roulement, flottaison)

collectif

Objets, bac à eau, plan incliné, sèche-cheveux

Film sur les essais

Aide à l’observation des enseignants mais sans apporter de réponses précises

20 min

Observation, manipulation et analyse des dysfonctionnements éventuels (frottements, axes, …)

Propositions d’améliorations notées sur la fiche d’analyse

Un groupe analyse l’objet d’un autre groupe

Objets mobiles

Grille d’observation

Aide des enseignants de groupe en groupe

15 min

Synthèse globale des remarques et améliorations à apporter

Propositions de l’enseignant si besoin (ex : notion d’axe)

collectif

Objets mobiles

Grille d’observation

Notes au tableau pour chaque objet
Feuille de synthèse à préparer

Séance 5

Objectifs   

-     faire la synthèse des améliorations à apporter pour le déplacement des objets
-     comprendre certains apports techniques pour améliorer ce déplacement
-         analyser des systèmes de propulsion
-         reprendre la construction des objets mobiles en intégrant ces nouveaux facteurs

Temps

Déroulement

Organisation

Matériel/support

10 ‘

Rappel des propositions d’amélioration des objets

 

Feuille de synthèse présentant les résultats des recherches et propositions

15’

Apport technique (axe, symétrie + voile et direction du vent + air et flottabilité)

Individuel

Schéma à étudier et compléter

15 ‘

Apport du maître pour prévoir un système de propulsion (aimants, élastique, moteur)

Collectif

Echange oral

Objets propulsés par ces différents éléments

Fiche explicative à compléter

 

Reprise de la construction des objets en tenant compte des améliorations à apporter sur le déplacement et la propulsion.

groupes

Prototypes

Matériel de construction

Perspectives (non détaillées)

Finir la construction des objets
Tester les déplacements
Elaborer de manière définitive la fiche de fabrication