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DEROULEMENT
1.
Fabriquer un testeur
1.1. Mettre en situation
L’enseignant montre aux élèves un appareil “assez
compliqué”, ampèremètre - voltmètre -
ohmmètre ... Bref un testeur. Souvent les enfants ont déjà
vu cet appareil et certains savent que cet appareil sert à mesurer
“le courant”.
Information pour l’enseignant en ce qui concerne l’utilisation
En fait ce type d’appareil permet effectivement de mesurer, il
permet de mesurer la différence de potentiel entre 2 points (en
volts V), l’intensité du courant (le débit du courant
en ampère A), et la résistance d’un matériau
au passage du courant (en Ohm ). Certains appareils plus évolués
permettent de contrôler les diodes ... Les unités V,A, Ohms
ne sont pas à connaître !
1.2. Utilisation
Ce qui nous intéresse dans ce contexte :
- Premièrement montrer aux élèves que l’appareil
mesure bien le courant qui passe.
Information pour l’enseignant en ce qui concerne l’utilisation
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Pour
les enseignants n’ayant pas l’habitude il faut choisir la
partie V_ ou V... qui signifie courant continu, puis choisir une valeur
par exemple 20, cela signifie que l’appareil ne pourra mesurer
une différence de potentiel supérieure à 20 V.
Ceci est largement suffisant pour les piles (max. 9 volts).
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- Deuxièmement de montrer que l’appareil mesure la résistance
d’un matériau, car cette notion renvoie au phénomène
isolant/ conducteur.
Information pour l’enseignant en ce qui concerne l’utilisation
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| Lorsque
un matériau est isolant, sa résistance est maximum,
ce qui se traduit par le chiffre 1 sur un appareil à affichage
digital, ou par une aiguille déviée au maximum pour
appareil avec cadran. C’est le contraire pour un matériau
conducteur. Donc un bon isolant => 1, et un conducteur => 0
... |
1.3. Problème
Cet appareil est assez difficile d’utilisation, on ne comprend
pas forcément ce qui se passe à l’intérieur, par
contre on peut fabriquer un testeur beaucoup plus simple capable de nous
montrer si un matériau est isolant ou conducteur. En pointant les
câbles contre un matériau on doit voir si le courant passe.
Brouillon oral :
- Qu’est-ce qui peut ou bien quel objet peut donner un signal ? une
ampoule, un moteur, ...
Donc il suffit de construire un circuit avec quelque chose qui donne un
signal.
Que cherchons-nous ?
- Faire formuler aux élèves le but de l’activité
présentée : “Que va t’on chercher à faire
?”
2. Anticipation - Expériences
2.1. Plan de travail décidé collectivement (organisation
des étapes, ce que je cherche*, ce que je pense faire, matériel
...)
* Remarque : Même s’il y a eu discussion collective à
ce sujet c’est intéressant de repérer (pour pouvoir recadrer)
comment les élèves formulent le problème.
2.2. Préparation
Par groupe ou binôme, les élèves préparent le
schéma d’un circuit testeur. Ils préparent la liste du
matériel. Le type de matériel disponible est directement visible
par les élèves.
2.3. Expériences - résultats
Les élèves testent leur montage et le modifient si besoin.
L’enseignant incite les élèves à noter les modifications
apportées sur le cahier d’expériences.
Les groupes ont une série d’objets identiques à tester
(clou, papier, papier aluminium, plastique, verre d’eau, craie, cheville
plastique)
Les groupes notent et organisent leurs résultats, souvent ils testent
en plus des objets présents sur leur table.
3. Synthèse
Arriver à comprendre ce qu’est un circuit testeur (ouvert)
en comparant les productions pour une généralisation.
3.1. Dégager un montage électrique type du testeur
Exemple :
(Trace collective)
3.2. Mise en commun des résultats, comment les noter de
manière organisée et économique.
Remarque : Si les élèves n’ont pas travaillé
sur l’organisation des données, il est préférable
de prévoir un temps spécifique pour cela.
3.3. Quelles connaissances / isolant -conducteur ? D’après
les résultats trouvés les élèves déduisent
en général que les plastiques sont des isolants, les métaux
sont des conducteurs, et que l’eau est un isolant ...
Remarque : Les résultats cités ci-dessus sont incorrects
notamment pour l’eau, il convient donc en notant ces résultats
d’être prudent sur la formulation en faisant remarquer aux
élèves qu’il s’agit des résultats de la
classe. (Exemple :Dans la classe après expérience voir schéma
... nous trouvons que ... etc.)
Remarque : Il s’agit d’une loi partielle qui a un domaine de
validité très petit, en cycle 3 il est intéressant
d’élargir ce domaine pour voir que ce n’est pas si simple.
Un point fondamental en tout cas à ne pas laissr en l’état,
c’est l’erreur “l’eau est isolante” à
cause des problèmes de sécurité qui en découlent.
4. Le problème de l’eau :
- Amener les élèves à revoir les premiers résultats
expérimentaux en ce qui concerne l’eau.
4.1. Lecture d’une brochure PROMOTELEC “Notre amie l’électricité”
Proposer aux élèves de lire les pages 10 - 11 - 12 -
13. Dans la brochure on lit :
- L’air est un isolant pour 4,5 Volts
- L’air n’est plus un isolant pour les milliers de volts des
soirs d’orage
- L’eau est conducteur (“C’est pire si on est mouillé”)
4.2. Réactions - débats - hypothèses
- Que pouvez-vous dire ? Y a t’il un résultat surprenant ?
L’eau pourquoi la trouvons-nous isolante alors que dans le livre,
elle est classée conductrice et donc élément dangereux
?
Les élèves formulent leur hypothèse
Remarque : Souvent les élèves proposent une explication
valable en transposant ce qu’ils ont lu pour l’air (p11 “
Si l’air est isolant pour 4,5 Volts, il ne l’est plus quand
...”). L’expérience pour vérifier serait donc
d’augmenter la puissance de la pile pour trouver le seuil. Mais cela
deviendrait dangereux !!! Seuil pour le danger 24 Volts). D’où
la proposition 4.3.
4.3. Une expérience à interpréter
Les élèves reçoivent un protocole d’expérience
tout prêt à mettre en oeuvre leur travail consistera à
noter les résultats et à dégager une conclusion.( Voir)
4.4. Synthèse - Formuler ses résultats et expliquer leur
signification.
Les élèves confrontent leurs résultats, et dégagent
une explication. L’eau n’est pas un bon conducteur pour un courant
électrique faible, mais c’est un conducteur et non un isolant,
car une LED s’allume, alors qu’elle ne s’allume pas avec
un morceau de plastique.
IMPORTANT de reprendre le cahier d’expériences et de corriger
la trace collective précédente
Exemple : (ERRATUM) en précisant que l’eau est un conducteur
surtout pour les courants électriques forts, il faut donc être
prudent lorsqu’on est mouillé.
Travail
personnel
Lire la brochure et notamment les pages 13- 14 - 20 - 21 - 22 - 23
- 24 - 25.
Articulation avec un travail sur la pratique de la langue.
En fonction de l’organisation de la classe l’enseignant
peut prévoir un travail d’écrit qui va consister
à demander aux élèves de regrouper et organiser
les données entre ce qui est dangereux face à ce qu’il
faut faire.
Compétence/ Écrire : rédiger un texte pour
communiquer des connaissances. |
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