Transmission et transformation du mouvement au cycle 3
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1. Le bourg CENTRE DE RESSOURCES gt 81430 Le Fraysse SCIENCES TECHNOLOGIE t l 06 08 51 62 42 NOUVELLES TECHNOLOGIES 4 courriel Rer Monts Alban 81 ac toulouse fr Site Internet http technofraysse new fr Les coles engag es dans le projet 2004 2005 Ecole d Alban Classe de M Yves Le Poec 18 l ves _ Classe de M Philippe Maraval 19 l ves Ecole de Montfranc _ Classe de Melle Candice Fumery 18 eleves Ecole de Montroc Classe de Mme Delphine Bardou 20 leves Ecole de Villeneuve Classe de M Jean Michel Suminski 16 l ves Sommaire Introduction Notre d marche scientifique et technologique S ance n 1 le tri S ance n 2 une construction S ance n 3 l identification des objets et des syst mes S ance n 4 vers les syst mes de transmission S ances n 5 et 6 analyse et construction S ance n 7 les d fis la conception 1 S ance n 8 les d fis la repr sentation 2 S ance n 9 les d fis la pr vision 3 S ances n 10 et 11 la construction des objets S ance n 12 l am lioration des objets Evaluation Conclusion INTRODUCTION En 2003 cinq enseignants de cycle 3 d un m me secteur rural dans les Monts d Alban Tarn ont d cid de travailler ensemble pour mettre en uvre une programmation scientifique sur trois ans celle ci devant leur permettre de r pondre au Plan de R novation de l Enseignement des Sciences et de la Technologie l Ecole Plusi2. cise des objectifs des comp tences notionnelles et des comp tences m thodologiques d velopper voir annexe 15 EVALUATION DE FIN DE SEQUENCE 16 17 18 EVALUATION PLURIDISCIPLINATRE Et les l ves qu ont ils appris Tout au long des activit s les l ves d veloppent les comp tences attendues par les programmes des trois cycles de l cole primaire Celles ci se d clinent en termes de Savoirs acquis Savoir faire maltrises savoir tre d velopp s Les l ves y abordent de nombreuses disciplines le domaine de la ma trise de la langue le domaine math matique le domaine technologique les arts visuels En math matiques Ils ont appris e calculer des longueurs des aires parfois des volumes e mesurer et tracer e estimer un r sultat e produire des figures ou des sch mas en utilisant les instruments et les techniques adapt es e faire une premi re approche de la notion de proportionnalit En sciences et technologie Ils ont appris e rechercher des informations en fonction d un projet les valider et les utiliser e se questionner mettre des hypoth ses les v rifier exp rimenter se documenter ti rer profit d une visite questionner un expert e concevoir r aliser tester modifier valuer et valider e utiliser un ordinateur et plus pr cis ment un traitement de texte un logiciel de des sin En ma trise de la langue Il
3. et M Jean SERIN ont d cid d accompagner en v ritables militants des sciences le projet dans son en semble de sa conception son bilan final sans compter le temps consacr L accompagnement institutionnel du projet a t men dans le cadre d animations formation par M Michel LAFONT ma tre formateur membre du groupe Sciences d partemental en charge de l animation La Main la P te depuis 1998 L apport logistique du Centre de Ressources Sciences et Technologie du Fraysse cr en 2003 et l aide pr cieuse des aides ducatrices V ronique C be et C cile Drougard figurent parmi les l ments d termi nants de la r ussite du projet Les enseignants impliqu s Delphine Bardou Bruno Delteil Candice Fumery Yves Le Po c Philippe Mara val et Jean Michel Suminski NOTRE DEMARCHE SCIENTIFIQUE ET TECHNOLOGIQUE THEME TRAITE TRANSMISSION ET TRANSFORMATION DU MOUVEMENT Situations d clenchantes mission des hy potheses validations di verses Exp rimenter Se documenter Pr sentation d objets questions Vous devez imaginer un pont qui permette aux grands ba teaux de pouvoir passer Vous tes sur la route Une barri re vous emp che de passer Imaginer une barri re que l on puisse monter ou descendre Vous devez ranger des objets lourds en hauteur sur des ta g res diff rents niveaux Imaginer un v hicule qui vous per mette de le faire Vous d
4. l ensemble des syst mes taient repr sent s photo n 5 Un nouveau tri dans le mus e des objets est r alis consolidant le vocabulaire n cessaire pour nommer les diff rents syst mes et mettant en vidence le syst me de transmission de mouvement utili s Cd Puis les enfants ont t conduits les enfants a modifier des para Photons metres des diff rents systemes diametre des roues longueur des cha nes et en observer les cons quences Pour renforcer et syst matiser ces apports notionnels des fiches de montages des m canismes d objets ont t pr sent es aux enfants Ils devaient les r aliser l enseignant ne leur distribuant que le mat riel demand et nomm par les l ves SEANCE N 7 LES DEFIS LA CONCEPTION 1 Objectif recherch concevoir un objet pour r soudre un probl me Savoir notionnel poursuivi associer un objet r aliser un syst me de transmission pr rep r Comp tences m thodologiques vis es repr senter un montage par un dessin identifier un syst me de transmission Comp tences comportementales cibl es confronter des points de vue accepter le regard critique de l autre Les l ves ont t confront s un d fi pr sent sous forme crite Un travail individuel les am ne une premi re recherche dessin es quisse Les m canismes de fonctionnement n apparaissent pas 73 A la question des enseignants Co
5. mat riaux des supports et des outils Conna tre des r gles de s curit et rechercher l autonomie dans le maniement des outils et du mat riel technologique Avoir un esprit critique vis vis de l objet construit Savoir expliquer et d crire la construction de l objet R diger le compte rendu et le mettre en forme gr ce l outil informatique Cette d marche s est inspir e de la d marche d investigation telle qu elle est pr sent e dans un document tabli au niveau d partemental voir annexe SEANCE N 1 LE TRI Objectif recherch tri d objets Savoir notionnel poursuivi appropriation des comp tences lexicales li es au monde des objets mat riaux mati re fonction mode d emploi et rep rage des mots g n riques outils ustensiles jouets Comp tences m thodologiques vis es trier classer identifier mettre en forme les r sultats pour les communiquer Comp tences comportementales cibl es changer confronter Il a t demand chaque l ve d apporter pour la premi re s ance un ou plusieurs objets non lectriques de la vie quotidienne photo n 1 Tous les objets ont t regroup s puis les l ves ont t sollicit s en tort petits groupes pour trier selon leurs propres crit res oto n 1 Nos attentes taient li es aux mat riaux m tal plastique aux formes rond allong et surtout la pr sence d un syst me de t
6. BJETS Objectif recherch r aliser des objets Savoir notionnel poursuivi effectuer des trac s g om triques angles droits sym trie Comp tence m thodologique vis e savoir tracer pour construire Comp tence comportementale cibl e accepter les contraintes d un travail pr alable la construc tion Accompagn s d un adulte expert les l ves ont expos leurs projets et les d marches d finies de r alisation Ils ont r alis un trac au sol de leurs futures productions permettant de produire des gabarits res pectant scrupuleusement les dimensions les centrages et le rep rages des perpendiculaires et des pa ralleles Un choix des mat riaux est effectu dimension nature paisseur 4 Photo n 9 Les mat riaux sont d coup s et assembl s photos n 6 7 8 et 9 Les premiers tests sont effectu s 12 SEANCE N 12 L AMELIORATION DES OBJETS Objectif recherch valuer et am liorer les objets produits Savoir notionnel poursuivi conna tre des sp cificit s de mat riaux Comp tence m thodologique vis e comparer l attendu et le r alis Comp tence comportementale cibl e accepter la critique et am liorer son travail Harni 7 Une analyse en petits groupes puis collec tive des objets est men e Elle donne lieu une valuation par comparaison entre l at tendu d fini d
7. Evaluation repr sentation par sch ma du p dalier d une bicyclette 10 SEANCE N 9 LES DEFIS LA PREVISION 3 Objectif recherch pr voir et identifier les actions venir Savoirs notionnels poursuivis conna tre la fonction d outil rep rer l utilisation de mat riaux Comp tences m thodologiques vis es identifier et d finir les tapes de construction Comp tences comportementales cibl es savoir se projeter dans l avenir anticiper une d marche Le passage D ri1 Vaur tes sr la route Une barri re vows emplche de passer Imaginer ane barri re que l an paisse monter aw des e En vue de pr parer la s ance suivante il s av re n ces saire de compl ter les sch mas par les listes du mat riel utiliser outils mat riaux pieces et par les processus de r alisation d finition des tapes de r alisation Tous les groupes de trois ou quatre leves ont r dig une fiche de montage comportant obligatoirement letitre le d fi impos les tapes de construction le mat riel n cessaire le sch ma La r alisation de ces documenta donn lieu l utilisation d un logiciel de traitement de texte et donc la prise en compte des comp tences attendues dans le cadre du Bai L valuation des comp tences acquises s est faite par la simple lecture partag e des documents produits 11 SEANCES N 10 ET 11 LA CONSTRUCTION DES O
8. ans la fiche de montage et le r alis La mesure de cet cart permet de d finir les conduites tenir pour am liorer l objet Les l ves red finissent les processus de fa brication ou les mat riaux utilis s Dans quelques les modifications apporter tant trop importantes une nouvelle sch matisation a alors t demand e Ils r crivent la fiche de montage avec un traitement de texte et op rent la sch matisation sur un logi ciel de graphisme Les derniers tests sont r alis s et la pr sentation de l ensemble des travaux est men e lors d une journ e portes ouvertes voir photo n 10 13 EVALUATION En dehors des valuations port es par les l ves eux m mes lors des pr sentations des travaux voir pho tos n 11 12 13 et 14 et des appr ciations des parents re ues lors de la journ e Portes ouvertes une valuation d ensemble a t propos e aux l ves comportant une approche plus cognitive voir annexe Photo n 12 Photo n 13 Photo n 14 14 CONCLUSION L ensemble de la d marche mise en oeuvre durant cette s quence de 12 s ances a donn lieu une valua tion men e par tous les acteurs ayant pris part aux travaux Des remarques permettant d am liorer les conditions de l enseignement des sciences et de la technologie l cole nous conduisent porter nos efforts durant les ann es venir sur les situations d clenchantes la d finition pr
9. eurs fois r unis sous l gide du R seau d coles Rurales des Monts d Alban anim par Bruno DELTELL ils ont b ti ensemble une s quence sur le theme de l air Puis en 2004 ce sont les themes de la transmis sion et de la transformation du mouvement qui ont t trait s En 2005 c est le theme des leviers qui sera retenu Pour le projet qui a concern l ann e scolaire 2004 2005 autour du theme Transmission du mouve ment l intention nourrie des exp riences pr c dentes est multiple Construire des s ances coh rentes s inscrivant dans une d marche d investigation Construire pour tous les l ves qui fr quenteront le m me coll ge un socle commun de connais sances D passer les appr hensions de chacun des enseignants pour la mise en place cette activit Renforcer les connaissances en travaillant plusieurs autour de personnes scientifiquement qua lifi es Conscients des difficult s notionnelles li es ce type d activit scientifique et en suivant les stipulations de l op ration La Main la P te il est apparu indispensable de faire appel des experts locaux Ainsi la participation active d un professeur de physique en classe pr paratoire et d un ing nieur des Arts et M tiers tous deux la retraite a permis de structurer les mises en situations et d affronter avec plus de s r nit les demandes nombreuses des l ves De plus ces personnes ressources M Jean Guy VILLAR
10. evez d placer des ardoises et des briques sur un toit Imaginer un objet qui permette de le faire Vous devez imaginer un objet utile ou ludique utilisant un m canisme de transmission de mouvement Construire un mus e d objets en d finissant et en utilisant sa propre classification Apports du ma tre lecture de documents divers permettant l acquisition d un vocabulaire sp cifique commun Observer Observer et manipuler des objets divers Enqu ter Visite du mus e des traditions populaires moulins Mode Reproduire avec un mat riel donne Lego Celda des montages Resultats Interpretation techniques pr cis en utilisant des fiches de construction Presenter d crire sch matiser les diff rents m canismes permettant la transmission et la transformation du mouvement D finir la meilleure utilisation possible pour chacun des m ca nismes Phase initiale Imaginer Dessiner Concevoir Sch matiser Mod liser tablir un cahier des charges Construire Tester Synthese et valuation Repr senter l objet imagin par un dessin Concevoir le mode de fonctionnement de l objet et tracer son sch ma en utilisant un mat riel sp cifique Sch matiser les diff rentes vues de l objet en insistant sur le m canisme de transmission de mouvement Pr voir les tapes de constructions de l objet le mat riel et les mat riaux n cessaires Choisir manipuler et combiner des
11. ff rents groupes ne pr sentaient que des syst mes rota tion rotation photo n 4 ce qui est pauvre en rapport au th me trait Nous avons donc t amen s r duire le nombre de pi ces propos es Cette forte contrainte a amen les enfants d couvrir d autres possibilit s de mise en uvre ainsi que des syst mes de transmission poulies courroies engrenages chaines a Nous avons alors t tent s de syst matiser les r alisations obtenues et lorsqu un groupe avait fait la d couverte d une utilisation fonctionnelle IL nous proposions aux autres de le r aliser Y EME pas m _ Nous avions en t te sept syst mes privil gier engrenage poulie courroie roue dent e cha ne cr maill re vis sans fin cr maill re roue dent e vis sans fin roue dent e came axe Deux d entre eux n ont pas t mis en uvre SEANCES N 5 ET 6 ANALYSE ET CONSTRUCTION Objectif recherch r aliser un objet partir d une consigne crite Savoirs notionnels poursuivis identifier et nommer des syst mes de transmission au travers de leur fonctionnement Comp tence m thodologique vis e rep rage d une approche algorithmique Comp tence comportementale cibl e coop rer pour r aliser une synth se collective Nous avons lors de ces deux s ances d cid de leur confier des fiches de montage dans lesquelles
12. mment a marche certains Ae 5 leves sont amen s a expliciter les m canismes utilis s D autres l ves notamment les plus jeunes du cycle 3 ont t confront s des bo tes noires utilisant des m canismes de transmission cach s dont ils doivent identifier le fonctionnement SEANCE N 8 LES DEFIS LA REPRESENTATION 2 Objectif recherch repr senter un objet en vue de communiquer son intention de r alisation Savoir notionnel poursuivi identifier conna tre les diff rentes vues d un sch ma Comp tences m thodologiques vis es rep rer les crit res de r ussite et produire un sch ma Comp tence comportementale cibl e mettre du soin la r alisation d un travail crit Le dessin ne suffisant pas faire comprendre le fonctionnement d un objet le E sch ma s impose Les crit res de r ussite de l laboration d un sch ma sont d finis dessin en deux f 7 el dimensions l gende propret de r alisation LOUE f L explicitation de la fonction des m canismes pr sent s se pr cise A partir d un montage simple les leves doivent proposer diffe rentes vues face profil droit profil gauche dessus sur papier quadrill c 1 J ALZ de denma Pas J ne nina ren 2 neve pr lon ke e gt j Y An rT ge Engine Y mara OAG gt y 1 f y y lourne 7 7 gt LAK d wan Be a
13. ons les d signations des pi ces utilis es Savoir notionnel poursuivi ma trise r elle du lexique utilis valuation Comp tences m thodologiques vis es dessiner et sch matiser des objets technologiques utili s s Competence comportementale cibl e ranger correctement le mat riel utilis par type par taille par fonction La S ance a donc t consacr e identifier les pieces utilis es et leur d signation pr cise le tout donnant lieu un travail langagier cons quent et son valuation sch ma r aliser ou compl ter liste de noms ou de dessins associer o SEANCE N 4 VERS LES SYSTEMES DE TRANSMISSION Objectif recherch utiliser efficacement pr sent en vue d une r alisation Savoir notionnel poursuivi associer les d signations d une pi ce sa fonction Comp tence m thodologique vis e renforcement de l habilet l utilisation du mat riel fourni Comp tence comportementale cibl e prendre de l assurance dans l utilisation d un outil ou d un ma t riel propos Lors de cette s ance les l ves ont manipul une nouvelle fois en pr cisant le nom exact des pi ces dont ils avaient besoin pour leur montage Nous avons pris un temps d observation des montages r alis s Certaines pieces taient utilis es avec justesse d autres avec SR moins de pertinence ce moment pr cis les montages des di
14. ransmission de mouvement En fait nous avons obtenu un tri des objets selon leur utilisa tion bricolage jeux et le lieu o on les trouve cuisine jardin A partir des photos des objets les diff rents groupes d l ves ont propos leur tri et l ont justifi aupr s du ma tre et des autres groupes photo n 2 Les l ves ont en fait une id e pr cise de ce qu est un objet et qui pourrait servir de d finition Un objet a sert quelque chose A la fin de la s ance les enfants n ont pas encore voqu le mouvement sa transmission et sa transforma tion SEANCE N 2 UNE CONSTRUCTION Objectif recherch construire par rapport une intention Savoir notionnel poursuivi rep rage du lexique pi ces axe poulie roue dent e Comp tence m thodologique vis e mener bien une tache d termin e Comp tence comportementale cibl e collaborer pour aboutir une r alisation Lors de la s ance suivante nous avons apport aux enfants le mat riel d un jeu de mod lisation l go Celda avec une seule consigne Fabri quer un objet Pour cela le ma tre a mis disposition les diff rentes pi ces li es la sp cificit du lexique technologique les l ves n ayant pas encore la ma trise du langage appropri photo n 3 e SEANCE N 3 L IDENTIFICATION DES OBJETS ET DES SYSTEMES Objectif recherch identifier et ma triser les foncti
15. s ont appris e s exprimer oralement d battre argumenter exposer expliquer nommer avec pr ci sion e produire des traces crites textes explicatifs sch mas fiche de montage e lire des documentations modes d emploi ou d utilisation e rechercher des informations En arts visuels Ils ont appris r aliser un produit esth tique 19 LA DEMARCHE D INVESTIGATION MISE EN UVRE S EST INSPIREE DE LA DEMARCHE PRRE SENTEE CI DESSOUS DEMARCHE D INVESTIGATION Elaboration du probleme EE Mise en place de Formulation la situation de d part du questionnement Hypoth ses et investigation R soudre le probl me Hypoth ses ee Validation des hypotheses Formuler des hypotheses Etablir un protocole Pr senter au groupe classe Exp rimentation R alisation mat rielle Rendre compte Visite Confronter les r sultats Recherche documentaire Valider les hypoth ses Observation directe ou as sist e par un instrument Evaluation Organiser et contextualiser le savoir laboration d une conclusion collective Pr vision d un largissement Document r alis par Marie Jos COQBLIN prof de technologie l IUFM d Albi et Michel LAFONT PEMF EMALA CDDP du Tarn 20
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