La Main à La Pâte

Centre pilote de Loire-Atlantique

Projets des écoles

séquence d'apprentissage établie par deux professeurs du premier et second degré pour aborder le concept d'énergie, commun aux programmes de l'école primaire et du collège : École de la Chauvinière et collège Stendhal de Nantes

La séquence en amont a permis de poser les bases des concepts et notions liés à l'énergie et aux engrenages.


- S1 Situation déclenchante


Découvrir le fonctionnement d'une éolienne solaire pour mettre en évidence la notion de transformation d'une énergie en une autre, ici de l'énergie mécanique en énergie électrique, et poser la question du stockage.

- S2 Comprendre le processus de transformation de l'énergie mécanique en énergie électrique


A partir de l'observation du fonctionnement de la dynamo d'une bicyclette et d'hypothèses, les élèves ont compris comment produire de l'électricité à partir du mouvement de la roue par l'intermédiaire de la dynamo.

En conclusion cette séance a fait émerger la nécessité de travailler sur les engrenages.

La comparaison de la dynamo du vélo et d'une lampe torche a fait émerger la notion de stockage présente dans la lampe torche.

- S3 Défi : Comment allumer une ampoule avec une énergie mécanique ?


Les élèves disposaient du matériel de la valise Celda : Douille/ampoule/ câble crocodile/générateur.

Dans un premier temps, ils ont réinvesti leurs connaissances en montage de circuit électrique pour réaliser un branchement. Ils ont constaté que la source d'énergie choisie (générateur) ne permettait pas d'allumer l'ampoule durablement et intensément. Puis ils ont pu vérifié que leur montage était fonctionnel en remplaçant le générateur par une pile. En conclusion ils ont donc proposé de chercher un système qui permettrait d'accélérer le mouvement du générateur.

- S4 Energie et engrenage : Découvrir le principe de fonctionnement des engranges


Inversion des sens des engrenages, renversement des axes de rotation vertical et horizontal, vitesse de rotation.

- S5 et S6 Défi : Concevoir une centrale électrique


Objectif : Comment accélérer le mouvement du générateur pour produire de l'énergie en se servant d'engrenages et d'axes. Le matériel Celda est mis à disposition des groupes.

Situation de départ :

Etude d'un schéma de fonctionnement d'une centrale hydraulique pour engager la recherche et produire le schéma de leur propre centrale.

Les élèves ont réalisé une maquette qu'ils ont reliée au montage électrique de la séance 3.

Chaque séance s'est déroulée en trois temps

Investigation par groupes avec préparation de la recherche et mise en œuvre

Structuration par une confrontation et analyse critique des productions lors d'une mise en commun

Conclusion sous forme de synthèse par l'enseignant et élaboration de la trace écrite collective

Une attention particulière a été portée aux traces écrites et à la présentation du cahier de sciences.

Aux différentes phases des séances, les élèves ont produit diverses traces : Schémas, dessins, rédaction d'hypothèses, de conclusions, de textes.

Le cahier présente en alternance une page de recherche avec des écrits individuels et une page d'écrits collectifs de la classe. Les schémas et dessins sont faits sur la page blanche du cahier de type travaux pratiques.

Entre ces séances d'investigation, d'autres temps ont porté sur l'acquisition de connaissances sur les différentes sources d'énergie. La classe a pu aussi s'interroger sur la question des économies d'énergie dans une approche pluridisciplinaire. Parallèlement a été traitée l'évolution des usages des sources d'énergie au cours de l'histoire.

Lien vers le collège :

http://stendhal.loire-atlantique.e-lyco.fr/les-enseignements/pole-sciences-et-techniques/travaux-eleves/liaison-cm2-6eme-sciences-et-techniques-1760.htm