Questions aux experts

1. Je commence par la fin.
Il n'est pas nécessaire de découper le goulot de la bouteille pour faire une encoche dedans. Il est plus facile de chauffer fortement une tige métallique (à l'aide d'un camping gaz) et de la mettre en contact avec la bouteille. Avec un minimum d'entraînement, on arrive fort bien à ses fins. Cela dit, je ne suis pas sûr que ce soit nécessaire (voir plus loin).

2. Je reviens en arrière et reprends votre idée de faire fabriquer une balance à vos élèves.
Dans une démarche qui se réclame de La main à la pâte, ce n'est pas à vous, mais aux élèves de trouver les solutions aux problèmes techniques qui se posent. Soumettez-leur le projet de fabriquer une balance de type Roberval et organisez vos séances à partir de leurs propositions. Vous pouvez dès le début limiter le matériel pour ne pas devoir en permanence expliquer que leur idée ne pourra pas être réalisée (ce qui est frustrant).
Mais ne le limitez pas trop quand même car leur inventivité ne pourrait pas s'exprimer. Commencez par leur faire réaliser des dessins qui seront discutés collectivement. Ils ne seront sans doute pas immédiatement de grande qualité mais c'est normal en CE2. Il faudra prévoir une première fabrication qui aboutira à des réalisations nécessairement très imparfaites (en technologie comme ailleurs, il convient de laisser les erreurs se faire).
Celles-ci seront conservées et les difficultés techniques rencontrées seront discutées : comment faire pour que les plateaux soient horizontaux, comment faire pour que le fléau pivote correctement (et vous verrez que les élèves imagineront des solutions autres que de découper une bouteille avec une tige chauffée), etc. Je vous conseille d'étudier un problème à la fois et de faire rédiger (texte, dessin) la ou les solutions possibles (un travail d'amélioration sera peut-être intéressant à engager mais sur l'horaire consacré au français...).
Enfin, une seconde fabrication tenant compte des solutions imaginées est alors engagée. Lorsque la construction est terminée, pensez à tester le produit et, une fois de plus, n'oubliez pas que c'est aux élèves de réfléchir aux moyens d'y parvenir. Je crois qu'avec cela, vous avez bien vos 5 ou 6 séances.

3. Cela dit, je souhaite vous faire part de quelques réflexions complémentaires qui portent un regard critique sur l'idée même de construire une balance.

3.1. En premier lieu, l'objet réalisé ne remplira pas sa fonction. En particulier parce que l'équilibre du fléau est beaucoup trop difficile à obtenir. Un point de vue a été formulé sur le site à propos d'une question similaire (Rubrique : technologie)

3.2. Pourquoi choisir de construire une balance ? Si c'est en relation avec les instructions officielles qui proposent "leviers et balances", je vous conseille de préférer un travail sur les leviers.
- Pour traiter de la notion d'équilibre, la balance constitue un cas très particulier (trop) : les deux bras ont même longueur et ils supportent des poids égaux. Autrement dit, la situation n'est pas assez ouverte pour donner lieu à une réelle réflexion sur la notion d'équilibre.
- Les constructions en rapport avec les leviers sont bien plus faciles ("ça marche mieux !").
Voici un exemple sur le site :
Témoignage : Des ponts-levis aux leviers Les questions de fond pourront être abordées. Comment assurer l'équilibre lorsque les masses ne sont pas identiques ? Comment assurer l'équilibre lorsque l'axe n'est pas au milieu du bras ? La balance peut être étudiée ensuite comme un cas particulier.

3.3. En plus de ces arguments, le choix de commencer par étudier les leviers pour aboutir à la balance s'appuie sur un présupposé qui a déjà fait l'objet d'une discussion sur ce site il y a un peu plus d'un an. C'est une erreur de croire que l'apprentissage se fait en allant du simple au complexe. La simplicité, en sciences, est toujours une conquête et jamais une donnée. Il en va de même dans l'apprentissage... Dans le cas qui nous préoccupe, il est donc plus logique de commencer par les leviers pour aboutir à la balance. Mais discuter plus longuement de cette question est une autre histoire qui nous emmènerait bien loin...