Les circuits électriques

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Les circuits électriques

Cycle 3

Type de ressources

Teacher's testimonial

Contributeur(s)

Thème(s) Scientifique(s) 2nd degré

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CC BY-NC-SA 4.0 International

Témoignage d'enseignant sur les notions de circuits électriques pour les élèves de cycle 3 à travers la fabrication d'une chouette lumineuse et d'un robot électrique

Dans ce document, un enseignant rapporte le déroulé d’une séquence d’activités qu’il a menée en classe - réactions des élèves, difficultés rencontrées, conseils aux autres enseignants... Ces témoignages peuvent être utiles à la fois dans le cadre de la préparation d’une séquence ou activité de classe, ou servir de matière aux enseignants pour construire leurs propres activités de classe.

Le mot du maître

Il est souhaitable que le maître réalise lui-même les circuits avant de poser le problème aux enfants!
Frustrations : le coût du matériel interdit de garder les réalisations, le manque de temps conduit, si on n'y est pas assez attentif, à un manque de soin dans la finition.
Satisfactions : Qualité des séances et des résultats obtenus
Points clés encore délicats : Les alternances entre manipulation et schématisation des élèves et entre recherche et synthèses collectives sont délicates et doivent être fonction des besoins du groupe classe. Au maître de faire jouer l'hétérogénéité plutôt que de la subir comme un frein.

La chouette lumineuse

Résumé : Les enfants construisent une chouette en carton dont les yeux peuvent s'allumer.

Objectif : Réinvestir les notions visées -circuit ouvert/fermé -montages en série , en dérivation -rôle de l'interrupteur

Matériel :

Pour chaque groupe de 3 ou 4 élèves :
- Une pile plate de 4,5 V.
- Deux lampes à vis de 3,5 V et leurs douilles.
- Des fils électriques.
- Petit matériel : scotch, colle, ciseaux.
- Du carton rigide.

Démarche pédagogique

Travail en groupe : chaque groupe essaie de construire une chouette répondant à la demande. Le patron de la chouette est fourni; un schéma préalable est demandé aux élèves.

Travail en classe entière : les propositions des uns et des autres sont confrontées .

Travail en groupe : réalisation du montage défini collectivement;

Variantes possibles :

Possibilité de compliquer le problème en demandant de placer un interrupteur A permettant d'éteindre seulement l'oeil droit et un interrupteur B permettant d'éteindre les deux yeux en même temps 

Exemple de montage possible

 

Le mot du maître

C'est un problème difficile. Les enfants ont du mal à relier le problème 2 à la notion d'ouverture et de fermeture d'un circuit.

Le robot électrique

Résumé : Fabriquer un robot électrique qui cache dans son ventre un circuit électrique, reliés à un circuit d'alarme.

Objectif : Réinvestir les notions de : - circuit fermé - conducteurs et isolants

Matériel

Pour chaque groupe de 3/4 élèves :
- Petits personnages en plastique (type LEGO).
- Papier, carton, planchettes de bois.
- Fils électriques avec pinces.
- Papier aluminium, plaque aluminium, chatterton.
- Une pile plate.
- Une lampe et son support ou un buzzer.
- Trombones, punaises, attaches parisiennes.

Notions visées :

  • réinvestissement du concept de circuit fermé et des notions de conducteurs et isolants
  • introduction du buzzer

Scénario pédagogique :

Démarche pédagogique Organisation de la classe  
Problème posé Classe entière par oral
Faire émettre des hypothèses par groupes de 3-4 par écrit : cahier d'expériences
Faire des essais par groupes de 3-4  
Faire une mise au point Classe entière par oral
Faire expérimenter par groupes de 3-4  
Conclusion Groupe par écrit et schéma du montage

Problème posé à toute la classe :

« Fabriquer un robot électrique qui ne doit traverser que sur des passages protégés, sinon un système d'alarme se déclenche. »
Ainsi, si le robot piéton traverse sur les passages protégés, il ne se passe rien. S'il traverse en dehors de ces passages (il faut que les deux pieds soient en dehors de ces passages), le circuit électrique se ferme entre deux pieds et le buzzer sonne l'alarme.
Le principe est le suivant : les robots-piétons cachent dans leur ventre un circuit électrique, reliés au circuit d'alarme.

Exemple de montage possible

Les élèves ont à concevoir le dispositif complet.

Exemples d'hypothèses faites par les élèves

  • Il faut relier le bonhomme avec le vibreur et la pile.
  • Il faut dessiner un plan et faire bouger le bonhomme

Description des expériences proposées

Essais des élèves :

A) Ils réalisent sur papier la reproduction d'un croisement de rues avec des passages piétons.
B) Où mettre l'électricité ? Ils font un circuit comprenant le bonhomme, la pile et le buzzer mais ne savent pas quoi en faire.

Certains groupes butent et demandent de l'aide. .D'autres groupes créent des points de contact mais le cahier des charges n'est pas vraiment respecté car ça ne sonne pas sur toute la surface des rues.

Intervention du maître qui reformule la demande en ce qui concerne :

  • Le dessin qui doit entrer dans le circuit (groupe 1).
  • La surface qui ferme le circuit (groupe 2).

C) Recherche : tâtonnement par les élèves.

Conclusion :

Le jeu a été réalisé avec succès par tous les groupes, mais avec un dispositif d'alarme externe au bonhomme. Un prolongement possible est de demander que ce dispositif d'alarme fasse partie d'un circuit interne au bonhomme;
Chaque élève a réalisé le "schéma" de son montage sur son cahier .

Le mot du maître :

Ce travail a été composé après deux séances de découverte et d'appropriation du matériel.
Des blocages sont possibles en phase B : pour les enfants, un circuit électrique est une suite d'objets avec points de contacts.
Ils ne peuvent pas y inclure facilement une surface.

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