Des activités qui constituent une bonne entrée en matière pour une approche expérimentale : énergie et activité physique, énergie libérée par la chute d’une bille...
Comparer l’effort requis par trois activités corporelles
Au cours de cette activité, les élèves sont amenés à classer trois activités physiques (effectuer de petits sauts sur place, effectuer des sauts genou-poitrine et rester debout immobile) selon l’effort qu'elles occasionnent.
Ils construisent librement leur démarche dans un premier temps, la testent, puis ajustent leur protocole en fonction des éléments fournis, à savoir que pour mesurer l’effort fourni, il faut mesurer la fréquence cardiaque. Ils refont alors les tests pour vérifier leur hypothèse de départ et analysent les résultats. Ils sont alors en mesure de ranger les 3 activités proposées, de celle qui demande le moins d’effort à celle qui en demande le plus. La synthèse permet d’introduire le terme d’énergie.
Rendus possibles :
- Description du protocole suivi
- Tableau des mesures réalisées
- Analyse des résultats obtenus
- Fiche élève / Fiche correction
La séquence est conçue pour être menée plus particulièrement dans les deux premiers niveaux du cycle 3 (CM1 et CM2).
Alimentation et apports énergétiques
Au cours de cette activité, les élèves analysent l’apport énergétique des aliments à partir d’étiquettes alimentaires et la relient avec les dépenses énergétiques du corps humain (qui peuvent être approfondies avec l’activité « énergie du corps humain »). Ils apprennent que l’énergie chimique contenue dans les aliments se mesure en kilojoules.
Rendu possible :
- Tableau avec les informations énergétiques de plusieurs aliments
- Fiche élève / Fiche correction
Appréhension expérimentale du concept d’énergie en cycles 3 et 4
Les activités proposées permettent aux élèves de découvrir expérimentalement le concept d’énergie. Dans un premier temps, ils se familiarisent avec la situation expérimentale qui consiste à réaliser des cratères avec des billes dans de la semoule. Le premier défi leur permet de déterminer que la hauteur de lâcher de la bille et sa masse sont les deux paramètres qui influencent le diamètre du cratère obtenu. Le concept d’énergie est ensuite introduit. Les défis suivants en permettent une appropriation toujours en considérant la chute d’une bille dans de la semoule. La série d’activités peut être proposée aussi bien à des élèves de cycle 3 que des élèves de cycle 4. Tout au long du scénario pédagogique proposé, les élèves sont constamment invités à agir (expérimenter), à raisonner et justifier leurs réponses en se référant aux données expérimentales.
Une place importante est réservée aux observations et les élèves sont incités à les réaliser de manière détaillée à partir de leurs propres expérimentations, de vidéos ou de photos.
- Rendus possibles :
- Description des protocoles correspondant aux différents défis
- Réponses aux questions posées par les différents défis
- Fiche élève / Fiche correction
- Ressources complémentaires pour l’enseignant :
Scenario conceptuel de la séquence Cratères et météorites, précisant un ensemble de notions que les élèves peuvent acquérir en réalisant les activités :
- Appréhension expérimentale du concept d’énergie en cycles 3 et 4
- Energie mécanique - Chute d’une bille - Cycle 4
Energie mécanique - Chute d’une bille - Cycle 4
Les activités proposées permettent aux élèves de se familiariser avec les transformations d’énergie en lien avec l’énergie mécanique : énergie potentielle et énergie cinétique (ces deux formes d’énergie doivent avoir été auparavant introduites). Le travail s’appuie notamment sur la situation expérimentale de la chute d’une bille dans de la semoule.
Rendu possible :
- Schéma de la chute d’une bille faisant apparaître les termes « énergie cinétique » et « énergie potentielle » et les minimums et maximums correspondant à ces deux formes d’énergie au cours de la chute de la bille.
- Fiche élève / Fiche correction
