Ce dossier comporte 4 parties qui peuvent se travailler en parallèle et qui s’enrichissent mutuellement :
- Une partie d’observation, sur un temps suffisamment long.
- Une partie d’exploration de documents.
- Une partie de construction de maquettes.
- Une partie plus littéraire de travail sur différents types de textes portant sur l’Univers.
L’observation portera par exemple sur la Lune, les planètes, la Voie lactée, les constellations. On pourra également utiliser un logiciel de planétarium virtuel gratuit tel que Stellarium avec ses fiches d’utilisation pour les élèves.
L’exploitation de données sera l’occasion pour les élèves d’interroger sur internet quelques sites spécialisés qui détaillent les caractéristiques des astres, améliorant ainsi leur connaissance des TIC (technologies de l’information et de la communication).
Le travail de représentation en modèle réduit permettra de comparer les ordres de grandeur, de se décentrer vers un modèle héliocentrique et de l’utiliser pour débattre sur une explication de l’alternance jour/nuit et des saisons.
Enfin, la dernière partie permettra de jouer avec différents types de textes (scientifiques, de fiction, mythologiques, etc.) Les phénomènes astronomiques étant des éléments forts du monde environnant, on constate que toutes les civilisations ont produit des légendes pour tenter d’expliquer ce qui n’était pas accessible à une connaissance scientifique.
Partie 1 : Les observations
Ce travail doit être envisagé sur un temps relativement long, avec usage du cahier d’expériences pour noter les observations en vue d’une exploitation collective ultérieure. Cette partie prend comme référence la Terre. À défaut d’observation directe, les enfants pourront utiliser le planétarium virtuel Stellarium.
1.1 Observer la Lune
On suivra l’évolution de ses heures de « lever » et de « coucher », de sa trajectoire dans le ciel à différents moments de l’année (Calendrier lunaire)
1.2 Observer les planètes du système solaire
On apprendra à repérer les planètes les mieux identifiables, en s’aidant des calendriers astronomiques. Le maître consultera un calendrier astronomique et les phénomènes à ne pas manquer.
1.3 Observer les constellations et la Voie lactée
Un repérage des constellations les plus connues (Cassiopée, la Grande Ourse, Orion…) peut être fait en s’aidant d’une carte du ciel que l’on positionne par rapport à un cadre selon la date et que l’on oriente en la tenant au-dessus de sa tête.
1.4 Voir une autre galaxie
Au-delà de notre Galaxie, il en existe d’autres, beaucoup plus loin. On observera l'une des plus proches : la galaxie d’Andromède.
1.5 Changer de point de vue : passer d’un modèle géocentrique pour les observations à un modèle héliocentrique
Avec le logiciel de planétarium virtuel Stellarium, on peut changer la position de l’observateur pour le placer au-dessus du système solaire.
Partie 2 : Exploitation de documents
Partie 2 : Exploitation de documents
2.1 Rechercher des définitions des termes
Les termes planète, astre, étoile, lune…. sont définis.
2.2 Répondre aux questions qu’on se pose sur le système solaire
Après une première approche libre, une grille de recherche pourra être construite, de façon à systématiser les informations et ne pas se noyer dans une littérature très vaste. Pour mutualiser les données recueillies, on utilisera un affichage sous forme de « carte d’identité » des différents objets du système solaire.
Les documents feront aussi l’objet d’un travail sur la schématisation. On demandera aux élèves de comparer et classer les différents schémas du système solaire proposés dans les documents.
2.3 Une première approche quantitative des tailles et des distances
Un tableau avec des diamètres des planètes et les distances de celles-ci au centre du Soleil pourra alors être construit en milliers de kilomètres pour les diamètres, ou en millions de kilomètres pour les distances.
Partie 3 : Réaliser des maquettes du système solaire
3.1 Comparer les tailles des planètes
On proposera d’abord de construire des représentations des planètes à la même échelle, mais sans se soucier de rendre compte de leur distance au Soleil.
3.1 Comparer les tailles des planètes
On proposera d’abord de construire des représentations des planètes à la même échelle, mais sans se soucier de rendre compte de leur distance au Soleil.
3.2 Représenter des planètes en volume
On utilisera des disques de carton ou des boules ou des ballons de baudruche couverts de papier mâché.
3.3 Comparer les distances des planètes au centre du Soleil
On laissera les enfants utiliser la même échelle pour représenter les tailles des planètes et les distances des planètes au Soleil même si la maquette ainsi calculée sort de la classe et même de l’école ! On confiera pour cela aux enfants une reproduction du plan du quartier, du village ou de la ville.
3.4 Un changement d’échelle pour représenter les distances de façon plus accessible
Pour représenter l’ensemble des planètes autour du Soleil, on réalisera une maquette qui utilise une échelle différente de celle choisie pour représenter les tailles relatives des planètes. Dans ce cas, il est indispensable de disjoindre les deux maquettes.
3.5 Un changement d’unité pour comparer les distances dans le système solaire et hors du système solaire
Pour comparer avec des distances beaucoup plus grandes, on fera calculer combien de temps met la lumière pour aller du Soleil aux différentes planètes, puis aux confins du système solaire, puis jusqu’à une autre étoile, puis jusqu’à une autre galaxie.
Partie 4 : L’univers dans les cultures
De nombreux textes peuvent être proposés aux enfants sur les légendes liées aux constellations et à la Voie lactée.
