Ombres et lumière

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Ombres et lumière

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Cycle 2

Type de ressources

Séquence d'activités

Contributeur(s)

Thème(s) Scientifique(s) 1er degré

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CC BY-NC-SA 4.0 International

Cette séquence d'activités a pour objectif d'aider les enseignants à mettre en oeuvre l'étude des ombres et de la lumière dans des classes de CP et CE1. L'album "L'ombre de l'ours" d'Olga LECAYE (Ecole des loisirs) servira de point de départ à l'étude des ombres et de la lumière. Les élèves commentent les différentes illustrations, y découvrent plusieurs représentations erronées de l'ombre et émettent des hypothèses. La mise en oeuvre des séances suivantes se fera à partir de l'observation de ces images.

Etape 1 : mon ombre et moi

Résumé : Cette étape permet une première approche de la notion d’ombre qui sera approfondie lors des séances suivantes. L’enseignant lance une discussion collective destinée à introduire le thème de la lumière et à éveiller la curiosité des élèves. Puis, à partir de l’album « L’ombre de l’ours », les élèves commencent à s’interroger sur les conditions d'obtention des ombres et leurs propriétés, comparées avec celle d'objets habituels.

Objectifs : observer les conditions de formation des ombres; repérer les caractéristiques des ombres dans le conte; émettre des hypothèses sur la pertinence de ces propriétés et les tester; vocabulaire : Ombre, lumière, source lumineuse, couleur, taille, forme, objet…

Séances d'activités :

  • Les idées des élèves sur la lumière
  • Premières questions sur les ombres
  • Premières expériences sur les ombres

Etape 2 : d'où vient mon ombre ?

Résumé : Au cours de cette étape, la comparaison des situations en classe avec la lampe de poche, le projecteur (allumés/éteints) ou dehors avec le Soleil (présent ou caché) aidera les élèves à comprendre que pour avoir une ombre il faut être éclairé par le Soleil ou par une autre source de lumière. On n'a pas d'ombre si on est dans le noir! La question suivante est celle des positions relatives de la source de lumière et de l'ombre par rapport à leur corps. Enfin, les élèves seront mis au défi de produire plusieurs ombres d'un même objet.

Objectifs et enjeux : Une ombre ne peut être portée sur le sol ou autre support que s’il y a une source de lumière et un objet qui intercepte la lumière qui vient de la source. L’objet est situé entre son ombre et la source lumineuse, dans l' « alignement ». On peut former plusieurs ombres d'un même objet s'il y a plusieurs sources de lumière. Se familiariser avec les conditions d'obtention des ombres, leur localisation par rapport à la source de lumière et à l'objet (corps puis figurine); analyser et formuler des positions relatives source/objet/ombre; découvrir qu'un objet peut avoir plusieurs ombres; vocabulaire : Ombre, lumière, source lumineuse, devant, derrière, entre, à gauche, à droite (d’un côté, de l’autre pour les plus petits), à côté, position, …

Séances d'activités :

  • Maîtriser la position de son ombre par rapport à la source de lumière
  • Maîtriser les positions relatives de l’ombre/ figurine/source de lumière
  • Faire plusieurs ombres d'un même objet

Etape 3 : les modifications des ombres

Résumé : Les élèves vont apprendre à séparer des paramètres pour découvrir leur effet en cherchant à modifier la taille et la forme des ombres d'un même objet, en changeant puis sans changer la forme de l'objet.

Objectifs et enjeux : La taille et la forme d’une ombre dépendent de l’objet ET de la position de la source lumineuse par rapport à l’objet. On distinguera les ombres produites à partir de la lumière d'un projecteur (séances 1 et 2) et les ombres produites à partir de la lumière du Soleil (séance 3). Découvrir que le Soleil se déplace dans le ciel ; il n'est pas toujours dans la même direction et n’est pas à la même hauteur au cours de la journée. Séparer des paramètres et analyser des effets ; jouer avec différents paramètres pour obtenir un effet prévu ; faire des hypothèses et les tester. Vocabulaire : Ombre, lumière, source de lumière, haut, bas, position, silhouette, forme taille…sphère, cube, cylindre, pyramide, disque, carré, rectangle, triangle, polygone, cercle.

Séances d'activités :

  • Modifier la taille de l'ombre d'un objet
  • Forme des ombres d'objets de forme géométrique simple
  • Un objet ne peut pas avoir n'importe quelle ombre
  • Modification des ombres lorsque la source est le Soleil

Etape 4 : tous les objets ont-ils une ombre ?

Résumé : A partir de l’illustration p. 7 de l’album « L’ombre de l’ours » et de l’observation d’objets courants, les élèves commencent à s’interroger sur certaines propriétés des objets et de la lumière. De quelle couleur sont les ombres ? Pourquoi peut-on voir derrière une vitre ? Pourquoi certains objets brillent –ils ? La mise en œuvre des séances suivantes se fera à partir de l’observation de cette image et du questionnement de l’enseignant.

Objectifs et enjeux : Une ombre est toujours « uniformément noire ». Certains objets n’ont pas d’ombre car ils sont transparents, ils laissent passer la lumière à travers eux, tandis que d’autres renvoient la lumière qui peut arriver dans nos yeux, ce qui permet de les voir. C'est la lumière renvoyée par le sol autour de l'ombre qui définit les contours de l'ombre. S'organiser dans un groupe; émettre des hypothèses et les tester; noter des résultats d'expériences systématiques en utilisant ou créant des tableaux; prévoir et tester des prévisions. Vocabulaire : Ombre, lumière, source lumineuse, couleur, sombre, éclairé, opaque, transparent, translucide, métallique, reflet, …

Séances d'activités :

  • L'ombre est noire
  • Tous les objets ont-ils une ombre ?

Etape 5 : théâtre d'ombre

Résumé : Il s’agit ici de réinvestir les notions abordées lors des séances précédentes en proposant aux élèves de vivre des situations ludiques propices à la compréhension du phénomène des ombres. Pour commencer, les élèves jouent spontanément avec les ombres portées de leurs mains sur l’écran, puis se familiarisent avec des silhouettes dont ils projettent les ombres sur un écran blanc. Ils retrouvent les résultats constatés au cours des séances : l'ombre est noire, d'autant plus grande que l'objet est proche de la source. Ils peuvent reformuler ce qui est observé : l’objet opaque fait écran à la lumière et on ne voit l’ombre que par contraste, grâce à la lumière qui passe autour des contours de l’objet. Enfin, ils jouent avec les formes différentes que l’on peut créer en modifiant les positions relatives des trois éléments : source/objet/écran et réalisent que seuls les détails de l’objet qui sont en bordure compte tenu de la direction de la lumière donnent la forme de l’ombre. On peut donc obtenir une autre forme d'ombre en positionnant autrement l'objet. Ils réinvestissent ainsi les résultats de la séquence 3 : la taille et la forme de l'ombre dépendent de l'objet ET de la position de l'objet par rapport à la source de lumière.

Vocabulaire : Ombre, lumière, source lumineuse, taille, forme, objet ombre nette, floue

Séances d'activités :

  • Faisons des ombres
  • Fabriquons des silhouettes
  • Petit théâtre d’ombres

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