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.
Ce document a été réalisé par l' équipe de Loïc Poullain du site des Côtes d'Armor.
Notions et connaissances travaillées : Réaliser quelques objets et circuits électriques simples, en respectant des règles élémentaires de sécurité ; Comprendre la fonction et le fonctionnement d’objets fabriqués.
Proposition d'exploitation du document : démarche de conception, à partir de l'objet.
- Présenter aux enfants un catamaran terminé (et éventuellement le matériel nécessaire, mais ce n'est pas indispensable) et les mettre au défi de rédiger la fiche de fabrication qui permettra d'en réaliser une copie.
- Les enfants réalisent individuellement un croquis, un schéma, ou une fiche technique du catamaran. Une mise en commun par petits groupes permet d'engager la discussion sur les divergences des représentations, et les points sur lesquels ils sont d'accord.
- Faire la synthèse en faisant ressortir les remarques liées aux trois aspects suivants :
- Flottabilité de la maquette;
- Conception d'un circuit électrique qui fonctionne;
- Fixation du montage électrique sur la maquette.
Les situations problématiques envisagées, ou rencontrées au cours de la réalisation pourront être développés dans des séances spécifiques.
Aides possibles
Permettre aux enfants de démonter le catamaran, présenter le matériel adéquat ou fournir les vignettes de la fiche ci-dessus. (Celles qui précisent les cotes de l'objet) Les enfants réajustent leurs plans en fonction des éléments nouveaux..
4- Construction des maquettes
Consignes pour que l'enseignant fabrique le catamaran à hélice à présenter à la classe:
| a) Le flotteur | |
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Chaque flotteur est réalisé dans un bloc de Styrodur de 30x6x2 cm (ou 30x5x2 cm). Au papier de verre, on leur donne une forme aérodynamique en affinant l'avant. |
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Les trois pales d'hélice sont fixées sur le moyeu à l'aide de petites vis fournies ; attention à bien mettre la partie biseautée (située à la base de la pale ) contre le moyeu. Pour réaliser le bloc moteur, on fixe un étrier sur un bloc de contreplaqué de 5x3x1 cm (avec vis de 2,5x16 mm). Engager le moteur dans l'étrier et enfoncer le moyeu de l'hélice sur l'axe du moteur. |
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Fixer le bloc moteur à 1,5 cm de l'avant du pont du catamaran (avec une vis et de la colle ). Terminer par un petit coffre en Styrodur qui permettra de maintenir la pile sur le pont. |
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Coller sur le flotteur droit à 12 mm en arrière du pont une petite plaquette de contreplaqué de 2x2x0,5cm. - Fixer l'interrupteur sur le côté des deux plaquettes (voir fig 5) ou sur le dessus, avec deux punaises. |
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| b) Le circuit électrique | |
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Le schéma à gauche permet de voir que ce projet illustre bien la notion de circuit électrique. A droite figure le câblage du circuit électrique (aucune soudure n'est nécessaire; les extrémités des fils sont passées dans les trous des bornes du moteur et de l'interrupteur). |
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On coupe le câble de liaison pour que les pinces " crocos " puissent s'accrocher facilement aux bornes de la pile. Décoration : Décorer le pont , les flotteurs à la peinture ou avec des gommettes (ou avec du chatterton d'électricien) . Ecrire le nom du catamaran sur l'un des flotteurs . (C'est plus facile à faire avant l'assemblage) |
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| c) Les essais | |
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Lorsque tout l'ensemble est assemblé et monté, on fait un essai d'équilibrage (une bassine pleine d'eau suffit) : Le catamaran doit être horizontal. Ensuite Faire tourner l'hélice : Le catamaran doit avancer ! Sinon inversez les bornes de la pile. |
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Pour un catamaran :
a. un moteur et un étrier de fixation
b. une hélice tripale à monter (attention: fragile)
c. un câble de liaison (que l'on coupera)
d. un petit interrupteur
e. du fil fin appelé " fil multibrin " de 25 cm
f. deux plaques de styrodur : (30x6x2cm ou 30x5x2cm) et 3 petits morceaux de 6,5x2x1cm
g. une plaque de contreplaqué 16x14x 0,5 cm et une petite plaquette de 2x2x0,5cm
h. un bloc de contreplaqué 5x3x1cm i- 2 vis de 2,5x16mm
NB : les articles a,b,c,d,e sont vendus en kit à la coopérative scientifique de l'I.U.F.M. (département 22)
Objectif de démarche : Réinvestir des connaissances sur l'électricité, dans une construction technologique. Objectifs notionnels : Illustrer la notion de circuit électrique : moteur alimenté par une pile et commandé par un interrupteur
