La physique, à la découverte des grandes lois de l’Univers
Cette séance expose la notion, très importante, de « force ». Les enfants doivent comprendre que tout mouvement est créé par une force. Les forces sont de deux sortes, les forces de contact (par exemple, si je pousse une petite voiture, je lui applique une force) et les forces à distance. Le but de cette séance est de faire connaître ces deux types de force aux enfants. Par l’expérience dite « des bateaux », et celle intitulée « le vaisseau spatial », on montre des cas de forces de contacts un peu subtiles : dans le premier cas, l’eau qui s’échappe du bateau pousse sur l’eau déjà contenue dans la bassine pour faire avancer le bateau (c’est le principe par lequel les fusées décollent), dans le deuxième cas c’est l’air contenu dans le ballon qui pousse sur l’air contenu dans la pièce. L’expérience de Galilée (qui est une expérience historique), en plus de permettre aux enfants de s’entraîner à faire des « mesures » et de les reporter par écrit dans un tableau, va leur faire découvrir la gravitation, tandis que l’expérience des « danseuses » utilise la force magnétique. Gravitation et magnétisme sont sources de forces à distance.
Programme prévisionnel
0:00 – 0:10 : Les enfants doivent restituer à l’oral, de manière brève, ce qu’ils ont retenu de la séance précédente. C’est l’occasion pour l’enseignant-e de se rendre compte de ce que les enfants ont retenu et compris. C’est un moment important car c’est là que l’adulte peut se remettre en question pour adapter – ou pas- sa façon de communiquer ou de travailler avec des enfants qui ont un « background » scientifique très différent de celui de des adultes.
0:10 – 0:15 : Présentation de la physique, de la notion de « force » en utilisant l’exemple de la petite voiture (voir expérience n°1).
0:15 – 0:75 : Séance d’expérimentation. Les fiches expérience contiennent une liste du matériel nécessaire et les étapes du protocole expérimental. D’un point de vue organisation, en une heure, les enfants ont le temps de réaliser deux des quatre expériences principales. Il est important qu’ils expérimentent au moins une fois la force de contact, et au moins une fois une force à distance. L’enseignant-e doit passer de groupe en groupe régulièrement pour s’assurer que les enfants ont saisi l’importance scientifique de ce qui peut paraître être un « »jeu ». Par exemple, faire le lien entre les danseuses magnétiques et la magnétosphère de la Terre, en expliquant simplement que la Terre a un coeur métallique qui joue le rôle d’un aimant géant, et qui protège la Terre de tout un tas de petites particules qui craignent les forces magnétiques, protégeant ainsi la Terre de ces particules qui sont mauvaises pour l’Homme. C’est pour cela que les astronautes portent des combinaisons spéciales, car dans l’espace on est en dehors de la magnétosphère de la Terre.
Pour l’expérience de Galilée, on peut montrer que deux objets de masses différentes tombent à peu près à la même vitesse. Les cas où ça ne marche pas (par exemple en faisant tomber une feuille de papier en même temps qu’un trousseau de clés), c’est que la surface de la feuille est plus grande et que l’air contenu dans la pièce lui présente une plus grande résistance qu’au trousseau de clé. Pour prouver aux enfants que la gravité agit de la même façon sur deux objets de masses différentes, rien de tel que de leur montrer la vidéo enregistrée sur la Lune par un astronaute : pas d’air pour résister, une gravité plus faible et, hop ! le marteau et la plume tombent à la même vitesse ! [lien vidéo]
00:75 – 00:90 : Petite pause vidéo, pour voir par exemple la vidéo de l’astronaute faisant tomber une plume et un marteau sur la Lune. Pour le côté « histoire des sciences », une présentation d’Isaac Newton, qui découvrit la gravitation universelle, et de Claudie Haigneré, astronaute française. Le moment de souligner que oui, il y a des femmes astronautes ! 😀
Conseils et astuces :
– Bien demander aux enfants de ranger le laboratoire et d’éponger l’eau. Sinon, ils ne se rendent pas compte que c’est important de salir un minimum le laboratoire !
– Faire des petites pauses pour expliquer les phénomènes et répondre au mieux à quelques questions. Laisser les enfants faire s’ils font une erreur sur le protocole. En effet, on peut ensuite expliquer pourquoi c’était une erreur, en montrant que si on ne respecte pas les règles, ça ne marche pas aussi bien ! Les sciences sont un excellent moyen de se rendre compte qu’il faut faire attention à certaines choses.
ps : les vidéos arrivent bientôt !
Les fiches :
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