|
|
Activité pour la
classe |
Les engrenages
|
|
date : 2001/2002
|
Ecole : Duhamel
adresse :Neuilly/Marne
|
Nom Prénom : Sébastien HENIN
|
|
|
Point du programme : Objets et réalisations technologiques
:
- Mécanismes : transmission et transformation de mouvements.
- Objets et produits : montage et démontage d'objets techniques
simples, réalisations technologiques d'objets usuels ou de maquettes.
|
e-mail |
Objectifs de connaissance
:
Programmation de la séquence
Séance 1 : Exprimer ses idées.
La manipulation libre des petites voitures permet l'émergence de questions
et un inventaire des idées que les enfants se font du mécanisme
(émergence des représentations).
Séance 2 : Observer et représenter le mécanisme.
Le démontage de la carrosserie, l'observation et la représentation
du mécanisme recentrent le questionnement.
Séance 3 : Améliorer les représentations des mécanismes.
Affichage et analyse collective des dessins.
Nouvelle représentation des mécanismes en choisissant le meilleur
point de vue.
Séance 4 : Expliquer
En relation avec les activités de français, élaboration
et structuration d'un texte explicatif.
Séance 5 : Construire des engrenages.
La réalisation et la manipulation d'engrenages simples favorisent la
compréhension du système de transmission.
Séance 6 : Construire des engrenages.
Réalisation et manipulation d'engrenages avec des combinaisons diverses.
Evaluation individuelle.
Matériel
Pour la classe :Ce
travail à été réalisé dans une classe de
ZEP (CM 2) de 25 élèves.
L'étude des voitures à friction permet d'aborder l'étude
des systèmes de transmission et de comprendre le fonctionnement des engrenages.
Cela implique la manipulation de roues dentées de différente tailles.
On peut se procurer ces voitures dans des grandes surfaces pour 2 à 3
euros et les roues dentées chez CELDA.
Ce travail a été élaboré à partir de deux
ouvrages :
- Mécanismes et énergie, coll. Démarches et outils pour
la classe CRDP du Nord-Pas-de-Calais
- Mécanismes et moteur de jouet, coll. Tavernier BORDAS
Par groupe d'élève
:
Le mot du maître
Les enfants sont invités à apporter en classe toutes sortes de
voitures.
Les voitures sont présentées, on les fait fonctionner : voitures
radio-guidées et télé guidées, voitures à
friction, petites voitures, voitures à lanceur à crémaillère.
Un classement collectif des voitures d'après leur fonctionnement est
établi.
Le maître propose de s'intéresser aux voitures à friction.
Séquence N°1
1ère Séance
Séance 1 : Exprimer ses idées.
Dispositif
- Travail individuel, travail par groupes de 4 ou 5 puis mise en commun.
Déroulement
1 . Travail par groupes : phase de manipulation et de recherche
Par groupes, les enfants doivent observer ce qui se passe lorsqu'ils font rouler
une voiture à friction.
2 . Phase collective.
Comment avez-vous procédé pour la faire fonctionner et quelles
sont vos remarques ?
Mise en commun.
Echange verbal sur ce qu'il peut y avoir sous la carrosserie ( l'intuition des
engrenages apparaît).
3. Phase individuelle.
Chaque enfant dessine ce qu'il imagine trouver à l'intérieur des
voitures.
2ème Séance
Observer et représenter le mécanisme.
Comment vérifier si les idées proposées sont exactes ?
Des enfants proposent de démonter la carrosserie en enlevant les vis
pour observer le mécanisme des voitures.
1 . Travail par groupes : phase d'observation et de manipulation
Observation et manipulation des châssis.
2 . Phase collective.
Mise en commun.
Qu'avez-vous observé ?
Au cours de l'échange, on se met d'accord sur un vocabulaire commun (roue
dentée, axe, engrenage). On définit ce qu'est un engrenage.
3. Phase individuelle.
Chaque enfant dessine le mécanisme observé.
3ème Séance
Améliorer les représentations des mécanismes.
1 . Travail collectif
Les dessins d'observations des mécanismes sont affichés et analysés
collectivement. C'est l'occasion de se remémorer les activités
précédentes, de vérifier la compréhension de la
transmission du mouvement et de repérer les erreurs.
On recherche quel est le meilleur point de vue pour représenter le mécanisme
(la vue de dessus).
Après l'analyse des dessins on rappelle comment s'enchaînent les
mouvements dans le mécanisme.
2. Phase individuelle.
Le maître propose une nouvelle représentation des mécanismes
en choisissant le meilleur point de vue pour les représenter.
4ème Séance
Expliquer
En relation avec les activités de français, élaboration
individuelle puis collective d'un texte explicatif.
5ème Séance
Construire des engrenages.
Objectifs notionnels
Deux roues dentées de diamètres différents tournent à
des vitesses différentes : la plus petite tourne plus vite que la grande.
Organisation matérielle
- 2 roues dentées de 20 (rouge) et 40 dents (bleu) pour 3 groupes
- 2 roues dentées de 20 (rouge) et 60 dents (jaune) pour 3 groupes
Dispositif
- Travail individuel, travail par groupes de 4 ou 5 puis mise en commun.
Déroulement
1. Situation collective : mise en situation et formulation de la situation-problème.
L'enseignant fait rappeler les caractéristiques d'un moteur à
friction et le problème sur lequel on doit travailler :
- Pourquoi y a-t-il des petites et des grandes roues dentées dans
un engrenage ?
Les élèves émettent ensuite des hypothèses et font
un inventaire du matériel nécessaire.
2. Travail par groupes : phase de manipulation et de recherche
Consigne : Par groupes de 4 ou 5, vous allez répondre au problème
posé et vérifier ou non les hypothèses proposées.
Ces groupes, de composition hétérogène, ont été
constitués à la suite d'une évaluation en sciences.
3. Travail individuel (phase écrite)
Consigne : Sur votre cahier d'expériences, notez vos observations
et vos résultats.
Réponses possibles et acceptées : texte, dessin, schéma.
4. Situation collective : temps de compte-rendu et de discussion
Les élèves :
- écoutent, reprennent ou réfutent l'argumentation de l'interlocuteur
- formulent un argument pertinent
- reformulent le raisonnement d'autres partenaires de l'échange
Procédures attendues.
1) Compter le nombre de tours que fait la petite roue quand la grande en fait
1, puis 2, puis 3…
Avec des roues de 20 et 40 dents.
Grande roue : 1 tour, 2 tours
Petite roue : 2 tours , 4 tours
2) Dénombrer le nombre de dents et le mettre en relation avec le nombre
de tours.
Avec des roues de 20 et 60 dents :
" On a trouvé que la petite roue tourne 3 fois plus vite que la
grande. On a trouvé que la grande roue à 3 fois plus de dents.
"
Synthèse. Les élèves formulent avec l'aide de l'enseignant
ce qu'ils ont appris.
6ème Séance
Construire des engrenages.
Le déroulement de cette séance est identique à la précédente.
Les enfants ont à construire et à comprendre la relation qui existe
entre le nombre de dents des roues d'un engrenage et le nombre de tours effectués
par chacune d'elles.
Les enfants associent d'autres roues dentées (dont le rapport n'est
pas simple) : 60 et 40 dents.
Certains enfants ont assemblés 2 roues dentées identiques, 3 roues
dentées (par ex : 40,20 et 40).
A la suite de ces séances une évaluation individuelle est donnée.
Séquence N°2
1ère Séance
2ème Séance
3ème Séance
Séquence N°3
1ère Séance
2ème Séance
3ème Séance
Séquence N°4
1ère Séance
2ème Séance
3ème Séance
Séquence N°5
1ère Séance
2ème Séance
3ème Séance
Séquence N°6
1ère Séance
2ème Séance
3ème Séance
Séquence N°7
1ère Séance
2ème Séance
3ème Séance
Séquence N°8
1ère Séance
2ème Séance
3ème Séance
