Activité pour la classe	Les machines volantes
Décembre2001		Ecole Jean Macé Pavillons sous Bois		Michelle Poisson
Cycle 2		Point du programme : les états de la matière

33 séances

Objectifs :

• Prendre conscience de l’existence de l’air
• Prendre conscience des effets de la présence et des mouvements de l’air

Quels sont les objets qui fonctionnent grâce à l a présence de l’air ? Et quelle est l’action de l’air ?

Quel est le rôle de l’air dans le vol d’un planeur ?

Quel est le rôle de l’air dans le vol d’un parachute ?

Quelle forme doit avoir une aile d’avion pour qu’il vole le mieux possible ?

Est-ce que l’air peut aider l’avion à avancer ?

L'existence de l'air

Problématique :

• Qu’est-ce que l’air pour des enfants qui portent essentiellement leur attention sur des objets concrets directement observables ?
• Comment faire prendre conscience aux enfants de l’intervention de l’air dans un certain nombre de phénomènes de la vie courante ?

1ère Séance: Questions à propos de l'air

• les enfants de CE1 reçoivent un questionnaire l’instit. lit chaque question puis les enfants y répondent individuellement.

• Les enfants de CP reçoivent également une fiche sur laquelle sont dessinées toutes les situations proposées aux CE1. Ils répondent aux questions en barrant l’objet s’il n’y a pas d’air et en l’entourant s’il y a de l’air.

• Les questionnaires sont ramassés pour permettre aux enfants de s’exprimer sans être démobiliser par la lecture de leurs hypothèses.

• Mise en commun puis constitution d’une affiche qui reproduit toutes les réponses pour permettre la formulation d’hypothèses.12 enfants sur 20 pensent qu’il n’y a pas d’air dans la bouteille fermée et vide de liquide.

• Les questions individuelles des enfants sont notées pour permettre une meilleure approche de la problématique des questions posées par les enfants individuellement.

2ème Séance: Hypothèses

Pour les enfants : L’air c’est du vent.

S’il n’y avait pas d’air les êtres vivants ne pourraient pas respirer donc pas vivre.

L’air vient autour de nous quand on bouge, quand on court, quand une voiture passe
Ce sont les arbres qui nous donnent de l’air, il y a de l’air dans le monde entier.

Conclusion : pour qu’il y ait de l’air il faut qu’il y ait du vent ou que quelque chose bouge. Il n’y a pas d’air, dans un endroit fermé. Mais si on peut respirer c'est qu’il y a de l’air

3ème Séance: mise en place des expériences

• les enfants veulent faire pour valider (ou infirmer) leurs hypothèses sur l’existence de l’air autour de nous.
• Les enfants ont proposé :
• Pour vérifier qu’il y a de l’air dans la bouteille.

1. Si l’on pose une bouteille dans un bac rempli d’eau, s’il y a de l’air dans la bouteille, elle doit flotter.
2. Pour gonfler un ballon de baudruche, il faut de l’air. s’il y a de l’air dans la bouteille, et que l’on appuie dessus, le ballon doit se gonfler.
3. A la piscine, lorsque l’on souffle dans l’eau, cela fait des bulles. Si on plonge une bouteille dans l’eau et qu’on l’ouvre, s’il y a de l’air dans la bouteille, cela doit faire des bulles.

Au début de la séance, les enfants qui avaient émis l’hypothèse qu’il n’y avait pas d’air dans la bouteille n’avaient pas d’expériences à proposer. A la fin de la séance, ils ont proposé les expériences qui infirmaient les hypothèses des premiers.

• Pour vérifier qu’il n’y a pas d’air dans la bouteille.

1. S’il n’y a pas d’air dans la bouteille fermée, quand on la pose dans un bac rempli d’eau, elle va couler.
2. S’il n’y a pas d’air dans la bouteille que l’on ferme avec un ballon de baudruche, on ne pourra pas gonfler le ballon en appuyant sur la bouteille.

• regroupement des élèves autour de leurs idées communes.
• Construction de la liste de matériel nécessaire pour réaliser les expériences.

4ème Séance: expérimentations dans chaque groupe

Traces écrites et dessins sur leur cahier d’expériences.

5ème Séance: mise en commun

• les enfants n’ont pas noté correctement leurs observations, ils ne se souviennent plus exactement de ce qu’ils ont fait

• Validation des différentes expériences par le groupe classe en les refaisant.

• On ne parvient pas à expliquer pourquoi la bouteille flotte, un enfant émet l’hypothèse que les bulles qui sortent de la bouteille sont peut-être de l’eau. seul l’expérience qui a permis de gonfler le ballon est acceptable pour prouver l’existence de l’air dans la bouteille

• Les enfants demandent à refaire les expériences pour mieux observer.

6ème Séance: élaboration d'une affiche mémoire

Expérience n°1 :

Le ballon se gonfle lorsqu’on appuie sur la bouteille.

Il y a de l’air dans la bouteille mais on ne le voit pas.

Il y a de l’air qui reste au fond de la bouteille car on n'arrive pas à le chasser complètement.

Expérience n°2 :

La bouteille flotte lorsqu’on la pose dans un bac rempli d’eau.

Mais si on remplit la bouteille d’eau, elle coule.

Peut-être que la bouteille flotte parce qu’elle est plus légère que l’eau.

Cette expérience ne prouve pas qu’il y a de l’air dans la bouteille.

Expérience n°3 :

Lorsqu’on plonge la bouteille dans l’eau

ça fait des bulles.

L’air sort de la bouteille et remonte jusqu’à la surface de l’eau. C’est peut-être l’air qui sort de la bouteille qui fait des bulles.

L’eau rentre dans la bouteille et chasse l’air. C’est peut-être l’eau qui rentre dans la bouteille qui fait des bulles.

une nouvelle expérience a été trouvée par les enfants lors de l’évaluation. Une enfant explique que pour écraser les bouteilles en plastique avant de les jeter à la poubelle, son père les écrase. Un autre enfant lui demande donc s’il laisse le bouchon ou non. Cette question suscite tout de suite une vive réaction : si tu laisses le bouchon sur la bouteille, tu ne pourras pas l’écraser car l’air qui est dedans ne pourra pas en sortir. Tous les enfants ne sont pas convaincus. Je propose donc aux enfants qui ont participé activement à la discussion de me construire une fiche d’observation pour réaliser cette expérience.

• On va chercher à vérifier que les bulles c’est de l’air ou de l’eau.

7ème Séance: de quoi sont faites les bulles?

Les enfants proposent les expériences auxquelles ils ont réfléchi.

On se rend compte que certaines expériences se recoupent.

On fabrique des affiches au tableau pour visualiser les différentes expériences et les enfants s’inscrivent sur l’affiche correspondant à leur réflexion.

1. Si je souffle dans une paille, je fais de l’air. Si je souffle avec la paille dans un verre rempli d’eau, cela doit faire des bulles
2. Pour faire des bulles de savon, il faut souffler sur de l’eau savonneuse.

Si je remplis une bouteille d’eau savonneuse et que j’appuie dessus, cela doit faire des bulles.

Certains enfants qui avaient avancé l’hypothèse que les bulles c’était de l’eau se trouvent confrontés à 2 situations : l’expérience qu’ils proposent ne permet pas de confirmer cette hypothèse mais au contraire l’hypothèse inverse, ou ils n’ont pas trouvé d’expérience permettant de le vérifier.

On décide donc de noter que l’on n’a pas trouvé d’expérience permettant de vérifier que les bulles c’est de l’eau.

Je. propose donc une autre expérience pour permettre à ces enfants de s’inscrire dans un groupe de travail.

Si les bulles c’est de l’air, si on gonfle d’air un morceau de tissu sous l’eau, lorsque le morceau de tissu se soulève, on doit voir une grosse bulle d’air s’échapper de sous le tissu et remonter à la surface.

Comme il reste des enfants qui ne se sont inscrit dans aucun groupe, on propose encore une expérience mais qui cette fois reprendra l’hypothèse que la bouteille flotte parce qu’elle est plus légère que l’eau.

Si je verse de l’eau dans un verre et que j’y ajoute le double d’huile, comme il y a plus d’huile, elle est plus lourde et elle doit couler.

A la fin de la séquence, chaque groupe de travail fait la liste du matériel qu’il a besoin pour réaliser son expérience.

8ème Séance: fiche observation de chaque groupe

• les différentes expériences sont rappelées au groupe classe et chaque équipe construit la fiche d’observation en y inscrivant ce qu'ils veulent vérifier, le matériel qu’ils vont utiliser et ce qu’ils pensent observer.
• Une feuille synthèse de toutes les expériences est construite aussitôt pour obliger les enfants à se tenir à ce qu’ils ont prévu de faire.

Nous voulons vérifier que

lorsque les bulles s’échappent de la bouteille, c’est bien de l’air.

la bouteille flotte parce qu’elle est remplie d’air

On n’a pas trouvé d’expériences pour vérifier que les bulles c’est de l’eau.

Expérience n°1 :

Expérience très rapide, les enfants ont soufflé dans le verre avec des pailles et ont constaté que cela faisait des bulles.

Ils dessinent ce qu’ils ont vu sur leur cahier d’expériences et sur la feuille synthèse.

On les invite à réfléchir sur l’expérience : on voit des bulles mais qu’est-ce que c’est ?

Expérience n°2 :

Les enfants fabriquent de l’eau savonneuse en mélangeant de l’eau et du liquide vaisselle.

Ils secouent énergiquement les bouteilles et commencent à appuyer dessus. On les invite donc à poursuivre leur expérience dans la cour de récréation pour éviter tout problème de salissure dans la classe.

Dans un premier temps, ils constatent effectivement que quelques bulles s’échappent de la bouteille mais ne se satisfont pas de cette observation et retournent en classe pour rajouter du liquide vaisselle et de l’eau.

Après avoir de nouveau bien secoué la bouteille, ils refont leur expérience mais cette fois, ils ne parviennent à faire sortir que de la mousse de la bouteille.

On leur rappelle donc ce qu’ils ont observé lors de la 1^ère tentative.

Expérience n°3 :

Les enfants utilisent des pailles pour souffler sous le tissu comme ils l’avaient prévu lors de leur hypothèse. Mais ils ne parviennent pas à gonfler le tissu d’air. On leur propose donc un autre matériel, des tuyaux, plus souple que la paille.

Lors de cette expérience, les enfants se sont surtout amusé à faire des bulles dans l’eau. Lorsqu’un enfant parvenait à gonfler le tissu d’air, les autres faisaient des bulles autour et par conséquent, ils ne pouvaient pas observer ce qui se passait.

Il a fallu intervenir pour diriger l’expérience à fin qu’ils puissent observer.

Malgré cela, lors de la synthèse, les enfants avaient retenu que le tissu se gonflait, qu’il y avait des bulles mais non que l’air en s’échappant du tissu avait produit une grosse bulle.

Expérience n°4 :

Les enfants avaient pris du matériel pour réaliser l’expérience en double.

La manipulation de l’huile et de l’eau a été très délicate. Mais, ils sont parvenus à doser l’huile et l’eau et à les verser dans un même récipient.

Ils ont constaté que l’huile et l’eau se mélangeaient dans un 1^er temps, puis que l’huile remontait au-dessus de l’eau.

Ils ont donc fait l’hypothèse que l’huile était plus légère que l’eau. On les a alors fait " rebondir " sur le fait qu’ils disaient lors de leur hypothèse, qu’il y avait plus d’huile donc qu’elle devait couler parce qu’elle était plus lourde.

Ils ont donc affirmé que l’huile était plus légère et alors on leur a demandé comment on pouvait en être sûr.

Les enfants ont proposé de peser les deux éléments. On leur a donc fournit une balance.

Lors de la pesée, les enfants ont constaté que l’huile était plus lourde que l’eau. on leur a alors rappelé l’expérience avec la bouteille vide qui flottait en leur demandant si c’était parce qu’elle était plus légère que l’eau.

Les enfants ont répondu par l’observation inverse : lorsque l’on remplissait la bouteille d’eau, l’eau contenue dans la bouteille ne pouvait pas être plus lourde que l’eau contenue dans le bac, donc lorsqu’elle est vide, si elle flotte c’est parce qu’il y a de l’air dedans.

9ème Séance: synthèse

• on reprend cette feuille synthèse et on discute avec les enfants de ce que l’on a appris au cours des expériences.
• Conclusions : les enfants reprennent le questionnaire initial et discutent sur ce qu’ils pensaient au début du projet (certains enfants veulent effacer leur réponse en se rendant compte qu’ils s’étaient trompés.

On reprend les hypothèses de départ et l’on dit ce que l’on a appris

Nous pensions qu’il n’y avait pas d’air dans une bouteille fermée.

Lorsque nous avons fait des expériences pour le vérifier nous nous sommes aperçus que :
Lorsqu’on appuie sur la bouteille on chasse l’air qui est dedans et on peut gonfler un ballon.
Lorsque l’on plonge une bouteille dans l’eau, cela fait des bulles d'air
La bouteille flotte au-dessus du bac rempli d’eau parce qu’elle est remplie d’air
Il y a donc de l’air dans la bouteille mais on ne le voit pas. L’air est partout autour de nous mais on ne le sent pas toujours. On ne sent l’air que lorsqu’il bouge : le ventilateur fait de l’air, la pompe à vélo… on ne peut pas voir l’air mais on voit ce qu’il fait bouger : le vent fait bouger les feuilles des arbres, tourner les ailes des moulins, pousse les nuages…

• Les enfants se posent alors une question qui est retenue par l’ensemble de la classe : comment l’air peut faire fonctionner les objets comme les avions, les moulins…
• Evaluation : En fin de séance, les enfants reçoivent une fiche sur laquelle sont représentées différentes situations mettant en évidence l’existence de l’air. (cf. multilivre fiche d’exercices p.30 ex. n°1

On laissera le bas de la page en blanc pour permettre aux enfants de répondre à la question suivante :

Y a-t-il de l’air autour de nous ? Comment peux-tu le prouver ? les réponses des enfants sont variées mais prouvent qu’ils sont maintenant conscients du phénomène. Ils ont proposé : quand on bouge on sent l’air qui est autour de nous, si on accroche un fil en l’air on le verra bouger, s’il n’y avait pas d’air on ne pourrait pas respirer et l’on serait mort, si on ouvre rapidement un bocal et que l’on place sa main dedans on peut sentir l’air, quand on parle ou que l’on respire, on sent l’air qui sort de notre bouche. On peut emprisonner de l’air dans un sac, le sac se gonflera et cela prouvera qu’il y a de l’air autour de nous même si on ne le voit pas et ne le sent pas.

Cette dernière proposition sera reprise avec toute la classe. On demande aux enfants sur l’hypothèse que certains ont faite. La plupart de la classe est d’accord, seuls deux enfants restent septiques sur l’existence de l’air et ne sont toujours pas surs qu’il y ait de l’air dans la bouteille fermée.

Quels sont les objets qui fonctionnent grâce à la présence de l'air? Quelle est l'action de l'air?

1ère Séance: recherche

• Pendant les vacances de Toussaint, les enfants ont fait un travail de recherche sur les objets, ils ont découpé dans des catalogues ou dessiné des objets qui fonctionnent avec de l'air. Les objets sont placés au tableau au fur et à mesure des propositions des enfants : ils sont collés sur une grande affiche.

• Discussion autour des objets qui fonctionnent grâce à la présence de l’air. peut –on classer ces objets suivant la manière qu’ils utilisent pour fonctionner ?

• Les enfants cherchent dans leur cahier d’expérience une forme de codage pour trier les objets qu’ils ont trouvés. On se met d’accord sur un codage à partir de couleurs.

2ème Séance: élaboration d'affiches

• Discussion sur les modes de tri choisis. Les enfants avaient proposé de chercher les objets qui contiennent de l’air, ceux qui rejettent de l’air, et ceux qui se déplacent grâce l’air. dès cette séance, ils ne sont pas d’accord sur le tri
• On construit trois grandes affiches qui reprennent les trois grandes catégories retenues. On se met d’accord sur quelques objets : l’avion se déplace grâce à l’air pour voler (mais comment ?) dans un premier temps on ne cherche pas à répondre à la question mais simplement à ce mettre d’accord sur le tri ; le ballon contient de l’air, la trompette rejette de l’air.
• Comme on ne parvient pas à ce mettre d’accord sur les autres objets on propose aux enfants de réfléchir en groupes. Ils reçoivent une feuille sur laquelle ils classent les objets pour lesquels ils sont d’accord et inscrivent le nom des objets pour lesquels ils ne sont pas d’accord.

3ème Séance: comment opérer un tri?

• Nouvelle tentative de tri collectif. Les enfants ne sont toujours pas d’accord sur certains objets notamment sur les machines volantes.
• On remet l’opération de tri collectif à une séance ultérieure. Les enfants tombent d’accord sur le fait qu’il faut d’abord expérimenter sur quelques objets pour pouvoir ensuite trier tous les objets.
• Les enfants posent des questions sur le fonctionnement des avions qui n’ont pas de moteur, sur les montgolfières, les hélicoptères…
• Proposition est faite d’aller visiter le musée de l’air et de l’espace pour essayer d’en savoir plus sur ces objets.

• L’affiche sera donc construite que lors d’une séance d’évaluation qui sera faite à la fin de l’année scolaire.

4ème Séance: Livret compte-rendu de visite du Musée de l'air

• que veut-on savoir ? quelles hypothèses faisons-nous ?

• Les enfants dessinent chaque objet retenu par la classe et émettent des hypothèses ou posent des questions par écrit :

• Les montgolfières : elles volent grâce à l’air mais c’est le feu qui fait monter le ballon – mais à quoi sert l’air ? – il y a de l’air chaud à l’intérieur…

• Les parachutes : (certains enfants font des confusions entre parachute et montgolfière) le parachute atterrit en douceur grâce à l’air qui entre dans la toile et le gonfle – comment le parachute peut-il décoller ? – c’est l’homme accroché au parachute qui le déplace vers le bas…

• Les planeurs : ils volent grâce à leurs ailes qui pivotent – pourquoi volent-ils alors qu’ils n’ont pas de moteur ? – c’est l’air qui emporte le planeur…

• Les 1ers avions : on tourne l’hélice puis ça décolle et ça vole – ils ont un moteur – les ailes servent à décoller et les roues à atterrir…

• Les hélicoptères : les hélices tournent et ça vole – l’hélice tourne très vite…

• Les fusées : comment le feu peut-il faire décoller et voler la fusée ? – grâce à l’air, le feu de la fusée peut la faire décoller…

5ème Séance: comment fonctionnent les machines volantes?

• De retour en classe, après la visite au musée de l’air, je demande aux enfants s’ils savent maintenant comment fonctionnent les objets qu’ils devaient étudier.
• Discussion sur le fonctionnement des objets : les enfants font des propositions et on leur demande si l’on peut vérifier ce qu’ils disent
• Les enfants proposent de construire les objets
• Elaboration d’un protocole de construction des objets : je distribue à chacun une feuille et je leur demande de m’expliquer comment ils s’y prendraient pour faire voler un objet de leur choix.

6ème Séance: différents projets de construction

• Discussion autour des différents projets : les enfants se rassemblent par groupe selon l’objet qu’ils ont choisi : avion, fusée, hélicoptère, montgolfière.
• Les enfants établissent un projet commun qui doit répondre au cahier des charges établi par la classe : l’objet doit voler grâce à l’action de l’air, on ne peut pas fabriquer de moteur et on ne peut pas utiliser de feu. Ces procédés doivent être remplacés par d’autres : autre mode de propulsion pour le moteur, autre source de chaleur pour le feu.
• Les enfants rassemblent le matériel dont ils ont besoin pour construire leur objet et font la liste du matériel manquant à rassembler pour la prochaine séance.

7ème Séance: constructions

• Construction des objets par groupe

• Les fusées : les enfants utilisent trois bouteilles qu’ils scotchent entre elles et placent un ballon à l’intérieur. ils veulent gonfler les ballons dans les bouteilles pour ensuite les faire éclater en même temps pour faire décoller la fusée.
  Problème : ils ne parviennent pas à gonfler les ballons dans les bouteilles

• L’hélicoptère : les enfants gonflent un ballon et très vite ils s’aperçoivent que s’ils collent les hélices au ballon ils ne pourront pas faire tourner l’hélice. ils décident de fabriquer une hélice indépendante de l’avion et de chercher ensuite comment la fixer sur l’avion.

• Les avions : les enfants prennent une bouteille à laquelle ils fixent des ailes en carton mais leur construction est trop lourde et ils ne parviennent pas à le faire voler. Un autre groupe ne parvient pas à ce mettre d’accord sur la construction, on leur propose de construire des avions en papier et de réfléchir à comment le faire voler le mieux possible.

• La montgolfière : les enfants gonflent un ballon et le nouent, ils scotchent des fils au fond d’un pot de yaourt puis les accrochent au ballon. Ils prennent le sèche cheveux pour faire voler la montgolfière mais n’y parviennent pas. Les fils ne restent pas accrochés au ballon, ils les replacent et recommencent mais au bout d’un moment le ballon éclate. Catastrophe !
• Lors de l’évaluation finale, les enfants se sont mis d’accord pour prendre un sac ouvert afin que l’air chaud puisse entrer dedans alors que l’on n’était pas revenu sur le problème de la montgolfière au cours de l’année.

8ème Séance: synthèse

• Synthèse de la séance précédente : qu’avons-nous fait ? que s’est-il passé ? les enfants sont assez déçus, ils ne sont pas parvenus à construire un objet qui vole.
• On cherche à comprendre ce qui n’a pas fonctionné et l’on reprend les différentes difficultés rencontrées :
• Les fusées : les enfants ne sont pas parvenus à gonfler les ballons dans les bouteilles. Pourquoi ? les enfants émettent des hypothèses : c’est trop dur mais pourquoi ? je demande à un enfant de gonfler un ballon à l’extérieur de la bouteille. On regarde ce qui se passe ; il gonfle le ballon aisément ; on recommence l’expérience à l’intérieur de la bouteille ; il n’y parvient pas. Pourquoi ? un enfant émet l’hypothèse qu’il y a quelque chose à l’intérieur de la bouteille qui nous empêche de gonfler le ballon ; or on ne voit rien dans la bouteille. Les enfants réalisent qu’il y a de l’air dans la bouteille et l’un d’entre eux explique que le ballon pousse l’air qui est dans la bouteille et que l’air de la bouteille ne peut pas sortir alors il pousse le ballon. Les enfants proposent de couper le fond de la bouteille pour pouvoir gonfler le ballon. On propose donc au groupe qui construisait des fusées de revoir leur montage plus tard en coupant le fond des bouteilles.
• Les avions : ils sont trop lourds, ils ne peuvent pas voler parce qu’ils n’ont pas de moteur. Les enfants qui avaient construit des avions en papier montrent que leur avion vole. Les autres ne sont pas satisfaits et ils disent que ce sont les enfants qui les lancent mais pas l’air qui les fait voler. Je propose que l’on reparle de ces avions la plus tard.
• La montgolfière : les enfants du groupe racontent ce qu’il s’est passé. Les autres protestent car ils avaient noué le ballon, l’air ne pouvait donc pas entrer dedans pour la faire voler. Les enfants proposent de reconstruire une montgolfière avec un sac en plastique.
• L’hélicoptère : les enfants du groupe expliquent les difficultés qu’ils ont rencontrées, ils présentent leur hélice et disent que si on parvient à faire tourner l’hélice très rapidement elle décolle alors si on parvient à la fixer au ballon on pourra faire voler l’hélicoptère. ils reconnaissent qu’ils ne savent pas comment faire.
• Synthèse : je tente de rassurer les enfants en leur expliquant que même s’ils ne sont pas parvenus à faire voler leurs objets ils ont appris plein de choses. On considère donc qu’il est très difficile de savoir comment ils volent exactement. Les enfants qui avaient fait voler les planeurs protestent en faisant remarquer qu'eux ils y étaient parvenus mais je leur fais remarquer qu’ils ne savent pas nous expliquer comment leurs avions font pour voler et pourquoi ils ne volent pas tous aussi bien les uns que les autres.
• Un enfant remarque que pour savoir comment volent tous ces objets il faut d’abord apprendre et comprendre plein d’autres choses, je profite de l’occasion qu’ils me donnent pour proposer aux enfants d’essayer de comprendre comment volent les planeurs

Quel est le rôle de l'air dans le vol d'un planeur?

1ère Séance: qu'est-ce qu'un planeur?

• discussion sur les types d’avions rencontrés au musée de l’air et comment construire un avion sans moteur à l’aide simplement d’une feuille de papier et autre petit matériel.

• Les avions retenus sont le planeur à aile plate, le planeur à aile profilée, le concorde et le Boeing.

• Les enfants dessinent l’avion qui selon eux volera le mieux et expliquent les raisons de leur choix

2ème Séance: construction d'un planeur

• Présentation des 4 modèles aux enfants, chacun reçoit la notice de montage de l’avion qu’il a choisi de construire

• Lecture de la notice de montage et rassemblement du matériel

• Fabrication des avions, ceux qui ont terminé les 1ers aident les enfants qui ont choisi le même modèle qu’eux.

3ème Séance: mise en place d'un protocole d'observation

• les enfants proposent de tracer des marques dans la cour et d’essayer les planeurs d’un même modèle. Ils veulent voir quels sont les avions qui volent le plus loin et ceux qui restent le plus longtemps en l’air. chaque enfant marque sur son ardoise la distance et le temps de vol de son avion.

• Analyse des résultats : on propose aux enfants de réfléchir par groupe comment on pourrait trouver l’avion de chaque groupe qui a volé ni le plus mal ni le mieux. Les enfants proposent de numéroter chaque avion et de placer ces résultats sur une ligne représentant le temps de vol et sur une autre représentant la distance

• Synthèse collective : les lignes de temps de vol et de distance parcourue sont représentées au tableau. On demande aux enfants de dire pour chaque groupe quel avion a volé de manière moyenne. Les résultats montrent de manière probante ce que les enfants avaient déjà remarqué pendant les essais : l’avion de type concorde vole le plus loin et reste le plus longtemps en l’air.

• La décision est prise que tous les enfants de la classe construisent ce type d’avion pour essayer de comprendre pourquoi c’est le modèle qui fonctionne le mieux.

4ème Séance: pliage d'un avion et essais

• Construction des avions type concorde et essais dans la classe car il a plu et le sol de la cour est mouillé.
• Observations : certains volent mieux que d’autres, pourquoi ? les enfants proposent de changer quelque chose sur leur avion. Je leur dis alors qu’il faut que l’on se mette d’accord car autrement on ne pourra plus observer correctement les modifications de vol.

• Un enfant propose de souffler sur le nez de l’avion car il avait vu un autre le faire lors du 1^er essai et son avion avait mieux volé. Les enfants qui pensent que si on souffle sur le nez de l’avion celui ci volera mieux sont invités à le faire.
• 2^nd essai : les enfants ont l’impression que les avions dont on a soufflé sur le nez volent mieux, pourquoi ? tous les enfants se mettent à souffler sur le nez de leur avion et je leur demande pourquoi ils font cela s’ils ne savent pas vraiment à quoi cela sert. Les enfants constatent très vite que le nez de leur avion est légèrement humide. Je leur demande ce qui s’est passé. Ils me répondent que maintenant le nez de l’avion est mouillé et donc qu’il est plus lourd.
• Vérification de l’hypothèse : comment peut-on être sûr que le nez de l’avion est plus lourd parce qu’il est mouillé ? un enfant propose de peser deux avions (un sec et un mouillé) mais tous les avions sont déjà lestés. Je leur propose donc de faire l’expérience avec un autre matériel (2 mouchoirs en papier par exemple). Deux mouchoirs en papier sont donc posés sur la balance, un des mouchoirs a été humecté par un enfant. La balance penche du côté ou le mouchoir a été humecté. Pourquoi ? les enfants me disent tout de suite que puisqu’on a rajouté de l’eau, il y a plus de chose de ce côté de la balance et c’est donc plus lourd.
• 3^ème essai : je propose aux enfants de mettre quelque chose au bout de leur avion : un trombone ou un petit morceau de pâte à modeler. Les avions sont essayés mais ce n’est pas concluant, les avions ne volent pas mieux il faut faire varier quelque chose d’autre.
• nouvelle hypothèse : pour que l’avion vole le mieux possible, ll faut qu’il ait de grandes ailes.

5ème Séance: comment vole le planeur?

• formulation d’hypothèses :les enfants reçoivent une feuille sur laquelle un planeur est dessiné. Ils doivent émettre des hypothèses sur le rôle de l’air sur les différentes parties de l’avion.
• mise en commun : le planeur est dessiné sur une grande affiche et l’on y inscrit les différentes hypothèses des enfants.
• La poussée : pour la plupart des enfants, l’air va dans le même sens que l’avion. c’est l’air qui pousse l’avion vers l’avant. je leur présente l’avion maintenu en l’air et je leur demande si l’avion vole et pourquoi ? tout de suite, ils se rendent compte que je dois lancer l’avion pour qu’ensuite il vole. On inscrit cette remarque sur l’affiche : la main sert à lancer l’avion, elle sert de moteur. Donc une fois qu’on lâche l’avion il n’a plus de moteur ; c’est pour cela que c’est un planeur. Les enfants sont toujours persuadés qu’ensuite l’air pousse l’avion.
• La traînée : il est difficile de faire réaliser aux enfants que l’avion traverse l’air et donc qu’il va dans le sens opposé. Un enfant remarque alors que si l’air va dans le sens opposé il empêche l’avion d’avancer et que c’est peut-être pour cela que l’avion tombe.
• Le poids : aucun enfant n’en a parlé dans un premier temps. Je leur soumets donc ce problème. Pourquoi l’avion tombe-t-il lorsque je le lâche ? ils émettent tout de suite l’hypothèse que l’avion est lourd. Certains pensent que l’air appuie sur l’avion et le pousse vers le bas. Un enfant demande si l’air pèse quelque chose, et comment peut-on le savoir. Nous notons cette remarque sur l’affiche pour le vérifier lors d’une prochaine séance. Tout le monde est d’accord sur le fait que l’avion a un poids puisque l’on a déjà fait varier son poids en humectant le bout du fuselage. Mais cela perturbe nos réflexions car on cherche à savoir comment il fait pour voler et non pour tomber. Quant au rôle de l’air, les enfants ne sont pas convaincus qu’il pousse l’air vers le bas, certains disent qu’il peut aussi l’attirer vers le haut.
• La portance : les enfants s’aperçoivent très vite que l’air agit sur la surface totale de l’avion. ils reprennent alors leurs hypothèses sur la grandeur des ailes. Ils reprennent leurs planeurs et agrandissent les ailes. Nous faisons un essai en classe et en effet les avions volent plus longtemps. Les enfants émettent aussitôt l’hypothèse que l’air qui est au-dessous de l’avion l’empêche de tomber. Je leur demande comment peut-on vérifier cette hypothèse.

Quel est le rôle de l'air dans le vol d'un parachute?

1ère Séance: hypothèses

• comment peut-on vérifier que l’air qui est sous l’avion l’empêche de tomber ? Les enfants réfléchissent sur leur cahier d’expériences à une solution pour vérifier cette hypothèse. Très vite, ils parlent de parachutes et demandent à vérifier leurs hypothèses en construisant l’objet. certains proposent de construire des cerfs-volants. Panique ! je sais quelles forces entrent en jeu dans le vol d’un cerf-volant et je sais que partir dans cette direction ne ferait pas avancer notre réflexion mais la compliquerai plus.

• Ouf ! pendant la synthèse, tous les enfants se rallient à l’idée que construire des parachutes seraient plus facile.

• Chaque enfant fait la liste du matériel dont il a besoin sur son cahier d’expérience. Nous en profitons pour faire une séance de vocabulaire car tous les enfants n’emploient pas les mêmes termes pour désigner toutes les parties du parachute.

• Rassemblement du matériel pour faire les parachutes : mousse, sacs plastiques, papier de soie, fil de fer, ficelle, raphia, scotch, pâte à modeler, …

2ème Séance: fabrication de parachutes

• chaque enfant rassemble le matériel dont il a besoin et fabrique son parachute en suivant la fiche de fabrication de son cahier d’expériences.

• Essais des parachutes : dans la classe en montant sur une table. Les enfants décident de lâcher leur parachute deux à deux et de garder à chaque fois le parachute qui atterrit en dernier.
• Conclusion : Inès a fabriqué un parachute qui tombe lentement. Qu’a-t-il de particulier ? les enfants examinent le parachute et font de nouvelles hypothèses.
• Le parachute est fabriqué avec un grand sac : il y a plus d’air à l’intérieur ce qui l’empêche de tomber trop vite.
• Elle a mis une boule de scotch au bout des suspentes pour faire le parachutiste : c’est léger et comme cela le parachute ne descend pas trop vite.
• Les suspentes sont longues : le parachute peut bien s’ouvrir.

3ème Séance: on isole différents paramètres

• On reprend les hypothèses faites lors de la dernière séance et je demande aux enfants comment on pourrait vérifier les hypothèses que l’on a émises.

• On isole les différents paramètres : les enfants s’inscrivent dans un des quatre ateliers pour définir les différentes variables à appliquer. On définit au préalable les éléments qui ne doivent pas varier : les enfants reprennent à leur compte les conclusions de la séance précédente. Ils mesurent le diamètre du sac d’Inès (20 cm), la longueur de ses suspentes (30 cm), le poids de son parachutiste (5 g), et le nombre des suspentes (4 – 2 de chaque côté)

• Atelier 1 : la grandeur de la toile : les enfants demandent des gabarits de diff diamètres : 10, 15, 20, 25 et 30 cm. Comme je ne peux pas me rendre disponible je leur donne du carton et je leur demande d’essayer de trouver un outil qui leur permette de faire des ronds de la dimension qu’ils désirent. Ils fouillent dans le matériel de la classe et sortent différents objets ronds mais ils ne sont pas satisfaits car ils ne correspondent pas aux dimensions qu’ils désirent et ils ne sont pas toujours d’accord sur la prise de mesures. Au bout d’un moment, un enfant me demande s’il peut prendre le compas du tableau. J’accepte et je regarde comment ils s’y prennent pour s’en servir. Très vite, ils prennent également la grande règle et écartent les branches du compas à la longueur qu’ils désirent tracer leur cercle. Problème : les feuilles de carton ne sont pas assez grandes pour tracer le cercle. Je leur demande de vérifier la taille du carton et ils s’aperçoivent qu’elle est assez grande. Un enfant reprend le compas le place au milieu du carton et de la règle et s’aperçoit que l’ouverture du compas est beaucoup trop grande. Comment faire ? ils tâtonnent en déplaçant la pointe de compas le long de la règle et finissent par trouver l’écartement du compas. Un des enfants réalise qu 15 c’est la moitié de 30. Ils me demandent ensuite de l’aide pour tracer leurs ronds. Je leur demande pour cela de me préparer le compas à la bonne ouverture pendant que je m’occupe d’un autre groupe.

• Atelier 2 ; le poids du parachutiste : les enfants prennent de la pâte à modeler et en font des boules de différentes tailles. Je leur dis que je ne suis pas satisfaite de ce qu’ils proposent car nous avons parlé de poids et que je ne sais pas combien pèsent les boules de pâte à modeler. Ils prennent donc la balance Roberval de la classe et les masses marquées et pèsent leurs boules de pâte à modeler. Cela pose un problème : la pesée n’est pas assez précise ou il n’y a pas assez d’écart de poids entre les boules. Je leur soumets donc un nouveau problème : il serait peut-être bien de choisir des masses marquées et de fabriquer des boules de pâte à modeler du même poids. Un enfant propose d’attacher directement les masses marquées au parachute. Ils s’y essaient mais ne sont pas satisfaits car ils ont du rajouter de scotch et ne savent plus exactement le poids du parachute. Ils reviennent à la première solution et fabriquent des boules de 5, 10, 15, 20 et 25g.

• Atelier 3 le nombre de suspentes : les enfants se mettent d’accord sur le nombre de suspentes de chaque parachute. Ils se décident pour 2, 4, 6, et 8. Ils coupent donc leurs suspentes à la taille décidée en grand groupe et fabriquent leur parachute.

• Atelier 4 : la longueur des suspentes : comme l’atelier 3 celui ci n’a pas posé de problème, les enfants ont découpé 4 suspentes de chaque longueur choisie : 10, 20, 30, 40, 50.

• Fabrication des parachutes : les enfants construisent chacun un parachute suivant les variables choisies dans son atelier.

4ème Séance: fiche d'observation

• avant d’essayer les parachutes, je demande aux enfants de me dire comment on va faire pour vérifier quel parachute fonctionne le mieux. On établit ensemble une fiche d’observation reprenant les différentes variables des ateliers ; atelier 1 : parachute avec 4 suspentes de 30 cm et un poids de 5 g, on y notera la taille du parachute après l’observation ; atelier 2 : parachute de 20 cm avec 4 suspentes de 30 cm, on notera le poids du parachutiste après observation ; atelier 3 ; parachute de 20 cm avec un poids de 5g mais on ne dessine que 2 suspentes de 30 cm ne sachant pas encore quel nombre de suspentes sera le plus efficace ; atelier 4 : parachute de 20 cm, avec un poids de 5 g et 4 suspentes dont on ne connaît pas encore la taille.
• Essai des parachutes : dans la cage d’escalier de l’école, chaque groupe de 4 enfants laisse tomber son parachute à mon signal. On repère le parachute qui descend le plus lentement et l’on note ses caractéristiques sur la feuille d’observation.
• Mise en commun des observations : dans chaque atelier, les parachutes qui ont descendu le plus lentement avaient : une toile de 30 cm de diamètre, un poids de 5g, 2 suspentes et une longueur de suspentes de 30 cm
• Conclusion : un enfant de CP remarque que le parachute qui avait la plus grande toile a le mieux fonctionné parce qu’il y a plus d’air qui rentre dessous. Le parachute volera mieux s’il est plus léger. Le nombre et la longueur des suspentes n’est pas une variable valable pour les enfants car ces ateliers n’avaient pas placé leurs suspentes de la même manière et les mesures des suspentes n’étaient pas précises.

5ème Séance: évaluation

• je demande aux enfants si après avoir fait des expériences sur les parachutes ils pensent pouvoir construire chacun un parachute qui vole le mieux possible. Par groupe de 4 (CP/CE1) les enfants construisent une fiche technique pour construire leur parachute. Ensuite, chacun reçoit le matériel dont il a besoin et construit son parachute
• Essai des parachutes : l’activité a été concluante, les parachutes descendent très lentement les enfants sont contents. Mais qu’allons-nous faire de ce nouveau phénomène qui l’on vient de découvrir ?

6ème Séance: conclusions

• Qu’avons-nous appris en construisant des parachutes ? les enfants sont d’accord pour dire qui l’air joue un rôle sous l’avion, il freine sa descente. Alors pourquoi nos avions ne volent-ils pas bien ? les enfants proposent d’agrandir les ailes.

• Chaque enfant reçoit une feuille de papier pour effectuer le pliage d’un avion. La grande majorité est devenue experte dans ce pliage mais quelques enfants ont encore besoin d’aide. Le but étant de faire des ailes les plus grandes possible, je les aide à réaliser la 1^ère partie du pliage : le fuselage.

• Les avions restent plus longtemps en l’air : les enfants sont d’accord pour dire qu’ils planent alors qu’avant le vol n’était dû qu’à la lancée.

• Un enfant remarque : l’air qui est devant l’avion, passe en dessous et le porte. Je demande donc aux enfants s’il y a de l’air au-dessus de l’avion ou non. Les enfants ne sont pas tous d’accord. On reprend donc l’affichage où se trouve la question initiale du rôle de l’air dans le vol du planeur et je fais remarquer aux enfants que l’on s’était déjà posé cette question et que certains avaient émis l’hypothèse que l’air pesait peut-être sur le dessus de l’avion et que c’était peut-être pour cela qu’il tombait.

• Mon inquiétude se porte sur la direction que les enfants donnent à l’air. Je les questionne sur ce fait en mimant le vol de l’avion en papier d’une main et la direction de l’air de l’autre. J’appelle plusieurs enfants pour qu’ils indiquent d’autres directions éventuelles de l’air. Au bout d’un moment, nous nous mettons d’accord sur le fait que la direction de l’air est l’inverse de celle de l’avion et que donc s’il y a de l’air qui appuie sur le dessus de l’avion celui-ci vient également de l’avant. Un enfant soulève le problème de la forme de l’aile : la présence et le poids de l’air ne sont pas les mêmes suivant la forme de l’air. D’après lui, c’est pour cela que les avions n’ont pas tous la même forme d’aile. Il fait alors référence aux avions de " guerre " et au Concorde qui d’après lui n’ont pas besoin que leurs ailes dévient la direction de l’air car ce sont leurs moteurs très puissants qui les fait voler. Il ajoute que les fusées n’ont pas d’ailes et pourtant elles volent grâce à leurs moteurs.

Quelle forme doit avoir une aile pour qu'un avion vole le mieux possible?

1ère Séance: problèmatique

• On reprend encore une fois les caractéristiques du parachute et on les transpose à l’avion. je demande aux enfants comment doit être l’aile de l’avion. la réponse est sans hésitation qu’elle doit être grande et légère.
• Je leur demande alors de dessiner sur leur cahier d’expérience la forme que doit avoir l’aile de l’avion pour qu’il vole le mieux possible. Cet exercice est très difficile car il demande énormément d’abstraction de la part des enfants. Il s’agit de ne dessiner qu’une partie de l’avion et de plus en volume.
• Mise en commun : tous les enfants ont dessiné une aile de forme triangulaire. Ils font référence à la forme de l’aile du concorde en disant que toutes les ailes d’avions ont cette forme mais qu’elles ne sont pas toujours collées au fuselage comme le concorde.
• Présentation du problème : j’explique aux enfants que pour pouvoir tester les différentes formes d’ailes il va falloir construire uniquement l’aile et par conséquent qu’il va falloir qu’elle soit grande pour pouvoir l’expérimenter.
• Les enfants ont beaucoup de difficulté à concevoir uniquement l’aile de l’avion en volume alors je reprends la forme qu’ils ont choisie et je tente de leur montrer qu’il faut plier la feuille de manière à obtenir la forme souhaitée.
• Construction des ailes : les enfants reprennent des feuilles de papier et recherchent comment construire une aile. Le résultat est assez concluant (feuille dont les côtés sont ramenés bord à bord : aérodynamique, idem mais en aplatissant la partie avant) sauf pour le groupe qui a choisit une forme triangulaire avec la pointe en avant car il est difficile d’y donner du volume.
• Mise en place du dispositif : une fois que les ailes sont construites, je demande aux enfants de trouver un dispositif pour faire voler l’aide sans avoir besoin de la tenir. Pour cela je leur propose du matériel : paille, ficelle, scotch. Chaque groupe réfléchit au positif qu’il va mettre en œuvre pour faire voler son aile. Et les problèmes commencent : la feuille de papier est trop fragile, elle se déchire au cours des manipulations, les enfants ne parviennent pas à fixer le dispositif sans endommager l’aile. Ils réclament du carton souple pour refaire le montage. Je leur propose de leur apporter ce nouveau matériel et l’on se met d’accord pour apporter des sèche-cheveux pour la séance suivante.

2ème Séance: élaboration du dispositif

• Expériences sur le rôle de l’air. on se met d’abord d’accord sur le fait que l’on pense tous que l’air vient dans la direction opposée de l’avion et donc qu’il va falloir placer le sèche-cheveux correctement devant l’aile. je leur rappelle également que l’on n'est pas tous d’accord pour dire que l’air passe sous l’avion ou sur l’avion ou les deux et qu’il faudrait le vérifier.

• Lors de l’expérimentation divers problèmes sont apparus : les ailes tournaient sur elles-mêmes mais on ne parvenait pas à les maintenir en l’air, pour faire voler l’aile certains enfants plaçaient le sèche-cheveux dessous. On ne parvient pas à vérifier les hypothèses que l’on s’était posées

• Conclusion : il s’agit d’essayer de savoir pourquoi nos expériences n’ont pas fonctionné. Les enfants pensent que l’aile en carton est trop lourde et que l’on aurait du garder l’aile en papier, je leur soumets alors le fait que les ailes des avions sont certainement bien plus lourdes que nos ailes en carton. Ils me soumettent alors que peut-être que le sèche-cheveux n’envoie pas assez d’air.

• Les enfants veulent refaire l’expérience mais je leur dis que cela prendrait encore une séance et que comme je pars en stage il faudrait que ce problème soit résolu rapidement. Je leur propose donc de fabriquer une aile et que l’on ferait ensuite l’expérience ensemble. On se met donc d’accord sur le choix de l’aile. les enfants choisissent l’aile aérodynamique en disant que c’est celle qui ressemble le plus aux ailes d’avion.

3ème Séance: l'aile aérodynamique

• j’apporte en classe une aile que l’on monte à l’intérieur d’un cadre en bois pour l’empêcher de tourner.

• On se met ensuite d’accord sur l’emplacement du sèche-cheveux pour faire voler l’aile. les enfants dessinent les différentes hypothèses dans leur cahier d’expériences et l’on fait les expériences.

• Le sèche-cheveux est placé au-dessus de l’aile de manière à envoyer l’air dans la direction opposée au sens de l’avion. on lâche l’aile, elle tombe. Les enfants sont tous d’accord : l’air appuie sur l’aile et la fait tomber. Je leur demande alors s’ils ont le droit de dire cela. Car cela fait plusieurs fois qu’ils prétendent que l’air a un poids et que pour ma part je n’en sais rien. On note donc la question sur l’affiche initiale, il sera important de vérifier le plus rapidement possible.

• Le sèche-cheveux est toujours placé de la même manière mais cette fois on envoie l’air sous l’aile. on lâche l’aile, elle se maintient en l’air. les enfants sont très contents. Mais je leur dis que je ne suis pas satisfaite de l’expérience car je pense que l’air qui vient face à l’avion passe également au-dessus.

• On fait donc l’expérience de placer le sèche-cheveux face à l’aile et les enfants sont stupéfaits de voir l’aile monter au fur et à mesure que l’on suit le mouvement. Je leur demande de faire le dessin sur leur cahier d’expérience et d’indiquer le rôle de l’air.

• Mise en commun : en reprenant l’affiche initiale, les enfants s’aperçoivent qu’ils avaient indiqué les sens de l’air au-dessus de l’avion par des flèches allant vers le bas et l’inverse pour le sens de l’air qui était sous l’avion. ils me demandent d’effacer ces flèches pour ne plus faire apparaître que les flèches qui indiquent le sens de l’air face à l’avion. une enfant remarque : l’air qui est au-dessous de l’avion l’empêche de tomber comme pour le parachute, et l’air qui est au-dessus le tire vers le haut. Avant de noter cette remarque sur l’affiche, je demande aux enfants s’ils sont d’accord. certains ont une mine dubitative, je m’aperçois que cela est loin d’être clair dans leur tête.

• Le principe de Bernoulli : je propose aux enfants une expérience simple qui j’espère va mettre tout le monde d’accord. je distribue à chacun une bande de papier et je leur demande s’ils peuvent en soufflant dessus me prouver que l’air attire la feuille vers le haut. Certains enfants placent la feuille sur la table et souffle au-dessus mais il ne se passe rien. D’autres posent la feuille sur leur main et souffle dessus, la feuille bouge mais on n’est pas sûr qu’elle monte ni qu’on n’ait pas soufflé dessous. Un enfant tient la feuille entre ses doigts et souffle au-dessus. Je l’invite à rapprocher la feuille de sa bouche et le phénomène se révèle à tous, la feuille se soulève. Tous les enfants de la classe font alors cette expérience.

• Conclusion : le phénomène a été bien perçu par les enfants, ils me disent aussitôt que l’on rajoute de l'air au-dessus de la feuille et que cet air va plus vite que l’air qui est au-dessous. On note donc sur l’affiche à l’aide de deux couleurs, l’air qui est au-dessus de l’aile de l’avion va plus vite que l’air qui est au-dessous.

• Il faut maintenant savoir quel effet cela a sur le vol. les enfants me rappellent leur hypothèse sur le poids de l’air. ils proposent : si l’air qui passe au-dessus est plus rapide, il doit être plus léger. Comme l’air qui est dessous est plus lourd il maintient mieux l’avion en l’air. je n’ose pas parler de pression, cela me paraît trop compliqué. J’accepte simplement l’idée en retenant que l’air qui est au-dessus se déplace plus vite et qu’il maintient l’avion en l’air.

L'air a-t-il un poids?

1ère Séance: protocole expérimental

• les enfants devaient trouver un moyen de peser l’air. des pesées avaient déjà été réalisées à plusieurs reprises dans la classe soit lors des expériences sur l’air soit lors des séances de mathématiques. Les enfants ont tous en tête la notion d’équilibre des forces dans le cas d’un poids identique et la notion de déséquilibre dans le cas d’un poids différent.
• Discussion : comment peut-on peser l’air ? il faut l’enfermer dans quelque chose. La notion de tare apparaît. Les enfants doivent être conscients que le contenant à lui aussi un poids et que par conséquent on doit d’abord faire l’équilibre avec deux contenants identiques. Les enfants choisissent de faire leurs pesées à l’aide de ballons de baudruche. Je mets donc à leur disposition des ballons de différentes tailles. Ils veulent peser les ballons sur la balance Roberval de la classe mais je leur dis que cela ne me semble pas possible. Nous essayons et les enfants se rendent compte qu’un seul ballon sur la balance ne la met pas en déséquilibre. Je leur demande de chercher un autre moyen pour faire la pesée.
• Fabrication de balances : les enfants reprennent leur cahier d’expériences pour réfléchir à la fabrication d’une balance. Ils conçoivent des balances soit avec des pics à brochette soit avec une règle. Ils rencontrent un problème fondamental, obtenir un équilibre parfait avant de pouvoir opérer la pesée.
• Les protocoles expérimentaux :

1. Construction d’une balance à l’aide d’une règle et d’un fil au milieu, le fil est passé par le trou de la règle, les enfants accrochent un ballon dégonflé à un bout et un ballon très gonflé à l’autre bout.
2. Même démarche mais la règle est remplacée par un pic à brochettes.
3. Même démarche mais cette fois les ballons sont suspendus au pic à brochette à l’aide de ficelle.
4. Même démarche qu’en 1 mais les enfants accrochent à la règle un ballon très gonflé et un autre moins gonflé.
5. Même démarche qu’en 2 avec les mêmes ballons qu’en 4
6. Même démarche qu’en 3 avec les mêmes ballons que 4&5
7. Même démarche qu en 1 avec un ballon très gonflé d’un côté et rien de l’autre
8. Même démarche qu’en 2 mais toujours avec un seul ballon comme en 7
9. Même démarche qu’en 3 idem 7
10. Même démarche qu’en 1 avec deux ballons gonflés à l’identique de chaque côté
11. Même démarche qu’en 2 avec les ballons de la démarche 10
12. Même démarche qu’en 3 idem 10

2ème Séance: expérimentation sur le poids de l'air

• avec la stagiaire pendant mon stage. Les enfants ne sont pas parvenus à observer correctement ; les balances n’étaient pas fiables, seuls les enfants qui avaient placé un seul ballon gonflé sont parvenus à créer un déséquilibre. Mais il leur a été rétorqué qu’ils avaient pesé le ballon et n’ont pas l’air. Ils ont donc refait l’expérience avec le ballon dégonflé et il serait avéré que le déséquilibre était moins prononcé.
• Conclusion : l’air a un poids mais nous n’avons pas de balance assez précise pour le peser. Nous ne sommes pas sûrs que l’air qui est plus rapide au-dessus de l’avion soit plus léger que l’air plus lent qui est au-dessus.

Est-ce que l’air peut aider l’avion à avancer ?

• Il s’agissait encore une fois pendant le stage d’amener les enfants sur les modes de propulsion des avions. Il s’avère qu’un seul mode de propulsion a été expérimenté : l’échappement d’air du ballon.
• La stagiaire a demandé aux enfants ce qu’il se passait si l’on gonflait un ballon et qu’on le lâchait. Les enfants qui ont déjà fait l’expérience au cours des différentes manipulations de ballons ont tout de suite répondu que le ballon allait s’envoler très rapidement puis retomber lorsqu’il n’y aurait plus d’air à l’intérieur.
• Ils ont fait l’expérience du ballon attaché à une paille à l’intérieur de laquelle est passée une ficelle. Le ballon est gonflé puis lâché, il avance le long de la ficelle.

• A mon retour de stage, j’ai voulu reprendre les conclusions de cette expérience avec les enfants mais ils semblaient ne plus être motivés pour travailler sur le sujet. J’ai donc eu beaucoup de mal à leur faire réinvestir ce qu’ils avaient découvert pendant mon absence.
• Reprise des différents objets et analyse de leur fonctionnement : l’objectif visé est de trouvé un fonctionnement commun à des objets pour permettre à l’avion de voler plus longtemps. Les enfants sont d’accord pour dire qu’il lui faut un moteur. Mais de quel type ?
• Analyse d’un moulinet : les enfants demandent à construire un moulinet. Je leur fournis le matériel nécessaire : papier, colle, scotch, bandelettes de carton… chacun construit un moulinet à sa manière.
• Comment faire tourner le moulinet ? les enfants font manœuvrer le moulinet à l’aide d’un pic à brochette qu’ils font tourner entre leurs mains. Je leur dis alors que cela ne va pas car l’air n’a aucun rôle dans le fonctionnement du moulinet car si l’on arrête de tourner le pic à brochette le moulinet s’arrête aussi.
• Elaboration d’un protocole de construction du moulinet : il doit tourner grâce à l’air. on a le droit de souffler dessus mais pas de le faire tourner à l’aide des mains. Les enfants démontent alors leur 1^ère construction de bonne grâce ; le moulinet fixé au pic à brochette ne peut pas tourner indépendamment de lui.
• Utilisation d’une notice de fabrication : les enfants ne parvenant pas à construire une hélice satisfaisante, demande des modèles de moulinets. Je leur montre donc un moulinet qu’ils démontent pour construire une notice.
• Ils reprennent l’activité en construisant leurs moulinets selon le modèle établi.
• Lors des prochaines séances, il faudra déterminer le mode de fonctionnement du moulinet et trouver une façon pour le fixer sur l’avion
• A suivre…