Ecole Clémenceau, Grenoble, classe de CE2 de Mme Boyer
Anne et Adrien
Nous avons choisi d'aborder l'électricité au travers d'un jeu de questions
/ réponses : une ampoule s'allume si question et réponse sont correctement
reliées. Au fur et à mesure des séances, les élèves résoudront des problèmes
qui leur permettront de réaliser leur propre jeu.
Séance 1. Comment fonctionne ce jeu ?
Les élèves commencent la première séance en essayant le jeu : seuls l’ampoule
et les deux fils permettant de sélectionner la question et la réponse sont
visibles, le circuit étant enfermé dans un boîtier indémontable.
Dans leur
cahier de sciences, les élèves répondent individuellement aux questions
suivantes :
D’après toi, de quelle façon le jeu fonctionne-t-il ?
Comment te représentes-tu ce qui est caché ?
De quoi aurais-tu besoin pour réaliser ton propre jeu ?
Après une mise en commun, nous
comprenons qu’il s’agit d’un jeu
électrique.
Qu’est-ce que l’électricité ?
Où y a-t-il de l’électricité ?
Les élèves font des hypothèses et proposent des moyens de vérifier toutes ces
idées.
Avant de passer à la pratique, nous leur parlons des dangers et risques de
l’usage de l’électricité : il s’agit de bien faire passer le
message de ne pas refaire les expériences chez soi sur les prises
secteur où les « puissances » sont colossales contrairement aux
piles utilisées en classe !
Séance 2. Comment allumer une ampoule avec une pile, en contact direct ?
Pour faire fonctionner
le jeu électrique, il faut comprendre comment allumer une ampoule. Les élèves
font des hypothèses sur le matériel à utiliser et le protocole à suivre, puis
les vérifient par la pratique.
Nous comprenons que nous avons seulement
besoin d’une source d’énergie : la pile. Culot et plot de l’ampoule
doivent être reliés aux deux bornes de la pile. L’ampoule ne peut s’allumer que
lorsque le circuit est fermé. Un
courant électrique peut alors circuler, ce qui n’est pas le cas quand le
circuit est ouvert.
Où passe l’électricité
dans l’ampoule ?
Le vocabulaire de l’ampoule est
introduit, et les élèves sont amenés à dessiner le passage du courant
électrique dans l’ampoule et la pile.
Et quand l’ampoule et la pile ne sont pas
proches, comment faire alors ?
Séance 3. Comment allumer une
ampoule loin de la pile ? Les fils, isolants et conducteurs.
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgYeUAl-TkCx8fjDqUBQz0miSo0R2OJS1B3sH-LoAehq_LH_O7fOqV7zwPav1khsgoJlHX-bwbBV7fjVe2Fax9DPyCWimylZilRYV25L3IjTHq073VUk2lhY2taZ5D0O8vMdv3-faOSncQ5/s1600/3.bmp)
Et l’eau ?
Le test est fait devant toute la classe en associant plusieurs piles (et en
rajoutant un peu de sel !). L’ampoule s’allume, l’eau est en effet
conductrice, d’où les risques d’hydrocution.
Une variante consiste à remplacer l'ampoule par une diode électroluminescente : un courant nettement plus faible lui est nécessaire pour s'allumer, et un seul générateur est donc suffisant. Nous pouvons également, dans cette même expérience, remplacer l'eau par le corps humain (les mains ferment alors le circuit), pour montrer qu'il est lui aussi conducteur !
Une variante consiste à remplacer l'ampoule par une diode électroluminescente : un courant nettement plus faible lui est nécessaire pour s'allumer, et un seul générateur est donc suffisant. Nous pouvons également, dans cette même expérience, remplacer l'eau par le corps humain (les mains ferment alors le circuit), pour montrer qu'il est lui aussi conducteur !
Séance 4. Petites expériences et
schématisation.
Cette quatrième séance s’articule
autour de petites expériences pour mieux comprendre l’électricité. Chaque groupe d’élèves réalise une expérience
différente, et regroupe ses hypothèses et résultats sur une affiche qu’il
présentera aux autres groupes.
Nous voulons également travailler
ici sur la schématisation : nous nous mettons pour cela d’accord sur des
symboles qui représenteront dorénavant les différents composants du montage
électrique : pile, ampoule, fil, …
Les élèves ont l’idée d’utiliser un interrupteur,
comme pour allumer la lampe de la salle de classe, et en viennent à la
conclusion que l’interrupteur est un fil conducteur qui coupe ou joint le
circuit.
Différentes piles font-elles briller une
même ampoule avec le même éclat ?
Les élèves constatent que les
piles ne sont pas toutes identiques et donnent à une même ampoule des éclats
différents. Certaines piles de faibles puissances peuvent même ne pas allumer l’ampoule.
Inversement, en changeant d’ampoule
et en gardant une même pile, les conclusions sont similaires : toutes les
ampoules ne s’alimentent pas avec la même puissance. Une pile plate ne sera pas
suffisante pour allumer une grosse ampoule.
On propose à un groupe d’élèves de faire un circuit électrique qui alimente
un moteur, puis d’inverser les bornes de la pile. Ils constatent que le moteur
tourne dans l’autre sens. Le sens du courant est inversé.
Séances 5 et 6. Réalisation
du jeu électrique
Avec toutes les connaissances acquises au cours des séances précédentes, il
est maintenant possible de réaliser le jeu électrique. Cette étape prendra deux
séances. Les élèves ont formé des binômes et préparé des questions/réponses avant
la séance.
Le circuit électrique, composé d’une ampoule, une pile plate et de fils
électriques, est placé dans une barquette plastique. Il est réalisé en deux
exemplaires. Chaque binôme réalise alors une fiche, questions/réponses au
recto, connexions reliant les questions aux bonnes réponses au verso. Les
élèves utilisent du fil électrique qu’ils dénudent et des attachent parisiennes
pour réaliser leurs branchements. Ils testent ensuite leur fiche de questions en
la plaçant sur la barquette, repèrent d’éventuels mauvais branchements et les
corrigent. Pour finir, ils peuvent jouer en s’échangeant les fiches.
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