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Les Cahiers de la Luciole CE2 - Corrigés INTRODUCTION Les fiches d’activités sont conçues de façon à susciter chez les élèves les attitudes attachées aux sciences : la curiosité, le questionnement, l’esprit critique. Une attention particulière est portée à la démarche d’investigation au cours de laquelle seront développées les compétences scientifiques de documentation, manipulation, modélisation, expérimentation. Les élèves sont amenés à réfléchir individuellement ou à collaborer avec leurs camarades. À partir d’un questionnement initial, ils construisent leurs connaissances progressivement, les réinvestissent et élaborent, à la fin de chaque fiche, une synthèse de connaissances à retenir. Les corrigés indiquent pour chaque fiche les objectifs poursuivis répondant aux prescriptions des programmes. Ils signalent les difficultés que peuvent rencontrer les élèves. Des modalités de travail sont proposées pour la mise en œuvre des activités. La mise en place des expériences et le matériel nécessaire sont précisés. Il est souhaitable que les synthèses de fin de fiche placées sous l’intitulé « Je comprends que… » soient élaborées par la classe, au cours d’un échange oral avec l’enseignant. L’enseignant peut demander aux élèves ce qu’ils ont retenu lors de cette leçon, préciser avec eux le vocabulaire scientifique appris et les aider à reformuler les phrases pour aboutir à un savoir scientifique. Cette coconstruction est une étape essentielle dans l’élaboration et la mémorisation des connaissances. L’implication des élèves dans la « mise en mots » est un moment important de leur apprentissage. Les synthèses fournies dans les corrigés constituent des guides pour les enseignants. Elles proposent une formulation qui inclut le lexique scientifique. L’enseignant peut, après la séance de rédaction, donner cette synthèse aux élèves et la faire coller dans le cahier de sciences. Mais il est fortement recommandé que les élèves rédigent eux-mêmes, dans l’espace prévu à la fin de chaque fiche, les synthèses élaborées en classe. Les textes à trous présents dans les corrigés sont des supports à utiliser en cas de difficultés ponctuelles d’écriture (dans le cas d’une pédagogie différenciée par exemple). Les apports essentiels de ces synthèses sont repris dans les bilans à la fin de chaque partie.
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L’ÉNERGIE 8 D’où vient l’énergie et à quoi sert-elle ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 30
OBJECTIFS : – savoir que l’utilisation d’une source d’énergie est nécessaire pour chauffer, éclairer, mettre en mouvement ; – identifier diverses sources d’énergie utilisées dans le cadre de l’école ou à proximité ; – utiliser un dispositif permettant de mettre en évidence la transformation de l’énergie.
MATÉRIEL : – deux bouteilles en plastique vides ; – quatre bouchons de bouteille en plastique ; – un bouchon de liège ; – une tige de bois d’une trentaine de centimètres (pic à brochette par exemple) ; – une petite voiture ; – un fil d’une vingtaine de centimètres ; – un sèche-cheveux.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE Quels sont les objets qui ont besoin d’énergie ? Les élèves prennent conscience que l’énergie « est partout » et commencent à construire les notions d’énergie et de source d’énergie. 1. Regarde bien l’illustration. Fais la liste des objets et des situations qui utilisent de l’énergie. Le moulin, la voiture, le vélo, la lampe électrique, la cuisinière, le cerf-volant, la télévision, les panneaux solaires, la centrale nucléaire, les éoliennes…
1
2. Relie les éléments de l’illustration du DOC. 1 à la source d’énergie utilisée et à l’effet produit.
Dans la classe, a-t-on besoin d’énergie ? Les élèves vont réinvestir ce qu’ils ont appris dans l’activité précédente en l’appliquant à un lieu familier. 3. Fais une liste des objets de ta classe qui consomment de l’énergie. Le ventilateur, le vidéoprojecteur, l’ordinateur, le radiateur, l’éclairage, le taillecrayon, etc. 4. Quelle est la source d’énergie la plus souvent utilisée pour faire fonctionner des appareils ? L’électricité. 5. À ton avis, où est fabriquée l’électricité ? Repère sur le DOC. 1 deux systèmes qui produisent de l’électricité. 1. Les éoliennes. 2. La centrale nucléaire.
Peut-on faire avancer une voiture avec du vent ? Le dispositif proposé permet d’approcher la notion de transformation d’énergie. Indications pour monter le dispositif : 1. Percer le bouchon de liège dans la longueur, passer la tige de bois puis la retirer. 2. Percer les bouteilles à la même hauteur. 3. Coller les bouchons en plastique sur le bouchon de liège, les faces internes tournées dans le même sens (cf. photo page 33 du Cahier de la Luciole). 4. Passer à nouveau la tige de bois dans le bouchon de liège. 5. Passer les extrémités de la tige dans les trous des bouteilles. 6. Attacher le fil sous la voiture puis au milieu de la tige. 7. Placer la voiture du côté des faces externes des bouchons en plastique. 8. Actionner le sèche-cheveux du côté des faces internes des bouchons en plastique. 2
6. Réalise l’expérience du DOC. 3. Numérote dans l’ordre les étapes qui permettent à la voiture de se déplacer. 3
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6 5
1 2
Quelle est l’énergie utilisée dans ce dispositif ? L’énergie utilisée est l’énergie du vent. Quelle énergie consomme le sèche-cheveux ? Le sèche-cheveux consomme de l’électricité.
JE COMPRENDS QUE… Les sources d’énergie sont nécessaires pour produire de la chaleur, de la lumière ou un mouvement. Par exemple, un voilier avance grâce à la transformation de l’énergie du vent en mouvement. Il existe différentes sources d’énergie : le vent, le soleil, l’eau, le pétrole, etc. Beaucoup d’appareils de notre vie quotidienne consomment de l’électricité. Les sources d’énergie sont nécessaires pour produire de la ………………………………. , de la …………………………………. ou un …………………………………. . Par exemple, un voilier avance grâce à la …………………………………. de l’énergie du vent en mouvement. Il existe différentes …………………………………..………. : le vent, le soleil, l’eau, le pétrole, etc. Beaucoup d’appareils de notre vie quotidienne …………………………………. de l’…………………………………. .
3
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L’HYGIÈNE ET LA SANTÉ 13 Que faut-il manger pour être en bonne santé ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 50
OBJECTIFS : – connaître les actions bénéfiques ou nocives de nos comportements alimentaires ; – connaître les différentes catégories d’aliments, leur origine et comprendre l’importance de la variété alimentaire dans les repas.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE
À quoi servent les aliments que nous mangeons ? Les élèves vont découvrir que les aliments jouent des rôles différents. 1. Après avoir lu le DOC. 1, complète le tableau. Pour les enfants, la santé est un état acquis qui ne peut être perturbé que par des faits dont ils ne sont pas responsables : maladies, accidents... Ils n’ont, le plus souvent, aucune conscience du fait que la santé peut se construire, s’entretenir par leurs comportements. Rôle pour le corps Construire les muscles Avoir de l’énergie rapidement Avoir de l’énergie toute la journée Besoin d’énergie supplémentaire Assurer le bon fonctionnement du corps Avoir des os solides
Aliments mangés Viandes, poissons, œufs Sucreries (sucres rapides) Féculents (sucres lents) Matière grasse Fruits et légumes (vitamines) Produits laitiers
Une fois le tableau complété, on peut rappeler qu’il est indispensable de boire régulièrement de l’eau pour être en bonne santé.
1
La composition et le rythme des repas ont-ils des conséquences sur la santé ? Les élèves vont réinvestir ce qu’ils ont appris avec l’activité 1 pour en tirer des conséquences en ce qui concerne leur comportement alimentaire : que doit-on manger pour être en bonne santé ? Quels excès sont à éviter ? Pourquoi ? 2. Relie chaque comportement alimentaire (colonne de gauche) à ses effets sur la santé (colonne de droite).
Entoure en rouge les comportements qui te permettent de rester en bonne santé. Bien expliquer aux élèves que ces quatre familles sont indispensables et que c’est l’excès de sucreries et de matières grasses qui est mauvais. 2
Comment composer un repas qui réponde à mes besoins ? Il s’agit de comprendre que manger équilibré, c’est manger varié et sans excès. Pour vérifier que les élèves ont bien compris : on peut développer cette activité en demandant aux élèves ce qu’il faut manger lorsqu’on prépare une compétition sportive (plus de féculents) ou lorsqu’on s’est cassé l’os d’un bras (plus de produits laitiers). 3. Repère les familles d’aliments. Dans le DOC. 2, entoure : – en rouge : les viandes, les poissons, les œufs – en orange : les féculents et les céréales – en bleu : les produits laitiers – en vert : les fruits et les légumes – en rose : les produits sucrés – en jaune : les produits gras
Les élèves peuvent constater que certains aliments appartiennent à plusieurs catégories (comme le beurre ou les fruits). Des aliments qui ne sont ni gras ni sucrés eux-mêmes peuvent être très gras et très sucrés selon la manière dont ils sont préparés : par exemple, les pommes de terre frites ou les pommes d’amour. Indiquer aux élèves qu’il n’est donc pas nécessaire d’avoir un produit sucré et un produit gras à part entière dans un repas. 4. Imagine un menu équilibré à partir des aliments du DOC. 2. MENU ÉQUILIBRÉ 1
MENU ÉQUILIBRÉ 2
Entrée Radis, Beurre Plat Poulet - Haricots Dessert Pain, Gruyère et Pomme Boisson Eau
Entrée Salade de tomates Plat Poisson - Purée de pommes de terre Dessert Yaourt aux fruits Boisson Eau
3
JE COMPRENDS QUE… Nous avons besoin d’énergie pour toutes nos activités. C’est la nourriture qui nous apporte cette énergie. Il existe 7 familles d’aliments : – les féculents et les céréales – les produits laitiers – les fruits et les légumes – les viandes, les poissons et les œufs – les produits sucrés – les matières grasses – les boissons Toutes ces familles d’aliments sont à consommer à chaque repas sauf les produits sucrés et les matières grasses qui sont à consommer en petite quantité. Et comme boisson, on choisit l’eau, à boire sans modération. Nous avons …………………………...…............……...... pour toutes nos activités. C’est
la
nourriture
qui
nous
apporte
cette
énergie.
Il existe 7 …………………………...…............…… : – les ………………………………… et les ………………………………… – les …………………………...…............…… – les ………………………………… et les ………………………………… – les …………………………………, les ………………………………… et les ……………………………… – les …………………………...…............…… – les …………………………...…............…… – les boissons Toutes
ces
familles
sont
à
consommer
à
chaque
repas
sauf
les
…………………………...…............…… et les …………………………...…............…… qui sont à consommer en petite quantité. Et comme boisson, on choisit l’………………………………… , à boire sans modération.
4
14 Qu’est-ce qui me permet d’être bien dans mon corps ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 53
OBJECTIFS : – prendre conscience des effets positifs d’une pratique physique régulière ; – rendre compte pour soi de ces effets sur l’organisme (sensation de bien-être, santé, développement physique...) ; – connaître les besoins en sommeil pour soi et pour les autres (notamment la variabilité selon l’âge) ; – prendre conscience des conséquences du manque de sommeil.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE
Tous les loisirs ont-ils le même effet sur le corps et la santé ? Repérer que les loisirs ne sont pas équivalents sur les plans physique et mental. 1. Lis le DOC. 1 et remplis le tableau suivant. Prénoms des enfants Basile
Loisirs basket
Maude
danse
Victoria
télé
Effets sur le corps et la santé Il se détend, il est en pleine forme. Son corps se détend en douceur, elle se sent vraiment bien. Elle se sent fatiguée, elle a un peu mal à la tête.
On peut proposer aux élèves de compléter le tableau en prenant appui sur leur propre expérience.
Qu’est-ce que le sommeil apporte au corps ? 2. Fais une enquête : pose les questions du tableau à tes camarades et à des adultes de ton entourage. Reproduis le tableau dans ton cahier de chercheur et note les réponses que tu obtiens. Photocopier le tableau vierge proposé ci-après et le distribuer aux élèves.
5
À quelle heure te couches-tu ? À quelle heure te lèves-tu ?
Camarade 1
Camarade 2
Adulte 1
Adulte 2
20 h 30
21 h 30
22 h 15
23 h 45
7 h 00
7 h 00
6 h 15
6 h 15
Pourquoi vas-tu te coucher ?
Parce que mes parents me le demandent.
Parce que je suis fatigué.
Comment te sens-tu : – au réveil ? – dans la journée ?
– Je me réveille facilement. – Je suis en forme toute la journée.
– J’ai du mal à me lever. – Je suis fatigué dans la journée.
Parce qu’il est Parce que je déjà tard et dois me lever que je risque tôt le d’être fatigué lendemain. le lendemain. – Je me – Je me sens réveille reposé au difficilement. réveil. – En début – Je me sens d’après-midi, bien toute la j’ai envie de journée. dormir.
Les réponses obtenues ne permettront pas toujours de tirer des conclusions très nettes. L’intérêt du questionnaire est d’amener les élèves à faire un lien entre le sommeil et la santé. L’enseignant pourra expliquer que les besoins en sommeil varient d’une personne à l’autre. Comment se sentent les personnes qui dorment suffisamment ? Les personnes qui dorment suffisamment se sentent bien, elles sont en pleine forme. À quoi sert le sommeil ? Le sommeil sert à récupérer ses forces (physiques et mentales). Les temps de sommeil sont-ils les mêmes pour les adultes et pour les enfants ? À ton avis, pourquoi ? Non, les temps de sommeil ne sont pas les mêmes pour les enfants et les adultes. Les enfants ont besoin de dormir plus longtemps car ils sont en pleine croissance et apprennent beaucoup de choses chaque jour.
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JE COMPRENDS QUE… Le bien-être (se sentir bien, se sentir en forme) passe par l’activité physique et par le sommeil. Le sommeil nous permet de récupérer des forces. Pour éviter les réveils difficiles et la fatigue, il faut se coucher tôt. Pour être en bonne santé, il faut avoir une activité physique régulière. Le …………………..…………………… (se sentir bien, se sentir en forme) passe par l’………………………………..…………………… et par le ………………………………... Le ……………………………….. nous permet de ………………………………..…………………… . Pour éviter les ………………………………... difficiles et la ………………………………... , il faut se coucher tôt. Pour
être
en
bonne
………………………………...,
………………………………..…………………… régulière.
7
il
faut
avoir
une
Camarade 1
Camarade 2
À quelle heure te couches-tu ?
À quelle heure te lèves-tu ?
Pourquoi vas-tu te coucher ?
Comment te sens-tu : – au réveil ? – dans la journée ?
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Adulte 1
Adulte 2
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LA MATIÈRE 5 Quels sont les différents états de la matière ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 19
OBJECTIFS : – mettre en évidence les caractéristiques de différents états physiques observés ; – savoir que des matières peuvent changer d’état.
MATÉRIEL : – deux verres par groupe de quatre ou cinq élèves ; – un bouchon plat, une gomme ou autre par groupe de quatre ou cinq élèves (pour incliner le verre) ; – une bouteille en plastique par groupe de quatre ou cinq élèves ; – un ballon de baudruche par groupe de quatre ou cinq élèves ; – une seringue par groupe de quatre ou cinq élèves.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE Dans ce thème, les obstacles à la compréhension peuvent être nombreux, liés au vocabulaire et aux représentations des élèves. Ainsi dans le langage courant « solide » est le contraire de « fragile » ou de « mou » ; « eau gazeuse » désigne de l’eau liquide et non un « gaz » ; « fondre » est souvent employé à la place de « dissoudre » et ne désigne pas toujours un changement d’état. Enfin, la différence perceptible entre les trois états de l’eau (liquide, solide, gazeux) et les noms différents qu’ils portent (eau, glace, vapeur) fait obstacle à la perception d’une seule et même matière.
À quoi peut-on reconnaître un liquide ? un solide ? Il s’agit pour l’élève d’identifier les caractéristiques des états à partir d’observations simples (que l’enseignant peut très facilement mettre en œuvre en classe afin de les rendre plus concrètes). Les observations se font en collectif ou en groupes. Il est important que leur résultat soit partagé par le groupe classe.
1
1. Observe le DOC. 1. Relie ce qui est vrai.
2. Fais l’expérience du DOC. 2 avec ton maître. Observe la surface du liquide. Que se passe-t-il ? Quand on penche le verre, la surface du liquide reste plate et horizontale.
Un gaz peut-il changer de forme ? Pour s’assurer qu’il y a un gaz dans la bouteille, on peut commencer par mettre une bouteille « vide » dans un seau d’eau : les bulles qui s’en échappent sont des bulles d’air dont l’état est gazeux. 3. Reproduis l’expérience du DOC. 3. Complète les phrases suivantes. Au début de l’expérience, l’air a la forme de la bouteille. À la fin de l’expérience, l’air a la forme de la bouteille écrasée et du ballon de baudruche gonflé. 4. Qu’en déduis-tu ? Un gaz a-t-il toujours la même forme ? Un gaz peut changer de forme, il prend la forme du récipient qui le contient.
Un gaz occupe-t-il toujours le même volume ? La manipulation proposée est simple et peut être réalisée rapidement par les élèves, en groupes, pour qu’ils puissent sentir la résistance qu’oppose l’air : c’est une preuve de sa présence. On répond aux questions de l’activité 5 avec la seringue bouchée par le doigt. 5. Réalise l’expérience du DOC. 4. Coche VRAI ou FAUX pour chaque affirmation.
x x x x Les deux affirmations sur le volume de l’air sont difficiles à rendre concrètes pour les élèves, à ce stade. Elles seront reprises au CM2. 2
Comment un solide peut-il devenir liquide ? Les exemples choisis dans le document correspondent à des matières du quotidien (beurre, verre). Cela rend concret le fait qu’une matière peut exister dans différents états, selon les conditions. Les dispositifs présentés sont difficiles à mettre en œuvre en classe. En revanche, lorsqu’il fait chaud, on peut faire fondre du beurre à température ambiante. 6. Pour les trois matières du DOC. 5, qu’est-ce qui permet le passage du solide au liquide ? C’est l’augmentation de la température qui permet le passage du solide au liquide. La température de cette transformation est-elle toujours la même ? Non, la température de passage du solide au liquide n’est pas la même pour toutes les matières.
JE COMPRENDS QUE… La matière peut exister sous trois états physiques différents : solide, liquide ou gazeux. Un solide garde sa forme, quel que soit le récipient qui l’accueille. Un liquide prend la forme du récipient qui le contient et a toujours une surface horizontale. Un gaz change de forme en fonction du récipient qui le contient et n’occupe pas toujours le même volume (il est compressible). La …………………………………… peut exister sous trois …………………………………… différents : solide, liquide ou gazeux. Un …………………………………… garde sa forme, quel que soit le récipient qui l’accueille. Un …………………………………… prend la forme du récipient qui le contient et a toujours une …………………………………… . Un …………………………………… change de …………………………………… en fonction du récipient qui le contient et n’occupe pas toujours le même volume (il est compressible).
3
6 Quand l’eau change-t-elle d’état ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 22
OBJECTIFS : – connaître les trois états physiques de l’eau ; – isoler des paramètres intervenant dans l’évaporation (température, surface libre, ventilation...).
MATÉRIEL : Pour les activités 1 et 2 : – de la glace pilée (environ 500 grammes) ; – deux à trois poignées de gros sel ; – un grand verre ; – un tube à essai contenant de l’eau ; – un thermomètre (par exemple, thermomètre – 20 à – 110° C à immersion partielle). Pour les activités 3 et 4 : – un tube à essai contenant de la glace ; – un thermomètre (par exemple, thermomètre – 20 à – 110° C à immersion partielle). Pour l’activité 7 : – trois assiettes ; – cinq verres ; – un petit morceau de papier d’aluminium (pour couvrir le verre) ; – de l’eau.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE Quand l’eau devient-elle solide ? La manipulation permet de constater la variation de température au cours des changements d’état de l’eau. Attention : pour réussir cette observation, il faut impérativement utiliser de la glace pilée (500 g) et du gros sel (2 à 3 poignées) qui retarde le réchauffement et donc la fonte de la glace. À ce stade, l’important pour les élèves est de repérer l’effet de la température dans les changements d’état de l’eau et le phénomène du palier. L’exactitude des températures de solidification et de fusion n’est pas l’objet de ces manipulations car ces températures dépendent beaucoup des conditions de l’expérience.
4
1. Réalise l’expérience du DOC. 1 et note tes résultats dans le tableau cidessous. Temps
Au départ
1 min
2 min
3 min
4 min
5 min
6 min
7 min
8 min
Température
20 °C
4 °C
1 °C
0 °C
0 °C
0 °C
- 3 °C
- 7 °C
- 11 °C
Ces résultats sont donnés à titre indicatif. Il se peut que selon la qualité de l’eau ou la pression atmosphérique, l’eau ne se solidifie pas à 0 °C. 2. Réponds aux questions suivantes. Quelle est la température du tube à essai : – au début de l’expérience ? 20 °C (plus ou moins selon la température ambiante). – à la fin de l’expérience ? – 11 °C (plus ou moins selon la température ambiante). Que fait la température du contenu du tube à essai pendant les premières minutes de l’expérience ? Pendant les premières minutes, la température du contenu du tube à essai baisse beaucoup. Quelle température as-tu notée plusieurs fois dans le tableau ? La réponse dépend des conditions de l’expérience. Lors de la solidification la température reste la même (ici : 0 °C). Que contient le tube à essai au bout de 8 minutes ? Au bout de 8 minutes, le tube à essai contient de la glace.
Quand la glace devient-elle liquide ? 3. Réalise l’expérience du DOC. 2 et note tes résultats dans le tableau cidessous. Les températures ci-dessous ne sont qu’indicatives et dépendent des conditions de l’expérience (le temps entre la sortie du tube du congélateur et le début de l’expérience, en classe notamment, le type d’eau utilisée, etc.). Temps
Au départ
2 min
4 min
6 min
8 min
10 min
12 min
14 min
16 min
18 min
Température
- 20 °C
- 10 °C
- 4 °C
- 1 °C
0 °C
0 °C
0 °C
0 °C
5 °C
15 °C
4. Réponds aux questions suivantes. Quelle est la température du tube à essai : – au début de l’expérience ? – 20 °C – à la fin de l’expérience ? 15 °C Que fait la température du contenu du tube à essai pendant les premières minutes de l’expérience ? Pendant les premières minutes, la température monte rapidement. 5
Quelle température as-tu notée plusieurs fois dans le tableau ? La température dépend des conditions de l’expérience. Lors de la fusion la température reste la même (ici : 0 °C). Que contient le tube à essai au bout de 18 minutes ? Au bout de 18 minutes, le tube à essai contient de l’eau liquide.
Que se passe-t-il lorsque l’eau bout ? Le compte rendu d’expérience permet d’interpréter les résultats. 5. À l’aide des DOC. 3 à 5, réponds aux questions suivantes. Quelle température affiche le thermomètre lorsque l’eau commence à bouillir ? Lorsque l’eau commence à bouillir le thermomètre affiche 100 °C. La température augmente-t-elle encore à partir de ce moment ? Non, la température n’augmente plus quand l’eau se met à bouillir. Elle reste la même. Qu’a fait le niveau de l’eau dans la casserole (DOC. 5) ? À ton avis, pourquoi ? Le niveau de l’eau dans la casserole a baissé. L’eau liquide s’est transformée en vapeur d’eau. Entoure ce qui est vrai.
Bien expliquer aux élèves que la vapeur d’eau est un gaz invisible. Le brouillard qu’ils peuvent observer lorsque l’eau bout n’est pas de la vapeur, il est constitué de fines gouttelettes d’eau (conséquence de la condensation de la vapeur d’eau dans l’air froid).
L’eau peut-elle se transformer en vapeur d’eau à moins de 100 °C ? 6. À ton avis, que devient l’eau de la flaque (DOC. 6) ? L’eau de la flaque s’est évaporée : elle est passée d’un état liquide à un état gazeux. Elle s’est transformée en vapeur d’eau sans avoir atteint une température de 100 °C. Cela s’appelle l’évaporation. 7. Réalise chaque expérience. Dessine le résultat que tu as observé après quelques jours. L’enseignant insiste bien sur le fait qu’il faut utiliser chaque fois la même quantité d’eau.
6
– La ventilation de la surface : un liquide dont la surface n’est pas exposée à l’air s’évapore moins vite (expérience 3). – La chaleur : le radiateur est une source de chaleur. La chaleur favorise l’évaporation (expérience 2). – La surface d’exposition : pour une même quantité d’eau, si l’eau est étalée sur une plus grande surface, elle s’évaporera plus vite (expérience 1). – La lumière n’a pas été cochée : l’enseignant demande aux élèves quelle expérience il faudrait faire pour vérifier que la lumière ne joue aucun rôle.
La vapeur d’eau peut-elle redevenir de l’eau ? 8. Réponds aux questions suivantes. Que voit-on apparaître sur le miroir ? On voit apparaître des gouttes d’eau. D’où vient cette eau ? Elle vient de l’eau qui bout dans la casserole. En bouillant, elle se transforme en gaz et s’échappe de la casserole. 9. Complète ces phrases. Pendant l’ébullition, l’eau liquide devient de la vapeur d’eau : cela s’appelle la vaporisation. Quand sa température diminue, elle redevient liquide : cela s’appelle la liquéfaction. 7
JE COMPRENDS QUE… L’eau liquide devient de la vapeur d’eau au cours de l’ébullition, à 100 °C, ou lentement, à température ambiante, par évaporation : c’est la vaporisation. La vapeur d’eau redevient liquide lors de la liquéfaction. L’eau liquide devient de la glace lors de la solidification. La glace devient liquide lors de la fusion.
L’eau liquide devient de la ……………………………………… au cours de l’ ……………………………………… , à 100 °C, ou lentement, à température ambiante, par ……………………………………… : c’est la ……………………………………… . La vapeur d’eau redevient liquide lors de la ……………………………………… . L’ …………………………………… devient de la glace lors de la …………………………………… . La ……………………………………… devient liquide lors de la ……………………………………… .
On peut proposer aux élèves de faire leur synthèse sous forme de schéma.
8
7 D’où vient la pluie ? Où va-t-elle ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 27
OBJECTIFS : – connaître et représenter le trajet de l’eau dans la nature (cycle de l’eau) ; – identifier les changements d’état de l’eau et leurs conséquences dans le cycle ; – mobiliser ses connaissances sur le cycle de l’eau pour faire le lien avec la prévention des risques majeurs, ici les inondations.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE Quel est le trajet de l’eau dans la nature ? Il s’agit de replacer les différents états de l’eau à partir de paysages que peuvent rencontrer les élèves. On peut prendre appui sur des photos que les élèves apportent (« Apportez des photos de paysage où on voit l’eau sous ses différents états »). 1. Lis le texte. Complète le schéma du cycle de l’eau avec les mots en gras dans le texte.
Condensation
Précipitations
Évaporation Ruissellement Infiltration Nappes phréatiques
À quoi sont dues les inondations ? Nous n’abordons pas ici la question des causes profondes des inondations (imperméabilisation des sols, réchauffement climatique, etc.). Il s’agit à ce stade de faire connaître aux élèves le phénomène : ce qui le provoque, et les dégâts qu’il cause.
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2. Observe les DOC. 2 et 3. Décris ce que tu vois puis réponds aux questions. Les élèves décrivent oralement les photos. S’ils ne perçoivent pas le fleuve sur le DOC. 2, leur faire lire le titre du document. Qu’est-ce qui a pu provoquer de telles inondations ? Utilise tes connaissances sur le cycle de l’eau pour faire tes hypothèses. De grosses pluies (orages) sont sans doute à l’origine de ces inondations. Il y a eu d’un seul coup trop d’eau pour que le ruissellement et l’infiltration s’effectuent normalement. Les cours d’eau ont alors débordé. Quels sont les problèmes causés par une inondation ? Les cultures inondées risquent de pourrir, les piétons et les voitures peuvent être emportés par le courant, l’eau entre dans les habitations, causant d’importants dégâts matériels, les rues ne sont plus praticables…
JE COMPRENDS QUE… Le cycle de l’eau : – l’eau de la mer se transforme en vapeur d’eau (évaporation) ; – la vapeur d’eau se liquéfie et forme les nuages (condensation) ; – l’eau des nuages se déverse (précipitations) ; – l’eau de pluie ruisselle sur un sol imperméable pour aller grossir les cours d’eau (ruissellement) ou pénètre dans un sol perméable pour rejoindre les nappes phréatiques (infiltration) ; – les cours d’eau se jettent dans la mer ; – l’eau de mer s’évapore, et le cycle recommence. En cas de fortes pluies, il arrive qu’un cours d’eau déborde, provoquant une inondation. Le ………………………………………. : – l’eau de la mer se transforme en vapeur d’eau (……………………………………….) ; – la vapeur d’eau se liquéfie et forme les nuages (……………………………………….) ; – l’eau des nuages se déverse (……………………………………….) ; – l’eau de pluie ruisselle sur un sol ………………………………………. pour aller grossir les cours d’eau (……………………………………….) ou pénètre dans un sol ……………………………………….
pour
rejoindre
les
……………………………………….
(……………………………………….) ; – les cours d’eau se jettent dans la mer ; – l’eau de mer s’évapore, et le cycle recommence. En cas de fortes pluies, il arrive qu’un ………………………………………. déborde, provoquant une ………………………………………. . 10
Les Cahiers de la Luciole CE2 - Corrigés
LE CIEL ET LA TERRE 1 Comment se forment les ombres ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 7
OBJECTIFS : – connaître les conditions d’obtention d’une ombre ; – savoir qu’à plusieurs sources lumineuses correspondent plusieurs ombres.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE Que faut-il pour former une ombre ? Les élèves émettent des hypothèses à partir de l’observation. Puis ils réalisent leurs expériences. 1. Entoure la bonne réponse. L’ombre a la même forme que la petite fille. 2. À ton avis, quel matériel faut-il pour former une ombre comme sur le DOC. 1 ? On accepte toutes les propositions dans la mesure où elles ne sont pas farfelues. Ex. : une lampe de poche, plusieurs lampes, un écran, un mur. 3. Essaie de former l’ombre d’un ballon de baudruche en utilisant le matériel que tu as listé. Par petits groupes, les élèves réalisent leurs manipulations. L’ombre peut être projetée sur une feuille, une table, un mur… 4. Qu’est-ce qui est indispensable pour former l’ombre d’un objet ? Entoure les éléments nécessaires. Compare avec ta liste de l’activité 2. Un objet, une source lumineuse, un écran (on peut préciser : une surface).
1
Un objet peut-il avoir plusieurs ombres ? Il s’agit de comprendre que chaque ombre provient d’une source lumineuse différente. 5. Selon toi, pourquoi ce patineur a-t-il plusieurs ombres ? Parce qu’il y a plusieurs sources lumineuses (ou spots, ou lampes). 6. Essaie de reproduire les ombres du DOC. 2 à l’aide des trois lampes-torches et d’une figurine. Dessine ton expérience. L’ombre se forme à l’opposé de la source lumineuse qui la produit.
JE COMPRENDS QUE… Quand une source lumineuse projette sa lumière sur un objet, on voit apparaître l’ombre de cet objet sur l’écran situé à l’opposé de la source. Quand une ………………………………… projette sa ………………………………… sur un objet, on voit apparaître l’………………………………… de cet ………………………………… sur l’………………………………… situé à l’opposé de la source.
2
2 Pourquoi fait-il jour quand je me couche en été ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 9
OBJECTIFS : – mettre en lien l’évolution de la durée du jour au cours de l’année et les saisons ; – définir les termes équinoxe, solstice.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE La durée du jour est-elle la même en été et en hiver ? Il s’agit d’amener les élèves à prendre conscience d’un phénomène qu’ils ont déjà pu observer par eux-mêmes. 1. Coche la bonne réponse. Sur le dessin A, il est 7 h 30 et c’est le 1er juillet. Sur le dessin B, il est 19 h 30 et c’est le 1er janvier. 2. Entoure la bonne réponse. Le 1er janvier, à 7 h 30 et à 19 h 30, il fait nuit. C’est l’hiver. Le 1er juillet, à 7 h 30 et à 19 h 30, il fait jour. C’est l’été. 3. Conclus : En été, le jour est plus long qu’en hiver.
Comment la durée du jour évolue-t-elle au fil de l’année ? Les élèves vont constater que la durée du jour varie progressivement entre des valeurs extrêmes qui reviennent toujours aux mêmes dates. 4. Complète le tableau grâce au DOC. 2.
Date Durée du jour Durée de la nuit
Solstice d’hiver 22 décembre 8 heures 16 heures
Équinoxe de printemps 20 mars 12 heures 12 heures
3
Solstice d’été 22 juin 16 heures 8 heures
Équinoxe d’automne 22 septembre 12 heures 12 heures
5. Qu’est-ce qui caractérise : – une équinoxe ? Les jours et les nuits ont la même durée (12 heures). – le solstice d’été ? C’est le jour le plus long de l’année. – le solstice d’hiver ? C’est le jour le plus court de l’année. Il s’agit de s’approprier les données du tableau et du graphique pour en retenir le sens.
JE COMPRENDS QUE… La durée du jour varie selon les saisons. Aux équinoxes de printemps et d’automne, le jour et la nuit ont la même durée. Le solstice d’été est le jour le plus long de l’année. Le solstice d’hiver est le jour le plus court de l’année. La ………………………………………….. varie selon les ………………………………………….. : aux ………………………………………….. de printemps et d’automne, le jour et la nuit ont la même durée. Le solstice d’été est le jour le plus long de l’année. Le ………………………………………….. d’hiver est le jour le plus court de l’année.
4
3 Où se trouve la Terre ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 11
OBJECTIFS : – savoir que le Soleil est une étoile, centre d’un système solaire constitué de planètes dont la Terre ; – différencier étoile et planète, planète et satellite.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE La Terre est-elle immobile ? Il s’agit de s’approprier les représentations du mouvement des astres. 1. Complète le schéma avec les mots en violet dans le DOC. 1. révolution
Soleil rotation
Terre 2. Lis les définitions du lexique. Entoure la bonne réponse. Le Soleil est une étoile. La Terre est une planète.
La Terre est-elle seule à tourner autour du Soleil ? Les élèves vont voir que la Terre fait partie d’un système, appelé système solaire, qui comprend d’autres planètes. 3. À l’aide des DOC. 2 et 3, réponds aux questions suivantes. Quelle est la planète la plus petite ? Mercure. Quelle est la planète la plus grosse ? Jupiter.
5
À ton avis, que représentent les pointillés sur le DOC. 2 ? Les trajectoires des planètes (leur trajet dans l’espace autour du Soleil). Qu’est-ce qui éclaire toutes ces planètes ? Le Soleil. 4. Complète cette définition du système solaire. Le système solaire est composé d’une étoile (le Soleil) et de huit planètes : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.
Pourquoi la Lune n’est-elle pas dans la liste des planètes ? Les élèves vont affiner leur compréhension de ce qu’est une planète et découvrir ce qu’est un satellite. 5. Légende le DOC. 4.
Soleil
Terre
Lune
À quoi correspondent les pointillés bleus autour du Soleil ? C’est la trajectoire de la Terre autour du Soleil. À quoi correspondent les pointillés gris ? C’est la trajectoire de la Lune autour de la Terre. 6. Complète les phrases. Une planète tourne autour d’une étoile. Un satellite tourne autour d’une planète. Réponds à la question : pourquoi la Lune n’est-elle pas dans la liste des planètes ? Parce que ce n’est pas une planète mais un satellite : la Lune ne tourne pas autour d’une étoile, elle tourne autour de la Terre.
6
JE COMPRENDS QUE… La Terre, comme sept autres planètes du système solaire, tourne autour d’une étoile, le Soleil. Ce mouvement s’appelle la révolution. Elle tourne aussi sur ellemême (autour de son axe) : c’est la rotation. Elle possède un satellite qui tourne autour d’elle : la Lune. La
Terre,
comme
sept
autres
……………………………………….
du
………………………………………. , tourne autour d’une ………………………………………. , le Soleil. Ce mouvement s’appelle la ………………………………………. . Elle tourne aussi sur elle-même (autour de son axe) : c’est la ………………………………………. . Elle possède un ………………………………………. qui tourne autour d’elle : la Lune.
7
4 Qu’est-ce qu’un séisme ? Qu’est-ce qu’un volcan ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 14
OBJECTIFS : – décrire une éruption volcanique terrestre en utilisant un vocabulaire adapté ; – distinguer les différents types d’éruption ; – connaître le phénomène des tremblements de terre.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE Lors d’un séisme, que se passe-t-il à la surface de la Terre ? Les élèves commencent par repérer ce que l’on observe après un séisme. 1. Observe les photos. Quels dégâts peut causer un séisme ? La route est fracturée ; les immeubles se sont effondrés. Des personnes ont pu être gravement blessées.
Que se passe-t-il en profondeur ? Les élèves doivent comprendre et interpréter le texte pour placer les légendes au bon endroit et expliquer le phénomène. 2. Complète le schéma avec les mots foyer et épicentre. épicentre
foyer
Explique ce qui provoque un séisme. Les séismes sont provoqués par des cassures dans les roches situées en profondeur (ces cassures sont elles-mêmes provoquées par des mouvements des plaques qui constituent la surface de la Terre).
8
À quoi reconnaît-on un volcan ? Il est important de demander aux élèves de décrire oralement les photos pour faire apparaître un vocabulaire d’abord approximatif, que l’on peut ensuite préciser à l’aide du lexique proposé. 3. Qu’est-ce qui te permet de reconnaître qu’il s’agit d’un volcan ? Aide-toi du lexique p. 16. On voit un cône (le « corps » du volcan), de la lave (volcan A), de la fumée (volcan B).
Les éruptions volcaniques sont-elles toujours identiques ? La variété des volcans est à signaler. Nous en présentons deux types caractéristiques. Il existe plusieurs variantes intermédiaires entre ces deux extrêmes. L’enseignant peut faire chercher des illustrations dans des livres ou sur Internet pour essayer de classer les images dans ces deux grands types d’après les caractéristiques indiquées dans le texte (on peut faire surligner ces caractéristiques de deux couleurs différentes en fonction du type de volcans et surligner de la même façon l’étiquette qui correspond). 4. Lis le texte du DOC. 4. Écris sous chaque photo du DOC. 3 le titre qui lui correspond.
Éruption effusive
Éruption explosive
9
À quoi ressemble l’intérieur d’un volcan ? Les élèves doivent repérer ce qui est commun à tous les volcans et ce qui est spécifique à chaque type d’éruption. 5. Complète les pointillés bleus avec les mots cheminée, cratère, cône et réservoir. Aide-toi du lexique. Relis le texte du DOC. 4 puis complète le schéma.
coulée de lave fluide
débris, cendres et gaz cratère cône cheminée
réservoir
JE COMPRENDS QUE… Les tremblements de terre sont provoqués par des cassures dans les roches situées en profondeur. Ils peuvent causer de nombreux dégâts (effondrement d’immeubles, endommagement des routes…). Lors d’une éruption volcanique, le magma remonte par la cheminée puis sort par le cratère du volcan. Il y a des éruptions effusives (la lave est fluide et coule le long du cône) et des éruptions explosives (projection de cendres, de débris et de gaz). Les ……………………………………… sont provoqués par des cassures dans les roches situées en profondeur. Ils peuvent causer de nombreux dégâts (effondrement d’immeubles, endommagement des routes…). Lors d’une éruption volcanique, le ……………………………………… remonte par la cheminée puis sort par le …………………………………… du ……………………………………… . Il y a des ……………………………………… (la ……………………………………… est fluide et coule le long du ………………………………………) et des …………………………………… (……………………………………… de ………………………………………, de débris et de gaz). 10
Les Cahiers de la Luciole CE2 - Corrigés
LE VIVANT 9 Qu’est-ce qu’un être vivant ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 36
OBJECTIFS : – identifier les différentes caractéristiques du vivant ; – découvrir que les êtres vivants ont une organisation et des fonctions semblables.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE Quelle différence y a-t-il entre un être vivant et un objet ? Il s’agit pour l’élève d’identifier les critères qui font d’une « chose » un être vivant. 1. Classe les photos ci-dessus en deux colonnes. Ce qui peut grandir
Ce qui ne peut pas grandir
un singe un phoque des radis
des cailloux des outils de jardin
Relis ce que tu as classé dans la colonne de gauche. Qu’est-ce qui permet à ces êtres de vivre ? (Aide-toi des photos.) L’enseignant peut faire décrire les photos. Les élèves vont ainsi percevoir que les éléments qu’ils ont regroupés dans la catégorie « peut grandir » font des choses qui leur permettent de vivre : ils mangent, ils boivent, ils respirent. Ce qui permet à ces êtres de vivre c’est manger, boire (absorber de l’eau), respirer (indice des narines du phoque).
2. Que se passerait-il s’ils étaient privés d’air, de nourriture et d’eau ? Si ces êtres étaient privés d’air, de nourriture ou d’eau, ils mourraient. Les trois éléments sont nécessaires pour rester en vie.
1
Qu’est-ce qui permet à un être vivant d’exister ? En observant les différentes phases de vie, les élèves constatent qu’il existe des étapes dans la vie d’un être vivant. C’est la reproduction qui permet à l’espèce de se perpétuer : pour que les moineaux ou les pissenlits existent toujours, il faut que des jeunes pissenlits ou moineaux naissent, car les adultes finissent par mourir.
3. Recopie les mots en rouge des DOC. 1 et 2 dans la bonne case du tableau.
Pissenlit Moineau
Printemps germination, croissance reproduction, maturité
Été reproduction naissance, croissance
Automne/hiver vieillissement, mort croissance
Qu’est-ce qui permet aux moineaux et aux pissenlits de faire naître un nouvel être vivant ? La graine, l’œuf. L’enseignant peut reformuler : « D’où vient le petit pissenlit, le petit moineau ? »
Y a-t-il des espèces qui se ressemblent ? La question porte sur le plan d’organisation. L’enseignant peut demander si on voit des structures ou organes qui se ressemblent par leur forme. Il s’agit d’une recherche d’analogies : ce mot peut être cherché dans le dictionnaire et utilisé en dehors des sciences. 4. Cherche des ressemblances entre les êtres vivants du DOC. 3. Regroupe-les par paires et écris quel est leur point commun. A, B et C ont une tête (bouche, nez, yeux, oreilles), quatre membres, des poils, des doigts (même s’ils ont des allures différents, ce sont des doigts !). D et E ont des racines, des tiges, des feuilles. Après avoir regroupé les êtres vivants par paires, les élèves peuvent constituer deux groupes : l’enseignant explique que ces recherches de caractéristiques communes permettent de réaliser des groupes de ressemblances. Ici, on a identifié le grand groupe des animaux, le grand groupe des végétaux.
2
JE COMPRENDS QUE… Les caractéristiques des êtres vivants sont : l’alimentation (nourriture, eau), la respiration, la reproduction. Ces caractéristiques permettent aux êtres vivants de maintenir leur existence et celle de leur espèce. Les caractéristiques des êtres vivants sont : l’…………………………… (nourriture, eau), la
……………………………, la
……………………………. Ces
caractéristiques
permettent aux …………………………… de maintenir leur existence et celle de leur…………………………… .
3
10 Comment se déroule la vie d’une plante ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 39
OBJECTIF : construire le cycle de vie naturel d’un végétal (de la graine à la plante, de la plante au fruit, du fruit à la graine).
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE D’où vient la jeune plante ? Il s’agit de repérer que toutes les parties d’une jeune plante sont déjà présentes (en tout petit) dans la graine. 1. À l’aide du DOC. 1, explique ce qui se passe lors de la germination. Lors de la germination, la plantule sort de la graine et le cotylédon disparaît (il sert de nourriture). Cette plantule comporte déjà une petite racine, une petite tige, des petites feuilles qui grandissent en sortant de la graine. 2. De quoi est composée la jeune plante à la fin de la germination ? Légende le DOC. 2 avec les mots suivants : racines – tige – feuille.
tige
feuille
racines
Que devient la jeune plante ? L’élève doit identifier, à chaque étape, des caractéristiques nouvelles qui marquent le développement de la plante.
4
3. Écris une phrase pour expliquer : – ce qui s’est passé entre la jeune plante (1) et la plante adulte (2). Plusieurs tiges se sont formées, de nombreuses feuilles sont apparues, les racines se sont développées. – ce qui est apparu sur la plante adulte (3 et 4). Des fleurs sont d’abord apparues puis elles se sont transformées en haricots (en fruits).
Que se passe-t-il quand la plante a donné ses fruits? L’enseignant peut introduire ici la notion de cycle : lorsqu’une graine germe, le cycle recommence : germination, croissance, floraison, etc. 4. Deux choses peuvent se produire après l’apparition des graines. Lesquelles ? Aide-toi du DOC. 4 pour répondre. Après l’apparition des graines : – la plante peut mourir ; – les graines peuvent tomber et s’enfoncer dans la terre pour donner une nouvelle plante.
Quelles sont les étapes de la vie d’une plante ? Les élèves doivent réutiliser ce qu’ils ont appris pour retracer la chronologie. 5. Complète le cycle de vie d’une plante à fleurs.
jeune plante
croissance
plante adulte
floraison et fructification
germination
dissémination des graines
fleur fruit
vieillissement
plante morte 5
JE COMPRENDS QUE… Le cycle de vie des plantes à fleurs : 1/ La graine entre en germination et une jeune plante pousse. 2/ La jeune plante grandit (croissance) et devient une plante adulte. 3/ La plante donne des fleurs (floraison) et des fruits (fructification) contenant des graines. À partir d’une de ces graines, une nouvelle plante peut germer. 4/ La plante vieillit et meurt. Le ……………………………… des plantes à fleurs : 1/ La ……………………………… entre en ……………………………… et une jeune plante pousse. 2/ La jeune plante grandit (………………………………) et devient une plante adulte. 3/ La ……………………………… donne des ……………………………… (floraison) et des ……………………………… (fructification) contenant des graines. À partir d’une de ces graines, une nouvelle plante peut germer. 4/ La plante vieillit et meurt.
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11 Tous les animaux se développent-ils de la même façon ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 42
OBJECTIF : construire le cycle de vie d’un animal (étude de deux cas : croissance continue et croissance discontinue).
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE Comment se développe un mammifère ? Il s’agit pour l’élève d’identifier les étapes du développement des mammifères. 1. Relie chaque illustration au commentaire qui lui correspond.
2. Recopie les étapes dans l’ordre (phrases écrites en rouge). 1/ Le mâle et la femelle s’accouplent. 2/ Le ventre de la femelle grossit. 3/ Au bout d’un mois, naissance des petits. 4/ Les petits ressemblent à des souris. 5/ Les petits grandissent petit à petit. 7
Comment se développe un insecte ? Il sera important d’indiquer que nous prenons ici un exemple. Tous les insectes ne se développent pas comme cela. 3. Écris sous chaque photo le nom qui lui correspond : papillon – chenille – œufs – chrysalide (cocon).
œufs
chenille
chrysalide (cocon)
papillon
4. Dans une classe, les élèves ont fait un élevage de ver à soie. Ils ont travaillé par petits groupes et ont noté leurs observations dans leurs cahiers de chercheurs. À l’aide du DOC. 2, complète le cycle de développement du ver à soie.
papillons mâles + papillons femelles œufs
chrysalides
chenilles de petite taille
chenilles de grande taille
8
JE COMPRENDS QUE… Ver à soie D’où sort le petit ? Comment grandissent les petits ? À quel(s) moment(s) de sa vie le petit ressemble-t-il à ses parents ?
D’un œuf. Par étapes, au moment des mues : croissance discontinue. À aucun moment ! La forme du papillon n’existe qu’après la métamorphose de la chrysalide en adulte.
9
Souris Du ventre de la mère. Progressivement, petit à petit : croissance continue. Dès la naissance, on reconnaît la forme de l’adulte.
12 Les êtres vivants peuvent-ils vivre n’importe où ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 45
OBJECTIFS : – établir des relations de prédation ; – établir la notion de ressources alimentaires, de peuplement.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE De quoi se nourrissent les plantes ? Il ne s’agit pas ici d’entrer dans le détail des besoins nutritifs des végétaux ; le but est de repérer leur place parmi les autres êtres vivants dans une chaîne alimentaire. 1. Observe le DOC. 1. Réponds aux questions. De quoi une plante a-t-elle besoin pour vivre ? De lumière (soleil), d’eau. Est-ce que les plantes se nourrissent d’autres êtres vivants pour vivre ? Non.
De quoi se nourrissent les animaux ? L’élève va identifier les besoins des animaux et les distinguer de ceux des végétaux. 2. Observe le DOC. 2. Réponds aux questions. Que mange le lapin ? Des végétaux. Peut-il vivre sans manger de plantes ? Non. Que mange l’aigle ? Des animaux. Peut-il vivre sans manger d’animaux ? Non.
10
Quelles relations existe-t-il entre les êtres vivants d’un milieu ? L’objectif est de comprendre que les êtres vivants qui peuplent un même milieu entretiennent des relations alimentaires. 3. Que signifient les flèches qui relient les animaux ? Elles signifient « est mangé par ». 4. À l’aide du DOC. 4, relie les êtres vivants du DOC. 3 entre eux.
5. Quelle est la relation entre les différentes espèces du DOC. 4 ? Les différentes espèces se mangent les unes les autres. Il s’agit d’une relation alimentaire. 6. Cherche dans le dictionnaire les définitions des mots prédateur et proie. Donne des exemples en t’aidant des photos du DOC. 5. L’enseignant peut donner le noms des animaux (lionne/antilope, chouette/mulot, varan/criquet). PRÉDATEUR : animal qui chasse et se nourrit d’autres animaux. Par exemple, la chouette est le prédateur du mulot. PROIE : animal mangé par un autre animal. Par exemple, l’antilope est la proie de la lionne. Complète la phrase. Le criquet sert de ressource alimentaire au varan.
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JE COMPRENDS QUE… Le peuplement d’un milieu de vie dépend des ressources alimentaires qui s’y trouvent. Les prédateurs sont des animaux qui se nourrissent d’autres animaux qui sont leurs proies. Plusieurs espèces peuplent un même milieu de vie. Le …………………………… d’un milieu de vie dépend des …………………………… qui s’y trouvent. Les …………………………… sont des animaux qui se nourrissent d’autres animaux qui sont leurs …………………………… . Plusieurs …………………………… peuplent un même …………………………… .
12
Les Cahiers de la Luciole CE2 - Corrigés
LES DÉCHETS 17 Que faire de nos déchets ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 64
OBJECTIFS : – identifier et décrire différents circuits possibles pour les déchets (de son école, de sa commune) ; – savoir que les possibilités de recyclage et de réutilisation dépendent d’une part du circuit et du processus de tri et d’autre part des capacités industrielles de traitement ; – savoir trier.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE Que se passe-t-il quand un milieu est envahi par les déchets ? Les élèves doivent comprendre les enjeux environnementaux liés aux déchets. 1. Qu’observes-tu sur ces photos ? Sur la première photo, on voit deux cygnes entourés de déchets (morceaux de bois, de tôle, de carton, de plastique). Le cours d’eau est également envahi par les déchets. Sur la deuxième photo, on voit une cigogne sur un tas de déchets. Elle est prisonnière d’un sac en plastique qui l’empêche de respirer. Quelles peuvent être les conséquences de ces situations ? Ces situations peuvent provoquer la mort des animaux qui risquent d’absorber des produits toxiques ou de s’étouffer. La végétation et l’eau sont aussi victimes de cette pollution. À ton avis, que peut-on faire pour éviter ces situations ? La meilleure façon d’éviter ces situations de pollution est de jeter ses déchets dans les poubelles et de réduire la quantité de déchets.
Quelle quantité et quelles sortes de déchets produit-on en France ? Les élèves prennent conscience que nous produisons quotidiennement de plus en plus de déchets et que leur gestion pose problème. 2. Combien de kg d’emballages ménagers sont jetés par an et par habitant ? L’enseignant vérifie que tout le monde comprend l’expression « emballage ménager ». En France, un habitant jette en moyenne 86 kg d’emballages ménagers chaque année. 1
Donne des exemples de déchets organiques (produits par un être vivant). Aide-toi du DOC. 2. Exemples de déchets organiques : restes de poissons, de viandes, de fruits, de légumes… Fais une liste des déchets jetés chez toi. Emballages en carton, prospectus publicitaires, sacs en plastique, résidus alimentaires, bouteilles, canettes, piles, vêtements… À ton avis, que pourrait-on faire pour limiter les déchets ? Relis les hypothèses que tu as formulées à l’activité 1 et aide-toi des DOC. 2 et 3. Pour limiter les déchets on peut : – acheter des objets ou des aliments qui comportent moins d’emballages (par exemple des recharges au lieu d’une nouvelle bouteille) ; – limiter le gaspillage alimentaire (cuisiner les restes, consommer les aliments avant que la date de péremption soit dépassée, ajuster les quantités) ; – donner ou revendre ses vêtements trop petits et les objets que l’on n’utilise plus ; – utiliser un panier pour faire ses courses au lieu de sacs en plastique jetables ; – faire du compost ; – utiliser des piles rechargeables ; – réparer les appareils en panne ou les objets abîmés...
Que fait-on des déchets de la maison ? Le cahier de chercheur est un cahier sur lequel les élèves font leurs recherches, écrivent leurs questionnements, leurs remarques, réalisent leurs dessins d’observation, notent leurs hypothèses, font leurs comptes rendus d’expérience… Les élèves vont constater la variété des systèmes d’élimination des déchets et mieux comprendre le principe du tri. 3. Fais une enquête dans ta famille et dans ta commune pour savoir où vont les déchets que tu jettes. Écris les questions que tu veux poser dans ton cahier de chercheur. Puis note les réponses que l’on te donne. Les réponses sont mises en commun. L’objectif de la discussion est de comprendre la nécessité de bien trier au départ. Une fois triés, les déchets ne suivent pas tous le même parcours. Si une déchetterie est implantée à proximité de l’école, vous pouvez organiser une visite avec les élèves pour rendre les choses plus concrètes.
2
Que deviennent les emballages quand ils sont bien triés ? Les containers sont différents d’une commune à l’autre. L’enseignant pourra montrer ceux utilisés dans l’école ou demander aux élèves de dessiner ceux qu’ils ont chez eux.
4. Retrace le circuit que suit chaque emballage à l’aide de flèches.
Que deviennent les autres déchets triés ? Une fois que les élèves ont compris le principe du tri et du recyclage, ils ont tendance à croire que tous les déchets sont recyclables et donc recyclés. Il est important qu’ils sachent que ce n’est pas le cas. En France, en 2009, 21 % des déchets ménagers ont été recyclés, 3 % ont été compostés, 47 % ont été incinérés (45 % avec récupération d’énergie et 2% sans récupération d’énergie), 29 % ont été stockés. 5. En quoi sont transformés les déchets organiques qui ont été bien triés ? Les déchets organiques sont transformés en compost (qui sert d’engrais) ou en gaz.
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Entoure les bonnes réponses. Les déchets non recyclables sont : entassés
broyés
enfouis dans la terre
incinérés jetés à la mer
À quoi peut servir la transformation des déchets non recyclables ? L’énergie libérée par l’incinération des déchets peut servir à produire de l’électricité.
JE COMPRENDS QUE… Nous produisons de plus en plus de déchets. Il ne faut jamais jeter ses déchets dans la nature ou dans la rue parce qu’ils sont nocifs pour l’environnement (risque de pollution ou d’ingestion par les animaux). Chaque ville organise la collecte des déchets : les containers ont des couleurs différentes selon la nature des matériaux qu’ils reçoivent. Nous devons faire le tri de nos déchets nous-mêmes. Ainsi, ceux qui sont recyclables seront traités dans un centre de recyclage et les matériaux pourront bénéficier d’une seconde vie. Les autres pourront servir à produire des engrais ou de l’énergie.
Nous produisons de plus en plus de déchets. Il ne faut jamais jeter ses déchets dans la nature ou dans la rue parce qu’ils sont nocifs pour l’environnement (risque de pollution ou d’ingestion par les animaux). Chaque ville organise la ……………………………….………. des déchets : les containers ont des couleurs différentes selon la nature des …………………….…………………. qu’ils reçoivent. Nous devons faire le ………………………….……………. de nos déchets nous-mêmes. Ainsi, ceux qui sont recyclables seront traités dans un centre de ……………….………………………. et les matériaux pourront bénéficier d’une seconde vie. Les autres pourront servir à produire des engrais ou de l’énergie.
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Les Cahiers de la Luciole CE2 - Corrigés
LES MOUVEMENTS CORPORELS Nous proposons dans un premier temps de comprendre ce que sont les articulations puis de découvrir le rôle des os, des muscles et des tendons dans les mouvements.
15 Comment fonctionnent les articulations ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 57
OBJECTIFS : – approcher le rôle des articulations dans la production des mouvements ; – concevoir des modélisations de mouvements.
MATÉRIEL : Pour chaque groupe de quatre ou cinq élèves : – deux rouleaux d’essuie-tout ; – des morceaux d’élastiques ; – une paire de ciseaux ; – une agrafeuse ou un rouleau de ruban adhésif.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE Si les articulations ne fonctionnent plus, que se passe-t-il ? De l’observation du corps et des membres va être déduit le rôle des articulations. 1. En t’aidant du DOC. 1, dessine un bras (membre supérieur) et une jambe (membre inférieur) : indique à l’aide de flèches les endroits où les membres se plient.
1
Pour le bras (membre supérieur) : flèches possibles au niveau de l’épaule, du coude, du poignet. Pour la jambe (membre inférieur) : flèches possibles au niveau de la hanche, du genou, de la cheville. Demander aux élèves de venir flécher un schéma au tableau. Demander à chacun de dire quel mouvement permet la partie du corps qu’il a fléchée. L’enseignant demande aux élèves s’ils connaissent le nom de ces articulations. 2. Observe le DOC. 2, et réponds aux questions suivantes. Quelle articulation est plâtrée ? C’est la cheville. Que se passe-t-il lorsqu’une articulation est immobilisée ? Lorsqu’une articulation est immobilisée, la partie du corps qui en dépend ne peut pas se plier : le mouvement n’est plus réalisable (ici, la cheville immobilisée empêche de marcher). À quoi servent les articulations ? Les articulations servent à réaliser des mouvements.
Pourquoi peut-on faire des mouvements différents ? Les élèves peuvent, à l’aide des documents, identifier sur leur propre corps des articulations qui fonctionnent différemment et qui permettent donc des mouvements différents. 3. Écris le nom de l’articulation qui correspond à chaque numéro (DOC. 3). 1. le poignet 4. le genou 2. le coude 5. l’épaule 3. la hanche 4. Reproduis les mouvements que font les sportives du DOC. 3. Observe le DOC. 4, puis écris épaule et genou au bon endroit dans le tableau.
Épaule
2
Genou
De quoi sont faites les articulations ? Les élèves commencent par identifier les différentes parties de l’articulation grâce au schéma puis modélisent son fonctionnement pour mieux le comprendre. 5. Cherche dans le dictionnaire les définitions des mots ligament et cartilage. Légende le dessin du DOC. 5 avec ces mots, puis réponds aux questions.
Ligament Cartilage
– Ligament : un ligament est un ensemble de fibres qui relient les os d’une articulation. – Cartilage : le cartilage est la surface qui recouvre la tête d’un os pour qu’il glisse mieux contre un autre os. Où se trouve le cartilage ? Le cartilage se trouve sur la tête de l’os. À quoi servent les ligaments ? Les ligaments servent à relier deux os. À quoi sert la synovie ? La synovie favorise le glissement des os (elle a un rôle de lubrifiant).
6. Réalise la maquette d’une articulation avec le matériel du DOC. 6. Compare avec tes camarades. Quel élément les élastiques représentent-ils ? Les élastiques représentent les ligaments. Construction de la maquette d’une articulation : Les élèves doivent chercher par eux-mêmes. Les laisser manipuler le matériel et proposer différents modes d’assemblage. Indiquer que les documents 4 p. 58, 2 et 3 p. 61 peuvent les aider à visualiser la forme des os au niveau de l’articulation. Il peut être intéressant d’attirer l’attention des élèves sur le cubitus, os de l’avantbras. Cet os possède un « prolongement » qui bloque le mouvement du bras (on ne peut plier le coude que dans un sens).
3
Construction de la maquette d’une articulation
1. Le tube 1 (rouleau d’essuie-tout) modélise l’avant-bras (cubitus). Découper la moitié de l’une des extrémités du tube en arc de cercle afin de former une sorte de languette (prolongement qui bloquera le mouvement du « bras » à l’horizontale).
Tube 1
Languette
Tube 2
2. Le tube 2 (deuxième rouleau d’essuie-tout) modélise la partie supérieure du bras (humérus). Découper une des extrémités du tube en arc de cercle.
3. Imbriquer le tube 2 dans le tube 1. Attacher (avec du scotch ou des agrafes) un ou deux élastiques sous « l’articulation » (côté languette). Attacher deux élastiques de l’autre côté, dans « le creux du coude ». Les élastiques ne doivent être ni trop tendus, afin qu’on puisse plier le « bras », ni trop lâches, afin que l’articulation ne soit pas disloquée. Vue du dessous
Vue du dessus
Vue latérale
4. Faire fonctionner « l’articulation » : elle doit se plier dans un seul sens (dans l’autre sens, elle est bloquée par la languette).
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Le bras est plié
JE COMPRENDS QUE… Les articulations permettent les mouvements. Elles sont formées par la jonction d’os maintenus ensemble par des ligaments. Le cartilage et la synovie favorisent le glissement des os. Les ………………………………… permettent les …………………………………. . Elles sont formées par la jonction d’os maintenus ensemble par des ………………...…..……. . Le …………………………… et la synovie favorisent le glissement des …………………….… .
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16 Quel est le rôle des muscles dans le mouvement ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 60
OBJECTIF : – approcher les rôles des os, des muscles et des tendons dans la production des mouvements élémentaires au niveau des articulations.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE Quels éléments sont nécessaires à la réalisation d’un mouvement ? Il s’agit ici de repérer les différentes parties d’un membre. Les élèves ont souvent des difficultés à associer les muscles à la « viande » des animaux qu’ils consomment. Par ailleurs, ils peuvent penser que le squelette est mobile par lui-même comme dans les dessins animés. 1. Observe le DOC. 1. Quelles différences vois-tu entre les deux photos de la patte ? Sur la patte de gauche, il n’y a pas de muscles. On ne voit que les os rattachés par des ligaments.
Comment les muscles permettent-ils le mouvement ? Les observations et les mesures permettent de comprendre le fonctionnement des muscles. 2. Observe les photos du DOC. 2 et réalise les mouvements. Sur les schémas, mesure la longueur du biceps et du triceps dans chaque position. Reporte les mesures dans le tableau. Il faut mesurer uniquement le muscle (sans les tendons). Les mesures doivent faire apparaître que : – le biceps est plus long en position bras tendu qu’en position bras plié ; – le triceps est plus court en position bras tendu qu’en position bras plié.
longueur du biceps sur le schéma longueur du triceps sur le schéma
bras tendu (en extension)
bras plié (en flexion)
2,8 cm
2,2 cm
2,6 cm
3 cm
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Que remarques-tu ? Complète les phrases. Quand le bras est tendu, le biceps est plus long que quand il est plié. Quand le bras est tendu, le triceps est plus court que quand il est plié.
3. Sur le DOC. 3, colorie : – les os en jaune ; – les muscles en rouge ; – les tendons en bleu.
JE COMPRENDS QUE… Les muscles sont responsables des mouvements au niveau des articulations. Ils sont attachés aux os par les tendons. Lors d’un mouvement de flexion, un muscle se contracte et rapproche les deux os auxquels il est attaché. Lors d’un mouvement d’extension, le muscle se relâche pour éloigner les deux os auxquels il est attaché.
Les muscles sont responsables des mouvements au niveau des articulations. Ils sont attachés aux os par les ………………………………… . Lors d’un mouvement de ………………………………… , un muscle se contracte et rapproche les deux os auxquels il est attaché. Lors d’un mouvement d’ ………………………………… , le ………………………………… se relâche pour éloigner les deux ………………………………… auxquels il est attaché.
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Les Cahiers de la Luciole CE2 - Corrigés
LES OBJETS TECHNIQUES 18 Comment réaliser un équilibre ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 70
OBJECTIFS : – réaliser des équilibres (mobiles, balance romaine…) ; – mesurer des masses à l’aide d’une balance romaine.
MATÉRIEL : Par groupe de 4 ou 5 élèves : – une bande en carton de 30 cm de long et 5 cm de large : percer plusieurs trous sur la longueur, par exemple tous les 5 cm (l’important est qu’il y en ait un au milieu et un à 10 cm de chaque extrémité) ; – 4 pinces à linge identiques ; – un fil ou ficelle de 10 à 15 cm ; – un trombone.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE Où placer le pivot pour que le mobile soit en équilibre ? Dans cette séance, il faut veiller à bien expliciter le vocabulaire employé. La notion d’équilibre doit être distinguée de celle d’horizontalité des fléaux. Par contre, il n’est pas utile d’enseigner aux élèves la distinction entre les notions de poids et de masse, généralement confondues dans le langage courant. L’enseignant, lui, veillera à employer les bons termes. 1. Complète le schéma avec les mots fléau et pivot.
pivot
fléau
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2. Construis le dispositif du DOC. 2. À ton avis, où dois-tu placer le trombone (pivot) pour que ton mobile soit en équilibre horizontal ? Dessine ton hypothèse, puis teste-la. Dire aux élèves d’utiliser une règle graduée. Où as-tu placé le pivot pour que ton mobile soit en équilibre horizontal ? Pour que le mobile soit en équilibre horizontal, il faut placer le pivot au milieu de la bande de carton. La masse doit être identique des deux côtés du pivot.
Comment équilibrer le mobile si la masse est différente de chaque côté du pivot ? Recueillir les différentes hypothèses avant de les faire tester. 3. Ajoute une pince comme sur le DOC. 3. Que dois-tu faire pour que ton mobile soit en équilibre horizontal ? Dessine ton hypothèse dans le cadre, puis teste-la. Comment as-tu fait pour que le mobile soit en équilibre horizontal ? Pour que le mobile soit en équilibre horizontal, il faut rapprocher le pivot du côté où il y a deux pinces à linge, c'est-à-dire du côté le plus lourd. La distance pivot/pince à linge seule doit être deux fois plus grande que la distance pivot/double pince à linge. Il faut donc placer le pivot à 10 cm de l’extrémité où sont suspendues les deux pinces à linge. Compare avec tes camarades. Avez-vous tous procédé de la même façon ? Une autre solution serait d’ajouter une deuxième pince à linge du côté gauche.
Peut-on utiliser l’équilibre d’un mobile pour mesurer des masses ? Grâce à ce qu’ils ont appris sur les mobiles, les élèves vont comprendre comment fonctionne une balance romaine. 4. Observe le DOC. 4. Entoure : – en bleu : le fléau ; – en rouge : le pivot.
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5. Observe le DOC. 5 et réponds aux questions suivantes. L’enseignant précise que le contrepoids est un poids qui permet d’équilibrer le poids de l’objet pesé. Sur le dessin A, la balance est-elle en équilibre horizontal ? Non. Sur le dessin B, la balance est-elle en équilibre horizontal ? Oui. Qu’est-ce qui a changé entre les deux dessins ? Si on compare les deux dessins, on voit que le contrepoids a changé de position. Ceci a permis d’obtenir un équilibre horizontal. Observe le gros plan sur le contrepoids (dessin C). Quelle est la masse du poulet ? La masse du poulet est de 1 kg.
JE COMPRENDS QUE… Pour qu’un mobile soit en équilibre horizontal, il faut placer le pivot au milieu du fléau si les objets pendus de chaque côté ont la même masse. Si les objets n’ont pas la même masse, il faut rapprocher le pivot de l’objet le plus lourd. Les balances romaines fonctionnent sur ce principe : on déplace le contrepoids pour obtenir un équilibre horizontal ; lorsqu’il est atteint, il suffit de lire la masse indiquée par le curseur du contrepoids.
Pour qu’un ……………………………………. soit en ……………………………………. horizontal, il faut placer le pivot au milieu du ……………………………………. si les objets pendus de chaque côté ont la même masse. Si les objets n’ont pas la même masse, il faut rapprocher le ……………………………………. de l’objet le plus lourd. Les ……………………………………. fonctionnent sur ce principe : on déplace le contrepoids pour obtenir un équilibre horizontal ; lorsqu’il est atteint, il suffit de lire la masse indiquée par le curseur du contrepoids.
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19 Comment fonctionne une balance de Roberval ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 73
OBJECTIFS : – réaliser des équilibres avec une balance de Roberval ; – mesurer des masses à l’aide de différents types de balances.
MATÉRIEL : – une balance de Roberval et des masses marquées ; – une balance de cuisine.
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE Comment mesurer la masse d’un objet avec une balance de Roberval ? Les élèves réinvestissent ce qu’ils ont appris lors de la leçon précédente pour comprendre le fonctionnement d’une balance de Roberval. 1. Observe le DOC. 1 et réponds aux questions. La balance est-elle en équilibre horizontal ? Pourquoi ? Oui, la balance est en équilibre horizontal (les deux plateaux sont à la même hauteur). Cela signifie qu’il y a la même masse sur chaque plateau. Qu’y a-t-il dans le plateau de droite ? À quoi cela sert-il ? Dans le plateau de droite, on voit quatre masses marquées (ou poids) : une de 200 g, deux de 100 g et une de 50 g. Elles servent à calculer la masse de ce qu'il y a dans le plateau de gauche (trois pommes). 2. Observe le plateau de droite. Quelle est la masse des trois pommes ? Explique comment tu le sais. La masse des trois pommes est de 450 g (200 + 100 + 100 + 50). La balance est en équilibre horizontal. Cela signifie que la masse des objets contenus dans chacun des plateaux est la même. La masse des trois pommes est donc égale à la masse des quatre masses marquées du plateau de droite. 3. Mesure la masse de différents objets de la classe avec une balance de Roberval et des masses marquées. Écris les résultats dans ton cahier de chercheur. Tu peux vérifier en utilisant une balance de cuisine. Plusieurs élèves peuvent peser un même objet : ils ajoutent (ou enlèvent) chacun leur tour une masse marquée jusqu’à ce que l’équilibre horizontal soit atteint.
Toutes les balances utilisent-elles des équilibres horizontaux ? On peut revenir sur l’activité 5 p. 72 pour rappeler le fonctionnement de la balance romaine.
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4. Observe les DOC. 2 à 4. Décris le mode de fonctionnement de chaque balance. Fais une croix dans la case si la balance utilise un équilibre horizontal pour fonctionner.
Un trébuchet fonctionne comme une balance de Roberval mais les plateaux sont suspendus au lieu d’être posés sur des supports.
Un peson est une balance à ressort. On mesure l'allongement du ressort grâce à une réglette qui se déplace sur une échelle graduée. Plus l’objet est lourd, plus l’allongement est grand.
Un pèse-bébé fonctionne comme une balance romaine : on détermine la masse en faisant glisser le contrepoids.
Le peson mesure en fait le poids d’un objet, et non sa masse, même si le résultat est affiché en unité de masse : le gramme (ce qui est possible car la gravité est presque identique sur toute la surface de la Terre).
JE COMPRENDS QUE Pour peser un objet avec une balance de Roberval, on le place sur un plateau ; sur l’autre, on pose des masses marquées jusqu’à ce que l’équilibre horizontal soit atteint. La masse de l’objet pesé est égale à la somme des masses marquées. D’autres balances utilisent un équilibre horizontal pour fonctionner : le trébuchet, le pèse-bébé, la balance romaine.
Pour peser un objet avec une ……………………………………. , on le place sur un plateau ; sur l’autre, on pose des masses marquées jusqu’à ce que l’équilibre horizontal soit atteint. La ……………………………………. de l’objet pesé est égale à la somme des ……………………………………. . D’autres balances utilisent un équilibre horizontal pour fonctionner : le trébuchet, le pèse-bébé, la balance romaine. 5
20 Comment fonctionnent les appareils à piles ? CAHIER DE LA LUCIOLE P. 75
OBJECTIFS : – analyser le fonctionnement de différents objets techniques de la vie quotidienne (lampes de poche, jouets à pile...) ; – effectuer une première distinction entre conducteurs et isolants électriques ; – réaliser des montages ou objets techniques comprenant des composants divers (vibreurs, moteurs, ampoules...) ; – construire une première représentation de la notion de circuit électrique : savoir qu’un circuit est constitué d’une pile avec entre ses deux bornes une chaîne continue et fermée de composants et de conducteurs. Savoir que si cette chaîne est rompue, les composants ne fonctionnent plus.
MATÉRIEL (POUR LES ACTIVITÉS 2, 4 ET 7) : Par groupe de 4 ou 5 élèves : – une pile plate (4,5 volts) ; – 3 fils électriques avec pinces crocodile ; – un petit morceau de carton ; – un verre ; – un crayon de bois ou de couleur ; – un caillou ; – un morceau de tissu (en coton) ; – une canette de soda vide ; – une règle graduée ; – un trombone ; – une gomme ; – un interrupteur ; – un moteur électrique (1,5 à 12 volts) ; – un vibreur magnétique (6 à 11 volts) ; – une hélice ; – une lampe sur douille (2,5 volts).
JE ME DEMANDE ET JE CHERCHE Tout travail sur l’électricité doit commencer par un rappel des dangers et des règles de sécurité. Le courant électrique de la maison, de l’école… est mortel : il ne faut en aucun cas faire des expériences à la maison. L’électricité est dangereuse pour le corps humain au-delà de 24 V. Or, la tension du secteur est de 220 V.
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Qu’y a-t-il dans une lampe de poche ou un jouet électrique qui fonctionne sans fil ? Nous proposons de partir de l’observation d’objets de la vie quotidienne pour aborder la notion de circuit électrique : – pour qu’un appareil fonctionne, « appuyer sur le bouton » ne suffit pas : une source d’énergie (ici, une pile électrique) est nécessaire ; – si la pile permet à l’appareil de fonctionner, c’est parce qu’elle est reliée à l’appareil par des matériaux conducteurs (ici, les lamelles de la lampe de poche et les ressorts de la voiture). 1. Observe le DOC. 1 et réponds aux questions. Qu’est-ce qui permet à ces objets de fonctionner ? Ces objets fonctionnent grâce à des piles. À quoi servent les lamelles dorées de la lampe de poche et les petits ressorts de la voiture ? Les lamelles dorées de la lampe permettent de relier la pile au circuit électrique de la lampe. De même, les petits ressorts de la voiture électrique font passer le courant de la pile au circuit électrique de la voiture.
En quel matériau sont faites les lamelles de la lampe de poche ? Les manipulations proposées (avec une pile) ne sont pas dangereuses, sauf en cas de court-circuit (lorsque les bornes de la pile sont reliées directement) : les piles peuvent chauffer et laisser couler des substances corrosives. Dire aux élèves d’arrêter leurs manipulations et d’appeler l’enseignant s’ils sentent que la pile ou les fils chauffent. Si les élèves apportent des piles en classe, leur demander de les ranger dans un sac plastique à part pour éviter tout contact avec un objet métallique. De même, éviter de conserver les piles dans des boîtes en métal et les disposer de manière qu’elles ne soient pas en contact. 2. Reproduis le circuit électrique du DOC. 2. La lampe s’allume-t-elle ? Non. Remplace le carton bleu par un fil électrique dénudé aux extrémités. La lampe s’allume-t-elle ? Oui. 3. Selon toi, quels matériaux sont utilisés pour fabriquer les lamelles des lampes de poche ? Entoure en vert le nom des matériaux conducteurs (qui laissent passer le courant). Entoure en rouge le nom des matériaux isolants (qui ne laissent pas passer le courant). Ce sont tes hypothèses. On peut reformuler : dans le circuit du DOC. 2, si on remplace le carton bleu par un caillou, la lampe va-t-elle s’allumer ?
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4. Vérifie tes hypothèses en remplaçant le morceau de carton (DOC. 2) par des objets de différents matériaux (un seul à la fois). Pour chaque matériau, colorie la lampe en jaune si elle s’allume.
Si la lampe s’allume, l’objet est constitué d’un matériau conducteur qui laisse passer le courant électrique. Si la lampe reste éteinte, l’objet est constitué d’un matériau isolant qui empêche le courant électrique de passer. Le métal est un matériau conducteur. Ici : le fil à l’intérieur du câble électrique, la canette et le trombone. Le verre, le bois, la pierre, le tissu, le plastique et le caoutchouc sont des matériaux isolants. (Attention, certains plastiques peuvent conduire le courant.)
5. Entoure la bonne réponse. Les lamelles de la lampe de poche sont faites en : bois plastique verre tissu métal
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pierre
caoutchouc.
Comment allumer et éteindre la lampe sans défaire les branchements ? Il s’agit de découvrir le rôle de l’interrupteur. L’enseignant apporte le mot « interrupteur » si les élèves ne le proposent pas. 6. Observe le DOC. 3. Écris les différences entre les deux circuits électriques.
Dans le circuit A, l'interrupteur est levé : la lampe est éteinte. Le courant électrique ne passe pas car le circuit est ouvert. Dans le circuit B, l'interrupteur est baissé : la lampe est allumée. Le courant électrique passe car le circuit est fermé.
Comment faire un circuit électrique simple ? Baisser ou lever l’interrupteur revient à fermer ou ouvrir le circuit : cela a le même effet que de brancher ou débrancher un fil. Expliquer aux élèves (qui n’auront pas forcément fait le rapprochement) que c’est exactement ce qu’ils font lorsqu’ils allument ou éteignent une lampe chez eux en appuyant sur le bouton de la lampe de chevet ou sur l’interrupteur mural du plafonnier. 7. Réalise à ton tour un circuit électrique comme sur le DOC. 3 avec les éléments du DOC. 4. Utilise tous les éléments du groupe A et un élément du groupe B. Fais vérifier ton circuit avant de le tester toi-même. Dessine le circuit que tu as réalisé. L’idéal est qu’un maximum d’enfants puissent manipuler. On peut faire tourner le matériel : dans ce cas, débrancher tous les éléments avant de les faire passer à un autre groupe d’élèves.
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Dans quels cas l’électricité peut-elle être dangereuse ? Si les élèves font fausse route, l’enseignant commence par expliquer que l’eau et le corps humain sont des conducteurs de courant. Il est dangereux de : – se sécher les cheveux dans le bain / brancher une prise en ayant les doigts mouillés : il ne faut jamais toucher un appareil électrique avec les mains humides ou lorsqu’on est en contact avec l’eau (dans la salle de bain ou la cuisine par exemple). L’eau et le corps humain sont conducteurs : l’électricité peut traverser le corps (risque mortel) ; – mettre ses doigts dans une prise / toucher des fils dénudés raccordés / changer une ampoule en laissant l’interrupteur allumé : le courant sort directement de la prise / des fils dénudés raccordés / de la douille de la lampe. Le courant traverse alors le corps. Par contre, il n’est pas dangereux d’allumer une lampe de chevet : l’interrupteur est entouré d’un matériau isolant qui empêche le courant électrique de passer dans le corps. Préciser que l’on peut s’électrocuter même en mettant un seul doigt dans une prise. Pour changer une ampoule, il faut couper le courant (souvent, on ne sait plus si l’interrupteur est allumé ou éteint).
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JE COMPRENDS QUE… Un circuit électrique est composé, par exemple, d’une pile, d’une lampe, d’un interrupteur et de fils électriques : les bornes de la pile sont reliées par les fils électriques à des composants conducteurs de courant. Si on intercale un matériau isolant dans le circuit, le courant ne peut plus passer. L’interrupteur permet de fermer et d’ouvrir le circuit pour laisser passer ou non le courant : si le circuit est ouvert, la lampe est éteinte ; si le circuit est fermé, la lampe s’allume. L’électricité est dangereuse : il ne faut jamais utiliser un appareil électrique avec les mains mouillées ou lorsqu’on a les pieds dans l’eau ; il ne faut jamais mettre les doigts dans les prises électriques ou sur des fils électriques dénudés raccordés.
Un ……………………………………. est composé, par exemple, d’une ……………………………………. , d’une lampe, d’un interrupteur et de fils électriques : les ……………………………………. de la pile sont reliées par les fils électriques à des composants ……………………………………. de courant. Si on intercale un matériau ……………………………………. dans le circuit, le courant ne peut plus passer. L’……………………………………. permet de fermer et d’ouvrir le circuit pour laisser passer ou non le courant : si le circuit est ouvert, la lampe est éteinte ; si le circuit est fermé, la ……………………………………. s’allume. L’électricité est dangereuse : il ne faut jamais utiliser un appareil électrique avec les mains mouillées ou lorsqu’on a les pieds dans l’eau ; il ne faut jamais mettre les doigts dans les ……………………………………. ou sur des fils électriques dénudés raccordés.
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