1. Des expériences et des travaux pratiques pour développer la pensée et l’approche scientifiques
Il est très important d’offrir aux élèves la possibilité de formuler leurs pensées et leurs recherches par une approche scientifique. Cela ne peut être fait qu’à travers des activités pratiques auxquelles ils participent activement. Les élèves auront envie de relever les défis et ils aimeront travailler en groupes où ils pourront discuter et découvrir des choses par eux-mêmes. Le fait d’utiliser des modèles en même temps que des objets d’expérimentation réels facilite souvent leur compréhension. L’Activité 1 utilise des formes découpées pour aider les élèves à comprendre la nécessité d’un circuit électrique complet dans un dispositif électrique. L’Etude de cas 1 montre comment un enseignant a enrichi cette activité et apporté un soutien à ses élèves dans leurs expériences sur les circuits électriques. Ce type d’encouragement et de reconnaissance est très important pour les élèves. La Ressource 1 : Examen attentif d’une ampoule montre comment vous pouvez procéder et aider les élèves à mieux comprendre que l’électricité circule à travers un circuit électrique complet dans une ampoule. Vous pouvez également consulter la Ressource 2 : Etudier l’électricité en toute sécurité qui explique les dangers de l’électricité mais vous encourage à ne pas avoir peur du sujet.
Étude de cas 1 : Expériences menées par les élèves
Quand Florence qui enseigne au Togo a essayé l’Activité 1 dans sa classe, elle s’est rendu compte que certains élèves étaient allés encore plus loin dans leurs recherches. Ils avaient remarqué que l’extrémité en métal d’un stylo à bille pouvait servir à allumer l’ampoule lorsqu’on la plaçait entre la partie supérieure de la pile et la partie inférieure de l’ampoule. Elle les a observé pendant qu’ils essayaient avec d’autres objets; un crayon en bois ne pouvait allumer l’ampoule, ni un morceau de carton, mais ça marchait avec le manche d’une cuiller en métal.
Florence leur a demandé de faire un compte-rendu de leurs expériences et les a encouragé à les répéter et à en faire d’autres. Plus tard, elle a poursuivi l’activité afin d’étudier les circuits et les interrupteurs.
Elle a demandé aux élèves d’utiliser leurs ampoules et leurs piles (et d’autres matériaux à leur disposition) pour construire un circuit, de manière à ce que quand un visiteur appuie sur un interrupteur, la lampe s’allume. Ses élèves ont utilisé des trombones, des petits morceaux de bois, des cartes et du métal de canettes pour construire des interrupteurs vraiment très originaux.
Puis, certains des élèves, les plus âgés ont réalisé des maquettes de pièces à partir de boîtes en carton et de toutes sortes de matériaux et ils ont même mis trois lampes dans la pièce avec un interrupteur. Un groupe a même réussi à ajouter un avertisseur lumineux, qui s’allumait quand un voleur ouvrait la porte de la pièce. Florence a exposé toutes ces réalisations dans sa classe et a invité les autres enseignants à venir les voir tandis que ses élèves expliquaient comment ils avaient travaillé. Ses collègues ont été très impressionnés de ce que les élèves avaient réussi à faire et tout le monde a passé un excellent après-midi.
Activité 1 : Allumer une ampoule
Chaque groupe d’élèves aura besoin d’une pile électrique, d’une ampoule en état de marche, de deux fils de cuivre fin isolé de 15 cm chacun, d’au moins cinq découpes grandeur nature d’une pile électrique et cinq découpes d’ampoules. (Voir la Ressource 3 :Eclairer une ampoule – gabarits et discussion – Découper les gabarits prend beaucoup de temps : vous pourriez demander aux élèves les plus âgés de le faire avant la leçon.) Chaque groupe aura également besoin d’une grande feuille de carton ou de papier vierge et d’un petit peu de colle. (Assurez-vous que toutes les piles électriques et les ampoules fonctionnent avant la leçon.)
Distribuez une ampoule et une pile électrique à chacun des groupes. Demandez : « Qu’est ce qu’on obtient à partir de ces objets ? Pouvez-vous le montrer ? De quoi d’autre avez-vous besoin ? »
Distribuez les gabarits et le câble. Demandez aux élèves de tester différents montages pour allumer l’ampoule. Les montages qui fonctionnent sont enregistrés en collant les gabarits et en dessinant la position du câble.
Dites-leur: « Plusieurs montages sont possibles pour allumer l’ampoule. » Encouragez-les à trouver cinq possibilités de montage différentes.
Les groupes expliquent ce qu’ils ont fait à la fin. (La Ressource 3 présente cette activité d’une manière plus détaillée et vous montre les cinq montages possibles.)
Section numéro 3 : Étude de l’électricité