3. Planification de travaux d’investigation (avec des moyens limités)
L’Activité clé est basée sur les idées de transformation de l’énergie et de la nécessité d’avoir des circuits fermés. Dans cette activité, les élèves travaillent en petits groupes pour explorer un effet de l’électricité : l’électromagnétisme. Ce type d’activité encourage les élèves à penser à différents processus scientifiques – préparation, observation et enregistrement des résultats. Après l‘activité, les élèves peuvent penser à des utilisations pour leurs électroaimants (voir la Ressource 5 : Les électroaimants pour des idées).
L’Étude de cas 3 montre comment un enseignant avec des ressources très limitées a encouragé ses élèves à réfléchir aux processus impliqués dans une expérience comme celle-ci.
Étude de cas 3: Etude de l’électromagnétisme avec des ressources limitées
Mme Polo travaille dans une école rurale avec très peu de moyens matériels. Elle aime faire des démonstrations avec ses élèves et elle fait souvent le tour du village à la recherche d’appareils cassés pour en récupérer des pièces qu’elle pourra utiliser dans ses démonstrations.
Un jour, elle a démonté une vieille sonnette pour l’utiliser comme exemple d’électroaimant. Elle l’a posée sur son bureau et a rassemblé ses élèves autour d’elle. Elle leur a montré comment elle utilisait l’électricité pour faire un aimant. Puis elle leur a demandé de discuter entre eux pour savoir comment elle pouvait augmenter la puissance de l’aimant – qu’est-ce qu’elle devait changer ? Comment peut-on mesurer la force d’un aimant ?
Après quelques minutes, Mme Polo a demandé aux élèves de faire part de leurs idées à la classe et elle a écrit leurs différentes suggestions au tableau. Certains élèves ont pensé qu’en utilisant un plus grand nombre de piles électriques, on pourrait augmenter la force de l’aimant. D’autres ont suggéré d’utiliser un matériau différent dans le noyau. D’autres ont suggéré une plus grande longueur de câble, plus de bobinage autour du noyau ou l’utilisation de deux fils électriques.
Mme Polo a demandé ensuite aux élèves en binômes de venir à tour de rôle tester leurs idées. Ils ont écrit les résultats dans un tableau au tableau noir. A tour de rôle, ils sont tous venus essayer une idée différente jusqu’à ce que toutes les idées aient été testées. Ses élèves ont recopié les résultats du tableau puis, toujours avec leur partenaire, ils ont essayé de résumer en une phrase ce qu’ils avaient découvert.
Mme Polo a été très satisfaite de la façon dont les élèves ont tous écouté les idées des uns et des autres mais elle s’est rendue compte que pour la fois suivante, elle devra s’assurer que le même nombre de garçons et de filles participerait aux expériences.
Activité clé : Etude des électroaimants
Rassemblez vos élèves autour de vous et organisez un remue-méninges autour du concept de « magnétisme ». (Voir la ressource clé : Utiliser les cartes conceptuelles et le remue-méninges pour explorer les idées) Où ont-ils vu des aimants utilisés ? Quelles sortes de substances sont magnétiques ? Peut-on fabriquer des aimants à partir de l’électricité ? C’est ce qu’on appelle un « électroaimant ». Notez leurs réflexions sur le tableau ou une grande feuille au mur.
Répartissez vos élèves en petits groupes de quatre à six élèves. Donnez à chaque groupe: une cheville d’acier, une pile électrique de 1,5 V, quelques trombones ou petites épingles ; et 50 cm de câble de cuivre fin isolé.
Dites aux groupes que vous allez leur demander de résoudre un problème. Ils doivent utiliser ce matériel pour faire un électroaimant capable de ramasser autant d’épingles que possible. (Voir la ressource clé : Travail de recherche et d'investigation en classe [Astuce : maintenez la touche Ctrl enfoncée et cliquez sur un lien pour l’ouvrir dans un nouvel onglet (Masquer l’astuce)] ).
Encouragez les élèves dans leurs expériences, investigations et recherches.
Quand ils ont résolu le problème, demandez-leur de dessiner un schéma pour expliquer leur solution.
2. Travail de groupes en rotation