Construction d`un jeu électrique

Construction d'un jeu électrique
Fabien Buré
Ecole National ; 13003 Marseille
CM1
2007 -2008
Projet : Électricité
But : Ce projet a pour but, la réalisation d'un jeu électrique par élève.
Temps de réalisation : 1 période (5 semaines)
Compétences travaillées :
Le monde construit par l’homme
- savoir allumer deux ou plusieurs lampes à l’aide d’une pile
- connaître des principes élémentaires de sécurité électrique, en particulier l’utilisation des matériaux conducteurs
et des matériaux isolants ;
Être capable de :
- pratiquer une démarche d’investigation : savoir observer, questionner, formuler une explication possible
(hypothèse), en utilisant
éventuellement un modèle simple et chercher à la valider ;
- manipuler et expérimenter :
. participer à la conception d’un protocole expérimental et le mettre en œuvre en utilisant les outils
appropriés.
. développer des habiletés manuelles et techniques,
apprentissage langagier
Utiliser les connaissances et le lexique spécifique des sciences dans les différentes situations didactiques mises en
jeu,
- formuler des questions pertinentes,
- participer activement à un débat argumenté pour élaborer des connaissances scientifiques en en respectant les
contraintes (raisonnement rigoureux, examen critique des faits constatés, précision des formulations, etc.),
Etre capable de :
- dans le cadre d’un projet ou d’une activité d’écriture (récit, lettre, compte rendu d’expérience), rédiger un texte
d’un ou deux paragraphes en respectant, après révision du texte, la ponctuation, les contraintes orthographiques,
syntaxiques, lexicales et de présentation ;
Compétences mobilisées pour le travail en groupe :
Etre capable de :
- commencer à prendre en compte les points de vue des autres membres du groupe ;
- commencer à se servir du dialogue pour organiser les productions du groupe ;
- commencer à rapporter devant la classe (avec ou sans l’aide de l’écrit) de manière à rendre ces productions
compréhensibles ;
Le jeu électrique
Séance 1 : Présentation du jeu, élaboration du cahier des charges
Séance 2 : Comment allumer une ampoule avec une pile?
Séance 3 : Comment allumer une ampoule avec une pile et deux fils?
Séance 4 : Circuit ouvert / circuit fermé
Séance 5 : Isolants / conducteurs
Séance 6 : Comment allumer une diode avec une pile ?
Séance 7 : préparation de l'aasemblage
Séance 8 et 9 : Assemblage
séance 10 : évaluation (cf doc annexe)
Discipline : Sciences et technologies
Intitulé de la séquence : Construction d'un jeu électrique
Niveau :
Cycle 3,CM1
Durée : 30 min
Séance 1 : Présentation du jeu.
Objectifs: élaborer un cahier des charges.
Matériel / documents:
1 jeu déjà construit.
Déroulement / consignes :
Durée :
phase de présentation du jeu :
le jeu est posé sur une table et le maître joue.
1 min
Qu'est ce que c'est ? Qu'est ce qu'il se passe lorsqu'on touche le fil ?
Réponses attendues: c'est un jeu, ça s'allume si on touche le fil.
Organisation:
collective
7 min
Phase de réalisation du cahier des charges :
On va essayer de construire un jeu qui ressemble à celui-ci.
Qu'est-ce que l'on veut qu'il fasse?
Au tableau on note:
Notre jeu:
– Si le crochet touche le fil, l'ampoule brille.
– Lorsqu'on ne joue pas on ne veut pas que la pile se décharge.
Pour le construire de quoi a-t-on besoin?
on complète la liste de matériel avec les élèves
Les élèves notent le cahier des charges
exemple de trace écrite :
De quoi on a besoin?
Planche en bois --> support du jeu.
Dominos pour les contacts
1 diode
1 pile 4,5 v
1 interrupteur
1 crochet
du fil
1 vis
12 min collective
8min
De quels outils on a besoin?
Un tournevis plat
un tournevis cruciforme
Qu'est ce qu'il doit faire?
* Il doit s'allumer si le crochet touche la tige en fer.
* La pile ne doit pas se décharger quand je ne joue pas.
individuelle
Discipline : Sciences et technologies
Intitulé de la séquence : Construction d'un jeu électrique
Niveau :
Cycle 3,CM1
Durée : 35'
Séance 2 : Allumer une ampoule avec une pile
Objectifs: allumer une ampoule avec une pile
acquérir le vocabulaire de l'ampoule (culot, plot, filament)
Matériel / documents:
1 ampoule et 1 pile pour un groupe de 4 élèves
Organisation:
Déroulement / consignes :
Durée :
Phase de réactivation : rappel des notions vues dans la séance précédente
2'
collective
Phase d'hypothèses et de manipulation :
Par groupe vous allez allumer la lampe avec la pile et vous dessinerez
exactement votre montage.
12'
en groupe
10'
collective
Distribuer 1 lampe et 1 pile au groupe
Vous avez 10 minutes
Les élèves travaillent
phase de vérification :
ramasser les dessins, les trier
•
ceux qui ont un seul contact entre l'ampoule et la pile,
•
ceux qui ont deux contacts plot/ verre ou culot/culot,
•
ceux qui sont correct : 2 contacts (plot / culot)
Affichage de trois dessins (deux faux et un juste), un élève réalise avec une pile
et une lampe les dessins affichés.
Correction collective.
Montrer un montage qui marche, puis retourner la pile et demander si le nouveau
montage va marcher.
réponses attendues : non
Nous le verrons plus tard, mais une ampoule n'est pas comme une diode, elle
n'est pas polarisée, c'est à dire le sens du courant n'affecte pas son
fonctionnement
phase d'institutionalisation :
10'
Trace écrite: le dessin correct et le dessin d'une lampe avec le vocabulaire plot,
culot et filament. (cf doc annexe)
Pour allumer une ampoule le plot de l'ampoule doit toucher une borne de la
pile et le culot, l'autre borne.
individuelle
Discipline : Sciences et technologies
Intitulé de la séquence : Construction d'un jeu électrique
Niveau :
Cycle 3,CM1
Durée : 40'
Séance 3 : Allumer une ampoule avec une pile et deux fils
Objectifs: allumer une ampoule avec une pile et deux fils
apprendre ce qu'est un court-circuit
Matériel / documents:
1 ampoule ,1 pile, 2 fils pour un groupe de 4 élèves
Organisation:
Déroulement / consignes :
Durée :
Phase de réactivation : rappel des notions vues dans la séance précédente
5'
collective
Phase d'hypothèses et de manipulation :
Par groupe vous allez allumer la lampe avec la pile et les deux fils et vous
dessinerez exactement votre montage.
12'
en groupe
10'
collective
10'
individuelle
Attention : il est interdit de relier directement les deux bornes de la pile, c'est
un court-circuit (faire le schéma au tableau)
Distribution du matériel
Vous avez 10 minutes
Les élèves travaillent
phase de vérification :
ramasser les dessins, les trier
•
ceux qui font un court-circuit
•
ceux qui n'utilisent qu'un fils
•
ceux qui sont correct : 2 contacts (plot / culot) et 2 fils
Affichage de trois dessins (deux faux et un juste), un élève réalise avec le
matériel les dessins affichés (sauf le court-circuit).
Correction collective.
phase d'institutionalisation :
Trace écrite: le dessin correct
il ne faut jamais relier directement les deux bornes d'une pile avec un fil.
On appel cela un court-circuit. C'est très dangereux car la pile chauffe et
peut te bruler
Discipline : Sciences et technologies
Intitulé de la séquence : Construction d'un jeu électrique
Niveau :
Cycle 3,CM1
Durée : 40'
Séance 4 : circuit ouvert / circuit fermé
Objectifs: allumer une ampoule avec une pile, trois fils et un interrupteur
apprendre la notion de circuit ouvert / circuit fermé
Matériel / documents:
1 ampoule ,1 pile, 3 fils et un interrupteur pour un groupe de 4 élèves
Organisation:
Déroulement / consignes :
Durée :
Phase de réactivation : rappel des notions vues dans la séance précédente
5'
collective
Phase d'hypothèses et de manipulation :
Par groupe vous allez allumer la lampe avec la pile et les trois fils , un
interrupteur et vous dessinerez exactement votre montage.
12'
en groupe
10'
collective
Distribution du matériel
Vous avez 10 minutes
Les élèves travaillent
phase de vérification :
ramasser les dessins, les trier
•
ceux qui font un court circuit avec un fils
•
ceux qui n'utilisent pas tout le matériel
•
ceux qui sont correct : 2 contacts (plot / culot) 3 fils et l'interrupteur
Affichage de trois dessins (deux faux et un juste), un élève réalise avec le
matériel les dessins affichés (sauf le court-circuit).
Correction collective.
Au tableau faire le schéma d'un montage pile / ampoule (avec le filament).
Lorsqu'une ampoule « grille » en fait c'est le filament qui se casse.
Effacer une partie du filament.
Comment est alors le circuit? Réponse attendues : ouvert
phase d'institutionalisation :
Trace écrite: le dessin correct avec des flèches symbolisant le sens du courant.
Lorsque l'on appuie sur l'interrupteur on FERME le circuit et donc le courant
peut circuler, la lampe peut s'allumer. Lorsque l'on n'appuie pas sur l'interrupteur
le circuit est OUVERT, le courant ne circule plus et la lampe ne s'allume pas.
10'
individuelle
Discipline : Sciences et technologies
Intitulé de la séquence : Construction d'un jeu électrique
Niveau :
Cycle 3,CM1
Durée : 40'
Séance 5 : isolants / conducteurs
Objectifs: trier les objets isolants et conducteurs
Matériel / documents:
1 ampoule, 1 pile et 2 fils pour un groupe de 4 élèves
différents objets de la trousse, un tableau vierge par élève (cf doc annexe)
un montage avec diode pour tester la conductivité de l'eau et du corps.
Déroulement / consignes :
Durée : Organisation:
Phase de réactivation : rappel des notions vues dans la séance précédente
5
Phase d'hypothèses et de manipulation :
12
Aujourd'hui nous allons travailler sur les conducteurs et les isolants, si un objet
laisse passer le courant c'est est conducteur, si il ne laisse pas passer le courant
c'est est isolant.
vous devez allumer la lampe avec les deux fils et un objet de votre choix. Il
faudra remplir le tableau en conséquence
collective
en groupe
montrer un exemple de montage avec une règle en plastique et remplir le tableau
avec les élèves
Distribution du matériel ; Vous avez 10 minutes
Les élèves travaillent
phase de vérification :
Affichage d'un tableau remplis, un élève test devant la classe.
12
collective
10
individuelle
Correction collective.
Discussion collective :
Est-ce que l'air est conducteur? -> réponse attendue : non
Est-ce que les fils électriques sont conducteurs? -> réponse attendue : non
Est-ce que notre corps est conducteur ? -> réponse attendue : non
Est-ce que l'eau est conductrice ? -> réponse attendue : non
Avec le montage diode, faire la vérification.
Pourquoi lorsqu'on a les pieds mouillé on risque plus de s'électrocuter?
Réponse attendue : car l'eau et le corps sont conducteurs
phase d'institutionalisation :
Trace écrite: le tableau corrigé
Un objet qui laisse passer le courant est dit conducteur (les métaux, l'eau ,
notre corps...). Un objet qui ne laisse pas passer le courant est un isolant
(air, plastique ...)
Discipline : Sciences et technologies
Intitulé de la séquence : Construction d'un jeu électrique
Niveau :
Cycle 3,CM1
Durée : 40'
Séance 6 : Allumer une DEL avec une pile
Objectifs: allumer une DEL avec une pile
apprendre le sens de circulation du courant
Matériel / documents:
1 DEL et 1 pile pour un groupe de 4 élèves
Déroulement / consignes :
Durée :
Phase de réactivation : rappel des notions vues dans la séance précédente
5
Phase d'hypothèses et de manipulation :
12
vous devez allumer la diode et faire exactement le dessin. Vous remarquerez que
les bornes de la diode ne sont pas de la même taille
Organisation:
collective
en groupe
Distribution du matériel ; Vous avez 10 minutes
Les élèves travaillent
phase de vérification :
ramasser les dessins, les trier
•
ceux qui on un seul contact
•
ceux qui relient la grande borne avec le – de la pile
•
ceux qui sont correct : 2 contacts (grande borne -> + ; petite borne -> -)
12
collective
10
individuelle
Affichage de trois dessins (deux faux et un juste), un élève réalise avec le
matériel les dessins affichés.
Correction collective.
revenir sur le montage ampoule : pile, faire remarquer que l'ampoule ,n'est pas
polarisé. Le sens du courant n'est pas important pour l'allumer, par contre ce n'est
pas le cas avec les diodes.
phase d'institutionalisation :
Trace écrite: le dessin correct
Le courant circule du + vers le - .
Pour allumer une DEL il faut relier la borne la plus longue au plus et la
borne la plus courte au moins.
Discipline : Sciences et technologies
Intitulé de la séquence : Construction d'un jeu électrique
Niveau :
Cycle 3,CM1
Durée : 30
Séance 7 : préparation de l'assemblage
Objectifs: préparer l'assemblage du jeu
Matériel / documents:
1 jeu pour vérifier
Organisation:
Déroulement / consignes :
Durée :
Phase de réactivation : rappel des notions vues dans la séance précédente
5
collective
Phase d'hypothèses :
Au tableau, dessiner une pile, une diode, le fil de fer rigide avec le crochet.
10
par deux
10
collective
5
individuelle
vous devez dessiner les fils électrique pour que le jeu fonctionne. C'est-a-dire
que le courant circule lorsque le crochet touche le fil de fer rigide.
Vous avez 10 minutes ; Les élèves travaillent
Questions pour relancer les élèves qui bloquent
D'ou doit « partir » le courant ?
Ou doit « arriver » le courant pour fermer le circuit?
L'enseignant circule dans les rangs et demande à l'élève de simuler avec le doigt
le trajet du courant.
phase de vérification :
ramasser les dessins, les trier
•
là où il y a des courts-circuits
•
ceux qui sont correct
Vérification collective avec le jeu. Un élève simule le trajet du courant avec le
doigt.
phase d'institutionalisation :
Trace écrite: le dessin correct
Discipline : Sciences et technologies
Intitulé de la séquence : Construction d'un jeu électrique
Niveau :
Cycle 3,CM1
Durée : 2 x 50
min
Séance 8 et 9 : assemblage du jeu
Objectifs: réaliser un jeu électrique qui fonctionne
Matériel / documents:
1 jeu pour vérifier, des tournevis et des pinces à dénuder, du chaterton
par élève : 1 socle en bois, 1m de fil souple, 1m de fil rigide, 1 domino
double, 1 diode , 1 anneau
Déroulement / consignes :
Durée :
Organisation:
l'assemblage se fait en demi-classe.
Phase d'explication:
10'
Nous allons assembler notre jeu. Pour cela il va falloir lire les instructions dans
l'odre au tableau. IL EST TRES IMPORTANT DE BIEN RESPECTER L'ORDRE
DES ACTIONS A REALISER.
collective
Lecture avec les élèves des actions à effecter
1) dévisser les vis du domino double
2) passer le domino double dans le fil de fer rigide
3) passer l'anneau dans le fils de fer rigide
4) planter le fil de fer rigide dans les trous au milieu du socle
5) dénuder vos deux morceaux de fil souple (le grand et le petit)
6) insérer le petit fil souple dans le trou encore libre du domino
7) insérer la diode dans le domino double (une borne dans chaque trou)
8) visser les vis du domino pour fixer le tout
9) relier le grand fil souple à l'anneau, couvrir avec du chaterton
10) relier les extrémités des fils souples à la pile
11) tester votre jeu
12) fixer la pile avec du chaterton
afficher la liste de matériel nécessaire par élève, le lire avec les élèves.
Phase d'assemblage et de réparation :
Les élèves travaillent
40 '
au tableau :
Si la diode ne s'allume
•
la pile est branchée à l'envers -> tourner la pile
•
les fils sont mal fixer -> vérifiez et revissez
•
la diode est grillée -> tester directement la diode avec une pile
individuelle
Objet
La lampe s'allume,
La lampe ne
l'objet est
s'allume pas,
conducteur
l'objet est isolant
Objet
La lampe s'allume,
La lampe ne
l'objet est
s'allume pas,
conducteur
l'objet est isolant
Objet
La lampe s'allume,
La lampe ne
l'objet est
s'allume pas,
conducteur
l'objet est isolant
Objet
La lampe s'allume,
La lampe ne
l'objet est
s'allume pas,
conducteur
l'objet est isolant
Objet
La lampe s'allume,
La lampe ne
l'objet est
s'allume pas,
conducteur
l'objet est isolant
Règle en plastique
Règle en plastique
Règle en plastique
Règle en plastique
Règle en plastique
Évaluation électricité
Nom:
Compétences :
- savoir allumer deux ou plusieurs lampes à l’aide d’une pile
- connaître des principes élémentaires de sécurité électrique, en particulier l’utilisation des matériaux conducteurs et des matériaux isolants
Vrai / Faux :
Pour allumer une lampe le circuit doit être ouvert :
Un court circuit c'est lorsqu'on relie les deux bornes d'une pile:
Le courant circule de la borne + vers la borne Une diode se branche toujours comme une ampoule:
Les objets conducteurs transmettent le courant :
Complète le dessin pour
que la lampe brille
Solène a branché une diode aux bornes de sa
pile mais elle ne brille pas. Pourquoi?...........
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Classe ces objets dans le tableau: Couteau en fer, l'eau, cuillère en bois, boucle en
plastique, bague en argent, feuille de papier, fil de fer, scotch, plot d'une ampoule,
culot d'une ampoule
Conducteur
Isolant
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Cadre réservé au maître :
Évaluation électricité
Nom:
Compétences :
- savoir allumer deux ou plusieurs lampes à l’aide d’une pile
- connaître des principes élémentaires de sécurité électrique, en particulier l’utilisation des matériaux conducteurs et des matériaux isolants
Vrai / Faux :
Pour allumer une lampe le circuit doit être ouvert :
Un court circuit c'est lorsqu'on relie les deux bornes d'une pile:
Le courant circule de la borne + vers la borne Une diode se branche toujours comme une ampoule:
Les objets conducteurs transmettent le courant :
Complète le dessin pour
que la lampe brille
Solène a branché une diode aux bornes de sa
pile mais elle ne brille pas. Pourquoi?...........
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Classe ces objets dans le tableau: Couteau en fer, l'eau, cuillère en bois, boucle en
plastique, bague en argent, feuille de papier, fil de fer, scotch, plot d'une ampoule,
culot d'une ampoule
Conducteur
Isolant
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Cadre réservé au maître :
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