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Le thème : Un O.V.T.I. en vue…
Il s’agit de concevoir et fabriquer un O.V.T.I. (Objet Volant Très Identifié) capable de :
1) parcourir en vol plané de manière autonome (sans moteur de quelque énergie que ce soit)
une longueur de 10 mètres minimum en ligne droite. Cet objet sera lancé à la main, pardessus l’épaule (à bras cassé).
2) virer à droite ou à gauche selon la demande, au cours d’un vol plané effectué dans les
conditions ci-dessus…
Pour les classes qui veulent aller plus loin, un troisième défi est mis en place.
3) concevoir et fabriquer l’O.V.T.I. le plus original, le plus inattendu … qui soit, capable
d’effectuer un vol de manière autonome (sans moteur de quelque énergie que ce soit),
sans contrainte de distance ni de trajectoire ni de technique de lancement… Une
démonstration sera faite en fin de rencontre et un jury choisira l’O.V.T.I. le plus
original…
Pour les classes qui voudraient aller encore plus loin, des recherches sur les modes de propulsion
autonome (moteur à élastique, réaction,…) et/ou sur les lanceurs pourraient être effectuées et leur
mise en œuvre réalisée sur des O.V.T.I. adaptés.
Règlement du défi :
Chaque classe engagée dans le défi devra obligatoirement participer au défi 1.
Chaque classe sera autorisée à faire concourir un MAXIMUM de 5 objets.
Un concours sera organisé le jour de la rencontre afin de déterminer l’objet capable de
parcourir la plus grande distance (3 essais par objet).
Les élèves ont la possibilité de décorer leur O.V.T.I.
Une démonstration sera faite après le concours pour les classes ayant relevé les défis 2 et
3.
Les objectifs…
Les instructions officielles rappellent que : « …Les compétences et les connaissances se
construisent en articulant questionnement sur le monde et démarche d’investigation… ». Cela
permet de recourir à des « …réalisations matérielles (recherche de solutions techniques), des
recherches documentaires, etc… ».
Cycle 1, découvrir le monde : « …L’élève est conduit à une première réflexion sur les objets et les
matériaux au travers d’activités permettant leur observation, leur utilisation, et mettant en jeu
des constructions guidées par le maître… ».
Compétences : « …Mesurer, comparer des longueurs, choisir des outils et des matériaux adaptés
à une situation et à des actions techniques spécifiques (plier, couper, coller, assembler…),
construire des maquettes simples… ».
Cycle 2, découvrir le monde : « …L’élève apprend à se questionner, à agir de manière réfléchie. Il
manipule, construit, observe, compare, expérimente. Il apprend l’utilisation raisonnée d’objets
techniques. Le maître lui permet de structurer sa réflexion autour d’un projet de construction
ou de fabrication élémentaire, développant le goût de l’innovation et le sens de l’invention… ».
Compétences : « …Mesurer, comparer des longueurs, choisir un outil en fonction de son usage et
mener à bien une construction simple… ».
Cycle 3, sciences expérimentales et technologie : « …Les objets techniques jouent un rôle majeur.
L’élève s’initie, dans le cadre d’une réalisation, à la recherche de solutions techniques, au choix
et à l’utilisation raisonnée d’objets et de matériaux. Un processus de réalisation d’objet
technique permet à l’élève d’élaborer une démarche d’observation et de recherche. Cette
réalisation peut être, pour l’élève, l’occasion de s’approprier quelques notions scientifiques de
base… ».
Compétences : « …Etre capable de poser des questions précises et cohérentes à propos d’une
situation d’observation ou d’expérience. L’élève imagine et réalise un dispositif expérimental
susceptible de répondre aux questions que l’on se pose, en s’appuyant sur des observations, des
mesures… Il doit pouvoir recommencer l’expérience en ne modifiant qu’un seul facteur par
rapport à l’expérience précédente… L’élève doit avoir compris et retenu la matérialité de
l’air… ».
Les tâches…
Les élèves devront construire, expérimenter, tester … tout au long de l’année. Un cahier
d’expériences sera régulièrement tenu. Le jour de la rencontre, des panneaux présenteront des
textes rédigés à l’ordinateur (lien avec le B2i), des écrits, des schémas, des photos… On y
trouvera :
- les étapes de la démarche suivie,
- les problèmes rencontrés et les solutions trouvées,
- le travail avec un éventuel partenaire…
On préparera en classe la présentation du stand sur lequel on trouvera :
- les objets réalisés (y compris ceux non retenus pour le concours),
- des activités interactives autour du projet,
- éventuellement, une vidéo, un cd-rom… présentés avec un ordinateur…
Une recherche documentaire (BCD, internet…) complètera ce travail.
Le matériel…
Aucune contrainte au niveau du matériel n’est imposée, hormis un faible coût et une utilisation
facile par les élèves. On peut partir de simples feuilles de papier que l’on pliera. Il est tout à fait
envisageable de relever le défi en utilisant des matériaux de récupération. On peut utiliser (en fin
de recherche) du dépron (matériau isolant en vente dans tous les magasins de bricolage) : ce
matériau se découpe aisément à l’aide d’une paire de ciseaux et s’assemble facilement
(emboîtement, élastique…). Il est peu onéreux (vendu par plaque de 1 mètre carré).
Déroulement…
Les rencontres seront organisées dans la première quinzaine du mois de mai 2007. L’inscription
des classes participantes pourra se faire dès juin 2006 dans chaque circonscription. Les
enseignants participant au défi recevront une formation (2 animations pédagogiques) et
bénéficieront d’un accompagnement par les conseillers pédagogiques de la circonscription.
La programmation, l’organisation du travail en classe, les activités seront laissées à l’initiative
de l’enseignant. Il est souhaitable de ne pas se lancer dans une recherche documentaire, ou dans
une construction en dépron trop tôt dans le projet, de manière à laisser aux élèves le temps
d’identifier les problèmes, d’imaginer des solutions et de les tester.
Le transport éventuel reste à la charge des classes : un partenariat avec l’USEP peut être envisagé.
Quelques liens intéressants qui peuvent être utiles….
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http://www.inrp.fr/lamap/?Page_Id=33&Action=%3D+3&Element_Id=2263&DomainScienc
eType_Id=15&ThemeType_Id=31
http://perso.orange.fr/avionenpapier/
http://fr.wikipedia.org/wiki/Avion_de_papier
http://www.ac-nancy-metz.fr/cinemav/imageaile/papier.htm
http://www.geospace-online.com/gol-fr/sav/enf/sav-enf-manip-fr.htm
http://www.maison-des-sciences.org/st/docs/expos/dossier%20peda%20avion.pdf
PROPOSITION DE PROGRESSION
Cycle 2
Pour les cycles 2 la formulation suivante nous semble plus adaptée :
« Imaginer et fabriquer un OVTI capable de parcourir en vol plané une longueur de 5 m en
ligne droite lorsqu’on le lance.»
Séance 1 : Lancement du projet
Objectif de la séance : relever les représentations des élèves :
Activité des élèves : dessiner l’objet qu’ils pensent réaliser et selon l’âge des élèves ; légender
seul ou en dictée à l’adulte.
Séance 2 (courte) : retour sur les représentations (cette séance est à prendre sur le volume
horaire de la maîtrise de la langue)
Analyse des propositions des élèves afin d’éliminer ce qui ne correspond pas au cahier des
charges.
Débat au sein de la classe sur le sens de planer.
Séance 3 (séance courte) : organisation du travail et choix des prototypes qui seront construits dans
chaque groupe.
Séance 4 : les premières constructions
Matériel proposé : fonction des séances 2 et 3
Apparition des obstacles :
• objets plans ( difficulté pour les enfants de passer du plan de représentation au volume
de la construction)
• découpage des matériaux : adapter les outils à l’action qu’il faut réaliser et au matériel
choisi ( ceci signifie que l’enseignant peut ou non choisir d’entrer dans cette analyse.
Dans tous les cas, il doit disposer des outils adéquats)
• assemblage des différentes parties s’il y a lieu.
Séance 5 : analyse du comportement de l’objet volant
Dans l’espace de lancement.
les dysfonctionnements de l’objet ont plusieurs sources possibles :
• au niveau de l’équilibre de l’avion (si c’en est un):
o
o
o
o
•
symétrie
lest
dièdre
dérive
tangage
lacet
stabilité
lacet
empennage
rôle du fuselage plan
au niveau des techniques de lancer :
Position du corps et du bras
Angle de lancer
Force et contrôle du lancer
Présence ou non de vent et sa direction s’il y a lieu
•
incidence de la forme de l’objet sur la qualité du vol (aérodynamisme)
Séance 6 : démarche exploratoire : analyse d’avions du commerce
Séance 7 et suivantes : optimisation des objets volants en prenant en compte les remarques faites à
la suite de l’exploration des maquettes.
Tests de lancers avec éventuellement une fiche de lancer.
Mesure des distances (en lien avec les mathématiques)
Retour au défi.
Cycle 3
Pour les cycles 3 la formulation suivante nous semble plus adaptée :
« Imaginer et fabriquer un OVTI capable de parcourir en vol plané une longueur de 5 m en
ligne droite lorsqu’on le lance.»
Séance 1 : Lancement du projet
Objectif de la séance : relever les représentations des élèves :
Activité des élèves : dessiner l’objet qu’ils pensent réaliser; légender.
Séance 2 : retour sur les représentations (cette séance est à prendre sur le volume horaire de la
maîtrise de la langue)
Analyse des propositions des élèves afin d’éliminer ce qui ne correspond pas au cahier des
charges.
Débat au sein de la classe sur le sens de planer.
Organisation du travail et choix des prototypes qui seront construits dans chaque groupe.
Séance 3 : les premières constructions
Matériel proposé : fonction des séances 2 et 3
Apparition des obstacles :
• objets plans ( difficulté pour les enfants de passer du plan de représentation au volume
de la construction)
• découpage des matériaux : adapter les outils à l’action qu’il faut réaliser et au matériel
choisi ( ceci signifie que l’enseignant peut ou non choisir d’entrer dans cette analyse.
Dans tous les cas, il doit disposer des outils adéquats)
• assemblage des différentes parties s’il y a lieu.
Séance 4 : analyse du comportement de l’objet volant
Dans l’espace de lancement.
les dysfonctionnements de l’objet ont plusieurs sources possibles :
• au niveau de l’équilibre de l’avion (si c’en est un):
o
o
o
o
o
•
symétrie
lest
dièdre
dérive
gouvernes
tangage
lacet
stabilité
lacet
Lacet, tangage
empennage
rôle du fuselage plan
trajectoire
au niveau des techniques de lancer :
Position du corps et du bras
Angle de lancer
Force et contrôle du lancer
Présence ou non de vent et sa direction s’il y a lieu
•
incidence de la forme de l’objet sur la qualité du vol (aérodynamisme)
Séance 5 : démarche exploratoire : analyse d’avions du commerce
Séance 6 et suivantes : optimisation des objets volants en prenant en compte les remarques faites à
la suite de l’exploration des maquettes.
Tests de lancers avec éventuellement une fiche de lancer.
Mesure des distances (en lien avec les mathématiques)
Séance 7
Retour au défi ( partie 2) : l’objet doit pouvoir virer à droite ou à gauche selon le projet avant
lancer
Il peut être intéressant, voire indispensable de favoriser la réalisation d’objets volants de grande
envergure.
Prise de représentation dans le cahier d’expériences (qui peut se faire en groupe ou seul )
Débat argumenté ( maîtrise de la langue) (garder des traces des débats ( fragments des
argumentaires construits)).
Séance 8 (en mathématiques)
Construction de prototypes de grande taille ou reproduction d’une maquette à l’échelle ( x2 ou
x3) dans un matériau rigide ( au choix du maître en fonction des apprentissages souhaités)
Séance 9 et suivantes
Tests des hypothèses d’actions sur l’objet afin qu’il réponde aux attentes du défi.
Obstacle : ne faire varier qu’un seul élément.
Optimisation de l’objet.
Prolongements possibles :
L’orientation du vent lors du lancer
Les vols acrobatiques
Les autres objets volants ( fusée, cerf volants, mongolfières, dirigeables…..)
SCIENCES ET RECHERCHE DOCUMENTAIRE
LA RECHERCHE DE DOCUMENTS :
En BCD, sur internet, pour répondre à des questionnements qui n’ont pu être résolus par
l’expérimentation, un élève doit être capable de :
- rechercher dans un dictionnaire
- savoir utiliser un index dans une encyclopédie
- comprendre l’organisation d’une bibliothèque
- savoir utiliser le sommaire d’un livre
- savoir extraire d’un article ou d’un livre l’information intéressante
- savoir décrypter texte, schéma et illustration d’un article
- formuler une requête dans un moteur de recherche et savoir distinguer les réponses
Ces compétences doivent faire l’objet d’une progression établie sur la durée de la scolarité
SCIENCES ET LANGAGE DANS LA CLASSE
Le langage n’est pas l’objet d’étude premier MAIS, entre les différentes inter actions orales et
écrites entre les élèves entre eux et le maître, l’élève construit des compétences langagières en
même temps que s’élabore sa pensée.
Le langage est mobilisé pour :
- formuler des connaissances qui se construisent (nommer, étiqueter, classer, comparer,
élaborer des référents, transmettre)
- Mettre en relation (interpréter, réorganiser, donner du sens)
- Faire valoir son point de vue (convaincre, argumenter)
- Interpréter des documents de référence
De l’oral à l’écrit :
Le projet des élèves nécessite que certains points soient fixés à l’écrit comme traces provisoires
ou définitives.
Lorsque la parole précède l’écriture, le discours de l’élève passe d’un langage parlé nourri
d’implicite à un langage plus précis respectant un lexique scientifique et prenant des formes
variées : texte, schémas, graphique, tableau.
Ecrire favorise le passage à des niveaux de formulation et de conceptualisation plus élaborés.
L’écrit :
En classe de sciences, écrire n’a pas pour objectif de montrer que l’on sait écrire mais bien de
favoriser les apprentissages scientifiques : l’élève est invité à produire des écrits qui sont utilisés
en l’état.
Ecrire, pourquoi ?
Pour soi, en vue de :
1. agir : préciser un dispositif, anticiper, planifier
2. mémoriser : garder des traces, revenir sur une activité, rendre disponibles des résultats
Pour les autres, en vue de :
1. transmettre
2. questionner
3. expliquer
4. synthétiser
Le carnet d’expériences :
C’est un outil personnel dans lequel le maître n’intervient pas d’autorité.
Il est important que l’élève le garde tout au long du cycle.
Le carnet contiendra aussi bien des écrits personnels que des écrits élaborés collectivement et
ayant le statut de savoir.
Les écrits de statut différents gagneront à être repérés facilement.
Les compétences spécifiques liées à la production d’écrits en sciences se construisent sur le long
terme.
LES ECRITS SCIENTIFIQUES DANS LE DEROULEMENT DES ACTIVITES
Exemple concernant la démarche expérimentale
Phase de la séquence
Activité langagière
Typologie des textes
Prise de représentation
Premier jet, réponse à un
problème qui permettra de
poser les hypothèses.
Confrontation orale :
nécessite la précision du
vocabulaire et permet le
travail
oral
de
l'argumentation
De l'oral transcrit au texte
descriptif (les enfants énoncent
leur idée),
vers le
texte
argumentatif (ils justifient leurs
propositions).
La rédaction des protocoles
expérimentaux :
Quelle expérience, que prouvet- elle, et quel résultat pense- ton obtenir
La réalisation des expériences
Certaines
expériences
nécessitent de faire des relevés
d'observations évolutives dans
le temps. D'autres ont un
résultat "simple". Dans tous les
cas, il faudra à l'enfant noter le
résultat réel de l'expérience
Etablissement du compte rendu
: les différents membres du
groupe rédigent le compte
rendu, support de la mise en
commun
Mise
en
commun
des
observations réalisées
L'établissement de la loi
Les différentes expériences et
l'explication qui résulte de celles ci
permettent de répondre au
problème posé. La confrontation
avec le savoir social permet
d'établir la synthèse de la
connaissance ainsi acquise
Du texte descriptif au texte
instructif (injonctif) : les enfants
vont progressivement passer
d'une situation de "narration" de
leur proposition d'expérience à
l'écriture d'un texte permettant à
d'autres
de
reproduire
l'expérience à l'identique.
Echanges dans le groupe,
relatifs aux conditions
d'expériences, à la prise
de notes en vue du
compte rendu.
Textes chroniques afin de
conserver en mémoire les
différentes observations, relevés
effectués lors de la manipulation,
qui seront utilisés pour établir le
compte rendu.
Textes explicatifs.
Echanges dans le groupe
relatifs aux choix à
effectuer pour établir un
compte rendu le plus
clair possible.
Le rapporteur se doit
d'avoir un discours
compréhensible par tous,
discours qui peut être
appuyé par les écrits de
communication,
préalablement conçus.
Textes explicatifs, chroniques et
injonctifs.
L'écrit est produit pour garder en
mémoire l'activité et pour
communiquer le résultat des
investigations aux personnes n'ayant
pas participé à celles ci.