séquence : La Terre est ronde

Le ciel et la Terre
Le mouvement de la Terre autour du soleil :
III. La Terre est ronde
Séance 1 : Horizontale et verticale
Séance 2 : Les constatations d’Eratosthène
Séance 3 : Les verticales à l’échelle de la Terre se coupent au centre de la
Terre
Séance 4 : Scénario d’évaluation La terre est ronde
Groupe Départemental Sciences 34 / A partir des travaux d’Hélène Merle et
Alexandre Nicolas / Mise à jour 2014
PALIER 2 SCIENCES :
- manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter ;
- mettre à l’essai plusieurs pistes de solutions ;
- maîtriser des connaissances dans divers domaines scientifiques ;
- mobiliser ses connaissances dans des contextes scientifiques différents et dans des activités de la vie courante.
Référence aux programmes d’enseignement : Pas de références explicites dans les programmes de 2012 mais il s’agit de pré requis indispensables.
Connaissances : Connaître les notions de verticale et d’horizontale.
Savoir que localement les objets tombent suivant des verticales.
Titre de la séquence : La Terre est ronde.
Séance n°1 : Horizontale et verticale
Matériel : - collectif : bassine d’eau, une grande équerre, un fil à plomb, un niveau à eau
- de groupe : fils, bouteille d’eau colorée
- individuel : une équerre
Durée
5 min
10 min
Organisation matérielle
Rôle du maître
Collectif
Groupe ou
Collectif
Déroulement
Entretien de départ : Demander aux enfants de montrer des lignes verticales et horizontales que
l’on peut voir à l’intérieur de la classe. (inscrire les mots au tableau)
Observation de la surface libre d’un liquide contenu dans un récipient. Elle est horizontale même
si on incline la bouteille. On vérifie avec un niveau à eau.
Suspendre plusieurs objets lourds en différents endroits de la classe. Ils prennent tous la même
direction. Cette direction commune est appelée verticale. On utilise le fil à plomb pour vérifier la
verticale.
10 min
Collectif
Observation d’une expérience collective au tableau :
Un enfant tient un fil à plomb dans une bassine remplie d’eau. La surface de l’eau et le fil à
plomb se croisent en angle droit.
Les enfants désignent la verticale puis l’horizontale.
- Que remarquez-vous ?
L’horizontale et la verticale ont une position précise l’une par rapport à l’autre.
- Laquelle ?
Notion de perpendicularité (hypothèse).
Utilisation de l’équerre. Un enfant vient vérifier au tableau.
5 min
Individuel
Trace écrite : La direction du fil à plomb indique la verticale. Elle est perpendiculaire à
l’horizontale.
Groupe Départemental Sciences 34 / A partir des travaux d’Hélène Merle et Alexandre Nicolas / Mise à jour 2014
Niveau : Cycle 3
Remarques
PALIER 2 SCIENCES :
- manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter ;
- mettre à l’essai plusieurs pistes de solutions ;
- maîtriser des connaissances dans divers domaines scientifiques ;
- mobiliser ses connaissances dans des contextes scientifiques différents et dans des activités de la vie courante.
Référence aux programmes d’enseignement : Pas de références explicites dans les programmes de 2012 mais il s’agit de pré requis indispensables.
Connaissances : Savoir que la Terre est ronde.
Capacités :
Titre de la séquence : La Terre est ronde.
Séance n°2 : Les constatations d’Eratosthène.
Niveau : Cycle 3
Matériel : - collectif :
- de groupe : pâte à fixer ou scotch, 1 lampe électrique, une carte d’Egypte, 2 clous.
- individuel : texte sur la rotondité de la Terre (Tavernier CM page 90), texte d’Eratosthène Doc 5.
Durée
5 min
Organisation matérielle
Rôle du maître
Collectif
Déroulement
Entretien de départ : Rappel de la séance sur la découverte de la verticale et l’horizontale.
Si on continue à tracer une horizontale, on obtient une surface plane : la Terre est-elle plate ?
5 min
Collectif
15 à 20
min
Individuel et groupe
Lecture de textes anciens (Tavernier CM pages 90 et 91, Babylone et Chine).
Aujourd’hui tout le monde sait que la Terre est ronde.
On va essayer de le démontrer.
Distribution du texte d’Eratosthène. Lecture individuelle.
Distribution de la carte d’Egypte. Faire coller la carte sur un support cartonné souple (chemise
cartonnée).
Comment faire pour obtenir les mêmes résultats qu’Eratosthène en plaçant 2 clous sur Syène et
Alexandrie ?
Les enfants manipulent avec une lampe électrique. Ils sont obligés de courber la carte.
5 min
Collectif
Confrontation des manipulations faites par les groupes. La Terre est sphérique.
10 min
Individuel
Schématisation des expériences. Avec une Terre plate on a soit 2 ombres identiques soit aucune
ombre. Avec une Terre sphérique on peut avoir aucune ombre à Syène et une ombre à
Alexandrie.
20 min
Collectif
Exploitation des schémas en commençant par les schémas « Terre plate » pour en déduire le
parallélisme des rayons solaires. Travail sur les schémas « Terre sphérique » pour en déduire que
les verticales ne sont pas parallèles entre elles mais concourantes au centre de la Terre.
Groupe Départemental Sciences 34 / A partir des travaux d’Hélène Merle et Alexandre Nicolas / Mise à jour 2014
Remarques
L’expérience d’Ératosthène
Au IIIème siècle avant Jésus-Christ à
Alexandrie en Égypte, vivait un homme du
nom d’Ératosthène.
Il dirigeait la grande bibliothèque
d’Alexandrie, et c’est là qu’un jour un papyrus
attira son attention sur un nouveau sujet. Il y
lut qu’à Syène, ville frontière du sud, le 21 juin
à midi, un bâton planté à la verticale ne jetait
pas d’ombre.
Tout autre que lui aurait négligé cette
observation. Mais Ératosthène était un esprit
scientifique, et en réfléchissant sur cette
apparente banalité, il changea le monde ; car il
eut la présence d’esprit de vérifier si, autour de
midi, le 21 juin, à Alexandrie, un bâton vertical
jetait une ombre.
L’expérience fut positive.
L’expérience d’Ératosthène
Au IIIème siècle avant Jésus-Christ à
Alexandrie en Égypte, vivait un homme du
nom d’Ératosthène.
Il dirigeait la grande bibliothèque
d’Alexandrie, et c’est là qu’un jour un papyrus
attira son attention sur un nouveau sujet. Il y
lut qu’à Syène, ville frontière du sud, le 21 juin
à midi, un bâton planté à la verticale ne jetait
pas d’ombre.
Tout autre que lui aurait négligé cette
observation. Mais Ératosthène était un esprit
scientifique, et en réfléchissant sur cette
apparente banalité, il changea le monde ; car il
eut la présence d’esprit de vérifier si, autour de
midi, le 21 juin, à Alexandrie, un bâton vertical
jetait une ombre.
L’expérience fut positive.
PALIER 2 SCIENCES :
- manipuler et expérimenter, formuler une hypothèse et la tester, argumenter ;
- mettre à l’essai plusieurs pistes de solutions ;
- maîtriser des connaissances dans divers domaines scientifiques ;
- mobiliser ses connaissances dans des contextes scientifiques différents et dans des activités de la vie courante.
Référence aux programmes d’enseignement : Pas de références explicites dans les programmes de 2012 mais il s’agit de pré requis indispensables.
Connaissances : Savoir que la Terre est ronde, les verticales ne sont pas parallèles et se coupent au centre de la Terre.
Capacités :
Titre de la séquence : A chacun sa verticale.
Séance n°3 : Les verticales à l’échelle de la Terre se coupent au centre de
la Terre.
Niveau : Cycle 3
Matériel : - collectif :
- de groupe : 1 ballon, 3 personnages, pâte à fixer, une photocopie d’un pommier.
- individuel : texte Tavernier CM « à chacun sa verticale » page 91.
Durée
Organisation matérielle
Rôle du maître
5 min
Collectif
Entretien de départ : Rappel de la séance sur la découverte de la verticale et l’horizontale.
10 min
Groupe
Placer vos personnages à 3 endroits différents du globe qui représente la Terre. Où passe la
verticale de chaque personnage ?
Manipulation.
Déroulement
Représenter votre manipulation sur une feuille de groupe. Prolongez les verticales de chaque
personnage.
Distribution de l’image du pommier. Les pommes tombent. Tracer les verticales.
10 min
Collectif
Affichage du travail des groupes.
Vérifions que les personnages sont bien droits. Voir que les verticales semblent converger vers
un seul point. Comparaison avec le dessin du pommier. Les verticales sont toutes parallèles.
A l’échelle de la Terre, cette propriété n’est plus valable. Le bas d’un lieu est sur une droite
orientée vers le centre de la Terre. Le haut d’un lieu est dans la direction opposée.
Lecture du texte « A chacun sa verticale » Tavernier CM.
5 min
Individuel
Trace écrite : La Terre est sphérique. Quel que soit le lieu à la surface de la Terre, chaque
objet tombe suivant la direction verticale. A l’échelle du globe, les verticales ne sont pas
parallèles, mais se coupent au centre de la Terre.
Groupe Départemental Sciences 34 / A partir des travaux d’Hélène Merle et Alexandre Nicolas / Mise à jour 2014
Remarques