Préambule Ce document répond à une demande de l`inspection

GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
Préambule
Ce document répond à une demande de l’inspection académique.
Il vise la construction d’une culture commune entre les différents intervenants de la formation initiale et continue en HauteGaronne.
Il concerne l’écriture des
" niveaux de formulation des concepts scientifiques
du cycle 1 au cycle 3 "
C’est un outil de formation puisqu’il permet de guider le stagiaire lors de l’élaboration des séquences de sciences et technologie et
qu’il est une étape indispensable dans la production des progressions et programmations dans les écoles.
Ce n’est pas un cadre rigide, il peut être adapté à différentes situations de classe.
Il a été élaboré par un groupe de maîtres formateurs de la Haute Garonne et de professeurs à l’IUFM Midi Pyrénées.
Ce travail s’est fait sur un temps institutionnel, comptabilisé dans les services respectifs.
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NIVEAUX DE FORMULATION DES CONCEPTS SCIENTIFIQUES DU CYCLE 1 AU CYCLE 3
GROUPE DE PRODUCTION DE DOCUMENTS
IUFM MIDI-PYRÉNÉES, SITE DE TOULOUSE
Membres du groupe
Maîtres formateurs des trois cycles de l’école primaire
BAGGIO Sylvie - BALTHAZARD Véronique - BEGUE Christine - BOUFFARTIGUE Nathalie - DOMEC Nathalie - ESQUERRE Marilys - LAFON Françoise - LAFOURCADE Yvon - MALAVELLE
Anne - MAYER Jean - PALANQUE Hélène - PÉTRISSANS Corinne – RAMPON BUSCAGLIA Corinne - SALLES Céline
Professeur IUFM
GALAUP Michel (Physique, Technologie) - LAURENT Danielle (SVT)
Présentation et avertissement
Ce document, élaboré en 2006 et 2007, prend appui sur les fiches connaissances et documents d’application publiés à partir de 2002. La parution des programmes 2007 de mise en œuvre du
socle commun ne rend pas ces fiches caduques. Il est cependant nécessaire de différencier les points abordés (niveaux de formulation joints) et les éléments qui sont base d’évaluation (voir
BO n°5 du 12 avril 2007).
Les niveaux de formulation correspondent aux connaissances à transmettre. Les capacités et attitudes ne sont pas déclinées ici.
La structure générale du document est la suivante :
• Référence aux contenus abordés (ex : corps de l’enfant, fonctions de nutrition) ; en biologie le regroupement est réalisé par fonction en distinguant la partie « corps de l’enfant » du vivant
animal et végétal ; en physique et technologie la distinction porte sur la matière et les objets ;
• Compétences : extraites des programmes et documents d’application ;
• Niveaux de formulation : déclinaisons précises des concepts en fonction du niveau de cycle (ce que l’élève doit savoir) ; le vocabulaire utilisé correspond à celui que l’on utilise en classe ;
• Notes de bas de page : notamment pour indiquer la place des aspects éducatifs qui ne se traduisent pas obligatoirement en niveau de formulation.
La lecture par colonne donne des indications sur les formulations des concepts sur un cycle dans tous les domaines des programmes liés aux champs disciplinaires Sciences de la Vie et de la
Terre, Physique et Technologie.
La lecture par ligne renseigne sur la progression d’un cycle à l’autre et la place de chacun des cycles dans la formation globale à l’école primaire en Sciences et Technologie (acquis et mises
en perspective).
Ce document est une base nécessaire à l’établissement de progressions et de programmations inter et intra cycles. Il est illustré par des propositions de scénarios de séquences à propos de
l’alimentation et de l’eau (voir documents « exemples de scénarios de séquences » réalisés par la même équipe).
Il est destiné aux formateurs de la Haute-Garonne. Il n’est pas conçu pour une diffusion large, non accompagnée, aux stagiaires.
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NIVEAUX DE FORMULATION DES CONCEPTS SCIENTIFIQUES DU CYCLE 1 AU CYCLE 3
SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE
Cycle 1
Cycle 2
Cycle 3
Le corps de l’enfant : les fonctions de relation
Les cinq sens
Compétences
Découvrir le monde environnant par les sens.
Exploration des qualités tactiles, gustatives, olfactives et
sonore.
Affiner ses perceptions
Décrire, comparer et classer des perceptions
élémentaires :
·
visuelles
·
tactiles
·
gustatives
·
olfactives
·
auditives
Associer à des perceptions déterminées les organes des
sens qui correspondent.
Niveau de
formulation
Tous mes sens me permettent de connaître
mon environnement.
Je vois avec mes yeux.
La vue me donne des informations de
couleur, d’intensité, de taille, de forme, de
matière et de distance.
Les cinq sens (découverte de soi et découverte du monde
par son exploration sensorielle)
Distinguer les capacités spécifiques à chaque sens.
-
Identifier le rôle des organes des sens.
Différencier stimulus extérieur et capteur sensoriel et faire les
liens entre stimulus et capteur.
Mes sens me donnent des informations qui
se complètent.
J’ai cinq sens : la vue, le toucher, l’ouie,
l’odorat, le goût. Ils me permettent d’avoir
des sensations qui me mettent en contact
avec mon environnement.
L’œil est l’organe de la vue. Dans un œil, on
peut voir un iris coloré et une pupille. La
lumière rentre dans l’œil par la pupille.
Je ne peux voir que s’il y a de la lumière.
Je vois les éléments qui sont situés dans
mon champ visuel. Ma vision de face est
plus précise que ma vision de côté.
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Pour protéger ma vue je dois éviter
d’exposer mes yeux à une lumière trop
forte et choisir un éclairage adapté.
Je peux toucher avec différents endroits
de mon corps. Il y a des endroits plus
sensibles que d’autres.
Le toucher me donne des informations : si
c'est chaud ou froid, si c'est lisse/pas
lisse, dur/mou, mouillé/sec...
Je goûte avec ma bouche. Je peux
reconnaître des aliments par leur goût
même si je ne les vois pas.
Il y a différentes saveurs comme le salé, le
sucré, l’amer ou l’acide.
Je sens avec mon nez. Je peux reconnaître
un élément (un objet, une matière, un
aliment) par son odeur.
L'odeur me permet de mieux connaître mon
environnement. L'odorat nous donne des
informations utiles pour éviter des
accidents.
J’entends avec mes oreilles.
L’ouïe me donne des informations sur le son
ou l'absence de sons. J’entends des
paroles, des bruits, de la musique. Grâce à
l’ouïe, je peux reconnaître des objets, des
lieux, des animaux, des personnes.
La peau est l’organe du toucher.
La peau nous permet d’avoir des sensations
diverses de température, de texture, de
forme, de volume. Je peux reconnaître un
objet par le seul sens du toucher.
Je dois protéger ma peau du soleil.
La langue est l’organe du goût.
Le goût des aliments correspond aux
saveurs perçues par la langue et surtout
aux odeurs perçues par le nez.
Le nez est l’organe de l’odorat.
L’oreille est l’organe de l’ouïe.
Je peux différencier des sons plus ou
moins forts, je peux localiser des sons. Un
volume sonore trop élevé abîme l’oreille.
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Cycle 1
Les mouvements
Compétences
Cycle 2
Les mouvements (chez l’enfant)
Connaître la structure du squelette (ensemble d’os
articulés).
-
Niveau de
formulation
Je suis capable de réaliser des
mouvements et de me déplacer. Je marche
sur mes deux pieds. Je peux aussi courir,
nager, sauter et ramper.
Savoir distinguer la place et le rôle des articulations
dans les mouvements. Nommer les articulations.
L'ensemble des os et des articulations de
notre corps s'appelle le squelette. Ce
dernier est constitué d’os rigides séparés
au niveau des articulations et maintenus
entre eux par des ligaments.
Notre corps se plie au niveau des
articulations.
Il existe différents types d'articulations.
Certaines permettent des mouvements de
flexion et d’extension (avec butée),
d’autres de rotation (formes
complémentaires sans butée).
Les têtes de l'os sont recouvertes de
cartilage qui facilite le mouvement.
Les principales articulations de nos
membres supérieurs sont l'épaule, le coude
et le poignet ; celles de nos membres
inférieurs sont la hanche, le genou, et la
cheville.
Cycle 3
Mouvements corporels
Distinguer la combinaison des mouvements
élémentaires qui permet la marche, la course, le saut… ;
établir des relations avec les pattes d’animaux.
-
Concevoir et construire un modèle explicatif simple
rendant compte du rôle des muscles antagonistes dans le
mouvement d’une articulation.
Les mouvements du corps sont rendus
possibles par l’action des muscles qui sont
attachés aux os par les tendons de part et
d’autre des articulations.
La contraction des muscles déplace les os.
Si elle les rapproche ce sont les muscles
fléchisseurs, si elle les éloigne, ce sont les
muscles extenseurs.
Les muscles fléchisseurs et extenseurs
sont antagonistes. En se combinant, ces
mouvements permettent la marche, la
course, le saut…
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Le corps de l’enfant : les fonctions de nutrition
Compétences
Niveau de
formulation
Découvrir le corps de l’enfant et sensibiliser aux problèmes
d’hygiène et de santé
- Connaître et appliquer quelques règles d'hygiène de
l'alimentation (régularité des repas, composition des
menus)
Pour grandir et être en bonne santé, je
dois manger et boire des aliments. Je fais
caca et pipi.
Il peut exister quatre repas par jour : le
petit-déjeuner, le déjeuner, le goûter, le
dîner.
Les manifestations de la vie chez l’enfant. Règles de vie et
d’hygiène
Alimentation
Identifier les principaux groupes d’aliments (fruits et
légumes, viandes et poissons, produits laitiers, eau,
graisses…).
-
Savoir que l’alimentation varie selon les cultures et les
habitudes familiales.
-
Comprendre quelques règles d’hygiène : menus
équilibrés.
Ce que l'on mange et dont on a besoin
porte le nom d'aliment. L'eau et les
aliments sont indispensables à la vie.
Les aliments de l'homme (enfant, adulte)
sont variés. Ils sont mangés crus ou cuits,
transformés ou non. Ils sont d'origine
animale ou végétale, c’est-à-dire qu'ils
proviennent des plantes ou des animaux.
Les aliments peuvent être groupés en
fonction de leur origine : les fruits et les
légumes, les céréales sont d’origine
végétale, les viandes, les poissons, les
œufs et les produits laitiers sont d’origine
animale. Les matières grasses peuvent être
d’origine animale ou d’origine végétale. Il
faut manger des aliments de tous les
groupes et boire de l’eau.
Première approche des fonctions de nutrition ;
Conséquences à court et à long terme de notre hygiène
Digestion : rendre compte du trajet et des
transformations des aliments dans le tube digestif et de leur
passage dans le sang.
-
Respiration et circulation : repérer les mouvements
respiratoires ; distinguer l’air inspiré et l’air expiré ; mesurer
des rythmes respiratoire et cardiaque et les interpréter pour
comprendre les liens entre respiration et circulation.
-
Connaître quelques règles d’hygiène (alimentation,
tabagisme…).
Une alimentation diversifiée est
indispensable à notre organisme. Il existe
des aliments bâtisseurs, énergétiques et
protecteurs. De mauvais comportements
alimentaires peuvent être sources de
maladie.
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Je respire. Je peux voir les mouvements
de mon thorax. Je respire lentement ou
rapidement, selon mon activité.
NB : lors du travail sur les dents, leur rôle
peut être abordé - les dents servent à
réduire les aliments en petits fragments
lors de la mastication. Il existe différents
types de dents : les incisives, les canines,
les molaires : les incisives servent à
couper, les canines servent à déchirer, les
molaires servent à écraser.
Pendant la digestion, les aliments
cheminent dans le tube digestif, tube
unique et continu comprenant la bouche,
l’œsophage, l’estomac, les intestins
(intestin grêle et gros intestin) et l’anus.
Des glandes digestives (glandes salivaires,
foie, pancréas) fabriquent des sucs qui
participent à la digestion. Le tube digestif
et les glandes digestives constituent
l’appareil digestif.
La digestion est une transformation des
aliments en éléments simples et solubles
pouvant traverser la paroi de l’intestin
grêle pour passer dans le sang.
La partie des aliments non digérés continue
son chemin dans le gros intestin et est
rejetée sous forme d'excréments par
l'anus.
NB : une observation des mouvements
respiratoires peut être effectuée en lien
avec les activités physiques et avec la mise
en évidence de l’existence de l’air.
Il y a deux mouvements respiratoires :
l’inspiration et l’expiration.
Lors de l’inspiration, le diaphragme
s’abaisse et les muscles du thorax se
contractent et soulèvent la cage
thoracique : l’air entre.
Lors de l’expiration, les muscles se
décontractent, la cage thoracique
s’abaisse : l’air sort.
L’air passe par l’appareil respiratoire : nez,
bouche, trachée-artère, bronches et
poumons.
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Lors de la respiration, il y a des échanges
gazeux entre l’être humain et son milieu.
Les échanges gazeux ont lieu au niveau des
poumons : le dioxygène contenu dans l’air
inspiré passe dans le sang et est
transporté jusqu'aux organes. Le dioxyde
de carbone produit par les organes est
ramené aux poumons par le sang. Il est
rejeté par l’air expiré.
Toutes les activités de nos organes
utilisent du dioxygène.
Lors d’un effort physique le rythme
respiratoire s’accélère ce qui permet de
satisfaire les besoins des muscles en
dioxygène.
Le cœur est un muscle creux qui propulse
le sang dans tout le corps : il est
responsable de la circulation sanguine qui
s’effectue dans les vaisseaux sanguins.
Le sang distribue à tous les organes les
éléments issus de la digestion et le
dioxygène. Le rythme cardiaque se modifie
en fonction de l’activité.
Le corps de l’enfant : croissance et développement, reproduction
Compétences
1
Découvrir le corps de l’enfant et sensibiliser aux problèmes
d’hygiène et de santé
- Reconstituer l'image d'un corps humain à partir
d'éléments séparés
Croissance de l’enfant
Décrire les manifestations de la croissance de son
corps : mesurer, ranger.
-
Faire des liens avec la consolidation d’un os après
fracture ou la cicatrisation d’une plaie.
Conséquences à court et long termes de notre hygiène1
Saisir la justification de quelques comportements
souhaitables en matière de santé.
-
Connaître quelques règles d’hygiène (sommeil…).
Cette compétence donne lieu à un travail éducatif qui n’est pas développé ici.
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Les dents
Connaître la succession des deux dentitions.
Niveau de
formulation
Reproduction des humains et éducation à la sexualité1
- Identifier les différences entre les deux sexes et les
principaux changements de la fécondation à la naissance.
Connaître les fondements de la nécessité d’une
hygiène dentaire.
Mon corps est composé d'un tronc, d'une
tête, de deux membres supérieurs et de
deux membres inférieurs.
J'ai une tête avec un visage et des
cheveux. Sur mon visage, j'ai deux yeux
avec des cils, deux sourcils, un nez, deux
oreilles, une bouche avec deux lèvres, un
front, un menton et deux joues.
Les membres inférieurs sont composés de
trois parties : cuisse, jambe, pied avec cinq
orteils.
Les membres supérieurs sont composés de
trois parties : bras, avant-bras, main avec
cinq doigts.
Mon corps peut bouger grâce aux
articulations.
Pour mon bien-être et ma santé:
- je dois me laver les dents le soir avant de
me coucher et le matin après le petit
déjeuner.
- je dois laver mon corps avec du savon
tous les jours.
- je dois laver mes mains avant les repas,
Quand je grandis, ma taille et mon poids
augmentent : c'est la croissance
Quand je suis enfant, j'ai 20 dents de lait.
Elles vont tomber et seront remplacées
par 32 dents définitives.
Une dent a une racine qui est caché par la
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après les passages aux toilettes.
- je dois dormir, la nuit et à la sieste tant
que je suis petit. Lorsque je suis plus
grand, je dois me reposer quand j'en ai
besoin.
Je dois apprendre à protéger mon corps et
ma vie, dans la maison, à l'école et à
l'extérieur.
Je suis capable de demander de l'aide si je
ne me sens pas bien dans mon corps et
dans ma tête.
Il y a des filles et des garçons, des
hommes et des femmes.
Le bébé se développe dans le ventre de la
mère. À sa naissance, il a besoin que ses
parents s'occupent et prennent soin de lui.
Le bébé grandit, devient un enfant puis un
adulte. L'adulte vieillit. L'être humain
meurt de vieillesse, de maladie ou
d’accident.
gencive et une couronne qui est visible.
Les dents doivent être brossées après
chaque repas pour éliminer les restes des
aliments qui favorisent le développement
des caries
Comme tous les êtres vivants, l’être humain
se reproduit. Cette reproduction est
sexuée. Elle résulte de la rencontre de
deux parents de sexe différent. Lors du
rapport sexuel, les spermatozoïdes sont
déposés dans le vagin de la femme par le
pénis de l’homme. Ils remontent dans
l’utérus puis dans les trompes où ils
rencontrent l’ovule. Quand un
spermatozoïde parvient à pénétrer dans
l’ovule, il y a fécondation : il se forme un
œuf qui commence à se développer dans le
ventre de la mère.
Dans l’espèce humaine, le développement
du futur bébé dure neuf mois : c’est la
grossesse. Le futur bébé est relié par le
cordon ombilical au placenta au travers
duquel sa mère le nourrit. L’accouchement
correspond au moment de la naissance.
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Le vivant animal et végétal : fonctions de relation
Compétences
Observer les caractéristiques du vivant
- Reconnaître des manifestations de la vie animale et
végétale, les relier à de grandes fonctions : locomotion.
Observation et comparaison des êtres vivants
Reconnaître des manifestations de la vie animale et
végétale, les relier à de grandes fonctions : croissance,
nutrition, locomotion, reproduction
Adaptation
Mettre en évidence les relations entre le milieu et les
êtres vivants (notion d’adaptation) notamment à propos de
la locomotion et la respiration.
Locomotion
Repérer les manifestations des fonctions animales ;
Niveau de
formulation
L'animal se déplace. Il peut marcher,
courir, sauter, ramper, nager, voler.
-
proposer et réaliser des expériences simples dans le
respect du vivant ;
-
savoir rechercher, identifier et comparer les modes de
déplacement.
Le déplacement est assuré par des organes
de locomotion spécifiques :
•
des pattes pour marcher, courir,
sauter, grimper ;
•
des ailes pour voler ;
•
des nageoires pour nager.
Chaque animal a un ou plusieurs modes de
déplacement.
Il existe des relations entre le milieu de
vie, le mode de déplacement et
l'organisation de l'animal.
Les membres de tous les vertébrés sont
constitués des mêmes segments séparés
par des articulations. Leur taille, leur
orientation, le nombre de doigts varient en
fonction du mode de déplacement. Ces
modifications permettent l’adaptation des
animaux à leur milieu.
Cycle 2
Cycle 3
Cycle 1
Le vivant animal et végétal : fonctions de nutrition
Compétences
Observer les caractéristiques du vivant
- Reconnaître des manifestations de la vie animale et
végétale, les relier à de grandes fonctions : nutrition
Nutrition et régimes alimentaires
Repérer les manifestations des fonctions animales ;
proposer et réaliser des expériences simples dans le
respect du vivant ; savoir rechercher, identifier et comparer
les régimes alimentaires
-
Conditions de développement des végétaux
Conduire une culture afin de mettre en évidence
expérimentalement les paramètres influant la germination
et le développement des végétaux.
Être capable de participer à l’entretien d’un élevage
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(respect du vivant).
Niveau de
formulation
-
Identifier quelques conditions favorables à la croissance
des plantes.
-
Savoir comparer les besoins des plantes à ceux des
enfants et des animaux familiers.
Les plantes ont besoin d'eau. Je dois
m'occuper des plantes qui sont dans ma
classe ou dans le jardin.
La plante a besoin de lumière.
Les plantes ont besoin d'eau et de lumière
sinon elles meurent.
Les végétaux ont besoin pour se
développer d’eau et de sels minéraux
contenus dans le sol et prélevés par leurs
racines. Le dioxyde de carbone présent
dans l’air est absorbé au niveau des
feuilles. La lumière fournit l’énergie qui
leur permet de fabriquer leur matière
organique (vivante).
Les paramètres qui influent sur la
germination sont : l’eau, la température et
l’état de la graine.
Les paramètres qui influent sur la
croissance sont : l’eau, la température, la
lumière, l’air et les sels minéraux.
L'animal mange et boit. Il fait des crottes.
Il fait pipi.
Les animaux ont besoin d'aliments et d'eau
pour vivre.
Il existe trois régimes alimentaires chez
les animaux :
- carnivore pour les animaux qui se
nourrissent d’aliments d’origine animale,
- végétarien pour les animaux qui se
NB : le travail sur les chaînes alimentaires
est développé dans la partie
« environnement ».
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nourrissent d’aliments d’origine végétale,
- omnivore pour les animaux qui se
nourrissent d’aliments d’origine animale et
végétale.
À chaque régime alimentaire
correspondent :
- des comportements c’est-à-dire la façon
dont l’animal recherche sa nourriture et la
mange (chasser, brouter...),
- une organisation (forme des dents,
organes des sens, musculature).
L'animal respire. Chez certains animaux, je
peux voir des mouvements.
Cycle 1
Les animaux vivant sur terre, sous terre ou
dans l’air ont une respiration aérienne. Ils
ont toujours besoin d’air qui entre dans
leurs poumons ou leurs trachées. La plupart
des animaux aquatiques ont une respiration
aquatique. Ils respirent dans l’eau grâce à
leurs branchies. Certains animaux
aquatiques viennent en surface pour
respirer de l’air. Ils ont alors des poumons
ou des trachées.
Cycle 2
Cycle 3
Le vivant animal et végétal : croissance et développement, reproduction
Compétences
Observer les caractéristiques du vivant
- Retrouver l'ordre des étapes du développement d'un
Découvertes des grandes fonctions du vivant
Repérer dans un élevage les manifestations de
Stades du développement d’un être vivant
Repérer les manifestations quantitatives ou qualitatives
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animal ou d'un végétal
différentes fonctions du vivant (naissance et
développement des petits jusquà l’adulte).
-
Indiquer les repères temporels et climatiques pour
observer au fil des saisons, la naissance et le
développement de différentes plantes (annuelles,
vivaces).2
Conditions de développement des végétaux
- Conduire une culture afin de mettre en évidence
expérimentalement les paramètres influant la germination
et le développement des végétaux
du développement.
-
Décrire les changements d’un être vivant au cours du
temps. Comparer les stades de développement de
différentes espèces. Construire une frise chronologique du
développement d’un animal.
-
Repérer la croissance discontinue et saisonnière des
arbres sous climat tempéré.
Reproduction
• Distinguer procréation et reproduction non sexuée (vgtx)
•
•
Niveau de
formulation
2
Chez les animaux, il y a des mâles et des
femelles. Les femelles donnent naissance
à des petits. Certains animaux pondent des
œufs. De chaque œuf sortira un petit.
Chez d’autres animaux, la mère donne
naissance à un petit qui s’est développé
dans son ventre. L’animal grandit. Il meurt.
Chez beaucoup d'animaux, il est possible
de reconnaître le mâle de la femelle. Chez
d'autres, il n'y a pas de différences
apparentes. Les mâles et les femelles de la
même espèce se reproduisent et donnent
naissance à des jeunes. Chez certains
animaux, les petits sortent du ventre de
leur mère : c'est la mise bas. Chez
d'autres, ils sortent de l'oeuf : c'est
l'éclosion.
Chez certaines espèces, les parents
s’occupent des jeunes, chez d’autres, non.
Certains animaux donnent naissance à des
jeunes qui sont différents d’eux-mêmes :
ce sont des larves.
Les jeunes grandissent, changent d'aspect,
Comme leurs parents, ils se reproduisent à
leur tour.
Comparer ovipares et vivipares
Suivre dans le temps les transformations des végétaux à
fleurs.
Un être vivant grandit, se développe et
meurt.
Au cours de la croissance, le jeune change
de taille et de poids.
Dans le règne animal, la croissance s’arrête
lors du passage à l’âge adulte.
Dans le règne végétal, la croissance se
prolonge tout au long de la vie de manière
discontinue et saisonnière.
Au cours du développement, les êtres
vivants changent. Ils passent par
différents stades : pour un animal, l’œuf,
le jeune, l’adulte ; pour une plante à fleurs,
la graine, la jeune plante, la plante adulte.
Chez certains animaux, la croissance et le
Le niveau de formulation correspondant à cette compétence est développé dans le domaine « milieux et environnement ».
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
développement passent par des mues et
des métamorphoses.
La plante grandit. La plante fleurit. La
plante meurt. Je peux avoir une nouvelle
plante en semant une graine, en plantant un
bulbe.
Pour avoir un pied de haricot, je sème une
graine de haricot.
Pour avoir une jacinthe, je plante un bulbe
de jacinthe.
Les étapes de la vie d'une plante sont : la
germination, la croissance, la floraison, la
fructification, la fanaison et la mort. À
certaines saisons, la plante peut porter des
fleurs ou des fruits. Le fruit renferme des
graines (noyaux, pépins, amandes, grains).
Une graine donne naissance à une plante
de la même espèce. La graine contient une
plantule qui grandit lors de la germination.
Elle contient aussi des réserves utilisées
lors de cette germination.
Une plante peut aussi naître à partir d’un
fragment de plante (boutures), d’un bulbe,
d’un tubercule ou d’une tige qui racine
(stolon).
La durée de vie d’une plante peut être d’un
an (annuelle) ou de deux ans (bisannuelle) ;
la plante peut aussi être vivace ou pérenne
c’est-à-dire vivre plusieurs années (jusqu’à
plusieurs centaines).
Sous climat tempéré, la croissance des
arbres en hauteur et en épaisseur est
importante au printemps et en été.
Il existe une reproduction sexuée faisant
intervenir des organes mâles et femelles
et chez certains végétaux, une
reproduction asexuée à partir de
fragments de ces végétaux.
Dans le règne animal, la femelle produit
des ovules et le mâle des spermatozoïdes.
La fécondation correspond à l’union d’un
spermatozoïde et d’un ovule. Elle
correspond à la formation d’un œuf. Selon
les espèces, il y a accouplement ou non.
Chez les ovipares, l’œuf est pondu ; il
contient des réserves qui nourriront le
jeune. Chez les vivipares, l’œuf se
développe dans le corps de la mère et le
jeune se nourrit à partir de celle-ci.
Chez les plantes à fleurs, les étamines
correspondent à la partie mâle et le pistil à
la partie femelle. Après fécondation, le
pistil se transforme en fruit et les ovules
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en graines. La graine contient des réserves
qui vont nourrir la jeune plante jusqu’au
développement des premières feuilles.
Le vivant : morphologie, diversité, classement, classification - Évolution
Compétences
Observer les caractéristiques du vivant
• Reconstituer l'image d'un animal ou d'un végétal à partir
d'éléments séparés
Observation et comparaison des êtres vivants
Élaboration de quelques critères élémentaires de
classement.
Approche de la classification scientifique.
Identifier et décrire la variété des espèces animales et
végétales.
-
Traces de l’évolution des êtres vivants (quelques fossiles
typiques) ; grandes étapes de l’histoire de la Terre
•
Mettre en relation l’évolution des espèces avec
l’observation de quelques fossiles. Etre capable d’exploiter
des documents.
•
Niveau de
formulation
L'animal a une tête, un corps et des
membres.
La plante a une tige, des feuilles et des
racines.
Une plante comprend différentes parties :
tiges ou troncs, feuilles, et racines. Chez
les plantes à fleurs il y aussi des fleurs et
des fruits qui contiennent des graines.
Certaines plantes ont des tubercules ou
des bulbes qui contiennent des réserves
alimentaires.
On peut classer les végétaux et les
animaux selon leur aspect mais également
en fonction de leur déplacement, de leur
comportement alimentaire ou de leur
reproduction. Une classification
scientifique a été élaborée ; elle est
utilisée partout dans le monde.
Apprendre à classer les êtres vivants à partir de ce
qu’ils ont en commun et observer des fossiles pour
approcher la notion d’évolution.
Situer sur une frise temps les grandes étapes de
l’histoire de la Terre.
La classification scientifique associe et
relie les êtres vivants en fonction de ce
qu’ils ont : les attributs ou caractères
observables.
Des êtres vivants appartiennent à un même
groupe lorsqu’ils ont des attributs en
commun.
Les fossiles sont des traces d’anciens
êtres vivants aujourd’hui disparus (restes
ou moulages des êtres vivants ou d’une
partie). Leur étude permet de répondre à
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
la question « qui est plus proche de qui ? »
et d’établir des liens de parenté dans le
temps.
La vie n’a pas toujours existé sur Terre. Au
cours des temps, des espèces animales et
végétales apparaissent, disparaissent ou
évoluent. On en connaît la trace grâce aux
fossiles découverts qui permettent de
reconstituer l’histoire de la Terre.
Les grandes étapes de l’Histoire de la
Terre connues aujourd’hui sont :
4,5 milliards d’années : formation de la
Terre,
4 milliards d’années : apparition de la vie,
400 millions d’années : la vie devient
terrestre,
4 millions d’années : apparition de l’espèce
humaine qui évolue depuis.
Les milieux, l’environnement
Compétences
Découvrir les différents milieux, sensibilisation aux problèmes
de l’environnement
•
Repérer quelques caractéristiques des milieux
Interactions avec l’environnement. Fragilité des équilibres
observés dans les milieux de vie.
•
Savoir observer les animaux et les végétaux dans leur
milieu (dans et autour de l’école).
Approche écologique à partir de l’environnement proche :
rôle et place des êtres vivants dans leur milieu
• Savoir qu’il existe différents milieux caractérisés par les
conditions de vie qui y règnent et par les animaux et
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
Repérer les caractéristiques d’un milieu et observer les
animaux et végétaux y vivant
•
Identifier des modifications de l’environnement et leurs
conséquences
• Identifier des espaces géographiques différents.
•
Niveau de
formulation
Dans une forêt, je trouve surtout des
arbres mais aussi, des fleurs, des
champignons, des animaux.
Un parc est un lieu aménagé. J’y trouve des
plantes cultivées, des arbres, des objets
construits par l’homme.
Dans une prairie, je trouve surtout de
l’herbe, mais aussi des arbres, des
champignons, des animaux ou des fleurs.
Dans tous ces lieux, il peut y avoir de l'eau
(mare, étang, rivière, ruisseau).
Les milieux changent en fonction des
saisons.
L’hiver, certains animaux ne seront plus
visibles. Certains partent pour trouver de
la nourriture, d’autres se protègent dans
un abri et dorment jusqu’au printemps,
d’autres encore restent actifs, mais
changent d’aspect (pelage, plumage).
Certains arbres changent aussi. À
l’automne, les feuilles jaunissent, sèchent
puis tombent. Des bourgeons se forment.
Ils protègent les jeunes pousses durant
l’hiver. Au printemps, les bourgeons
s’ouvrent, de nouvelles feuilles
apparaissent, les rameaux grandissent, les
arbres fleurissent. En été, les fruits se
forment.
Les plantes changent aussi : en automne, au
printemps ou en été, les plantes
fleurissent et ont des fruits. L’hiver,
beaucoup de plantes disparaissent. Il reste
des graines ou une partie de plante dans le
sol (ex : bulbe).
Suivant les milieux, on ne trouve pas les
mêmes animaux et les mêmes végétaux.
végétaux qui y habitent.
Etablir et formaliser des relations entre les êtres vivants
en indiquant pour les réseaux trophiques, le sens de
circulation de la matière et non le sens de la prédation ;
utiliser en autonomie des documents scientifiques.
• Mettre en évidence les relations entre le milieu et les
êtres vivants (notion d’adaptation) notamment à propos de
la locomotion et la respiration.
•
Les êtres vivants d’un même milieu
dépendent souvent les uns des autres. Il
existe des relations alimentaires.
Le végétal est mangé par le végétarien qui
est mangé par un carnivore ou un omnivore.
Le carnivore peut être mangé par un autre
carnivore ou un omnivore. Les êtres vivants
qui se nourrissent les uns des autres
appartiennent à une chaîne alimentaire.
De petits animaux vivent dans le sol et se
nourrissent de débris végétaux et
d’animaux morts.
Un milieu est caractérisé par les conditions
qui y règnent comme l’humidité, la
luminosité, la température. Ces conditions
déterminent la répartition des êtres
vivants.
L’ensemble des animaux et des végétaux
d’un même milieu forme un écosystème
dans lequel les êtres vivants sont liés entre
eux et au milieu.
Certaines espèces (animales ou végétales)
s’adaptent à leur milieu (résistance à la
sécheresse au froid, mimétisme…)
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
Par ses actions (défrichage,
constructions...), l'homme peut modifier
les milieux et ainsi entraîner la mise en
danger des êtres qui y vivent.
Le ciel et la Terre
Compétences
Manifestations de l’activité de la Terre
•
Connaître les phases d’une éruption volcanique, les
caractéristiques des séismes.
•
Niveau de
formulation
Être capable de localiser les volcans en activité et de
comprendre que la connaissance des volcans actuels nous
permet de retrouver l’histoire des anciens volcans.
Lors d’une éruption volcanique, il peut y
avoir des coulées de lave, des projections
solides (bombes, scories, cendres), des
émissions de gaz (nuées, fumerolles). Ces
produits proviennent du magma qui sort au
niveau du cratère d’un volcan ou de
fissures sous l’action des gaz qu’il contient.
Le magma est le résultat de la fusion des
roches dans les profondeurs de la Terre.
Tous les produits émis forment le relief
volcanique ou volcan qui varie donc en
fonction de leur nature.
Il y a des volcans actifs et des volcans
anciens (inactifs). Certains sont
terrestres, d’autres sous-marins.
Un séisme ou tremblement de terre est un
ensemble de secousses qui entraînent des
dégâts plus ou moins importants.
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
Les séismes peuvent provoquer de
véritables catastrophes dans les zones
habitées. On détermine le point d’origine
et l’intensité d’un séisme à l’aide de
sismographes.
Les séismes sont dus à des déplacements
au niveau de fractures de la croûte
terrestre.
Volcans et séismes se situent dans
certaines zones du globe. Ce sont des
manifestations de l’activité interne de la
Terre.
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
NIVEAUX DE FORMULATION DES CONCEPTS SCIENTIFIQUES DU CYCLE 1 AU CYCLE 3
PHYSIQUE ET TECHNOLOGIE
Cycle 1
Cycle 2
Cycle 3
La matière
États et changements d'état de l'eau
Compétences
Exploration du monde et de la matière
Caractériser des substances qui les composent.
Reconnaître, classer, sérier, désigner des matières, des
objets, leurs qualités et leurs usages.
Utilisation de thermomètres dans quelques occasions de la
vie courante ;
L’eau dans la vie quotidienne : la glace, l’eau liquide;
Observation des processus de fusion et de solidification
Savoir que la température est indiquée par un
thermomètre.
Savoir lire des températures supérieures à 0°C sur un
thermomètre gradué.
Savoir qu’il existe des températures, dites négatives,
au-dessous de zéro.
Reconnaître l’eau liquide et la glace dans
l’environnement immédiat.
Associer les deux zones principales du thermomètre
aux états de l’eau : au-dessus de zéro, elle est à l’état
liquide ; au-dessous, elle est à l’état solide.
- Savoir que l’eau gèle (ou reste solide) lorsqu’elle est
portée à une température inférieure à 0°C et,
réciproquement, que la glace fond (ou que l’eau reste
liquide) lorsqu’elle est portée à une température supérieure
à 0°C.
États et changements d'état de l'eau
Reconnaître les états solide et liquide de l’eau et leurs
manifestations dans divers phénomènes naturels.
Fusion, solidification
Mettre en évidence que le mélange intime de glace et
d’eau à l’état liquide est à zéro degré (0 °C).
Montrer expérimentalement que la masse se conserve
au cours de cette transformation.
Ébullition
- Mettre en évidence qu’à l’air libre et dans les conditions
usuelles l’eau bout à une température fixe, voisine de cent
degrés (100°C) et que la valeur de celle-ci n’est affectée ni
par la durée du chauffage ni par la puissance de la source.
État gazeux
- Savoir que la vapeur d’eau présente dans l’air ambiant,
état gazeux de l’eau, est imperceptible à nos sens.
Évaporation, condensation
- Savoir mettre en évidence qu’au cours de l’évaporation
(ou de la condensation) l’eau ne disparaît pas (ou
n’apparaît pas) mais qu’elle est en permanence présente
dans l’air.
Facteurs agissant sur la vitesse d’évaporation
- Faire subir expérimentalement une succession de
transformations à une quantité d’eau donnée.
- Déterminer expérimentalement les facteurs qui agissent
sur la vitesse d’évaporation.
Niveau de
formulation
Il existe différents types de matières. Un
objet est formé par une ou plusieurs
matières.
Je peux reconnaître les matières ou les
objets en utilisant mes sens.
Je peux fabriquer plusieurs objets avec
Pour connaître une température j’utilise
un thermomètre. Il est constitué d'un
réservoir et de graduations. Pour lire la
graduation, je dois placer mon œil à
hauteur du niveau du liquide. Le réservoir
doit être en contact avec la matière.
L’eau peut se présenter sous 3 états :
liquide, gazeux (vapeur d’eau) et solide
(glace). On retrouve ces trois états dans
notre environnement quotidien.
Fusion et solidification : l’eau pure (sans
sels dissous) est liquide au-dessus de 0°C
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
une même matière.
Certaines matières peuvent changer d’état
(exemple : liquide ou solide) et de forme.
Il existe différents thermomètres ayant
chacun un usage spécifique.
L'eau et la glace sont deux états de la
même matière ; on retrouve ces deux états
de l’eau dans notre environnement
quotidien.
Au-dessus de 0°C, la glace fond et se
transforme en eau : elle est liquide. C’est la
fusion.
Au-dessous de 0°C, l'eau gèle : elle se
transforme en glace. C’est la solidification.
La glace est l’état solide de l'eau. Dans
l’environnement, le givre, le verglas et la
neige sont des formes de glace.
et solide au-dessous. À 0°C, on observe un
mélange intime de glace et d’eau. Il y a un
palier de température à 0° C lors du
changement d’état.
Le passage de l’état solide à l’état liquide
s’appelle la fusion. Le passage de l’état
liquide à l’état solide s’appelle la
solidification.
Lors de la solidification, le volume
augmente et la masse se conserve. Lors de
la fusion, le volume diminue et la masse se
conserve.
Ébullition et condensation :
L’ébullition est le passage rapide de l’état
liquide à l’état gazeux. L’eau pure est
liquide au-dessous de 100°C et se
transforme en gaz à une température
proche de 100°C.
L’eau gazeuse est de la vapeur d’eau et n’a
pas disparu ; elle se mélange à l’air
ambiant. Le passage de l’état gazeux à
liquide est une condensation (liquéfaction).
Au contact d’une surface froide, la vapeur
d’eau redevient liquide.
La température se stabilise à une
température proche de 100°C quelles que
soient la durée et la puissance de
chauffage.
Cela peut varier en fonction du lieu.
(pression)
Évaporation :
L’évaporation est le passage lent de l’état
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
liquide à gazeux. La vitesse d’évaporation
de l’eau est principalement fonction de la
surface d’évaporation, de la température
et des mouvements d’air. Cela peut varier
en fonction du lieu (pression et degré
d’hygrométrie). Au cours d’un changement
d’état de l’eau, la masse est conservée,
mais le volume varie.
Les mélanges
Exploration du monde et de la matière
Compétences
-
Niveau de
formulation
3
Reconnaître, classer, sérier, désigner des matières, des
objets, leurs qualités et leurs usages.
Si je mélange des matières, elles peuvent
changer de couleur, de texture et de
forme. Je peux modifier des matières en
les mélangeant 3.
Mélanges et solutions
Mettre en évidence par ébullition qu’une eau limpide
n’est pas nécessairement pure, mais qu’elle peut contenir
des substances dissoutes.
Montrer expérimentalement la conservation de la
masse au cours d’un mélange et en particulier d’une
dissolution.
- Mettre en évidence expérimentalement que la solubilité
a des limites (saturation).
-
Dans un mélange homogène, on ne peut pas
voir les différents constituants.
L’eau est capable de former des mélanges
homogènes avec de nombreux liquides,
solides ou gaz : c’est un solvant. Les
liquides qui forment entre eux un mélange
homogène sont dits miscibles.
La dissolution est une dispersion d’une
faible substance dans une grande quantité
d’eau (solvant).
À partir d’une certaine quantité, une
substance ne se dissout plus. La solution
est saturée.
Une solution est un mélange homogène d’un
Selon les exemples, on mettra en évidence les modifications de couleur, de forme et de texture.
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
solide (le soluté) dans un liquide (le
solvant).
On peut séparer les constituants d’un
mélange homogène par évaporation.
Dans un mélange hétérogène, on peut
distinguer les constituants (particules
solides ou liquides qui peuvent être en
surface, au fond ou en suspension). On
peut séparer les constituants d’un mélange
hétérogène par décantation ou par
filtration.
La masse du mélange est égale à la masse
de l’eau plus la masse des substances
mélangées. Il y a conservation de la masse
au cours des mélanges
L’air
Compétences
Niveau de
formulation
4
Exploration du monde et de la matière
Reconnaître, classer, sérier, désigner des matières, des
objets, leurs qualités et leurs usages.
Prise de conscience de l’existence de l’air
Mettre en évidence que la plupart des espaces.
couramment qualifiés de « vides » sont remplis d’air.
Savoir que le vent est de l’air en mouvement.
Savoir réaliser et interpréter quelques situations simples
en mettant en œuvre les règles suivantes :
– l’air peut se déplacer ;
– l’air ne disparaît pas et n’apparaît pas.
- Savoir actionner un petit tourniquet en le plaçant face à
un courant d’air ou en le mettant en mouvement dans de
l’air immobile.
L’air, son caractère pesant
Mettre en évidence la matérialité de l’air.
- Montrer expérimentalement que l'air est pesant.
L’air existe, des expériences montrent son
existence 4.
L'air existe; il est invisible.
Le vent est de l’air en mouvement.
La plupart des espaces qui semblent vides
sont occupés par de l’air.
L’air en se déplaçant peut mettre en
mouvement des objets ou s’opposer à leur
L’air est une matière. L’air a un volume et il
a une masse ; l’air est pesant. Il peut se
déplacer et mettre en mouvement
différents objets. Il peut aussi s’opposer
au mouvement d’objets.
On utilise d’autres objets pour mettre en évidence l’existence de l’air : ballons, pailles, pompe à vélo,...
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
mouvement. Ce mouvement dépend de
l’orientation et de la surface de l’objet.
Une girouette permet de repérer la
direction des vents.
Un anémomètre mesure la force des vents.
Dans de l’air immobile, si je veux mettre
des objets en mouvement, je dois les
déplacer ou je peux souffler dessus.
Plan horizontal, vertical : intérêt dans quelques dispositifs techniques
Compétences
Niveau de
formulation
Plan horizontal, vertical: intérêt dans quelques dispositifs
techniques
Savoir repérer l’horizontale par la surface libre d’un
liquide au repos.
Savoir repérer la verticale par la direction du fil à plomb.
Savoir que les directions verticale et horizontale sont
perpendiculaires.
- Concevoir et utiliser des objets techniques mettant en
œuvre ces propriétés.
La surface de tout liquide au repos est
horizontale.
Des objets techniques permettent de
repérer l’horizontalité (le niveau à bulle) et
la verticalité (le fil à plomb).
Ces deux directions sont perpendiculaires.
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
Cycle 1
Cycle 2
Cycle 3
Le monde construit par l’homme
Circuits électriques
Découvrir le monde des objets, éducation à la sécurité
Compétences
Utiliser des objets techniques simples
Reconnaître, classer, sérier, désigner des matières,
des objets, leurs qualités et leurs usages.
Utiliser des appareils alimentés par des piles ;
Utiliser des objets programmables
Niveau de
formulation
Pour que certains objets fonctionnent, je
dois les brancher à une prise électrique
ou mettre des piles. Brancher et
débrancher un objet électrique peut être
dangereux.
Les piles ont des formes différentes, il y
a un sens pour les placer.
Réalisation d’un circuit électrique simple
Savoir réaliser un circuit permettant l’allumage d’une
ampoule à l’aide d’une pile et savoir commander ce circuit
par un interrupteur ou un bouton-poussoir.
Savoir repérer les causes de dysfonctionnement dans
un circuit électrique simple ou dans un objet alimenté par
des piles.
Être capable dans un cas simple d’élaborer un
diagnostic de panne en hiérarchisant les tests.
Principes élémentaires de sécurité des personnes et des
biens dans l’utilisation de l’électricité
Savoir que les expériences menées en classe ne
doivent pas être reproduites à la maison en utilisant
l’alimentation du secteur. Savoir distinguer, parmi les objets
électriques, ceux qui sont alimentés par des piles et ceux
qui sont alimentés par le secteur.
- Savoir qu’il est dangereux de mettre ses doigts dans
une prise électrique et d’utiliser les appareils électriques
dans un milieu humide.
Circuits électriques alimentés par des piles : bornes,
conducteurs et isolants. Quelques montages en série et en
dérivation
Être capable de faire briller une ampoule dans un circuit
série, en reliant une pile à une chaîne continue de
conducteurs. Savoir que si cette chaîne est interrompue,
l’ampoule ne brille pas.
Savoir réaliser un montage qui permet de classer
différents matériaux en deux catégories : conducteurs et
isolants.
Savoir allumer deux ampoules ou davantage à l’aide
d’une pile. Savoir distinguer les deux types de circuits.
La pile fournit de l’électricité, c’est un
générateur. Une pile électrique comporte
deux bornes qui sont notées + et -.
La lampe s’éclaire lorsqu’elle est traversée
par un courant électrique, c’est un
récepteur.
La pile fournit de l’électricité, c’est un
générateur, elle a deux bornes qui sont
notées + et -.
La lampe s’éclaire lorsqu’elle est traversée
par un courant électrique, c’est un
récepteur.
Certains récepteurs fonctionnent
différemment selon le sens de branchement
aux bornes de la pile.
Pour que l’électricité circule et que l’ampoule
Une lampe est constituée d’un plot et d’un
culot.
Pour allumer une lampe avec une pile, il
Principes élémentaires de sécurité électrique
Savoir qu’il est dangereux de remplacer une ampoule
sans avoir coupé l’alimentation.
- Savoir que l’eau conduit légèrement l’électricité,
suffisamment pour augmenter les dangers de l’électricité du
secteur.
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
faut mettre en contact le plot et le culot
de la lampe avec les bornes de la pile
directement ou par l’intermédiaire de fils
électriques : c’est un circuit électrique.
Un circuit électrique simple peut être
composé d’une pile, d’une lampe et de fils
électriques.
On peut ouvrir et fermer un circuit ;
lorsque le circuit est ouvert, l’électricité
ne circule plus.
Il existe plusieurs sources d ‘électricité
(secteur et pile) : des appareils sont
alimentés par piles et d'autres sont
alimentés par le secteur.
L’électricité provenant des piles ne
présente pas de dangers.
L'électricité provenant du secteur est
dangereuse voire mortelle.
Les expériences réalisées en classe ne
doivent pas être refaites à la maison en
utilisant l'alimentation par le secteur.
s’allume, un circuit électrique doit être
fermé, et réalisé uniquement à partir
d’objets conducteurs. Il existe des
matériaux isolants qui ne laissent pas passer
l’électricité et des matériaux conducteurs
qui laissent passer l’électricité.
Pour la sécurité, les câbles des appareils
électriques sont toujours recouverts d’un
matériau isolant (plastique en général).
Dès que le circuit est ouvert, le courant ne
circule plus (l’ampoule s’éteint).
Pour éclairer plusieurs ampoules avec une
seule pile, on peut réaliser 2 types de
circuits, dits « en série » ou « dérivés ».
Dans le cas d’un circuit en série, il n’y a
qu’une seule boucle ; plus il y a d’ampoules
dans celui-ci, moins elles brillent. Par ailleurs
le courant cesse d’y circuler si l’une d’elles
est défectueuse ou enlevée, puisque le
circuit est alors ouvert.
Dans le cas d’un circuit en dérivation il y a
plusieurs boucles ; les ampoules brillent
presque autant que si elles étaient
alimentées seules. Lorsqu’on dévisse une
ampoule les autres brillent encore.
L’électricité doit être manipulée avec
précaution.
On peut recevoir une décharge électrique
très dangereuse voire mortelle si :
- on met les doigts dans une prise électrique,
- on change une ampoule sans couper
l’alimentation électrique,
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
- on utilise des appareils présentant des
câbles dénudés,
- on manipule des appareils électriques en
étant mouillé ou dans un milieu humide, (l’eau
est une matière conductrice).
Le monde des objets
Découvrir le monde des objets, éducation à la sécurité
Compétences
Reconnaître, classer, sérier, désigner des matières,
des objets, leurs qualités et leurs usages.
Réaliser des objets techniques.
Utiliser des procédés empiriques pour faire
fonctionner des mécanismes simples.
Réaliser des jeux de construction simples, construire
des maquettes simples.
Choisir des outils et des matériaux adaptés à une
situation, à des actions techniques spécifiques.
Prendre conscience des dangers domestiques
Repérer les logos informatifs.
-
Niveau de
formulation
Les objets sont différents et ont des
utilisations différentes.
Pour réaliser une construction j’utilise
des outils et des matériaux adaptés.
Découverte des objets, de leur usage et de leur maniement,
règles de sécurité
Choisir un outil ou un objet pour un usage recherché.
Savoir repérer une même solution technique assurant
des fonctions différentes.
Savoir repérer une même fonction assurée par
différentes solutions techniques.
Savoir utiliser un objet en assurant la sécurité et savoir
lire les indications et les icônes.
Propriétés de quelques matériaux usuels, intérêt pour un
usage donné.
Savoir repérer les différents matériaux et indiquer les
raisons de leur choix (propriétés et coût).
Levier balance ; équilibre
Objets mécanique – Transmission de mouvement
•
Prévoir ou d’interpréter qualitativement quelques
situations d’équilibre en particulier lorsque les forces qui
s’appliquent ne sont pas à égale distance de l’axe. Être
capable d’utiliser pour ce faire les deux propriétés suivantes:
– une même force a plus d’effet sur la rotation si elle est
appliquée à une plus grande distance de l’axe ;
– une grande force a plus d’effet qu’une petite force si elle est
appliquée à la même distance de l’axe.
•
Savoir un ou deux objets mettant en œuvre des
mécanismes simples.
•
Savoir monter ou démonter un objet technique simple.
•
Apprendre à se comporter efficacement devant un
problème d’ordre technique.
Les matériaux ont des propriétés
différentes qui déterminent les
possibilités d’utilisation.
Je choisis un outil ou un objet adapté à une
utilisation donnée selon ses propriétés et
son coût.
Un outil ou un objet peut avoir une ou
plusieurs fonctions.
Il existe des règles de sécurité écrites ou
symbolisées à respecter lors de l’utilisation
d’objets.
Un levier est un dispositif qui permet de
multiplier une force importante pour
soulever, briser, découper un objet ou un
matériau. Les leviers permettent de
diminuer l’effort à produire ; ils sont
présents dans de nombreux objets à usage
domestique.
Pour faire tourner ou soulever un objet, une
grande force est nécessaire si elle s’applique
près de l’axe de rotation. Une force moindre
sera nécessaire si elle s’applique à une plus
grande distance de cet axe.
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
Un corps est en équilibre autour d’un axe
fixe si deux forces égales sont appliquées à
une même distance de part et d’autre.
Dans le cas de deux forces différentes, le
corps pourra être en équilibre si elles sont
appliquées à des distances différentes de
part et d’autre d’un point d’appui.
Il existe plusieurs types de balances qui
permettent de mesurer la masse d’un corps,
c’est-à-dire la quantité de matière. L’unité
de référence est le kilogramme (kg).
.
Un mécanisme est un ensemble de pièces qui
permet de transmettre ou de transformer
un mouvement de translation ou de rotation.
Lorsque le mouvement à la sortie d’un
mécanisme est le même que celui de l’entrée,
on a une transmission de mouvement. Si le
mouvement est différent entre l’entrée et la
sortie d’un mécanisme c’est une
transformation de mouvement.
Un même objet peut comprendre plusieurs
systèmes mécaniques.
À chaque objet fabriqué correspond des
étapes de fabrications consignées dans une
fiche de fabrication.
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
Cycle 1
Cycle 2
Cycle 3
Ciel et terre
La lumière et les ombres
Compétences
Niveau de
formulation
NB : Le travail sur le monde des objets et
sur les sens permet d’approcher l’existence
de l’ombre.
Constater qu’un objet opaque éclairé par une source de lumière
présente une partie lumineuse et une partie sombre (ombre propre), et
que la partie éclairée se présente sous différentes formes en fonction
de la perspective sous laquelle elle est observée.
- Dans le cas d’un objet opaque éclairé par une source de lumière,
être capable de déterminer dans quelles positions l’observateur peut
voir (totalement ou partiellement) la source qui l’éclaire.
•
Les sources primaires (soleil, bougie, lampe à
incandescence,...) produisent la lumière qu’elles
émettent.
Les sources secondaires (un écran d’un projecteur,
..) diffusent la lumière qui les éclaire (par la source
primaire).
Un corps est transparent s’il transmet la lumière
sans la diffuser.
Un corps est translucide s’il diffuse la lumière.
Un objet opaque est un objet qui empêche la
propagation de la lumière. Les corps opaques
éclairés produisent des ombres. Une zone d’ombre
est une zone qui ne reçoit aucune lumière de la
source. Une zone de pénombre est une zone qui ne
reçoit des rayons que d’une partie de la source.
L’ombre propre est la partie non éclairée de
l’objet. L’ombre portée est l’ombre du corps
opaque sur une surface (mur, écran..).
Lorsqu’il y a de la lumière ou du soleil, un objet a
une ombre. La forme de l'ombre dépend de la
forme de l'objet, de son orientation et de sa
position par rapport à la source de lumière, elle
n’est pas toujours identique à cette dernière. La
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
Cycle 1
Les points cardinaux et la boussole
Compétences
Niveau de
formulation
NB : Le travail sur le monde des objets et
sur les sens permet de découvrir les
propriétés des aimants.
Cycle 2
couleur de l’objet ne se voit pas sur son ombre.
Cycle 3
Savoir utiliser les points cardinaux pour repérer une direction à
partir d’un lieu sur Terre. Savoir utiliser une boussole pour repérer une
direction ou pour progresser dans une direction donnée.
•
Savoir que ces repérages sont relatifs.
•
Savoir qu’il existe un pôle Nord et un pôle Sud (points de la
surface terrestre par lesquels passe l’axe de rotation de la Terre et en
direction desquels s’orientent approximativement les boussoles) mais,
en revanche, qu’il n’existe pas de «pôle Est» et de «pôle Ouest».
• Mettre en évidence qu’une boussole est une aiguille aimantée qui
s’oriente approximativement dans la direction nord-sud pour peu
qu’elle ne subisse pas d’interaction avec d’autres aimants ou avec des
objets constitués de fer.
•
Pour se repérer sur la Terre, on utilise quatre
points cardinaux : Nord, Sud, Est et Ouest. Nord
et Sud correspondent aux deux pôles de la Terre
par lesquels passe l'axe de rotation. Est et Ouest
sont définis par rapport à ces deux pôles.
La boussole permet de s'orienter et de suivre une
direction donnée.
Elle est constituée d'une aiguille aimantée pouvant
tourner librement dans un plan horizontal et qui
s'oriente Nord/Sud.
L'aiguille garde toujours la même direction, même
si on tourne la boussole. Elle peut être perturbée
par des aimants ou des objets en fer.
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
Cycle 1
Cycle 2
Le mouvement apparent du soleil. La durée du jour et son évolution au cours des saisons
Compétences
Niveau de
formulation
Cycle 3
Savoir représenter qualitativement la trajectoire apparente du
Soleil dans le ciel et son évolution au fil de l’année.
•
Savoir qu’elle est la plus courte à la date du solstice d’hiver (le
soleil est alors bas sur l’horizon) et la plus longue à la date du
solstice d’été (le soleil est alors haut dans le ciel).
•
Savoir que, dans l’hémisphère Nord, elle est parcourue de
gauche à droite pour un observateur tourné vers le Soleil.
•
Mettre en évidence, par une observation directe, que le Soleil
n’apparaît pas et ne disparaît pas tous les jours à la même heure ;
mettre en relation cette évolution avec celle du mouvement apparent
du Soleil.
•
Savoir exploiter un calendrier pour déterminer les
caractéristiques de chaque saison et les dates (solstices, équinoxes)
qui marquent le début de chacune d’entre elles.
• Savoir que la Terre, en plus de sa rotation sur elle-même,
effectue une révolution autour du Soleil en environ 365 jours et 6
heures.
•
Un observateur sur la Terre voit que tous les
jours le Soleil apparaît vers l'Est, monte dans le
ciel, culmine en passant au-dessus du Sud puis
descend et disparaît vers l'Ouest.
Cette trajectoire apparente varie au cours des
saisons : elle est la plus courte au solstice
d'hiver et la plus longue au solstice d'été.
Le temps entre l'apparition et la disparition du
Soleil définit la journée.
Sa durée est la plus courte autour du solstice
d'hiver (autour du 21 décembre) et la plus longue
autour du solstice d'été (21 juin). La journée et
la nuit sont de durée équivalente aux équinoxes
de printemps (21 mars) et d'automne (21
septembre).
La Terre effectue un mouvement de révolution
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
autour du soleil en environ 365 jours et 6 heures.
Cycle 1
La rotation de la Terre sur elle-même et ses conséquences
Compétences
Niveau de
formulation
5
Cycle 2
Cycle 3
À partir d’une modélisation matérielle élémentaire du système
Terre-Soleil (une boule et une source de lumière), être capable
d’examiner différentes hypothèses destinées à expliquer l’alternance
des journées et des nuits et conclure qu’aucune observation
familière ne permet de les départager entièrement.
•
Savoir que la Terre tourne sur elle-même d’un tour en vingtquatre heures.
•
Être capable de retrouver le sens de rotation de la Terre sur ellemême à partir de l’observation du mouvement apparent du Soleil.
Mesure des durées, unités
•
Savoir que la durée de la rotation de la Terre sur elle-même et
celle de la révolution autour du Soleil ont depuis longtemps servi
d’unités à la mesure des durées.
•
Connaître la correspondance entre la durée de la rotation de la
Terre sur elle-même et les unités heure, minute et seconde.
Principe de quelques méthodes de mesure des durées
• Fabriquer et manipuler quelques dispositifs présentant un intérêt
historique : gnomon, sablier, clepsydre, pendule…
•
L'alternance du jour et de la nuit en un lieu de la
Terre correspond au passage successif de ce lieu
dans la zone de l'espace éclairée par le soleil et
dans celle d'ombre portée par la terre. Cette
alternance s'explique par le fait que la Terre
tourne sur elle-même autour de l'axe des pôles
en 24 heures (repère solaire). La Terre tourne
d'Ouest en Est puisqu’on voit le soleil apparaître
à l'Est le matin. 5
La rotation de la terre sur elle-même face au
soleil a pour conséquence que l'heure n'est pas
identique partout sur terre. Celle-ci a donc été
découpée par l'homme en 24 fuseaux horaires
Ce travail sera complété en géographie
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
fictifs qui suivent approximativement les
méridiens.
Cycle 1
Le système solaire et l'Univers
Compétences
Niveau de
formulation
Cycle 2
Cycle 3
Savoir que la Terre, vue du Soleil, décrit une trajectoire qui est
pratiquement un cercle centré sur celui-ci et que, de même, les
trajectoires des planètes autour du Soleil sont assimilables à des
cercles centrés sur le Soleil.
•
Savoir que la Lune tourne autour de la Terre.
•
Être capable de réaliser une représentation à l’échelle :
– des dimensions des planètes ;
– des dimensions des orbites.
• Savoir qu’il n’est pas possible d’utiliser la même échelle dans les
deux cas.
•
Le système solaire est constitué du soleil en son
centre, et de 8 planètes qui gravitent autour de
lui. Le soleil est beaucoup plus gros que les
planètes.
Les quatre planètes les plus proches du Soleil
sont : Mercure, Venus, Terre et Mars. Les quatre
planètes les plus éloignées sont : Jupiter,
Saturne, Uranus, Neptune.
La plupart des planètes ont des satellites qui
gravitent autour d'elles. La Terre a un seul
satellite naturel : la Lune. La Terre se déplace
autour du Soleil et décrit une trajectoire voisine
d’un cercle.
Il est nécessaire d’avoir deux échelles distinctes
pour représenter les dimensions des planètes et
leurs distances au soleil.
La terre tourne sur elle-même autour de l’axe
des pôles en 24 h en moyenne. Cette rotation
autour du soleil ont permis de mesurer des
durées. L’unité de référence est la seconde (s).
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GROUPE DE PRODUCTION DU DÉPARTEMENT DE LA HAUTE-GARONNE – juin 2007
Cycle 1
Cycle 2
Cycle 3
L’énergie
Exemples simples de sources d’énergie utilisables
•
Citer les différentes sources d’énergie utilisables (le pétrole, le
charbon, l’uranium, le soleil, le vent, ...) et comprendre leur
nécessité pour chauffer, éclairer, mettre en mouvement.
Consommation et économie d’énergie
•
Savoir que certaines sources d'énergie, dites non renouvelables,
ne sont pas inépuisables.
•
Mettre en évidence expérimentalement le rôle de l'isolation
dans les économies d'énergie. Montrer expérimentalement que les
propriétés isolantes valent autant pour les objets chauds que pour
les objets froids.
Notion sur le chauffage solaire
• Savoir qu'on peut se chauffer grâce au Soleil et mettre en
évidence expérimentalement l'influence de quelques paramètres :
couleur de l'objet à chauffer, isolation, orientation...
Compétences
Niveau de
formulation
NB : Le travail sur le monde des objets
permet d’approcher l’existence des
sources d’énergie.
NB : Le travail sur le monde des
objets et de la matière permet
d’approcher des propriétés
conductrices et isolantes des
matériaux par rapport au chaud et
au froid.
Certains matériaux peuvent conduire
la chaleur ou le froid, ils sont
conducteurs. D’autres matériaux ne
conduisent pas la chaleur ou le froid,
ils sont isolants. L’air peut isoler du
froid et de la chaleur.
Les sources d’énergie utilisées par l’homme sont
puisées dans des réserves naturelles telles que le
soleil, le vent, l’uranium, la biomasse.
Les sources d’énergie permettent de produire de
la chaleur, du mouvement, de la lumière. Parmi
ces sources d’énergie certaines ont des réserves
inépuisables à l’échelle humaine, elles se
renouvellent en permanence (soleil, vent, ...) elles
sont dites renouvelables. À l’inverse, les sources
d’énergie non renouvelables (charbon, pétrole,
gaz naturel, ..) ont des réserves limitées.
Le soleil est une source d’énergie renouvelable
qui peut chauffer un objet. Selon la position, la
couleur de cet objet, il chauffera plus ou moins
rapidement. L’isolation permet de conserver la
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chaleur ou le froid.
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