ENSEIGNANT - Le système solaire dans la classe

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Groupe coopératif de la région de Laval, des Laurentides et de Lanaudière avec la collaboration des commissions scolaires
de la Pointe-de-l’Île et Marguerite-Bourgeoys. Personne-ressource : Marcel Thouin, 2003
T ITRE : Le système solaire dans la classe !
PRÉPARATION
DESCRIPTION DES ACTIVITÉS
Activité 1 : Mise en situation
L’enseignante ou l’enseignant propose aux élèves d’observer des images et des photos.
Vous trouverez des images à couper le souffle sur le site Internet en français :
http://www.neufplanetes.org/
ou le site en anglais
http://seds.lpl.arizona.edu/nineplanets/nineplanets/nineplanets.html
Vous pouvez agrandir les photos en cliquant sur l’image ou des affiches sur le système
solaire que vous pouvez vous procurer au planétarium de Montréal.
L’enseignante ou l’enseignant présente la problématique dans son ensemble, ainsi que le
carnet scientifique, où ils noteront les résultats obtenus. Puis, il leur demande ce que ces
images ont suscité chez eux. Les élèves tentent de répondre aux questions dans le tableau 1
à l’activité 1 dans le carnet scientifique.
Dites-moi tout ce que vous connaissez du système solaire : Pouvez-vous me nommer le nom
des planètes ? La Lune est-elle une planète ? Le Soleil est-il une planète ? Retrouve-t-on de
la vie sur les planètes de notre système solaire ?
L’enseignante ou l’enseignant note les réponses des élèves et commence ainsi à bâtir la
*carte d’exploration (voir annexe 1) où se retrouveront toutes les informations recueillies sur
la problématique du système solaire. Cette carte s’enrichira au fur et à mesure que le projet
se réalise.
* La carte d’exploration est une occasion d’aller vérifier les conceptions erronées des
élèves sur le sujet en traitement.
Pour compléter les informations, l’enseignante ou l’enseignant peut présenter une vidéo (voir
page 12 « Ressources »). Les élèves complètent le tableau 2 dans le carnet scientifique à
l’activité 1.
L’enseignante ou l’enseignant demande aux élèves si les planètes ont toutes la même
dimension (diamètre) et si elles sont toutes situées à égale distance du soleil.
Suite à cette discussion, les élèves réalisent l’activité 2.
Activité 2 : Quelques caractéristiques des planètes
ACTIVITÉS FONCTIONNELLES

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En équipe de deux, les élèves ont à trouver et à compléter dans le carnet scientifique toutes
les informations concernant le système solaire. L’enseignante ou l’enseignant informe les
élèves qu’ils pourront trouver les informations sur le site Internet :
http://www.planetarium.montreal.qc.ca/
Vous trouverez également dans les « ressources » (voir page 12) des volumes que vous
pourrez vous procurer au CRDP de votre commission scolaire. Quand les élèves ont
complété leur tâche, l’enseignante ou l’enseignant note les nouvelles informations recueillies
par toutes les équipes sur la carte d’exploration et valide les informations déjà affichées.
Pour le corrigé de l’activité 2, voir l’annexe 2.
L’enseignante ou l’enseignant signale aux élèves qu’ils pourront consulter davantage les sites
Internet proposés s’ils souhaitent en savoir davantage sur le sujet. En tout temps, ils pourront
communiquer avec un responsable du Planétarium ([e-mail]) pour
répondre à leurs questions.
L’enseignante ou l’enseignant les invite ensuite à visionner la vidéo numérisée :
− Exploration spatiale et univers / Système solaire, de la série « In Situ », document 115
d’une durée de 04 min 29 s
Contenu : Formation du système solaire avec son cortège de planètes rocheuses et
gazeuses. Les principales différences entre les planètes.
NOTE : Pour les enseignantes et les enseignants des Commissions scolaires des
Affluents, de Laval et de la Seigneurie-des-Mille-Îles, il est possible de
télécharger ou de visionner cette vidéo en accédant au site suivant :
http://videolll.telequebec.qc.ca
Par la suite, l’enseignante ou l’enseignant demande aux élèves s’ils y découvrent d’autres
informations en lien avec la problématique.
À la fin du visionnement, l’enseignante ou l’enseignant note sur la carte d’exploration les
nouvelles données.
L’enseignante ou l’enseignant les invite ensuite, à répondre à la question suivante :
Comment peut-on représenter le système solaire dans la classe ?
Comment pourrions-nous y parvenir ?

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RÉALISATION
CONCEPTIONS FRÉQUENTES CHEZ LES ÉLÈVES
Les élèves croiront qu’ils peuvent construire dans la salle de classe un modèle du
système solaire où le diamètre des planètes et les distances qui les séparent sont
représentés à la même échelle.
CONCEPTS SCIENTIFIQUES À L’INTENTION DES ENSEIGNANTES ET DES
ENSEIGNANTS
Pour en connaître davantage, consultez les fiches d'information sur les planètes du
système solaire rédigées par les astronomes du Planétarium de Montréal à l’adresse
suivante :
http://www.planetarium.montreal.qc.ca/Information/SystSol
DESCRIPTION DES ACTIVITÉS
Activité 3 : Comment peut-on représenter le système solaire dans la classe ?
L’enseignante ou l’enseignant présente le problème aux élèves. Il s’agit de trouver un
moyen de représenter le système solaire dans la classe.
L’enseignante ou l’enseignant pose la question suivante aux élèves : Quelle serait la
dimension d’un modèle à l’échelle des diamètres et des distances entre les planètes du
système solaire, si le Soleil était représenté par un ballon de basket-ball ?
La plupart des gens croient que les planètes ont toutes à peu près la même taille et sont
relativement proches les unes des autres. Il ne faut certainement pas dire aux
élèves que c’est impossible de réaliser la maquette dans la classe… Ils doivent le
découvrir !
Avant de représenter le système solaire, les élèves doivent trouver une façon de
calculer le diamètre des astres et la distance qui les sépare. Pour les aider, ils
trouveront dans leur carnet scientifique à l’activité 3 un tableau avec quelques données
déjà insérées. C’est tout un défi qui commence…
Les élèves ont le droit de trouver une échelle différente (autre que le centimètre) pour
calculer le diamètre des astres ou la distance entre ceux-ci.
NOTE IMPORTANTE : Les élèves croiront peut-être que la surface de la table sera suffisante,
ou même une partie de la table, et suggéreront peut-être d’espacer légèrement les objets. Les
adultes envisageront de disposer les objets dans la pièce ou peut-être dans un couloir. Pour
obtenir la réponse, il faut introduire la notion d’échelle. Le grain de poivre représente notre
planète, la Terre. La Terre a un diamètre de 12 756 kilomètres. Le grain de poivre qui la
représente mesure environ 0,2 cm de diamètre. Le Soleil a un diamètre de 1 392 000
kilomètres. Le ballon qui le représente fait 23 cm de diamètre. Ainsi, 1 cm sur la maquette
représente environ 60 000 kilomètres en réalité. C’est le facteur d’échelle, qu’on peut
écrire comme 60 000 km/cm, ou 6 000 000 km/m, ou encore sous la forme 1 :
6 000 000 000.
PROBLÈME

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Pour aider les élèves à trouver les données manquantes, vous pouvez inscrire les
données suivantes au tableau :
Mesure réelle Maquette
Diamètre de la Terre 12 756 km 0,21 cm
Diamètre du Soleil 1 390 000 km 23 cm
Distance Soleil - Terre 150 000 000 km 25 mètres
Vous trouverez à l’annexe 3 le corrigé pour aider les équipes (seulement dans des cas
extrêmes) qui pourraient avoir de la difficulté à trouver une échelle convenable.
Les élèves planifient leur expérience dans le carnet scientifique : ils font d’abord leur
anticipation, décrivent les étapes de réalisation, ainsi que la liste du matériel à utiliser.
Ils doivent trouver une façon de changer les unités de mesure pour les rendre utilisables
dans la classe. L’enseignante ou l’enseignant valide la planification des élèves dans le
carnet scientifique. Les élèves trouveront de nouveaux matériaux, si ceux choisis, ne
sont pas adéquats ou sécuritaires.
À cette étape, les élèves s’apercevront que l’unité de mesure qui est le plus utile pour
calculer le diamètre des planètes et la distance entre elles est le centimètre. L’annexe
4 présente en nombre de « pas » la distance entre chaque planète et le soleil. Il faut
comprendre qu’un pas permet de calculer 100 centimètres (1 mètre) à chaque fois.
C’est notre ruban à mesurer humain.
Les élèves construisent leur système solaire sous la supervision de l’enseignante ou de
l’enseignant.
NOTE : Pour permettre de bien voir les planètes sur le terrain, il est recommandé que les
équipes puissent utiliser des bâtons de 1 mètre (10 au total), afin d’installer une planète
à chaque extrémité sans oublier le Soleil.
Approches et solutions possibles suggérées par les élèves
- En utilisant des ballons, des balles ou des boules de mousse de polystyrène, pâte à
modeler ou argile, les élèves représentent les planètes en respectant l’échelle des tailles,
mais pas celle des distances. (Les astres seront relativement grands, mais ils seront
beaucoup trop près les uns des autres.)
- En utilisant des ballons, des balles ou des boules de mousse de polystyrène, pâte à
modeler ou argile, les élèves représentent les planètes en respectant l’échelle des
distances, mais pas celle des tailles. (Plusieurs astres seront très petits, et plusieurs
seront très éloignés les uns des autres.)
Maté
riel suggéré par les élèves (exemple)
:
- boules de mousse de polystyrène - ballons
- papier construction - balles
- pâte à modeler - cartons
- cordes - etc.

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INTÉGRATION
DESCRIPTION DES ACTIVITÉS
Activité 4 : Quelle est la meilleure solution ?
L’enseignante ou l’enseignant établit avec les élèves les critères qui permettent de
déterminer les stratégies les plus efficaces pour la construction d’un système solaire dans la
classe.
Chaque équipe présente son système solaire aux autres équipes (matériaux utilisés,
difficultés rencontrées, stratégies utilisées pour calculer le diamètre des planètes et la
distance entre elles, etc. ).
Après les présentations, les élèves complètent l’activité 4 dans le carnet scientifique, afin de
comparer et d’identifier les meilleures solutions.
L’enseignante ou l’enseignant peut utiliser une caméra (numérique ou conventionnelle) pour
prendre des photos du système solaire de chaque équipe. Chaque élève pourra coller une
photo de son expérimentation dans son carnet scientifique. L’enseignante ou l’enseignant
peut utiliser une caméra vidéo pour montrer aux parents ou aux autres élèves, les résultats
et surtout les conclusions de l’expérimentation.
Activité 5 : Pour aller plus loin…
Dans le carnet scientifique à l’activité 5, chaque élève se documente sur une planète de son
choix. Par la suite, la classe deviendra l’univers qui accueillera toutes ces planètes avec
leurs caractéristiques. Étant donné que les planètes n’ont pas le même diamètre, on peut
établir avec les élèves de respecter la même échelle. À partir de l’annexe 3, chaque mesure
a été multipliée par 100 pour permettre aux élèves de construire ou de dessiner une planète
avec un diamètre intéressant :
Diamètre des planètes à l’échelle
Mercure Vénus Terre Mars Jupiter Saturne Uranus Neptune Pluton
8 cm 20 cm 20 cm 10 cm 230 cm 180 cm 80 cm 80 cm 3 cm
Présentation de la vidéo : Le système solaire, collection « Exploration de l’espace », une
vidéocassette (20 minutes), producteur Coronet. Illustre la construction d’une maquette du
système solaire à l’échelle d’un milliardième. Présente des renseignements généraux sur le
Soleil et les différentes planètes. Disponible au CRDP de la Commission scolaire des
Affluents.
ACTIVITÉS DE STRUCTURATION