Construire un objet roulant capable de se déplacer de façon autonome, allant le plus loin possible. Le départ se fera véhicule à l’arrêt, sans élan. Objectifs du défi Un projet commun pour : • Coopérer au sein d’un groupe pour répondre à une situation problème, • Participer à un projet collectif, • Construire des savoirs et des savoir-faire scientifiques, langagiers, citoyens. Objectifs • Découvrir le fonctionnement d’objets roulants, • Amener les élèves à identifier des problèmes techniques posés par la fabrication de petites voitures, et à envisager des solutions techniques : choix de systèmes de fixations (mobiles ou fixes) entre et les roues et le châssis, parallélisme, choix des matériaux, • Travailler sur une énergie permettant aux voitures de se mouvoir, • Découvrir les notions de masse, de frottements. Concepts scientifiques : • Rouler à présence de pièces en mouvement • Notion de frottements • Lien masse/vitesse Compétences travaillées liées au projet • Être capable de mener à bien une construction simple, • Être capable de mettre en œuvre un dispositif expérimental suite à un cahier des charges donné, en s’appuyant sur des observations, des mesures appropriées, des analyses, • Être capable de poser des questions précises et cohérentes à propos d’une situation d’observation ou d’expérience, • Avoir compris et retenu quelques notions simples : rapport châssis/axe/roues; liaison fixe, liaison mobile • Caractériser les différences entre deux types de modes de déplacement : rouler, glisser. • Avoir compris quelques notions géométriques : centre de cercle, axes parallèles. • Être capable d’adapter sa construction par rapport à sa masse et aux frottements ; • Être capable de trouver une énergie permettant à la voiture de se mouvoir. Les élèves vont être mis en situation d’analyser, d’anticiper, de prédire, de faire des comparaisons avec le monde hors de l’école. Ils vont être mis en situation de rechercher des solutions pour concevoir l’objet. Ils vont : • • • • • • Cerner les besoins pour établir un cahier des charges, Imaginer, essayer Évaluer les essais, Fixer les solutions retenues, Organiser la production de l’objet définitif, Mener la production. NB : Cette démarche peut aussi contenir des temps d’analyse d’objets existants, des analyses des causes de dysfonctionnement. • • • • • • • • • Émettre des hypothèses, Élaborer des dispositifs, Réaliser les dispositifs, Faire des essais, Confronter les essais avec les hypothèses de départ, Améliorer le dispositif, en travaillant sur les concepts (masse, frottements, …° Faire de nouveaux essais, Conclure, Confronter aux savoirs savants. Construire un objet roulant capable de se déplacer de façon autonome, allant le plus loin possible. Le départ se fera véhicule à l’arrêt, sans élan. Quelques problématiques liées au sujet : • Qu’est ce qui roule? o On recense tous les objets qui roulent (parmi les objets familiers des enfants) o Que veut dire rouler ? Quelle différence entre rouler et glisser ? o Pour rouler il faut des roues qui tournent. • Combien de roues, sur quoi sont placées les roues ? Où les placer ? o Travail sur le nombre de roues, sur le positionnement des roues, o Comment sont reliés ensemble les différents éléments d’une voiture : châssis, roues, axes o Comment les roues tournent- elles ? o Axe fixe sur le châssis, roue mobile, Axe mobile, roue fixe sur l’axe, Axe et roues mobiles, o Où se place l’axe par rapport à la roue ? • Avec quoi construire des roues ? o Essais de différentes propositions, pourquoi ça marche, pourquoi ça ne marche pas ? • Comment faire avancer droit ? Comment placer les roues ? Comment placer les axes ? • Comment limiter les frottements ? o Repérer les sources de frottement : roue/axe, roue/sol, axe/châssis, roue/châssis • Essayer de jouer sur différents paramètres pour y remédier. (matériau utilisé, type de fixation…) • Comment fabriquer le véhicule pour qu’il descende la pente sans se casser ? o Solidité, fixations, o Taille, épaisseur des roues • Comment adapter la masse de l’objet ? o Objet lourd : prend de la vitesse dans la pente mais + lent sur le plat o Objet léger : moins de vitesse dans la pente mais va plus loin sur le plat • Quelle propulsion choisir ? o Air, contrepoids, élastique, ressort, friction, moteur… Prolongement possible (facultatif) : recherche documentaire, lien avec l’EDD : Éducation au développement durable Exemples de problématiques : • Quelles voitures de demain ? • Comment organiser les transports pour moins polluer ? • Quelles énergies pourra-t-on utiliser pour nos voitures ? Evaluation • • • • • • L’objet roule. L’objet se déplace de manière autonome. L’objet roule de manière rectiligne. L’objet effectue … mètres. Les panneaux sont explicites au niveau de leur contenu. Les élèves communiquent de manière compréhensible : présentation de leur démarche et de l’objet 1 2 Construire un objet roulant capable de se déplacer de façon autonome, allant le plus loin possible. Le départ se fera véhicule à l’arrêt, sans élan. Imaginer un objet qui Présentation du projet. roule et qui ne glisse pas. Par élève : une feuille A 4 Ce qui a été produit. Idem Schématiser l’objet final. Le légender. Expliquer comment on le fait fonctionner. Quels critères de production sont respectés ? Par groupe de besoins (3 élèves maxi-6 groupes) Une feuille A 3 : Décalage : Gros feutres VOC Nommer avec précision les différentes parties de l’objet. Idem Par élève : Mots précis apportés par l’enseignant. Ce qui est compris. Les définir (dictionnaire) Les placer sur le dessin. Les écrire dans le répertoire. Collectivement : échange 3. Valider « sa production ». Même organisation : La feuille ci-dessus + le matériel demandé Essai Ce qui est prévu fonctionne, ne fonctionne pas. Le groupe a « corrigé » : ce qui fonctionne désormais, ne fonctionne toujours pas. Ecrire ce qui fonctionne, ce qui ne fonctionne pas. Réécrire pour que cela « fonctionne ». 4. Synthétiser 5/6 Débattre Essai etc… Par groupe hétérogène A quelle condition, l’objet roule-t-il ? Par groupe et collectivement Chaque groupe présente son objet : il explique ce qu’il a fait, ses difficultés ; les autres apportent des solutions en parlant ; le groupe peut s »isoler pour améliore l’objet. Les élèves ont compris la nécessité d un essieu. L’essieu est solidaire du châssis : la roue tourne sur l’essieu. L’essieu tourne ; la roue aussi . Ce qui est dit ; échangé ; les problèmes sont bien identifiés ; les solutions sont clairement expliquées ; essayées ; validées. CONJUG. 2° séance Construire un objet roulant capable de se déplacer de façon autonome, allant le plus loin possible. Le départ se fera véhicule à l’arrêt, sans élan. Manipuler des phrases Collectivement : du type Si + présent/ Pendant le débat : à l’oral futur ; si+ imparfait /présent En différé , par « groupes du conditionnel de besoin » …(en fonction des acquisitions sur le présent et l’imparfait Corpus de phrases…séance 3 Changement de sujet, de verbe…(en fonction des acquisitions sur le présent et l’imparfait) Collectivement : synthèse orale puis écrite par l’enseignant. CONJUG. 3° suite S’entraîner Manipuler des phrases du type Si + présent/ futur ; si+ imparfait /présent du conditionnel Par groupe de besoins : • Si + verbe présent/futur : changement de sujet • Imparfait/conditionnel • Passage présent/imparfait donc futur /conditionnel présent. CONJUG. 3° séance Manipuler des phrases du type Si + présent/ futur ; si+ imparfait /présent du conditionnel Par groupe de besoins : Changement de sujet, de verbe…(en fonction des acquisitions sur le présent et l’imparfait) sur feuille A 3 Collectivement/par groupe hétérogène : correction par un autre groupe… 7 8 Répondre à la question du débat : comment l’objet peut-il rouler « seul » ? Collectivement : synthèse des remarques Par groupe hétérogène constitué à partir des éléments de chaque groupe. Réaliser un objet « roulant » seul. Même organisation que la séance 3 Ce qui est écrit. Les critères d’écriture sont respectés. L’amélioration sur la forme par rapport à la séance 1 Ce qui est prévu fonctionne, ne fonctionne pas. Le groupe a « corrigé » : ce qui fonctionne désormais, ne fonctionne toujours pas. La conclusion est « argumentée ». Construire un objet roulant capable de se déplacer de façon autonome, allant le plus loin possible. Le départ se fera véhicule à l’arrêt, sans élan. 8. Valider les objets roulants seuls. 9 Réaliser un objet roulant qui va le plus loin possible. 10. Valider l’objet roulant qui va le plus loin possible… S’entraîner Manipuler des phrases du type Si + présent/ futur ; si+ imparfait /présent du conditionnel Débattre Synthétiser Groupe hétérogène. Ce qui est retenu Ce qui est produit…. Matériel demandé par les élèves. CONJUG. 4° séance Ce qui est retenu. Par groupe de besoins : • Si + verbe présent/futur : changement de sujet • Imparfait/conditionnel • Passage présent/imparfait donc futur /conditionnel présent. 11. Construire un objet roulant capable de se déplacer de façon autonome, allant le plus loin possible. Le départ se fera véhicule à l’arrêt, sans élan. Synthétiser ce que l’on sait Individuellement : Répondre à la question… … Ce qui est écrit. Les critères d’écriture sont respectés. L’amélioration sur la forme par rapport à la séance 1. Ce qui est juste ; faux. Le décalage avec la séance 1 12. idem Collectivement/Individuellement CONJ Manipuler le futur antérieur/le plus que parfait oralement Par écrit • En prenant appui sur ce qui s’st dit dans les débats. • • • Etablir des remarques • S’entraîner • Exemples analogiques En changeant de sujet. En passant d’une structure passé composé/présent à futur antérieur/futur ; plus que parfait/imparfait Règle de construction de ces 2 temps composés Avec des verbes maîtrisés au passé composé. Avec des verbes non maîtrisés : c’est l’occasion pour les travailler aux 3 temps •