Stages pratiques d`initiation à l`Astronomie pour les étudiants d`IUFM

OBSERVATOIRE DE PARIS
Unité Formation Enseignement
http://wwwusr.obspm.fr/aim/Iufm/cfa.html
Stages pratiques d’initiation à
l'Astronomie
pour les étudiants d’IUFM
à Saint-Véran en Queyras (Hautes-Alpes)
Année 2002-2003

OBSERVATOIRE DE PARIS
Unité Formation Enseignement
http://wwwusr.obspm.fr/aim/Iufm/cfa.html
Présentation
L'Unité Formation Enseignement (UFE) de l'Observatoire de Paris crée à Saint-Véran (Hautes-
Alpes), un Centre de Formation à l'Astronomie. La vocation première de ce centre est d’organiser des
modules d’initiation à l’astronomie à l'intention des étudiants d’IUFM.
L’astronomie est un domaine scientifique privilégié par l’attrait général qu’il exerce, en
particulier chez les jeunes. L’enseignement de l’astronomie peut ainsi aider au développement de la
culture scientifique et à l’appropriation progressive de concepts scientifiques. Une formation des
enseignants de tous les cycles scolaires aux connaissances théoriques et aux pratiques expérimentales
de cette discipline est une condition nécessaire pour transformer l’attirance de beaucoup de jeunes
pour le ciel en un goût pour les sciences et les techniques.
Une bonne initiation, à la fois théorique et pratique, peut être réalisée en quelques jours sous
forme de modules qui s'adressent en premier lieu aux futurs professeurs des écoles en seconde année
d'IUFM (PE2), dans le cadre des stages externés, mais pourront également concerner les professeurs
stagiaires des collèges et des lycées.
L’Observatoire de Paris, Grand Etablissement dédié à la recherche en Astronomie, participe
ainsi au développement de la culture scientifique des enseignants et des futurs enseignants du premier
et second degré, selon les recommandations du rapport «ÊPour une rénovation du dispositif de
formation des enseignantsÊ» et les souhaits de la Commission des Présidents des Universités.
Déroulement et contenu des stages
L’enseignement est fait par deux astronomes de l’Observatoire de Paris. Chaque stage fait
l'objet d'une validation. Tous les enseignements sont accompagnés de polycopiés.
Chaque module se déroule sur 5 jours. Une journée se décompose comme suit :
Matinée : trois heures d'enseignement théorique des bases de l'astronomie. Il suit au plus près
les programmes du cycle 3 de l'enseignement primaire et a pour objet d'expliquer les phénomènes
astronomiques simples qui régissent notre vie quotidienne, de mettre en évidence leur utilisation pour
la mesure du temps, de situer la Terre dans le système solaire et ce dernier dans l'Univers.
Après-midi : trois heures de travaux dirigés et pratiques et d'observations réalisables de jour.
Cet apprentissage a pour principal objectif de "faire toucher du doigt" les phénomènes astronomiques,
dans l'esprit de l'opération "La Main à la Pâte". Des expériences simples seront proposées aux
stagiaires, qu'ils pourront à leur tour proposer à leurs futurs élèves.
Soirée : trois heures d'observations du ciel nocturne, pour profiter du fait que le village de
Saint-Véran, situé en altitude (2040 m), loin de toute pollution lumineuse, est un site de qualité
astronomique. L'observation des astres sera l'occasion de découvrir leur très grande diversité :
expliquer, même de manière simple, en quoi ils consistent, comment ils se forment et évoluent, n'est
possible qu'en faisant appel à de nombreuses disciplines scientifiques (mathématiques, physique,
chimie, biologie…).
Le calendrier des stages pour l'année scolaire 2002-2003, le programme du module, des
informations sur les inscriptions et l’accès à Saint-Véran sont communiqués ci-après et sont également
consultables à l'adresse web suivante : http://wwwusr.obspm.fr/aim/Iufm/cfa.html. Pour obtenir des
détails complémentaires, on pourra contacter [email protected] ou Yves[email protected].

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Calendrier des stages de formation
Les modules de formation d’une semaine proposés pour l’année scolaire 2002-2003 sont à choisir
dans les périodes suivantesÊ:
du 16 septembre 2002 au 20 décembre 2002
du 21 avril 2003 au 27 juin 2003
Programme des modules de formation
Les thèmes abordés lors d’un module recouvrent le programme officiel du cycle 3, en accordant une
attention particulière aux activités pratiques et observationnelles et en s’inspirant des idées directrices
de l’opération «Êla main à la pâteÊ».
Pour des raisons de concision, le texte suivant énumère simplement les sujets abordés, sans faire
apparaître explicitement les relations entre cours et activités pratiques.
Système Soleil-Terre-Lune
Comprendre l’alternance jour/nuit, les saisons, les éclipses, le mouvement des planètes
Les mouvements de la Terre
La rotation diurne : jour et nuit, mouvement apparent du Soleil, fuseaux horaires.
La révolution annuelle : les saisons, les calendriers
La précession des équinoxes : variations à grandes échelles
Les mouvements de la Lune
Mouvements apparents dans le ciel, observation, rotation, révolution
Les phases de la Lune
Le mécanisme des éclipses
Repérer les astres : les systèmes de coordonnées célestes
Les différents tempsÊ: temps solaire, temps sidéral, temps universel.
Les systèmes de coordonnées : horizontales, équatoriales, utilisation pratique.

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Le Système Solaire et l'exploration spatiale
Présentation des différentes planètes et des grandes étapes de l’exploration spatiale
Les différents objets situés dans le système solaire
Planètes, satellites, petits corps, poussière, plasma...
Description et comparaison des distances et tailles des différentes planètes
Description des orbites elliptiques autour du Soleil, distances au Soleil, tailles des planètes
(sphères), Système Solaire rapporté au 1/1000000Ê: le Système Solaire surtout composé de vide.
Carte d'identité de chaque planète, de Mercure à Pluton
Rayon, masse, densité, période orbitale, distance au Soleil, rotation propre, température.
Classification des planètes
Planètes telluriques et planètes géantes. Principales différences.
Les petits mondes glacés du Système Solaire externe
Les satellites galiléens, Titan, Triton, Pluton et Charon.
Les comètes
Les comètes dans l'Histoire, origine et caractéristiques, évolution avec la distance au Soleil
(chevelure, queues de poussière et de gaz, …)
Les astéroïdes
Origine et intérêt, localisation dans le Système Solaire, caractéristiques
Météorites, étoiles filantes et météores
Les grandes étapes de la formation du Système Solaire
L'exploration spatiale
Les débuts, les premières images des planètes, vers l'exploration systématique du Système Solaire
externe, les missions spatiales vers les astéroïdes et les comètes.
Étoiles et galaxies
Comprendre la place de la Terre dans l’Univers
Pourquoi les étoiles brillent-elles ?
Couleur et température, rayonnement.
Système en équilibre, production d’énergie
Une étoile typiqueÊ: notre Soleil.
L’observation des étoiles.
Parallaxe, magnitudes, température effective, vitesse radiale, composition chimique.
Le diagramme HR.
Vie et mort des étoiles.
Formation des étoiles à partir des nuages moléculaires.
Naines et géantes.
Stades finauxÊ: nébuleuses planétaires et supernovae. Production des métaux.
Les résidusÊ: naines blanches, étoiles à neutrons et trous noirs.
Étoiles et galaxies.
Notre GalaxieÊ: la Voie Lactée.
Les autres galaxiesÊ: morphologie, propriétés.
Les grandes structures de l’Univers.

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Histoire de l’astronomie
Les grandes étapes de la compréhension et de la représentation de l’Univers
et l’évolution des instruments d’observation
Les grandes civilisations de l'Antiquité (4000-1000 av JC) : Chine, Egypte,
Mésopotamie, etc.
Repères dans le temps : élaboration de calendriers
Repères dans l'espace : principaux astres, constellations, zodiaque, éclipses, les points
cardinaux
Les grandes étapes de l'Astronomie grecque (700 av JC - II ème siècle ap JC)
Terre ronde, astre isolé dans l'espace, nature de la lumière, explication des éclipses
Géocentrisme et cosmogonie des deux sphères
Les sphères homocentriques (Eudoxe et Aristote)
Mesure du rayon de la Terre et de la distance de la Lune et du Soleil
Les découvertes d'Hipparque
Les cercles excentriques et le système épicycle-déférent de Ptolémée.
L'Astronomie arabe et les scolastiques du Moyen Âge
De Copernic à Newton : la Révolution Copernicienne et le système héliocentrique
Copernic et le système héliocentrique
Kepler et les lois du mouvement des planètes
Galilée observe le ciel et fonde la Mécanique (Principe de l'inertie, chute des corps)
Enoncé de la loi de la gravitation universelle par Newton : la dynamique des corps célestes
De Newton à nos jours : l'astronomie, puis l'astrophysique au carrefour des sciences
Les triomphes de la mécanique céleste : Découverte de Neptune et Pluton
Le monde des étoiles, des nébuleuses et des galaxies
L'expansion de l'Univers et la théorie du Big-Bang ; les premiers instants de l'Univers
L'Univers et ses composantes observés à toutes les longueurs d'onde électromagnétiques
La conquête spatiale et l'étude des planètes in situ.
Conférence sur l’actualité de la recherche
Contact avec la recherche
La dernière matinée (vendredi) sera consacrée à l’approfondissement d’un sujet (selon l’actualité
astronomique ou les centres d’intérêt des participants, éventuellement hors programme) choisi par
concertation entre les stagiaires et l’enseignant.