Les leviers, séance 1: soulever le bureau

 

Comment soulever le bureau de l’enseignant ?

                Aperçu rapide:

Le levage d’un objet lourd, le bureau de l’enseignant, est proposé aux élèves qui réfléchissent aux moyens d’y parvenir.

Ils élaborent des dispositifs que la classe discute. Les mots leviers, poulies, cales… sont utilisés.

Le résultat de cette première séance n’est pas tout à fait conforme à ce qui était prévu : la classe n’a traité que des dispositifs mus par la force humaine.

Remarque : les photographies des dispositifs proposés par les enfants sont visibles à partir du sommaire , « dispositifs imaginés ».

                Matériel : - cahier d’expériences, feuilles A3 (1 pour 1 groupe d’élèves), feutres.

                Organisation : On alternera des phases collectives avec des phases de travail de groupes. Les groupes seront constitués de façon à favoriser l’expression de chacun.

                Collectivement :

                Le maître peut évoquer des inondations, leurs dramatiques conséquences et la nécessité de surélever les meubles pour les protéger des méfaits de l’eau. Il propose alors le défi : Soulever le bureau afin de mettre des cales sous ses pieds.

                On laisse un ou deux élèves tester seuls l’opération et on relève leurs impressions : C’était lourd ; ça fait mal aux mains, au dos ; je n’ai pas assez de muscle, de force…

                D’où le problème que l’on expose: Imaginez comment on pourrait faciliter la tâche afin de pouvoir relever le défi.

                Par petits groupes :

                On prend soin d’expliciter la situation : il s’agit d’inventer un dispositif pour soulever plus facilement le bureau. On invite donc les élèves à exprimer oralement quelques hypothèses. Ainsi, on aidera les élèves qui pourraient se trouver en difficultés pour concevoir une hypothèse de départ.

                Phase de recherche : Les élèves imaginent des dispositifs. Ils en rendent compte par écrit : traces comprenant du texte et/ou du dessin sur le cahier d’expériences, affiches de groupe…

                Mise en commun : Les solutions proposées sont discutées par le groupe classe. On demande aux élèves de proposer une catégorisation des dispositifs proposés.

                Quelques idées relevées des élèves :

                Intervention de l’enseignant : L’enseignant catégorise lui-même les documents des élèves. Il demande alors qui peut expliciter sa solution (force musculaire/force mécanique). Quand le critère de catégorisation est identifié, on le fixe par une re-formulation précise : Il y a deux types de dispositifs : ceux qui utilisent la force musculaire des hommes ou des animaux, ceux qui utilisent des machines.

                Synthèse collective :

                Les solutions sont classées dans un tableau à deux colonnes : les dispositifs mus par l’homme ou par l’animal et ceux qui utilisent des machines.

Le tableau est conservé comme trace écrite commune. il est affiché dans la classe.

                On conclut en disant aux élèves que l’on s’intéressera tout au long du module au dispositif de la première colonne.

                Bilan de séance :

En arrivant dans la salle de science, pour la 1^ère séance, les élèves connaissaient déjà le thème du travail : les leviers. Ainsi, très rapidement, dans la discussion qui commence la séance, une enfant évoque l’utilisation d’un levier pour soulever le bureau. Le maître en profite pour expliciter cette proposition : l’élève a fait le lien entre le thème et la question posée. Du fait, les propositions des enfants sont toutes basées sur des mécanismes de levage mus par la force humaine (comme si les machines n’utilisaient pas les leviers) : leviers, poulies, grues/balances…

La séance s’est achevée par la présentation au groupe classe des différents dispositifs. Une discussion argumentée s’est mise en place. Nous avons cherché à comparer les dispositifs, à les catégoriser, trouver les points communs, les différences… Les propositions sont ainsi validées pour la phase suivante : le test !

Nous n’aurons pas la possibilité de tester « grandeur nature » les dispositifs utilisant une grue ou une poulie. Mais pour la séance 2, nous utiliserons le levier…