Sciences C3: les éclipses solaires.

10.4) Les éclipses, mise en situation.

Objectifs :

Mobiliser ses connaissances.

Confronter ses connaissances à celles des autres.

Ecouter, prendre la parole, argumenter.

Convaincre, faire évoluer son point de vue.

Observer un document scientifique.

Emettre des hypothèses quant à l’explication du phénomène des éclipses.

Matériel :

Un document présentant une éclipse de Soleil (DVD « Astro » : diaporama).

Un écran pour projeter le document.

Tableau pour noter les réflexions des élèves.

Présentation rapide :

Il s’agit, par la discussion et l’argumentation, de commencer à construire une explication scientifique des éclipses. Pour ce faire, les élèves vont participer à un débat, puis visionneront un diaporama présentant des images d’éclipses de Soleil.

Déroulement :

Présentation du sujet d’étude : les éclipses.

Relevé des représentations des élèves avant visionnage de l’animation : noter au tableau ce qui est retenu après négociation, discussion entre les élèves. L’enseignant « anime » les débats en questionnant les enfants. Il ne donne pas d’indication, pas de réponse.

Visionnage de l’animation flash (http://www.pixheaven.net/html/animations/eclipse_soleil.htm) une éclipse totale du Soleil.

10.5) C’est quoi une éclipse ?

Objectifs :

Mobiliser ses connaissances.

Confronter ses connaissances à celles des autres.

Ecouter, prendre la parole, argumenter.

Convaincre, faire évoluer son point de vue.

Matériel :

Un document présentant une éclipse de Soleil (animation flash ( http://www.pixheaven.net/html/animations/eclipse_soleil.htm ).

Un ordinateur et son écran pour voir le document.

Un tableau pour noter les réflexions des élèves.

Présentation rapide :

Il s’agit, par la discussion et l’argumentation, de continuer à construire une explication scientifique des éclipses. Pour ce faire, les élèves visionneront un diaporama présentant des images d’éclipses de Soleil.

Déroulement :

Autour de l’animation flash :

Phase orale : seconde phase de discussion autour des images : on note au tableau les remarques des élèves. On procède à une mise au point : « Avant avoir regardé le document, vous aviez dit …. . »  « Après avoir regardé le document, vous avez dit …. . ». On prend conscience de l’avancée des représentations. On relance le débat.

Phase écrite : les élèves écrivent ce qu’est une éclipse pour eux. Ils expliquent le phénomène par un dessin légendé, complété si possible d’un court texte explicatif (travail individuel sur le carnet d’expériences).

1^ère mise en commun : on relit ensemble quelques explications.

Trace écrite :

Elle est individuelle : les élèves inscrivent sur leur carnet une explication illustrée du phénomène.

Elle est commune : on procède à un affichage des dessins légendés des élèves . On réalise ainsi une présentation des « possibles » non encore vérifiés.

Remarque :

Dans les deux cas, il est important de préciser le caractère provisoire de ces écrits. Ils n’ont pas encore de « valeur scientifique » puisqu’ils n’ont pas fait l’objet d’un test.

10.6) Comment fabriquer une éclipse ?

Avec l’aimable collaboration de Frédéric Gérard, professeur au Lycée Diderot.

Objectifs :

Mobiliser ses connaissances.

Confronter ses connaissances à celles des autres.

Ecouter, prendre la parole, argumenter.

Convaincre, faire évoluer son point de vue.

Décrire et comprendre l’éclipse de Soleil.

Modéliser une éclipse de Soleil.

Matériel pour les élèves (fourni en conformité avec les hypothèses des élèves):

Lampes de poches.

Boules de polystyrène (10 cm de diamètre).

Boules de polystyrène (3 cm diamètre).

Piques à brochettes.

Matériel pour la classe :

Le même que celui des élèves.

Globe terrestre.

Projecteur à diapositives.

Boule de polystyrène (3 cm diamètre).

L’animation flash  ( http://www.pixheaven.net/html/animations/eclipse_soleil.htm )

Pour la manipulation supplémentaire :

Un rétroprojecteur dans un carton percé face à la source de lumière.

Un carton d’observation face à ce rétroprojecteur (calculer la distance !)

Un support équipé d’un pique à brochette et d’une boule de polystyrène.

Présentation rapide :

Il s’agit, par la réalisation d’une manipulation (en vue de réaliser une modélisation), de continuer à construire une explication scientifique des éclipses. En effet, la manipulation n’intervient qu’après mûre réflexion (« Penser avant d’agir ») : il s’agit de soumettre sa pensée, ses hypothèses, à la « réalité ». Il s’agit d’un exercice en soit un peu complexe puisqu’il faut admettre que c’est la modélisation seule qui validera les hypothèses. Ici, toute expérimentation sur le réel est impossible… Il faudra compléter la vérification par la consultation de documents « experts » : livres documentaires, diaporama explicatif de l’éclipse totale de Soleil du 11 août 1999.

L’animation flash est toujours accessible. Les élèves peuvent s’y référer.

Déroulement :

Validation en groupe d’une explication : Les élèves manipulent dans l’espace une source de lumière. Ils cherchent à produire une ombre sur la « Terre ». Ils mobilisent alors leurs connaissances sur les notions d’alignement et de distance. Par le questionnement, l’enseignant, fait formuler aux élèves les raisons qui justifient leurs gestes. On prendra soin de faire utiliser principalement les mots « alignement » et « distance ».

Mise en commun : Les élèves viennent présenter à la classe leurs modélisations (on sélectionnera les propositions les plus représentatives). La discussion portera sur la validité de la modélisation : explique-t-elle le phénomène d’éclipse de Soleil tel qu’on peut l’observer sur le document ? On se réfèrera à ds documents « experts » tels que des ouvrages documentaires (écueil du plan alors que l’on travaille dans l’espace) ou le diaporama de l’éclipse solaire du 11 août 1999. On illustrera ces documents avec notre modélisation.

Synthèse : La manipulation est reprise par l’enseignant. Devant le projeteur à diapositives (Soleil), il fait tourner la balle de polystyrène représentant la Lune (diamètre 3cm) autour de la balle de polystyrène représentant la Terre (diamètre 10cm). On observe l’ombre de la « Lune » qui se déplace sur la « Terre ». Puis, la « Lune » continue sa trajectoire, quitte la zone éclairée par le « Soleil » et rejoignant l’ombre projetée par la « Terre ».

Manipulations complémentaires :

On décide que désormais, c’est notre tête la Terre. On se place face au projecteur à diapositives. L’enseignant fait passer devant le projecteur une boule de polystyrène (diamètre 10 cm) pour que les enfants voient encore mieux l’éclipse.

On dispose, pour une seconde manipulation complémentaire, du rétroprojecteur, du carton d’observation (on se place derrière l’écran que forme le carton et l’on regarde par un ptit trou vers la source de lumière) et de la boule polystyrène fixée sur socle. La lampe du rétroprojecteur est allumée, un élève se place en observation derrière le carton, un autre met progressivement la boule dans l’alignement de la lampe et de l’œil de l’observateur. A travers le petit trou, on voit l’éclipse partielle puis totale.

Trace écrite :

Lors d’une éclipse de Soleil, la Lune passe entre le Soleil et la Terre.

Les trois astres (Soleil,  Lune et Terre) sont alignés.

L’ombre de la Lune est projetée sur la Terre.

Cette trace écrite est complétée par un dessin. Il y a de nombreux avantages à laisser également, en trace de synthèse, le globe terrestre, la balle de polystyrène représentant la Lune et une lampe, alignés. Ce modèle peut être en libre accès.

Prolongements : Les phases de la Lune…