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Publié : 31 mars 2011
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Eveil technologique au cycle 1

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1.Présentation du travail

1.1 Prétexte

Face au non-fonctionnement d’objets techniques utilisés en classe, les enfants vont devoir faire le diagnostic des différentes pannes puis tenter de les résoudre.

1.2 Organisation générale

Séances de travail bi-hebdomadaires de 3/4 d’heure à 1 heure.

1.3 Intérêt des enfants

Ils manifestent une grande attirance pour les appareils produisant lumière ou son et surtout pour le démontage de ceux-ci (démarche qui leur est généralement interdite).

1.4 Matériel nécessaire

- Une douzaine de lampes de poche.
- Une vingtaine de piles différentes (plates, rondes, grosses, petites, neuves ou usées)
- Quelques ampoules de lampes de poche.
- Un magnétophone à cassettes à alimentation par piles ou par secteur.

1.5 Objectifs d’enseignement

1.5.1 Domaine cognitif

Affiner la perception de l’espace

• Position précise d’éléments tels que piles, ampoules, connexions métalliques (dessus, dessous, devant, derrière, entre). • Notion de volume (choix des piles).

1.6 Favoriser la connaissance d’objets techniques

• Identification des différents éléments qui composent l’objet (ampoule, verre, piles, connexions, couvercle, interrupteur, fils électriques, prises). • Fonction globale de chaque objet technique. • Fonction de chaque organe :secteur et alimentation ,ampoule et lumière ,caractère ponctuel de l’efficacité des piles.

Faire percevoir les connexions électriques dans le boîtier de l’objet technique

• Connexions entre les piles et l’appareil. • Nécessité, dans certains cas, de respecter les signes + et - (polarité) dans le positionnement des piles (magnétophone, lampe torche). • Indifférence de la polarité dans d’autres cas (lampe de poche).

1.6.1 Domaine méthodologique Faire observer pour favoriser la compréhension

Faire pratiquer une démarche scientifique

• Prendre conscience de la panne. • Démonter l’objet pour mieux observer. • Émettre des hypothèses sur les causes de la panne. • Vérifier ces hypothèses. • Parvenir à une meilleure connaissance de l’objet considéré grâce à la résolution de la panne.

1.6.2 Domaine instrumental Faire développer les outils de perception

Regarder pour comparer :

• la taille, le volume des piles ; • la présence ou l’absence des signes + ou -.

Affiner l’habileté manuelle

• Pour ouvrir le logement des piles (magnétophone), le boîtier (lampes de poche). • Pour encastrer les piles sans abîmer les lamelles. • Pour retirer ou replacer l’ampoule de la lampe de poche.< Favoriser l’expression et les échanges afin d’aider à comprendre (les causes de la panne)

Faire représenter graphiquement les objets techniques considérés

1.6.3 Socialisation

• Plaisir (remettre en service, d’une manière autonome, un appareil hors usage). • Entraide (pour réussir). • Échanges (pour faire progresser la recherche). • Prise de conscience par les enfants de leurs capacités.

- Remarque

Les séquences décrites dans la partie suivante contribuent toutes à atteindre, à des degrés divers, les objectifs présentés en B, C et D. Aussi nous bornerons-nous, dans la suite de ce texte, à reprendre les objectifs d’ordre cognitif.

2.Compte rendu des séances

2.1 Introduction : projet d’éclairage d’un village en carton

Les enfants ont fabriqué des maisons de carton dont les ouvertures des fenêtres et des portes sont tendues de papier vitrail. Au moment de Noël, ces maisons avaient été éclairées par les ampoules d’une guirlande électrique. En avril, les enfants souhaitent éclairer à nouveau leur village à l’aide de lampes de poche. On demande aux familles d’en prêter à la classe.

2.2 Les pannes de la lampe de poche

En triant celles qui sont prêtées, la maîtresse remarque que certaines d’entre elles n’ont pas de pile. Elle décide de les laisser en l’état.

2.2.1 Absence de piles

Matériel
- Une demi-douzaine de lampes de poche.
- Un bac de piles (à ne pas présenter au début de la séance).

- Situation Les enfants sont regroupés par quatre, on distribue une lampe par groupe.

- Consigne " On essaye de faire fonctionner la lampe."

- Objectifs spécifiques.

• Faire découvrir et connaître un objet technique : la lampe de poche (présence d’un interrupteur, d’un boîtier ; prise de conscience de la nécessité de la pile à l’intérieur du boîtier pour "donner de la lumière"). • Faire prendre en compte la notion de volume : choix de la pile. • Faire observer la position de la pile dans le logement prévu à cet effet.

- Remarques sur le déroulement

Certains groupes jubilent d’avoir réussi à allumer la lampe. Ceux dont les lampes n’ont pas de pile sont tout d’abord décontenancés, puis ils décident d’ouvrir le boîtier "pour voir ce qu’il y a dedans". La comparaison avec les boîtiers des lampes qui fonctionnent permet de constater l’absence de pile.

Le choix de la pile adéquate se fait par tâtonnement.

Suit un moment d’explicitation collective des problèmes posés et de leur résolution.

2.2.2 Usure des piles Matériel
- Une demi-douzaine de lampes de poche contenant chacune une pile, mais dont certaines sont usagées.
- Un bac de piles neuves.

- Situation Elle est identique à celle de la première séance.

- Consigne " Maintenant que l’on sait faire, on fait fonctionner la lampe. "

- Objectifs spécifiques

• Faire prendre en compte la notion de volume : choix d’une pile adaptée au boîtier. • Faire accéder au caractère ponctuel de l’efficacité d’une pile.

- Remarques sur le déroulement

La consigne semble ridicule aux enfants : ils savent que si une lampe ne fonctionne pas, c’est parce que la pile manque. L’ouverture du boîtier les rend perplexes. C’est le tâtonnement (" On peut toujours essayer de mettre une autre pile "), associé à de vagues souvenirs de ce qu’on entend dire dans les familles (" Il faut changer les piles, elles sont usées "), qui va permettre aux enfants de découvrir l’origine de la panne et de la résoudre.

2.2.3 Absence d’ampoule Matériel

Une demi-douzaine de lampes de poche dont certaines sont privées d’ampoule.

Un bac avec quelques ampoules et quelques piles (à ne pas présenter au début de la séance).

- Situation Les enfants sont groupés par quatre. Chaque groupe dispose d’une lampe de poche.

- Consigne " On vérifie que chaque lampe peut, maintenant, fonctionner. "

- Objectifs spécifiques •Affiner la connaissance de la lampe : prise de conscience de la présence et de la fonction de l’ampoule. •Développer l’habileté manuelle. • Mettre en situation de démonter, remonter correctement. • Faire expliciter les cheminements de pensée.

- Remarques sur le déroulement

Les enfants ne sont pas dupes. En début de séance, l’un d’eux s’adresse à sa maîtresse, exprimant le sentiment de chacun : " tu as encore dû nous faire une farce… ".

L’ouverture du boîtier devient une manœuvre de routine. Bien que l’absence d’ampoule "saute" à nos yeux d’adultes, les enfants réinvestissent leurs connaissances précédentes et demandent à changer de pile. Devant l’échec de la manœuvre, et en comparant avec les lampes qui fonctionnent, ils découvrent l’absence du "truc" qui brille.

L’insertion de l’ampoule est délicate. Des groupes ne comportant que deux enfants seraient plus favorables pour permettre à chacun de manipuler l’ampoule et d’essayer de la mettre en place.

2.3 Les pannes du magnétophone

Les enfants se servant spontanément du magnétophone à cassettes pour s’enregistrer, dire leurs secrets... Souhaitant assurer le transfert des acquis des enfants à la suite de la série de séquences sur la lampe de poche, la maîtresse reproduit, en secret, les pannes rencontrées avec la lampe, sur le magnétophone.

2.3.1 Absence de piles

Matériel
- Le magnétophone à cassettes de la classe dont les enfants se servent
- Un bac de piles de tension1, volume et forme variés, qui ne sera présenté que lorsque les enfants le réclameront.

- Situation

Le groupe-classe est réuni pour écouter l’enregistrement d’une chanson que l’un d’eux a effectué. L’un des enfants met en route le magnétophone. Aucun son n’étant émis, les autres protestent : " t’as pas appuyé sur le bon bouton ! Tu t’es trompé ! Attends, je vais y aller, moi ! "… Mais, après plusieurs tentatives, les enfants se rendent à l’évidence : " Il ne marche pas, il doit être en panne. "

- Consigne " Il faut trouver quelle est cette panne et réparer. "

- Objectifs spécifiques

• Assurer le transfert des acquis des enfants (situation différée dans le temps, contexte différent), - en faisant réutiliser des connaissances et des savoir-faire :
- meilleure connaissance de l’objet technique magnétophone ;
- en faisant rechercher le système d’ouverture du boîtier ;
- en faisant identifier la présence, le volume, le nombre et la position des piles. • Faire repérer les signes + et - dans le boîtier et sur les piles et faire mettre en correspondance ceux-ci.

- Remarques sur le déroulement

La nécessité de démonter le magnétophone a paru évidente dès lors que la panne a été constatée. Le tâtonnement a été long pour encastrer les piles correctement.

Les essais infructueux (lorsque les piles étaient placées sans respect de la polarité) ont poussé les enfants à observer de plus près les piles et le fond du boîtier : c’est ce qui a permis de découvrir la présence des signes + et -.

On note une difficulté à comprendre que deux signes de même nature, sur le boîtier et sur la pile, ne se superposent pas nécessairement exactement, mais qu’ils sont seulement proches l’un de l’autre (schéma ci-dessous).

Dessins sur le fond du boîtier La pile réelle ne se superpose pas exactement au dessin

Les échanges verbaux, au cours de cette séance, ont été particulièrement riches.

2.3.2 Usure des piles et mauvais positionnement

Matériel
- Le magnétophone à cassettes dont certaines piles sont usagées ou mal positionnées.
- Quelques piles neuves de rechange.

Situation La maîtresse annonce le jeu aux enfants. " Je vous ai encore fait une farce avec le magnétophone... Je crois bien qu’il ne fonctionne plus. "

Consigne Ce sont les enfants qui l’énoncent : " si je comprends bien, il va falloir qu’on répare ! "

Objectifs spécifiques • Évaluer les acquis concernant le repérage et la prise en compte des pôles. • Observer les procédures utilisées par les enfants. • Favoriser la prise de plaisir autour de l’objet technique (déjouer les pièges tendus par leur maîtresse). • Faire prendre conscience, par les enfants, de leurs capacités à faire un diagnostic, à réparer... • Faire utiliser des procédures méthodiques (sérier les hypothèses, se servir de ce que l’on sait déjà, soit réactiver ses savoirs).

Remarques sur le déroulement

Les enfants : essayent les touches de fonctionnements ; ouvrent les boîtiers ; sortent les piles ; les replacent soigneusement ; demandent des piles neuves ; remplacent la totalité des piles (on ne peut évidemment pas s’attendre à ce qu’ils effectuent une recherche méthodique pour déterminer quelles piles sont usées).

3.Transmission des acquis à la classe de C. P.

3.1 Projet

Fiers de leur aptitude à réparer les appareils qu’ils utilisent, les enfants décident d’expliquer à leurs grands camarades du CP, avec lesquels ils collaborent souvent, comment sont faits une lampe de poche et un magnétophone : " ça pourra leur servir s’ils ont des pannes. "

3.2 Représentation graphique de la lampe de poche.

Matériel Feuilles de papier Feutres

Situation Individuellement, chacun cherche à représenter la lampe de poche.

Consigne " On dessine la lampe de poche en montrant bien tout ce qui est important, sans rien oublier. "

Objectifs spécifiques Faire représenter graphiquement l’objet technique en sélectionnant les éléments déterminants : pile, ampoule, connexions Se donner un moyen supplémentaire pour accéder aux représentations récurrentes des enfants.

Remarques sur le déroulement

Les enfants sont très appliqués. Ils prennent plaisir à ce travail et se sentent utiles. Leurs dessins laissent apparaître que les éléments jugés importants sont : le boîtier, la pile et l’ampoule. L’absence de connexion n’est guère surprenante si l’on se réfère aux difficultés que les enfants plus âgés manifestent pour prendre conscience de celles-ci et les représenter. Une séance aurait pu être consacrée à leur découverte en introduisant des pannes adéquates.

3.3 Représentation graphique du magnétophone

Cette séance se déroule de la même manière que la précédent. Toutefois la représentation des piles dans l’espace de la feuille pose problème. Les enfants en sont encore au stade du réalisme intellectuel : il faut montrer toutes les piles.

4.Conclusion

Ce travail a beaucoup plu aux enfants. Ils osent (peut-être un peu trop, parfois…), démonter les appareils dont le fonctionnement est défaillant.

Leur démarche, initialement tâtonnante, est devenue logique et réfléchie, montrant ainsi que l’objectif principal a été atteint.

Leur jeu favori, durant les derniers mois de l’année, sera de créer à leur tour des pannes... transfert avisé des acquisitions des séances décrites.