Découvrir le monde - L’électricité - Séquence complète

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Découvrir le monde : l’électricité

Compétences : – S’approprier une démarche expérimentale : émettre des hypothèses, et expérimenter pour vérifier.
– Manipuler et nommer le matériel pour réaliser des expériences.
Nombre de séances : 2
Matériel : Voir expériences
Durée de la séance : 20-30 minutes de réalisation d’expérience
Modalité : En petits groupes

SEANCE 1
Durée Activité Mode de travail

❶ Mise en route

Rassembler devant ses élèves différents objets de la maison/classe qui fonctionnent avec des énergies diverses : piles/électricité, vent, soleil, eau… comme par exemple un éventail, une seringue sans aiguille, un sèche-cheveux, un moulin à vent, un moulin à eau (de plage), une brosse à dent classique, une brosse à dent électrique, un jouet électronique, une lampe de poche dynamo… Laisser les enfants les observer et les manipuler pour qu’ils retrouvent comment fonctionnent ces objets.

Puis, faire une petite pause pour expliquer : « Pour qu’un objet fonctionne, il a besoin d’énergie. Nous aussi, pour être en pleine forme, marcher, parler, jouer…il nous faut de l’énergie. Il existe différentes sources d’énergie : les voici ! » Montrer alors les cartes énergies de la Fiche matériel et demander à ses élèves de retrouver quelles énergies ces cartes représentent. Puis faire tirer au sort une carte Objet à un élève. Il va devoir alors essayer d’associer une carte énergie à celle-ci.

Une fois les paires obtenues, vous allez apporter votre savoir afin que vos élèves soient sensibilisés aux énergies propres (c’est-à-dire renouvelables) ou énergies sales (qui polluent). Par exemple, le vent, le soleil (la lumière), l’eau sont des énergies propres car elles sont naturelles. Le bois l’est également même si l’acte de déforestation est à condamner. En revanche, les autres sources sont dites sales car elles sont polluantes lors de la production.

❷ Expérience 1 : La lampe de poche

Problématique : Comment fonctionne une lampe de poche ?
Poser la problématique aux élèves afin de recueillir les hypothèses. Les mettre par écrit afin de garder une trace de leur réflexion. Puis, guider la discussion afin de faire émerger le matériel nécessaire pour réaliser l’expérience.

Matériel : différentes lampes de poche fonctionnant avec des piles, une ampoule E10, une pile plate 3R12 (saline de préférence), une douille E10, deux fils électriques à pince crocodile.

Réalisation :
1/. Placer toutes les lampes de poche (certaines contenant une pile, d’autres vides) devant les enfants et les laisser les manipuler avant d’engager la conversation : A quoi sert une lampe de poche ? Elle sert à éclairer. Que faut-il à une lampe de poche pour fonctionner ? Certaines piles ne s’allumeront pas car non alimentées par une pile, d’autres oui. Les enfants ouvriront alors les lampes pour comprendre qu’il faut une pile qui fournit de l’électricité, une ampoule qui fait de la lumière et un bouton.

2/. « Tout comme la lampe de poche, vous allez essayer d’allumer l’ampoule à l’aide d’une pile. » Pour cela, donner une pile plate et une ampoule E10 aux élèves ; les laisser tester afin qu’ils réussissent à obtenir de la lumière. Ils devraient trouver que pour s’éclairer, il faut qu’une lame de la pile (ou borne) touche le culot de l’ampoule et l’autre lame touche le plot de l’ampoule.

3/. « Peut-on allumer l’ampoule à distance, sans la coller à la pile ? » Pour répondre à cette interrogation, rajouter deux fils à pince crocodile et visser l’ampoule sur une douille à pattes. Les enfants sont donc en train de réaliser un petit circuit électrique. Les laisser d’abord expérimenter seul, puis les aider : pour cela il faut relier chaque fil à une borne de l’ampoule et à une vis de l’ampoule.

4/. Proposer aux enfants de jouer au dépanneur. Créer des situations pour lesquelles l’ampoule ne peut s’allumer (pile retirée, pile mal positionnée, pile usagée, ampoule mise à l’envers, fils mal reliés…). Les enfants devront alors retrouver la panne et la réparer. Cela va leur permettre de réactiver ce qu’ils viennent d’apprendre sur les circuits électriques fermés simples.

❸ Comment ça marche ?

Un circuit électrique est constitué d’éléments conducteurs d’électricité, tous reliés entre eux. Pour cela, il faut un générateur (pile ou secteur), des fils conducteurs de l’électricité reliés aux deux pôles (+ et -) du générateur, et d’un récepteur relié aux fils. Le générateur est l’appareil qui donne l’énergie pour que le courant électrique puisse circuler.

Vous pouvez prolonger cette expérience avec une activité langage en utilisant une lampe à histoires que propose Roty. L’enfant s’accompagne des images qu’il projette pour inventer une histoire.

En petits groupes

SEANCE 2
Durée Activité Mode de travail

❶ Mise en route

Rappel de l’expérience sur la lampe de poche.
Expliquer aux élèves qu’ils vont mener une nouvelle expérience sur le thème de l’électricité.

❷ Expérience 2: Rudolph, le renne au nez rouge

Problématique : Comment reconstituer un Rudolph au nez rouge ?

Poser la problématique aux élèves afin de recueillir leurs hypothèses. Puis, les mettre par écrit afin de garder une trace de leur réflexion. Puis, guider la discussion afin de faire émerger le matériel nécessaire pour réaliser l’expérience.

Matériel : un couvercle de boite à chaussures, de la gouache, une ampoule rouge E10, une douille E10, une pile plate, deux fils crocodile, de la colle, du coton, une feuille cartonnée.

Réalisation :
Récupérer l’emballage carton d’un paquet de céréales et tracer au crayon la silhouette de la tête d’un renne (cette silhouette devra tenir dans le couvercle de la boite à chaussures).
Puis, proposer de la gouache aux élèves pour qu’ils peignent la tête. Coller cette tête à l’intérieur du couvercle de la boite à chaussure que les enfants auront aussi décorée.

Faire un trou au niveau du museau de Rudolph et faire passer l’ampoule rouge. Derrière le couvercle, visser l’ampoule dans la douille. Il ne vous reste plus qu’à réaliser le circuit électrique, tel que celui réalisé dans la première expérience : relier à l’aide d’un fil à pince crocodile, une lame de la pile à un côté de la douille, puis l’autre lame de la pile à l’autre côté de la douille.

Et voilà, Rudolph a le nez qui s’illumine ! Attention, ne gardez pas le circuit branché en continu car cela chauffe.
Observer le phénomène puis le débrancher en enlevant une pince crocodile.

En petits groupes

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