Défi techno

Classe de CP D Elémentaire 9 rue Riblette

Défi technoLa classe de CP- D va participer à un défi organisé dans notre circonscription : il s’agit pour les enfants de concevoir un objet roulant se déplaçant de façon autonome à l’aide de l’air sur une distance de 1 mètre sur un sol horizontal et transportant une masse de 100 grammes.

Comment imagines-tu cet objet ?


PRESENTATION DU DEFI

La maîtresse présente le cadre du défi puis lit l'énoncéplusieurs fois.Les enfants expriment ce qu'ils ont compris et la maîtresse complète les explications des mots du texte du défi (concevoir, construire, roulant, se déplaçant, autonome, distance de l m, sol horizontal, masse de 100 g ...) .Nous nous arrêtons sur la notion de rouler :Qu'est-ce qui roule ? »Elaboration d'une liste d'objets roulants.Puis nous cherchons d'autres formes de déplacements.


Qu'est-ce qui roule ?

• une voiture• un vélo• une roue• un ballon• une poussette• un camion• une bille• une balle• une moto• un caddie


D'autres façons de se déplacer

• En marchant• En courant• En sautant• En nageant• En rampant• En volant


Premiers projets Le jour même, lors d'une autre séance, les enfants dessinent chacun un premier projet.NB : la liste d'objets roulants élaborée le matin a beaucoup influencé ce travail.Certains enfants ont dessiné un ou plusieurs objets roulants en oubliant la consigne de départ : masse de 100g et déplacement sur 1 m avec l'air.Objets imaginés- Ballon avec masse de 100g ; Roue avec masse de 100g ;Voiture ; Bateau à voile à roulettesDéplacements avec l'air imaginés- Souffler avec la bouche- Utiliser un ventilateur- Utiliser une hélice (sans arriver à préciser quelle serait la source d'air utilisée)NB : Oralement, un élève propose une voiture avec un ballon qu'on gonflerait et qu'on lâcherait, mais sans arriver à préciser comment cela pourrait s'envisager et fonctionner.


Mise en commun des premiers projets (Analyse et commentaires)

Les dessins sont affichés au tableau.On remarque plusieurs idées communes : roues, ballons, voitures.Peu d'enfants ont pensé au déplacement avec l'air et à la masse de 100g.En partant de ce qui est proposé et en ajoutant les impératifs (déplacement avec l'air et masse de 100g), les enfants aménagent leurs idées- Roue avec masse fixée dessus, se déplaçant soit en soufflant dessus, soit avec un ventilateur.- Voiture : mêmes façons de se déplacer.- Un ballon de baudruche avec une masse accrochée dessusNB : cette idée est contestée par certains, mais on décide de tester pour voir.« Comment réaliser ces essais ? »On n'a pas ce matériel en classe.Les enfants proposent d'apporter du matériel de chez eux (roues, ventilateur, voitures...)


Premiers essaisMatériel à disposition- roues simples- 2 roues avec un essieu- petite voiture (roues de moins d'un cm)- ballons de baudruche- masse de 100g- un grand ventilateur

Dispositifs testés•- Ballon de baudruche avec masse fixée par un fil au nœud du ballon : le ballon tourne sur lui-même quand on souffle.• Une roue : elle avance un peu, mais va de travers quand on souffle avec la bouche ou avec le ventilateur. •2 roues avec un essieu : un enfant souffle - les roues avancent un peu puis s'arrêtent - pas assez puissant – On essaie avec 2 enfants qui soufflent - les roues avancent de travers - « ils soufflent pas pareil » - ils essaient de caler leurs souffles mais n'y arrivent pas.


•- Même dispositif avec le ventilateur - ventilateur et roues posés sur la table : « l'air passe trop haut » - le ventilateur sur une chaise, roues sur la table cela fonctionne

NB : - les roues ne sont pas équipées de la masse de 100g - les enfants proposent de poser la règle à tableau le long du dispositif pour évaluer la distance de 1 m.

• Petite voiture : en soufflant, elle n'avance pas. •Avec le ventilateur sur la chaise, la voiture sur la table : elleavance un peu puis s'arrête. Les enfants proposent de suivre la voiture avec le ventilateur. On n'y arrive pas. Le ventilateur est trop gros. « L'air passe presque tout à côté de la voiture, pas assez sur les roues. » Un enfant propose alors d'essayer avec un sèche-cheveux.

A l'issue de cette séance, on conserve l'idée des 2 roues et de la voiture, du ventilateur et du sèche-cheveux.


Autres essais Représentations écritesAprès la première séance d'essais les enfants sont invités à représenter par le dessin les dispositifs qu'ils ont testés.Une analyse collective rapide des dessins amène à dire qu'ils ne sont pas toujours très clairs et ne seraient peut-être pas compris par les parents ou les autres classes. Il faudra donc, essayer de s'appliquer plus.Avant les vacances, on procède à des essais avec 2 sèche cheveux sur la petite voiture : avec le moins puissant cela ne fonctionne pas - avec l'autre, la voiture avance un peu, mais difficilement. L'observation et la réflexion amènent aux remarques : « la voiture est trop petite», « les roues sont trop petites », « l'air passe à côté »... On propose donc d'apporter une voiture plus grosse.Bilan de ce qui a été fait et retenu- 2 roues sur un essieu avec le ventilateur, à tester avec la masse de 100g.- une voiture plus grosse avec le sèche-cheveuxEn reprenant les projets de départ, on s'aperçoit que l'idée du chariot à voile et celle d'une voiture avec un ballon de baudruche ont été oubliées.On effectue une deuxième série de dessins représentant les dispositifs testés.


Relance du projetAu retour des vacances• On teste l'essieu avec les 2 roues, la masse de 100g fixée sur l'essieu : cela ne fonctionne pas, ni avec le ventilateur, ni avec le sèche-cheveux.• Un groupe d'enfants travaille sur l'idée d'utiliser un ballon de baudruche pour déplacer une voiture. Ils n'arrivent pas à trouver comment fixer le ballon pour qu'il puisse faire avancer la voiture.• Une voiture plus grosse a été apportée. On y place lamasse de 100g. On teste avec le sèche-cheveux. ÇA MARCHE !La voiture se déplace de l m. On a trouvé quelque chose qui fonctionne.On reprend alors les termes du défi: « concevoir et construire ».On a imaginé un dispositif qui fonctionne, mais on n'a pas construit l'objet roulant.

Comment construire une voiture ? »Certains enfants avaient apporté des roues, d'où venaient elles ? »On pense alors aux jeux de constructions.

NB : le projet marque alors une petite pause, le temps qu'une enfant apporte à l'école une boîte de constructions « Keenex », qui sera complétée par d'autres (manque de roues)


Construction du premier objet roulant

Les enfants construisent une « voiture » avec les « keenex »(avec les roues du plus gros diamètre présentes dans la boîte - les seules où il y en ait 4 - roues relativement lourdes)4 roues, 2 essieux, 2 barres latérales« Somment va-t-on placer la masse de 100g ? »Les enfants proposent de mettre une plaque sur les barres.Mais « pas une lourde, sinon ça ne va pas marcher, ça seratrop lourd ».On va utiliser du « carton plume », qu'il y a dans la classe.On teste ce dispositif avec le sèche-cheveux : ça nefonctionne pas ! « S'est pas comme la voiture de Jade. »« L'air passe à côté. » « Sa pousse pas la voiture. » « S'est troplourd ».On teste avec le ventilateur, au cas où ... ça ne fonctionnepas !


Construction du premier objet roulant (suite)

Relance de la maîtresse : « Pourquoi cela ne fonctionne-t-il pasavec le ventilateur ? » « Que faudrait-il pour que çamarche ? » « Repensez aux idées de départ... »L'idée de la voile refait surface.On va construire un chariot avec une voile et on utilisera leventilateur.« Il faut une voile grande comme le ventilateur, comme ça toutl'air ira dessus »NB : entre temps d'autres roues ont été apportées (de pluspetit diamètre, beaucoup plus légères - de moyen diamètre).On décide de construire 3 chariots à voile : un avec chaquediamètre de roues.


Construction des chariots à voile3 groupes de travailLes enfants sont confrontés à divers petits problèmes techniques : ,- Dans certains cas les roues se bloquent / il faut changer la place des crochets de maintien- Comment couper la plaque à la bonne taille.-Plaque qui bloque les roues / il faut la recouper.

« Comment fabriquer une voile et la faire tenir ? »On peut utiliser du papier pour faire la voile et utiliser un « bâton » pour faire le mât. On a le papier mais pas de « bâton ». La maîtresse est chargée d'acheter une baguette de bois ou de plastique (pas trop lourde ! )Une fois la baguette achetée, on la coupe pour faire les trois mâts.« Somment va-t-on faire tenir le mât sur la plaque ? »« Il faut coller. » « Il faut mettre du scotch . »«S'est très long et tout petit en bas , ça va pas tenir. » « ça vatomber quand on va mettre de l'air ».Un enfant montre avec les mains qu'il faut élargir en bas. Je dessine au tableau la forme qu'il a montrée. « Qu'est-ce qui aurait cette forme ? » « Un entonnoir », propose immédiatement une élève.


(suite)Dès le lendemain un élève apporte un entonnoir. C'est juste bien pour le chariot à petites roues. Il est trop gros pour les autres chariots. Mais c'est très bien pour mettre le mât dedans. La maîtresse est chargée d'acheter d'autres entonnoirs plus petits (si elle en trouve ! )On a maintenant un entonnoir adapté à chaque taille de chariot. Mais un problème se pose pour le plus petit entonnoir. Le trou n'est pas assez gros pour mettre le mât.Que faire ? « Il faut tailler le mât ».Il faut maintenant fabriquer une voile.Le premier groupe qui essaie veut fabriquer une voile triangulaire. Les enfants tracent un triangle avec une règle, mais ne sont pas satisfaits car leur triangle n'est pas « régulier » et pas assez grand.La maîtresse leur montre comment fabriquer un triangle par pliage. Ils recommencent alors leur voile.Les 2 autres groupes procèdent de la même façon.Une fois les 3 chariots achevés, on passe aux essais.- Le chariot à petites roues posé sur le sol devant leventilateur, la masse de 100g cachée sous l'entonnoir, la règle à tableau à côté SUSPENS ... On met le ventilateur en marche et le chariot avance bien au delà du bout de la règle... On a réussi. ÇA MARCHE !


(suite et fin)On essaie avec les 2 autres chariots-Celui à grosses roues ne fonctionne pas bien / « Il est trop lourd » « Les roues ne tournent pas bien »-Celui à roues moyennes fonctionne, mais moins bien que le premier.

On décide donc de présenter le chariot à petites roues ; on choisit aussi quel entonnoir et quelle voile on conserve.

Pour terminer, quelques enfants décorent la voile.

On effectue une série de dessins représentant les diverses étapes de la construction, puis chaque enfant dessine le dispositif final.

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