Haut-JuraC l a s s e u r p é d a g o g i q u e

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Informations pratiques 2

Présentation de la journée 3

Principes pédagogiques 4

La séance en atelier

l La salle 6

l Le matériel expérimental 7

l La séance expérimentale : récapitulation 9

l Le déroulement des expériences 13

Le parcours de découverte en extérieur 20

L'exploitation en classe 22

La maquette de ferme traditionnelle 23

Les ressources

l L’habitat traditionnel du Haut-Jura 29

l Les principes physiques ?

l La construction bio-climatique 26

l Les sites Internet ?

Les documents pour le parcours en extérieur

l Le livret de l'élève ?

l Le livret de l'accompagnateur ?

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Informationspratiquesl La Maison du Parc est située dans le village de Lajoux.

l L’atelier pédagogique se trouve au rez-de-chaussée de la Maison, l’accueil se passe à l’entrée des visiteurs.

l Un grand parking permet l’arrêt des bus pour déposer les enfants en toute sécurité.

l Réservation par téléphone au 03 84 34 12 30.

l En cas de mauvais temps :• il est possible d’appeler le PNR la veille pour reporter la séance

à une date ultérieure• en cas de pluie au cours de la journée,

possibilité de repli dans une salle mise à disposition.

l Utilisation possible de la maquette de ferme traditionnelle et du livret.

l Information salle hors sac pour les repas. A préciser par PNR.

l Les activités proposées sont gratuites.

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Présentation de la journéeLes activités se déroulant par groupes, ceux-ci sont constitués avant l'arrivée avec un respon-sable adulte désigné pour chacun.

Une demi-journée dans l'atelier pédagogique :Des expériences pour comprendre.Des expériences scientifiques permettent aux élèves decomprendre des notions relatives au rayonnement solaireet à l'isolation des maisons. Certaines expériences sont réa-lisées par groupe. Elles nécessitent des prises de notesavant une restitution aux autres groupes. D'autres expé-riences sont conduites devant toute la classe avec la partici-

pation de quelques élèves choisis individuellement. 6 groupes au maximum (au moins 3 élè-ves dans chacun).

Planning type d'une journée organisée pour deux class e sArrivée en bus : La Maison du Parc est ouverte à partir de 9 heures

CLASSE 1Atelier : 2h 30 au minimum

Parcours : 2h 30

CLASSE 2Atelier : 2h 30 au minimum

Parcours : 2h 30

Pause repas : La Maison du Parc est fermée de 12h à 13h. Reprise des activités (à partir de 13 heure s)

Bilan de la journée et observation de la maquet te de ferme tra d i t i o n n e l l e

Une demi-journée sur le parcours de découverteen extérieur :Un parcours pour observer.La première partie du parcours s'effectue en groupes. Lesélèves disposent individuellement d'un livret, d'une plan-chette support pour faciliter l'écriture et le dessin. Chaquegroupe dispose d’une carte en couleur et d'une boussole.Autant que d'accompagnateurs adultes. Les élèves apporte-

ront le nécessaire pour écrire et les vêtements adéquats pour le parcours en extérieur.

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L'atelier pédagogique de la Maison du Parc est un lieu d'éducation à l'environnement des-tiné aux enfants. Les activités s'inscrivent dans la démarche pédagogique "La Main à lapâte" initiée par l'Académie des Sciences.

Néanmoins, pour répondre à un souci d'efficacité, il n'est guère possible au cours de la journéede laisser les enfants conduire un véritable tâtonnement expérimental. Les protocoles sontprésentés aux enfants qui ont ensuite la tâche de conduire leur propre expérience. Mais les éta-pes de représentations initiales, de mise en commun des résultats, de confrontation des hypo-thèses restent des moments forts de cette journée, tout comme la prise de notes après chaquemanipulation.Les concepts de l'éco-construction abordés au cours de la séance de travail sont des conceptssimples. Une maison bien isolée se chauffe plus facilement… De même, la séquence portant surles gestes éco-citoyens conduit à dire que l'on ne chauffe pas une maison lorsque les portessont ouvertes ou bien qu'il faut fermer les volets la nuit pour garder la chaleur. Ce sont là desactions élémentaires, qu'il est utile d'affirmer avec des résultats expérimentaux.

Principes pédagogiques etliens avec les programmes

O b j e c t ifs spécifi q u e sl Sensibiliser aux caractéristiques d’un climat de montagnel Découvrir comment l’homme adapte son habitation aux contraintes climatiquesl Découvrir des spécificités architecturales de la ferme traditionnelle du Haut-Jural Identifier ce qu’est un habitat bioclimatiquel Trouver des gestes au quotidien pour préserver l’environnement

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Le lien avec les pro g rammes : co m p é te n ces ciblées

Maîtrise de la langue : parler, lire, écrirel utiliser lors des expériences, lors du parcours en extérieur, un vocabulaire précisl apprendre à participer à un débat d'idées à la suite d'une expérience.

Histoire : évocation de la vie dans le Haut-Jura au cours des siècles passés. Recherche d'indices.

Géographie : décrire un paysage, lire une carte, utiliser le lexique spécifique de la géogra-phie jurassienne

Sciences : l formuler des questions pertinentesl participer activement à un débat argumenté pour élaborer des connaissances scientifiquesen en respectant les contraintesl prendre des notes lors d'une observation, d'une expérience, d'une enquête, d'une visitel rédiger, avec l'aide du maître, un compte rendu d'expérience ou d'observation (texte à sta-tut scientifique)

Pré requis

Pour profiter au maximum de votre passage à la Maison du Parc, nous vous invitons à préparervos élèves tant sur le plan des savoirs, des savoir faire que des savoir être.

Savoirs : à quoi sert une boussole, la course du soleil.Vocabulaire : climat, combe, intersection, chéneau, pignon, faucher, pâture, pédestre.Savoir faire : utiliser la boussole pour repérer les points cardinaux, lire une carte, se situersur un plan, exposer son travail devant le reste de la classe, noter des résultats d'expé-rience.Savoir être : être capable de travailler en groupe, débattre avec les autres, accepteret reconnaître ses erreurs.

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l l’Atelier pédagogique est situé au niveau 1 de la Maison du Parc. L'accès est le même quecelui des visiteurs venant découvrir l'exposition permanente présentant le Haut-Jura. (L'accèsse fait par la gauche du bâtiment au niveau inférieur)

l L'espace d’animation de 35 m2 est partagé en deux parties : la première sert à la fois devestiaire et de stockage des outils, la seconde offre des espaces de travail pour des groupes de3 à 5 enfants.

l Le centre de l'espace d'animation est occupé par une table utilisée pour les présentationscollectives d'activités : orientation d'une maison, organisation de la maison traditionnelle…

La salle

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Le matérielLes maquettes sont entreposées sur des rayonnages, elles sont distribuées en fonction desbesoins de chaque activité.

le matériel ex p é r i m e n ta l

Le socle :équipé d'une lampe et d'une sonde de mesure de température : ce socle sertà toutes les expériences réalisées par groupes. Rappelons les règles d'utilisation : l on ne doit sous aucun prétexte toucher la lampe (ni à froid, ni bien sûrà chaud)l seul un adulte est habilité à brancher ou débrancher l'installation.

La boussole : elle sert à fixer les points cardinaux.

Le chronomètre :la mise en route et l'arrêt s'effectuent avec le bouton droit, la remise à zéroavec le bouton gauche. Le bouton du milieu permet de choisir la fonction).

Le multimètre :utilisé dans sa fonction thermomètre (placer le curseur comme sur la photo,veiller au branchement correct des fiches rouge et noire).

Projecteur + plaques :Cette lampe (projecteur) est destinée à représenter le soleil. L'élève qui letient montre la course du soleil en se déplaçant et en décrivant un vaste arcde cercle. Il dirige constamment le faisceau lumineux en direction de lamaquette de la maison à éclairer, posée sur une petite table.

(vue des boîtes) :Ces boîtes permettent de comparer le pouvoir isolant de différents maté-riaux que sont le plexiglas, le bois et le carton plume.

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Matériaux isolants : laine de roche, laine de bois.

Matériaux isolants auto porteurs : bois, brique creuse.

Vue de la maquetteavec fenêtres et volets ouvrants.Cette maquette est utilisée dans l'expérience 5.

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La séance expérimentale :récapitulation Re p r é s e n tations initiales : comment se protéger du fro i d

1ère expérience : Le rayonnement solaire

Objectif : sentir que la lumière chauffeMatériel : l un projecteur (ou les rayons du soleil à travers la baie vitrée)l une plaque de plexiglasl une plaque opaque (carton plume ou bois)

Déroulement :l constater que la lampe allumée (ou les rayons du soleil) procure de la lumière et dégagede la chaleur sur la main placée devant le projecteur.l constater qu'avec un écran de plexiglas entre le projecteur et la main, la lumière continuede passer, que la chaleur reste sensible.l constater qu'avec un écran opaque, la lumière ne passe plus (bois), ou passe peu (cartonplume) et que la chaleur est arrêtée.

Conclusion : La lumière est un rayonnement qui éclaire et qui chauffe. Elle traverse une sur-face transparente, elle est retenue par une surface opaque.

2ème expérience : L'orientation de la maison vers le sud

Objectif : comment orienter la maison pour profiter au maximum d'un apport gratuit de chauf-fage solaire ?Matériel : l une maquette de maison avec baie vitréel une boussolel un projecteur

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Déroulement :l fonctionnement de la boussole (la pointe rouge indique le nord), déterminer les autrespoints cardinaux.l décrire un arc de cercle avec le projecteur pour représenter la course du soleill faire tenir le projecteur à un élève qui va montrer la course du soleil (attention, l'élèvedoit au cours de sa démonstration éclairer la maquette)l faire orienter la maquette par un autre élève afin de recueillir au maximum l'éclairage dusoleil.

Conclusion : l'orientation des grandes fenêtres au sud permet de faire entrer beaucoup de cha-leur du soleil dans la maison. Cette chaleur est abondante et gratuite.

3ème expérience : Les isolants thermiques

Objectif : découvrir la notion de matériau isolant.Matériel : l 6 socles avec lampes et transformateursl 6 chronomètresl 6 thermomètres à sondel 6 boîtes de dimensions identiquesl 2 boîtes en plexiglasl 2 boîtes en boisl 2 boîtes en carton plumel papier, crayons

Déroulement :l consigne de sécurité : ne pas toucher la protection métallique de l'ampoule (risque debrûlure en cours d'expérience)l fonctionnement du thermomètrel mise en route du thermomètre et relevé de la température de départ (T0)l fonctionnement du chronomètre

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l distribution des rôles (1 responsable du thermomètre, 1 responsable du chronométrage,1 ou 2 secrétaires)l mise en route de l'expérience avec prise de température toutes les minutesl noter les résultats sur une feuille ou le cahier d'expériencesl inscription des résultats sur le tableaul analyser des résultatsConclusion : Certains matériaux laissent passer moins de chaleur que d'autres, c'est ce qu'onappelle des isolants.

4ème expérience : Les matériaux isolants dans la construction

Objectif : découvrir de vrais matériaux isolants.Matériel : l des échantillons d'isolants : laine de chanvre, laine de verre, laine de bois, polystyrène.

Déroulement :l montrer les divers isolants sur la table roulante, les faire toucher.Conclusion : Il existe différents types de matériaux isolants pour construire les maisons.

5ème expérience : La mise en œuvre des matériaux dans la construction

Objectif : observer des coupes de murs avec des matériaux isolants.Matériel : l table roulante avec des coupes de murs réalisées à échelle réduite (environ 1/2) : bois(type chalet), structure bois avec isolant, mur de pierre avec doublage isolant. En plus unéchantillon de brique creuse et une présentation de double vitrage.

Déroulement :l montrer les dispositifs sur la table roulante, faire observer, faire toucher, reconnaître lesmatériaux avec les yeux fermés…Conclusion : Certains matériaux sont à la fois isolants et porteurs (brique creuse, bois).D'autres matériaux isolants sont utilisés en doublage d'un mur porteur.

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6ème expérience : Petits gestes et grands effets

Objectif : vérifier que les gestes simples (fermer fenêtres et volets) économisent beaucoup dechauffage.Matériel : l soclesl thermomètresl chronomètresl maquettes de maisons identiques (avec fenêtres et volets qui s'ouvrent et se ferment)

Déroulement :l répartir les groupes pour étudier les trois situations suivantes : portes et volets ouverts,portes fermées et volets ouverts, portes et volets fermés.l disposer les maquettes sur les socles et veiller à l'application de la consigne (ouvert,fermé)l mise en route de l'expériencel noter les résultatsl analyser les résultats

Conclusion : Chacun de nous peut économiser l'énergie chaque jour par des gestes simples.

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Le déroulement des expériencesLes textes écrits entre guillemets et en italique marron sont indicatifs du discours quepeut tenir le maître ou l’animateur dans la conduite de sa séance.

R.I. : Le climat dans le Haut Jura et l'a d a p tation de l'homme

« Nous sommes dans une région de montagne qui s’appelle le Haut-Jura. Cette région connaîtdes hivers très froids avec beaucoup de neige (voir poster au mur). Le vent qui vient du nord,la bise, augmente la sensation de froid. La bise est capable de s’engouffrer par les ouverturesminuscules et apporte du froid dans les maisons.» « Comment les hommes ont-ils appris à se protéger du froid ? Pensez aux hommes préhistori -ques.»

Réponses probables :« Depuis toujours, ils ont su profiter du soleil pour se réchauffer, ils ont appris à s’abriter der -rière des rochers, dans des cavernes ; ils ont pris l’habitude de se couvrir avec des peaux debêtes et surtout ils ont réussi à maîtriser le feu. » « Pourquoi la peau d’un animal nous protège-t-elle du froid ? La peau est-elle chaude ? »

Action : présentation d'un morceau de laine.« Voici un morceau de laine. A quoi sert la laine ? Nous utilisons aujourd’hui toutes sortes devêtements. Pour les maisons, c'est pareil. »

1 - Rayonnement solaire : Le soleil émet des rayons. Action : « Que fait le soleil ? Il nous éclaire et il nous chauffe. »« Le projecteur que voici va représenter le soleil. Lorsque je l’allume, nous voyons les rayonslumineux qui éclairent. »Prenant un élève à témoin« Mets la main devant le rayon, que sens-tu ? »Renouveler avec un autre élève« Je place maintenant une plaque transparente devant le projecteur. J’allume le projecteur,que voyez-vous ? La lumière traverse comme si la plaque n’était pas là. »Prenant un nouvel élève« Mets ta main devant le projecteur. (expérience précédente) Que sens-tu ? Si je place la pla -que transparente entre ta main et le projecteur, (le soleil) sens-tu encore la chaleur ? »«Je place maintenant une plaque opaque à la place de plexiglas. La lumière passe-t-elle tou -

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jours ? Est-ce que tu sens toujours la chaleur ? »Renouveler avec un élève de chacun des groupes. Remarque : Les tests du rayonnement se font avec un projecteur, ils peuvent se faire derrièreles baies vitrées si le soleil brille.Le test de la chaleur est plus évident si les élèves ont les yeux fermés.Conclusion : La lumière est un rayonnement qui éclaire et qui chauffe. Il traverse une surfacetransparente, il est retenu par une surface opaque.Application : « En été, comment peut-on se protéger du soleil ? (on met un chapeau, on se metà l'ombre…)

2 - Orientation d'une maison :Dans les maisons, il est important de faire entrer la lumière pour que le soleil apporte de la cha-leur (en hiver). Attention il en apporte plus qu'en été mais moins longtemps.A partir d'une maquette de maison présentant une façade largement vitrée, orienter celle-cipar rapport au soleil. Rappel de la course du soleil.Action : « Voici une boussole. A quoi sert-elle ? Qu'indique la flèche rouge ? ». « De quel côtése lève le soleil ? Où se couche-t-il ? A midi, dans quelle direction se trouve-t-il ? »La maquette de maison en carton est placée sur la petite table au milieu de la salle.Prendre deux élèves.Dire au premier élève : « Voici la maquette d'une maison qu'on va construire.»« Tu prends le "soleil" (le projecteur). Tu vas te déplacer autour de la table et tu éclaireras lamaquette avec le projecteur comme le ferait le soleil depuis le matin jusqu'au soir. »Remarque : Attention, lorsque nous voyons le soleil au sud à midi, les rayons qui nous éclairentsont dirigés vers le nord.Dire au second élève : « Tu vas orienter ta maison de telle sorte que les rayons du soleilentrent le plus longtemps possible à l'intérieur. »Remarque : Attention, l'élève qui tient le projecteur doit diriger ses rayons en direction de lamaquette. En général, les élèves le font spontanément. Conclusion : l'orientation des grandes fenêtres au sud permet de faire entrer beaucoup de cha-leur du soleil dans la maison. Cette chaleur est abondante et gratuite.

3 - Les isolants thermiques : « Lorsque le soleil ne brille pas, quand il fait nuit, que pouvons-nous faire pour avoir chauddans la maison ?»« Attention : Les rayons du soleil chauffent qu'il fasse chaud ou froid. Ils peuvent beaucoupchauffer même en plein hiver (comme en altitude). »R.I. : « Avec quoi peut-on chauffer une maison lorsqu’on manque de soleil ? (radiateur, poêle,cheminée) »Action : « Vous êtes des chercheurs et vous devez tester des matériaux différents pour connaî -tre celui qui garde le mieux la chaleur. »Remarque : L'effectif de la classe doit si possible être partagé en six groupes. De ce fait, cha-que matériau sera testé par deux groupes. Le nombre d'élèves de chaque groupe devra être auminimum de trois.