LA LUMIERE/L’ARC EN CIEL

Eléments de contexte :

Classe de CE2 d’une école de centre-ville de zone urbaine

Références au programme et au socle commun

Compétences travaillées Domaines du socle

Pratiquer des démarches scientifiques 4

Imaginer, réaliser 5

S’approprier des outils et des méthodes 2

Pratiquer des langages 1

Mobiliser des outils numériques 2

Adopter un comportement éthique et responsable 3, 5

Se situer dans l’espace et dans le temps 5

Questionner le monde du vivant, de la matière et des objets

Qu’est-ce que la matière ?

Attendus de fin de cycle

• Identifier les trois états de la matière et observer des changements d’états.

Connaissances et compétences associées

Identifier les trois états de la matière et observer des changements d’états

Identifier un changement d’état de l’eau dans un phénomène de la vie quotidienne

Reconnaitre les états de l’eau et leur manifestation dans divers phénomènes naturels. Mettre en œuvre des expériences simples impliquant l’eau et/ou l’air.

Existence, effet et quelques propriétés de l’air (matérialité et compressibilité de l’air).

Les objets techniques. Qu’est-ce que c’est ? À quels besoins répondent-ils ?

Comment fonctionnent-ils ?

Attendus de fin de cycle

• Comprendre la fonction et le fonctionnement d’objets fabriqués.

• Réaliser quelques objets et circuits électriques simples, en respectant des règles élémentaires de sécurité.

• Commencer à s’approprier un environnement numérique.

Connaissances et compétences associées

Comprendre la fonction et le fonctionnement d’objets fabriqués

Observer et utiliser des objets techniques et identifier leur fonction.

Identifier des activités de la vie quotidienne ou professionnelle faisant appel à des outils et objets techniques.

Réaliser quelques objets et circuits électriques simples, en respectant des règles élémentaires de sécurité

Réaliser des objets techniques par association d’éléments existants en suivant un schéma de montage.

Identifier les propriétés de la matière vis-à-vis du courant électrique. Différencier des objets selon qu’ils sont alimentés avec des piles ou avec le courant du secteur.

Commencer à s’approprier un environnement numérique

Avoir acquis une familiarisation suffisante avec le traitement de texte et en faire un usage rationnel (en lien avec le

français).

Questionner l’espace et le temps Se situer dans l’espace

Attendus de fin de cycle

• Se repérer dans l’espace et le représenter.

• Situer un lieu sur une carte, sur un globe ou sur un écran informatique.

Connaissances et compétences associées

Se repérer dans l’espace et le représenter

Se repérer dans son environnement proche.

Situer des objets ou des personnes les uns par rapport aux autres ou par rapport à d’autres repères.

Produire des représentations des espaces familiers (les espaces scolaires extérieurs proches, le village, le quartier) et

moins familiers (vécus lors de sorties).

Lire des plans, se repérer sur des cartes.

Situer un lieu sur une carte ou un globe ou sur un écran informatique

Identifier des représentations globales de la Terre et du monde.

Situer les espaces étudiés sur une carte ou un globe.

Savoir que la Terre fait partie d’un univers très vaste composé de différents types d’astres.

Explorer les organisations du monde

Attendus de fin de cycle

• Comprendre qu’un espace est organisé.

Connaissances et compétences associées

Comprendre qu’un espace est organisé

Découvrir le quartier, le village, la ville : ses principaux espaces et ses principales fonctions.

PLAN DE SEQUENCE : LA LUMIERE / L’ARC-EN-CIEL

But / problématique Résumé

Séance 1

1h30

De quelle couleur est la

lumière ?

Les sources lumineuses naturelles/artificielles

La décomposition de la lumière en couleurs de l’arc-

en-ciel

Séance 2

45 min

Trace écrite de la séance 1

Séance 3

45 min

Trace écrite de la séance 1

Séance 4

1h30

Fabriquer un arc-en-ciel 5 ateliers réalisés selon les propositions des élèves

pour réaliser un arc-en-ciel

Séance 5

45 min

Trace écrite de la séance 4

Séance 6

1h30

Recomposer la lumière

blanche à partir des couleurs

de l’arc-en-ciel

Réalisation du disque de Newton à fixer sur un hand

spinner que l’on fait tourner pour recomposer la

lumière

Séance 7

45 min

Trace écrite de la séance 6

SEANCE 1 : De quelle couleur est la lumière ?

Durée 1h30

Matériel Bac eau + miroir + soleil (ou lampe-torche)

Filtre à café + feutres + récipients avec de l’eau + prisme + 1 CD

But / problématique

La lumière est-elle vraiment blanche ?

La lumière se décompose/ Une couleur peut être décomposée en

plusieurs couleurs

Compétences travaillées /

Notions

Les sources lumineuses naturelles/artificielles

La lumière se décompose en couleurs de l’arc-en-ciel

Une couleur peut être décomposée en plusieurs couleurs (les

couleurs primaires et secondaires pour la matière)

Lexique Sources lumineuses- La lumière se décompose- Le rayon se

réfléchit – Les couleurs primaires et secondaires de la matière

Prérequis

Déroulement

1- Dispositif : collectif

Consigne : Qu’est-ce que la lumière ?

Ecrire au tableau les réponses données par les élèves :

Trier les réponses avec le groupe classe pour en déduire :

- Les sources lumineuses naturelles

- Les sources lumineuses artificielles

2- Questions posées au groupe classe :

Est-ce qu’on peut prendre la lumière ? « non »

Est-ce qu’on peut mettre dans un sac la lumière ? « non »

De quelle couleur est la lumière ? ( les élèves ont répondu « jaune claire /blanche » )

3- Dans l’atelier attenant à la classe, une expérience est mise en place pour montrer que la lumière

n’est ni jaune ni blanche comme le pensent les élèves.

Par groupes de 5, les élèves vont aller dans l’atelier voir l’expérience mise en place et en déduire

que la lumière est arc-en-ciel !

Les étudiantes Marine et Steccy laissent les élèves découvrir l’expérience, répondent aux

questions posées et ensuite expliquent ce qui se passe. Les élèves en déduisent que la lumière se

décompose en couleurs de l’arc-en-ciel.

Pendant que les différents groupes vont dans l’atelier, les élèves restés en classe commencent à

réaliser les dessins des sources lumineuses naturelles et artificielles trouvées précédemment sur feuille

blanche (à conserver pour la trace écrite).

Synthèse collective :

L’expérience montre que la lumière se décompose en 7 couleurs qui sont les couleurs de l’arc-en-ciel :

rouge-orange-jaune-vert-bleu-indigo-violet. Elle n’est donc ni jaune clair ni blanche comme on pouvait

le penser.

4- Consigne : « Pour mieux comprendre que la lumière se décompose, nous allons faire une

expérience avec des couleurs (matières) de vos feutres »

Distribuer des petits pots remplis d’eau et du papier filtre à café

Montrer au tableau ce qu’ils vont devoir réaliser comme expériences :

« Vous allez découper dans le filtre à café des bandelettes rectangulaires assez longues et vous

mettrez un point de couleur à 1 cm du bas et un autre point de couleur témoin en haut de la bandelette.

Vous tremperez votre bandelette en vous arrêtant juste avant le point du bas et vous attendrez quelques

instants… »

Faire le dessin au tableau

« Vous testerez plusieurs couleurs en commençant par le vert, observez ce qui se passe et gardez bien

les bandelettes pour la trace écrite. »

Laissez 10 à 15 minutes

Par groupe de 2, les élèves vont réaliser l’expérience avec des couleurs différentes.

Synthèse collective :

Une couleur peut être décomposée en plusieurs couleurs (couleurs secondaires : vert, violet, orange…)

mais certaines couleurs ne peuvent pas être décomposées (couleurs primaires : rouge, bleu, jaune).

La lumière, elle, se décompose en plusieurs couleurs qui sont les couleurs de l’arc-en-ciel.

5- « Avant de terminer cette séance, avez-vous d’autres idées d’expériences à mettre en place pour

fabriquer un arc-en-ciel ? »

Noter les idées/hypothèses des élèves au tableau :

- Tuyau d’arrosage avec pluie fine pour créer un arc-en-ciel lorsqu’il y a du soleil

- Brumisateur avec soleil ou lampe-torche

- Bulles de savon

- Métal ? ou CD

Prévoir pour la séance 4 le matériel pour la mise en place et la réalisation de ces idées/hypothèses.

SEANCES 2 et 3 : Trace écrite de la séance 1

Durée 2x45 minutes

Matériel Dessins réalisés sur feuilles blanches

Filtres à café avec les différentes couleurs testées

But / problématique Rappel de tout ce qui a été vu lors de la séance 1 avec traces

écrites (dessins, schémas, bandelettes, synthèses collectives)

Compétences travaillées /

Notions

Traces écrites variées. Synthèses collectives

Lexique Rappel du vocabulaire et des notions vues lors de la séance 1

Prérequis

SEANCE 4 : Fabriquer un arc-en-ciel

Durée 1h30

Matériel

Tuyau d’arrosage + embout permettant de réaliser de la pluie

(gouttelettes)

Produit vaisselle, fil de fer, bassine, pots en plastique

Brumisateur, lampe-torche, lampe puissant

Miroir, bac eau, grande feuille blanche

CD et prisme

Du Soleil !

But / problématique Fabriquer un arc-en-ciel

Compétences travaillées /

Notions

Présence d’eau et de soleil : chaque gouttelette d’eau renvoie la

lumière en la décomposant en couleurs de l’arc-en-ciel.

Le CD et le prisme jouent le même rôle que les gouttelettes d’eau.

Une expérience ne fonctionne pas toujours !

Lexique

Prérequis

Déroulement

1- Dispositif : collectif

Rappel des idées d’expériences proposées par les élèves pour créer un arc-en-ciel.

« Nous allons ensemble descendre dans la cour et voir si l’expérience proposée par Maylis pour créer

un arc-en-ciel fonctionne. »

Réalisation de l’expérience jet d’eau + soleil dans la cour.

José règle l’embout du jet d’eau pour créer une pluie assez fine et il se place de différentes façons par

rapport au soleil pour essayer de fabriquer un arc-en-ciel. Lorsque José est dos au soleil, il y a création

de l’arc-en-ciel !

2- Dispositif en ateliers : 4 ateliers et 4 groupes de 6 élèves qui vont tourner

1 atelier avec Marine : atelier « bulles »

1 atelier avec Steccy : atelier « brumisateur+ lumière artificielle »

1 atelier avec la maîtresse : atelier « miroir + bac eau + feuille blanche + soleil »

1 atelier en autonomie : atelier « prisme et plusieurs CD »

« Vous êtes par groupes de 6 et vous allez tourner dans les différents ateliers et essayer de fabriquer un

arc-en-ciel. »

Prévoir 45 minutes pour que les élèves tournent dans les 4 ateliers.

3- Dispositif : groupe classe

Synthèse collective à l’oral : rappel de chaque expérience et « est-ce que vous êtes parvenus à créer un

arc-en-ciel ? Oui ou non et pourquoi ? »

SEANCE 5 : Trace écrite de la séance 4

Durée 45 minutes

Matériel Feuilles de dessin pour réaliser les 5 expériences

But / problématique Rappel de toutes les expériences réalisées

Compétences travaillées /

Notions

S’exprimer à l’oral, expliquer, valider ou non les hypothèses

proposées

Trace écrite : certaines expériences ont permis de réaliser un arc-

en-ciel, d’autres non ou partiellement

Lexique

Prérequis

SEANCE 7 : Trace écrite de la séance 6

Durée 45 minutes

Matériel

Disque de Newton fabriqué et colorié lors de la séance 6 à coller

sur le cahier de trace écrite

Appareil motorisé pour faire tourner le disque de Newton encore

plus vite (pour remontrer l’expérience)

But / problématique Trace écrite expliquant comment recomposer la lumière blanche à

partir des couleurs de l’arc-en-ciel

Compétences travaillées /

Notions

Le disque de Newton. Recomposer la lumière blanche.

Lexique Newton – Recomposition de la lumière

Prérequis