Un exemple de démarche Un exemple de démarche d’investigationd’investigation

Électricité 4ème: 1Électricité 4ème: 1erer cours cours

1) Le professeur choisit une 1) Le professeur choisit une

situation de départ situation de départ susceptible susceptible

de déclencher la de déclencher la motivationmotivation

OBJECTIFSACQUIS DES ELEVES

REPRESENTATIONS DES ELEVES (erronées)

Objectifs et compétences à Objectifs et compétences à acquériracquérir

Brancher le multimètre en voltmètreBrancher le multimètre en voltmètre Mesurer une tensionMesurer une tension Schématiser le voltmètre pour Schématiser le voltmètre pour

mesurer une tension positivemesurer une tension positive Retenir l’unité de tensionRetenir l’unité de tension Formuler la loi de l’additivité des Formuler la loi de l’additivité des

tensions dans un circuit série et tensions dans un circuit série et savoir la vérifiersavoir la vérifier

Acquis des élèvesAcquis des élèves

Notion de circuit ouvert et ferméNotion de circuit ouvert et fermé Rôle du générateurRôle du générateur Symboles des éléments électriquesSymboles des éléments électriques Identifier,réaliser et schématiser des Identifier,réaliser et schématiser des

circuits en série et des circuits en circuits en série et des circuits en dérivationdérivation

Situation de départ

Karim ne se rappelle plus très bien Karim ne se rappelle plus très bien cette loi d’électricité. Ta mission est cette loi d’électricité. Ta mission est de l’aider à la retrouver.de l’aider à la retrouver.

Dans un circuit……………la Dans un circuit……………la

tension entre les deux bornes tension entre les deux bornes du générateur est égale à la du générateur est égale à la

somme des tensions entre les somme des tensions entre les deux bornes de chaque dipôle deux bornes de chaque dipôle

récepteurrécepteur

2°) Appropriation du problème 2°) Appropriation du problème par les élèvespar les élèves

Le professeur est alors guide Le professeur est alors guide et animateur,il aide les élèves et animateur,il aide les élèves a comprendre ce qu’on a comprendre ce qu’on attend d’euxattend d’eux

a) Individuellementa) Individuellement

Quel est le problème a résoudre ici?Quel est le problème a résoudre ici?

Il faut trouver le mot qui manqueIl faut trouver le mot qui manque

Oui mais ça n’est pas le problème de Oui mais ça n’est pas le problème de physique qui est posé.physique qui est posé.

En 5eme vous avez étudié différents En 5eme vous avez étudié différents types de circuitstypes de circuits

Quels sont ces circuits?Quels sont ces circuits?

Ce sont des circuits série et dérivationCe sont des circuits série et dérivation

Le professeur recentre sur le champ Le professeur recentre sur le champ scientifique: scientifique:

Le mot qui manque est série ou Le mot qui manque est série ou dérivation.dérivation.

Écrivez seuls sur votre cahier le problème Écrivez seuls sur votre cahier le problème à résoudre.à résoudre.

Le professeur guide individuellement tous Le professeur guide individuellement tous les élèves dans l’écriture du problème à les élèves dans l’écriture du problème à résoudre (français correct,…)résoudre (français correct,…)

b) Collectivementb) Collectivement

Le professeur questionne pour savoir si tous Le professeur questionne pour savoir si tous les élèves ont compris ce qu’ils cherchent les élèves ont compris ce qu’ils cherchent et les guide dans la formulation commune et les guide dans la formulation commune du problème.du problème.

Les élèves écrivent tous sur leur cahier:Les élèves écrivent tous sur leur cahier: Je cherche à savoir si c’est dans un circuit Je cherche à savoir si c’est dans un circuit

en série ou en dérivation que la tension en série ou en dérivation que la tension entre les deux bornes du générateur est entre les deux bornes du générateur est égale à la somme des tensions entre les égale à la somme des tensions entre les bornes de chaque dipôle récepteur.bornes de chaque dipôle récepteur.

3°) Formulation d’un 3°) Formulation d’un protocole expérimental.protocole expérimental.

a) Mise en place individuelle d’une a) Mise en place individuelle d’une stratégie de résolutionstratégie de résolution

Le professeur guide: Le professeur guide: Décrivez avec des Décrivez avec des phrases courtes l’expérience que vous phrases courtes l’expérience que vous pourriez faire pour retrouver cette loi.pourriez faire pour retrouver cette loi.

On va fabriquer un circuit en série et un On va fabriquer un circuit en série et un circuit en dérivationcircuit en dérivation

Le professeur fait prendre conscience que Le professeur fait prendre conscience que l’action ne suffit pas pour tester la validité l’action ne suffit pas pour tester la validité de la loi.de la loi.

Comment verras tu que la loi est vérifiée?Comment verras tu que la loi est vérifiée?

Le professeur aideLe professeur aide

Souligne les mots clefs dans la loiSouligne les mots clefs dans la loi

Le professeur apporte les infos pratiques.Le professeur apporte les infos pratiques.

Je ne peux pas vous donner le matériel pour Je ne peux pas vous donner le matériel pour les deux montages en même temps,la les deux montages en même temps,la moitié de la classe fera les montages en moitié de la classe fera les montages en série et l’autre moitié les montages en série et l’autre moitié les montages en dérivationdérivation

Questions des élèvesQuestions des élèves

Qu’est ce que les bornes?Qu’est ce que les bornes?

Qu’est ce qu’ un récepteur,un dipôle?Qu’est ce qu’ un récepteur,un dipôle?

Qu’est ce que la tension?Qu’est ce que la tension?

Le professeur répond , recentre les Le professeur répond , recentre les élèves sur la tâche a accomplir et élèves sur la tâche a accomplir et donne des conseilsdonne des conseils

Les élèves commencent a Les élèves commencent a donner un sens à l’énoncé de donner un sens à l’énoncé de

loiloi

On va fabriquer un circuit en série ou On va fabriquer un circuit en série ou en dérivation.en dérivation.

On va prendre la tension du On va prendre la tension du générateurgénérateur

On va prendre ou calculer la tension On va prendre ou calculer la tension des dipôles récepteursdes dipôles récepteurs

……....

b) Formulation collective du b) Formulation collective du protocole expérimentalprotocole expérimental

Le professeur vérifie alors que tous les Le professeur vérifie alors que tous les élèves se représentent la tâche à élèves se représentent la tâche à accomplir et les guide pour une accomplir et les guide pour une formulation commune des étapes du formulation commune des étapes du protocole.protocole.

Les élèves écrivent dans leur cahier lesLes élèves écrivent dans leur cahier les

étapes:étapes:1 On construit un circuit série ou dérivation1 On construit un circuit série ou dérivation

2 On mesure la tension entre les 2 bornes 2 On mesure la tension entre les 2 bornes du générateurdu générateur

3 On mesure la tension entre les 2 bornes 3 On mesure la tension entre les 2 bornes de chaque lampede chaque lampe

4 On additionne les tensions mesurées entre 4 On additionne les tensions mesurées entre les 2 bornes de chaque lampeles 2 bornes de chaque lampe

5 On compare les deux valeurs5 On compare les deux valeurs

4°) Résolution du probleme par 4°) Résolution du probleme par les élèvesles élèves

a) Schématiser l’expérience à réalisera) Schématiser l’expérience à réaliser

Les élèves demandent des infosLes élèves demandent des infossupplémentaires:supplémentaires:Avec quoi mesure t on la tension?Avec quoi mesure t on la tension?Comment dessiner un appareil qui Comment dessiner un appareil qui

mesure la tension ?Ou le dessiner?mesure la tension ?Ou le dessiner?Combien y a-t-il de récepteurs?....Combien y a-t-il de récepteurs?....

Le professeur répond ,donne les infos :Le professeur répond ,donne les infos :

- Il donne le nom de l’appareil qui - Il donne le nom de l’appareil qui mesure la tension et comment il se mesure la tension et comment il se banche.banche.

- Il donne le nombre et la nature des - Il donne le nombre et la nature des récepteurs.récepteurs.

b) Réalisation de l’expérienceb) Réalisation de l’expérience

Le professeur est une personne Le professeur est une personne ressource :ressource :

- qui donne le matériel- qui donne le matériel

- qui rappelle les consignes de sécurité- qui rappelle les consignes de sécurité

! C’est lui qui met en route le ! C’est lui qui met en route le générateur!générateur!

Les élèves demandent des infos sur le Les élèves demandent des infos sur le multimètremultimètre

Le professeur apporte les infos et des aidesLe professeur apporte les infos et des aides

Il ne donne pas obligatoirement directement Il ne donne pas obligatoirement directement les réponses mais des pistesles réponses mais des pistes

Il incite les élèves a bien utiliser le voltmètreIl incite les élèves a bien utiliser le voltmètre

Les élèves:Les élèves:

- Notent sur leur cahier ou feuille,- Notent sur leur cahier ou feuille,

le schéma,les résultats et les mesuresle schéma,les résultats et les mesures

- Font le calcul- Font le calcul

- Écrivent une conclusion- Écrivent une conclusion

Le professeur apporte les infos pour écrire les Le professeur apporte les infos pour écrire les résultats:résultats:

Symbole de la tension,USymbole de la tension,U

Symbole de la tension générateur UgSymbole de la tension générateur Ug

L’unité de tension est le VOLT ,son symbole L’unité de tension est le VOLT ,son symbole est Vest V

5°) Acquisition et structuration 5°) Acquisition et structuration des connaissancesdes connaissances

Le professeur est alors coordinateurLe professeur est alors coordinateur

-Structuration les connaissances-Structuration les connaissances Qu’avez vous fait?Qu’avez vous fait? Dans quel but?Dans quel but? As-tu retrouvé la loi oubliée par Karim?As-tu retrouvé la loi oubliée par Karim? Que faut il retenir. Conclusion.Que faut il retenir. Conclusion.

-Élaboration d’une trace écrite au brouillon-Élaboration d’une trace écrite au brouillon

Les élèves:Les élèves:

S’approprient le nouveau savoirS’approprient le nouveau savoir

Reformulent les connaissances Reformulent les connaissances nouvellesnouvelles

Écrivent la conclusion générale:loi des Écrivent la conclusion générale:loi des tensions dans un circuit en sérietensions dans un circuit en série

6°) Réinvestissement des 6°) Réinvestissement des connaissances nouvellesconnaissances nouvelles

Évaluation expérimentale:Évaluation expérimentale:

Mesure de tensions,….Mesure de tensions,….

Exercices d’application sur la loi des Exercices d’application sur la loi des tensionstensions

DevoirDevoir